فرونشست زمین چگونه باعث افزایش سطح آب دریا در سواحل میشود و راهکار شهرها برای توقف آن چیست؟
تحلیلهای جهانی جدید نشان میدهند که فرونشست زمین ناشی از برداشت آبهای زیرزمینی، بالا آمدن نسبی سطح آب دریا در شهرهای ساحلی را تشدید میکند، اما مدیریت محلی آب میتواند این فرونشست را متوقف سازد.
به قلم آزاده ابراهیمی
این خبر را به اشتراک بگذارید
بهطور خلاصه
- مناطق ساحلی پرجمعیت بالا آمدن نسبی سطح آب دریا را تقریباً با دو برابر نرخ مطلق جهانی تجربه میکنند.
- عامل اصلی این افزایش شتابان سطح آب دریاهای محلی، فرونشست زمین ناشی از برداشت آبهای زیرزمینی توسط انسان است.
- مدلهای اقلیمی نظری با نادیده گرفتن دادههای ارتفاع زمین، سطح آب دریاهای نسبی واقعی را به طور تاریخی ۲۰ تا ۳۰ سانتیمتر کمتر از حد واقعی برآورد کردهاند.
هنگامی که جوامع ساحلی برای آینده برنامهریزی میکنند، تقریباً تمام توجه آنها به اقیانوسها معطوف است. روایت غالب تغییرات اقلیمی بر ذوب شدن صفحات یخی قطبی و انبساط حرارتی آبهای گرمشده متمرکز است که در مجموع سطح آبهای جهانی را به طور پیوسته بالا میبرند.[5]
اما موجی از تحقیقات جامع که در سال ۲۰۲۶ منتشر شد، یک نقطه کور سیستمی و بزرگ را در نحوه محاسبه خطر سیل در مناطق ساحلی آشکار کرده است. تهدید فقط این نیست که آب در حال بالا آمدن است؛ بلکه این است که زمین زیر پای ما به سرعت در حال فرونشستن است.[1]
این پدیده که به عنوان فرونشست زمین شناخته میشود، اساساً جدول زمانی آسیبپذیری مناطق ساحلی را بازنویسی میکند. با این حال، برخلاف چالش جهانی کاهش انتشار کربن، فرونشست زمین یک فرصت توانمندسازی منحصر به فرد را ارائه میدهد: این یک مشکل محلی با راهحلهای محلی اثباتشده و فوری است.[4]
مقیاس محض عامل فرونشست در یک مطالعه برجسته در ماه مه ۲۰۲۶ که در نشریه «نیچر کامیونیکیشنز» (Nature Communications) توسط محققان دانشگاه فنی مونیخ (TUM) و دانشگاه تولین منتشر شد، کمیسازی شد.[1]
محققان با تجزیه و تحلیل دادههای ماهوارهای و شاخصهای جزر و مد، دریافتند که مناطق ساحلی پرجمعیت به طور متوسط «بالا آمدن نسبی» سطح آب دریا را تقریباً ۶ میلیمتر در سال تجربه میکنند.
برای درک بهتر این رقم، بالا آمدن مطلق سطح اقیانوس جهانی که ناشی از تغییرات اقلیمی است، در حال حاضر حدود ۳.۱۵ میلیمتر در سال است. این بدان معناست که برای میلیونها نفر از ساکنان ساحلی، فرونشست زمین تقریباً نرخ مؤثر پیشروی دریا به سمت خانههایشان را دو برابر میکند.[1]
در برخی از نقاط بحرانی جهان، آمارها حتی نگرانکنندهتر هستند. مطالعه TUM نرخهای شدید فرونشست را در مراکز بزرگ شهری شناسایی کرد، به طوری که جاکارتا ۱۳.۷ میلیمتر، تیانجین ۱۳.۵ میلیمتر و بانکوک ۸.۵ میلیمتر در سال فرونشست دارند.
چه چیزی باعث این تغییر سریع زمینشناسی میشود؟ در حالی که حرکات تکتونیکی طبیعی و تنظیمات پسایخبندان نقش جزئی دارند، مقصر اصلی فعالیتهای انسانی است – به طور خاص، برداشت شدید آبهای زیرزمینی.[1]
همانطور که کلانشهرهای ساحلی در حال رشد، آب را از سفرههای زیرزمینی سریعتر از آنچه طبیعت میتواند جایگزین کند، پمپاژ میکنند، لایههای زمینشناسی متخلخل زیر شهر شروع به خشک شدن و فشرده شدن میکنند.[4]
این فشردهسازی سفرههای آب اغلب با وزن ساختاری محض زیرساختهای شهری مدرن – آسمانخراشها، بزرگراهها و بتن – که بر روی خاکهای نرم ساحلی فشار میآورند، تشدید میشود.
