Огромные города могут медленно опускаться, даже когда на улицах нет ни землетрясений, ни заметных провалов. Дома остаются на своих местах, транспорт движется, а поверхность под ними год за годом теряет высоту. Ученые изучили спутниковые наблюдения за 465 городами в 107 странах и обнаружили, насколько неравномерно происходит этот процесс. В некоторых районах скорость проседания измеряется уже не миллиметрами, а десятками сантиметров в год.
Оседание грунта не означает, что мегаполис проваливается в подземную пустоту. Чаще речь идет о постепенном уплотнении пород и изменении высоты отдельных участков поверхности. Такие движения способны деформировать дороги, повредить трубопроводы, изменить уклон канализации и усилить последствия ливней. Особенно опасно, когда соседние кварталы опускаются с разной скоростью: здания и инженерные сети испытывают неравномерные нагрузки.
До сих пор сравнивать ситуацию в разных странах было непросто. Где-то ученые измеряли оседание наземными приборами, где-то использовали спутники, а интервалы и способы обработки данных различались. Международная команда с участием исследователей Пекинского университета применила единый подход к радиолокационным снимкам за 2014–2023 годы. В анализ вошли города с населением более миллиона человек.
В основе работы лежит спутниковая радиолокационная интерферометрия. Аппарат многократно наблюдает одну местность, а исследователи сравнивают фазы отраженных радиосигналов. По небольшим изменениям расстояния до поверхности можно оценить ее перемещение с высокой точностью. В результате появились карты с разрешением около 40 метров — достаточно подробные, чтобы различить соседние городские районы.
Один из самых впечатляющих примеров — Мехико. В отдельных его районах локальное проседание достигало примерно 217 миллиметров в год, то есть почти 22 сантиметра. Однако среднее значение для города составляло около восьми миллиметров в год. Это принципиальная разница: рекордный показатель относится к конкретным участкам, и распространять его на весь мегаполис нельзя. В другом мексиканском городе, Торреоне, средняя скорость составляла около 17 миллиметров в год.
Серьезные очаги оседания обнаружены и в Азии. В индонезийском Медане средний показатель достигал приблизительно 33 миллиметров в год, в Бандунге — 22 миллиметров, а в иранском Исфахане — 11 миллиметров. Но география риска гораздо шире. Карты выявили заметные движения и в регионах, которым прежде уделялось меньше внимания, включая отдельные районы Африки, Южной Америки и России.
Почему земля начинает опускаться? Одна из распространенных причин — интенсивная откачка подземных вод. Вода заполняет поры между частицами осадочных пород и поддерживает давление внутри водоносных слоев. Когда ее извлекают быстрее, чем запасы восполняются, некоторые слои уплотняются, а поверхность проседает. В разных городах роль могут играть также особенности геологии, нагрузка от застройки и добыча подземных ресурсов.
Не все крупные города демонстрируют одинаковую картину. Для Бостона, Нью-Йорка, Лондона, Пекина, Токио, Сеула, Сиднея, Монтевидео и Неаполя исследование выявило в целом небольшие вертикальные движения — порядка 0,1–1,9 миллиметра в год, включая как опускание, так и поднятие поверхности. Такие величины требуют осторожной интерпретации из-за погрешностей. Кроме того, спокойный средний показатель не исключает локальных проблем.
Спутниковые данные позволили увидеть не только скорость, но и ее изменение. В ряде городов Восточной и Юго-Восточной Азии оседание в последние годы замедлялось, однако рядом встречались территории, где оно ускорялось. Это важно для городских властей: улучшение ситуации в одном районе не означает, что опасность устранена во всем мегаполисе. Для точных выводов нужно продолжать наблюдения.
У прибрежных городов есть дополнительная уязвимость. Если земля опускается, а уровень моря повышается, относительная высота берега уменьшается сразу по двум причинам. Даже небольшие ежегодные изменения могут накапливаться, ухудшать отвод дождевой воды и увеличивать риск затоплений. При этом исследование не утверждает, что все движения вызваны изменением климата: причины проседания нужно устанавливать отдельно.
У метода есть ограничения. Ученые прежде всего оценивали относительное локальное движение поверхности, а не абсолютное опускание каждого города. Сопоставление с глобальными данными о вертикальных движениях добавляет неопределенность, особенно там, где мало наземных станций. Девятилетний период наблюдений также не гарантирует, что выявленные скорости сохранятся в будущем.
Главный результат работы в Nature Cities — не прогноз исчезновения мегаполисов, а возможность увидеть скрытую угрозу на единой карте мира. Такие данные помогают определить, где нужны дополнительные измерения, контроль использования подземных вод и проверка инженерных сетей. Город может выглядеть неподвижным, но земля под ним постепенно меняется. Теперь эти перемены можно сравнивать и отслеживать гораздо системнее.
А затем «Добавить на главный экран».
