[读懂科学]“人口8万的整座城市面临全面坍塌风险”
NASA研究非洲刚果“滑坡林地”案例
“地下水运动是最大成因”
“一座拥有50万人口的非洲大城市,其地基整体都处于危险之中。”
在全球因气候变暖而暴雨集中、极端强降雨现象日益频繁的背景下,有研究结果指出,引发缓慢但超大规模山体滑坡的“缓慢滑坡”现象,其最大成因是地下水的运动。
美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室(JPL)3日(当地时间)表示,研究团队对位于刚果民主共和国高原地区、人口约50万规模的布卡武市,利用人造卫星和航空影像等资料进行调查研究后,得出了这一结论。布卡武目前是人口约50万的大城市,预计到2030年将迅速增长到100万人,是一座高速发展的城市。问题在于,城市相当大一部分是在不稳定的坡地地基上未经规划、快速建成的。原本城市是沿湖岸平坦的湖滨地带建设的,但在扩张过程中,大量建筑和道路等基础设施被修建在坡地上。
在这一过程中,布卡武因地基不稳定而长期遭受缓慢但持续的基础设施破坏。其中,富努(Funu)地区约有8万人生活在恶劣的居住环境中,当地每年最多发生达3米的缓慢滑坡,居民生活在恐惧之中。
研究团队动用由欧洲航天局(ESA)和意大利航天局(ISA)运营的卫星进行雷达测量,并确认了近期城市开发、地震、降雨等可能影响地基移动的各种因素。同时参考了保存在比利时中非皇家博物馆、从1947年至2018年拍摄的长达70年的航空照片。研究团队尤其在4年6个月的时间里,以每周为单位测量地基移动状况。
结果显示,降雨、地质活动和城市开发都对缓慢滑坡现象产生影响,但最大的危险因素是地下水的流动。地下水渗入地下岩层裂隙,使其弱化,而在城市建设过程中铺设的道路、雨水排水管以及破裂的自来水管等又改变了水的流向,从而使坡地土壤泥化并变得不稳定。
JPL研究员Alexander Handwerger表示:“我们得以明确确认城市增长与缓慢滑坡现象之间的关联”,并解释称:“我们发现,缓慢滑坡的发生并非源于新增住房带来的上部荷载,而是由水的流动所引起。”
相比每年造成数千人伤亡和数十亿美元经济损失的高速山体滑坡,缓慢滑坡一般不那么具有直接威胁性。但它每年都会缓慢发生,逐步破坏山体,有时会引发超大规模山体滑坡,使修复工作极为困难。2017年美国加利福尼亚州比格瑟尔地区泥溪(Mud Creek)发生的山体滑坡就是典型案例,当时约500万立方米的岩石与土方掩埋了高速公路,造成长期交通中断和严重损失。当前,地球各地的城市化正以前所未有的速度快速推进;与此同时,由气候变暖引发、成为缓慢滑坡诱因的集中暴雨等极端天气也愈发频繁。类似泥溪那样的超大规模缓慢滑坡山体灾害在任何时间、任何地点重演的可能性正在不断升高。
另一方面,NASA计划在2024年与印度空间研究组织(ISRO)联合发射具备昼夜雷达观测地表运动能力的合成孔径雷达(SAR)卫星NISAR,以精确测量全球地基移动的实际状况。NASA表示,通过监测与山体滑坡、地震、火山爆发等自然灾害相关的地表微小运动,“将有助于保护生命和财产安全”。
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