برداشت نفت و گاز، و همچنین محرومیت از رسوبات طبیعی به دلیل سدهای بالادست رودخانهها، روند فرونشست را در مناطق دلتایی بسیار آسیبپذیر تسریع میبخشد.[3][5]
عدم توجه به این حرکت عمودی زمین منجر به برآورد خطرناک کمتر از حد واقعی سیل شده است. یک فراتحلیل در مارس ۲۰۲۶ توسط دلتارس (Deltares) و دانشگاه واگنینگن (Wageningen University) نشان داد که ۹۰ درصد مطالعات مخاطرات ساحلی به جای اندازهگیریهای واقعی ارتفاع زمین محلی، بر مدلهای گرانشی نظری جهانی تکیه کردهاند.
از آنجایی که این مدلهای نظری فرونشست محلی را نادیده میگرفتند، محققان دریافتند که سطح آب دریاهای نسبی واقعی، به طور متوسط، ۲۰ تا ۳۰ سانتیمتر بالاتر از آنچه مدلهای پایه پیشبینی کرده بودند، است.
در بخشهایی از جنوب جهانی، به ویژه در آسیای جنوب شرقی و اقیانوسیه، این شکاف اندازهگیری از یک متر کامل فراتر میرود، به این معنی که دهها میلیون نفر بیشتر از آنچه قبلاً تصور میشد، در حال حاضر زیر سطح آب دریاهای نسبی زندگی میکنند.
یک مطالعه جداگانه در سال ۲۰۲۶ در نشریه «نیچر ژئوساینس» (Nature Geoscience) این یافتهها را در ایالات متحده تأیید کرد و نشان داد که حرکت عمودی زمین بسیار غیرخطی است و عامل غالب بالا آمدن نسبی سطح آب دریا در مکانهایی مانند دلتای میسیسیپی و خلیج چساپیک است.[2]
در حالی که این یافتهها ممکن است در ابتدا نگرانکننده به نظر برسند، کارشناسان سازگاری با اقلیم این دادهها را به عنوان یک مزیت عملیاتی عمیق میبینند. از آنجایی که فرونشست عمدتاً توسط مدیریت محلی آبهای زیرزمینی هدایت میشود، شهرها مجبور نیستند برای محافظت از خود منتظر معاهدات اقلیمی جهانی بمانند.[4]
فلوریان سایتز، مدیر مؤسسه تحقیقات ژئودتیک آلمان در TUM، اظهار داشت: «در بسیاری از شهرهای بزرگ ساحلی، برداشت آبهای زیرزمینی عامل اصلی فرونشست زمین است. این بدان معناست که تصمیمات سیاسی و مدیریت آب محلی میتوانند تفاوت قابل توجهی ایجاد کنند.»
تاریخ شواهد روشنی ارائه میدهد که این مداخله مؤثر است. توکیو، که در طول قرن بیستم چندین متر فرونشست داشت، با تنظیم دقیق پمپاژ آبهای زیرزمینی و سرمایهگذاری سنگین در منابع آب جایگزین، فرونشست خود را تا حد زیادی متوقف کرد.[5]
به طور مشابه، منطقه هیوستون-گالوستون در تگزاس در دهه ۱۹۷۰ یک ناحیه اختصاصی فرونشست تأسیس کرد و اتکای صنعتی و شهری به آب را به دریاچههای سطحی تغییر داد، که با موفقیت فرونشست سریع منطقه را متوقف کرد.[4]
با ادغام دادههای دقیق حرکت زمین در مدلهای اقلیمی خود و انجام اقدامات قاطع برای محافظت از سفرههای آب، شهرهای ساحلی میتوانند فوراً بالا آمدن نسبی سطح آب دریا را کاهش دهند. مدیریت زمینی که زیر پای آنهاست، باارزشترین منبع در مبارزه با اقلیم را برای این جوامع میخرد: زمان.[5]
اصطلاحات کلیدی
- فرونشست زمین (Land Subsidence)
- نشست یا فرورفتگی تدریجی سطح زمین که اغلب ناشی از حذف منابع زیرزمینی مانند آب، نفت یا گاز است.
- بالا آمدن نسبی سطح آب دریا
- تغییر محلی سطح آب دریا که در ساحل تجربه میشود و با ترکیب بالا آمدن اقیانوس و حرکت عمودی زمین محاسبه میگردد.
- بالا آمدن مطلق سطح آب دریا
- افزایش جهانی حجم اقیانوس که عمدتاً ناشی از ذوب شدن صفحات یخی و انبساط حرارتی آب گرم شده است.
- فشردهسازی سفره آب (Aquifer Compaction)
- فرآیندی که در آن لایههای متخلخل سنگ و خاک زیرزمینی پس از پمپاژ آب درون آنها، فشرده شده و فرو میریزند.
- مدل ژئوئید (Geoid Model)
- یک مدل ریاضی نظری از سطح آب دریاهای جهانی که بر اساس گرانش و چرخش زمین است و اغلب در محاسبه فرونشست محلی زمین شکست میخورد.
پرسشهای متداول
چرا زمین در شهرهای ساحلی فرونشست میکند؟
علت اصلی فعالیتهای انسانی، به ویژه برداشت شدید آبهای زیرزمینی است. با خشک شدن سفرههای آب، لایههای خاک زیرزمینی فشرده شده و باعث افت سطح زمین میشوند.
فرونشست چگونه بر بالا آمدن سطح آب دریا تأثیر میگذارد؟
این مشکل را تشدید میکند. اگر سطح اقیانوس ۳ میلیمتر بالا بیاید و زمین ۳ میلیمتر فرونشست کند، جامعه محلی بالا آمدن نسبی سطح آب دریا به میزان ۶ میلیمتر را تجربه میکند.
آیا فرونشست زمین قابل برگشت است؟
در حالی که بالا آوردن مجدد زمین پس از فشرده شدن بسیار دشوار است، شهرها میتوانند با تنظیم دقیق پمپاژ آبهای زیرزمینی و استفاده از منابع آب جایگزین، فرونشست بیشتر را به طور کامل متوقف کنند.
آیا همه مناطق ساحلی با نرخ یکسانی فرونشست میکنند؟
خیر. فرونشست بسیار محلی است و در کلانشهرهای پرجمعیت، دلتاهای رودخانهای و مناطقی که بر روی رسوبات نرم و جوان ساخته شدهاند، شدیدتر است.
بررسی عمیق دیدگاهها
محققان ژئودتیک
تمرکز بر اندازهگیری دقیق حرکت عمودی زمین و نیاز فوری به بهروزرسانی مدلهای جهانی سیل.
دانشمندان ژئودتیک استدلال میکنند که جامعه اقلیمی به طور خطرناکی بیش از حد به مدلهای نظری ژئوئید که بالا آمدن مطلق اقیانوس را اندازهگیری میکنند، وابسته بوده و ارتفاع محلی زمین را نادیده گرفتهاند. با ادغام تداخلسنجی ماهوارهای (InSAR) و دادههای محلی شاخص جزر و مد، محققان ثابت کردهاند که حرکت عمودی زمین عامل غالب در آسیبپذیری ساحلی است. آنها از یک تغییر پارادایم در مدلسازی مخاطرات حمایت میکنند و اصرار دارند که هر ارزیابی خطر ساحلی باید دادههای اقیانوسشناسی را با اندازهگیریهای دقیق زمینشناسی ترکیب کند تا تهدید واقعی برای جمعیتها به درستی ثبت شود.
متخصصان آبشناسی شهری
تأکید بر اینکه مدیریت پایدار آبهای زیرزمینی مؤثرترین ابزار برای توقف فرونشست ساحلی است.
برای متخصصان آبشناسی و مهندسان عمران، بحران فرونشست اساساً یک شکست در مدیریت آب است. آنها اشاره میکنند که با رشد کلانشهرها، پمپاژ کنترلنشده سفرههای آب زیرزمینی، فشار هیدرولیکی حمایتکننده از زمین روی آن را حذف میکند و منجر به فشردهسازی غیرقابل برگشت خاک میشود. راهحل آنها کاملاً عملی است: با محدود کردن برداشت آبهای زیرزمینی، سرمایهگذاری در مخازن آب سطحی، و ساخت تأسیسات پیشرفته نمکزدایی یا بازیافت آب، شهرها میتوانند زمینشناسی خود را تثبیت کنند. آنها اغلب توکیو و هیوستون را به عنوان شواهد قطعی ذکر میکنند که فرونشست را میتوان با مهندسی از بین برد.
حامیان سازگاری اقلیمی
کاهش فرونشست را به عنوان یک راهحل اقلیمی محلی و توانمندساز میبینند که زمان حیاتی برای شهرها فراهم میکند.
حامیان سازگاری، دادههای فرونشست را نه به عنوان یک وحی آخرالزمانی، بلکه به عنوان یک فرصت توانمندساز برای حاکمیت محلی تلقی میکنند. در حالی که توقف بالا آمدن مطلق سطح آب دریا نیازمند یک گذار جهانی عظیم و چند دههای از سوختهای فسیلی است، توقف فرونشست زمین تنها نیازمند اراده سیاسی محلی است. با انجام اقدامات فوری برای محافظت از سفرههای آب و مدیریت وزن زیرساختهای شهری، شهرداران و برنامهریزان منطقهای میتوانند مستقیماً بالا آمدن نسبی سطح آب دریا را کاهش دهند. این کنترل محلی یک حائل حیاتی فراهم میکند و زمان و تابآوری لازم را برای جوامع آسیبپذیر برای آماده شدن در برابر تأثیرات گستردهتر اقلیمی میخرد.
- محققان ژئودتیک
- تمرکز بر اندازهگیری دقیق حرکت عمودی زمین و نیاز فوری به بهروزرسانی مدلهای جهانی سیل با دادههای محلی.
- متخصصان آبشناسی شهری
- تأکید بر اینکه مدیریت پایدار آبهای زیرزمینی و تأمین آب جایگزین، مؤثرترین ابزارها برای توقف فرونشست ساحلی هستند.
- حامیان سازگاری اقلیمی
- کاهش فرونشست را به عنوان یک راهحل اقلیمی محلی و توانمندساز میبینند که در حین رسیدگی به انتشار جهانی گازها، زمان حیاتی برای شهرها فراهم میکند.
دیدگاههایی که این گزارش پوشش نداده
- ساکنان آسیبپذیر ساحلی که با جابجایی فوری روبرو هستند
- بخشهای کشاورزی وابسته به آبهای زیرزمینی ساحلی
منابع
[1]Nature Communicationsمحققان ژئودتیکRelative sea-level rise in densely populated coastal regions
مطالعه در Nature Communications →
[2]Nature Geoscienceمحققان ژئودتیکVariable contributions of vertical land motion to sea-level change inferred at tide gauges
مطالعه در Nature Geoscience →
[3]Natureمحققان ژئودتیکGlobal subsidence of river deltas
مطالعه در Nature →
[4]Yale Environment 360متخصصان آبشناسی شهریHow Sinking Land is Exacerbating Sea Level Rise
مطالعه در Yale Environment 360 →
[5]تیم سردبیری کوهستانحامیان سازگاری اقلیمیتحلیل تیم سردبیری کوهستان
مطالعه در تیم سردبیری کوهستان →
بیشتر در علم
مشاهده همه →اقلیم قطب شمال
کارخانه ابری تازه کشفشده در قطب شمال که در مدلهای اقلیمی غایب است، میتواند پیشبینیهای گرمایش را تغییر دهد
4 منبع
شیمی دریا
افت پیاچ از ۸.۲ به ۸.۱: دیاکسید کربن انسانی چگونه یونهای کربنات را کاهش داده و ارگانیسمهای آهکساز را تهدید میکند
8 منبع
تابش واداشتی اقلیمی
تابش واداشتی ۰.۷- وات بر متر مربع: چرا ذرات معلق در حال حاضر یکچهارم گرمایش گازهای گلخانهای را پنهان میکنند؟
7 منبع
زیستشناسی تکوینی
ردیابی شجره سلولی جنین موش با دستگاه ضبط ژنتیکی «ماشینتحریر دیانای»
7 منبع
نظرات
هر زاویه. هر روز.
اخبار علم با پوشش کامل منابع و تحلیل دیدگاهها، هر روز و رایگان.





