Открытие сделано на примере Осаки, которая стала естественной лабораторией благодаря введению мер по защите водоносных горизонтов в 1960-х.

Многие города опускаются, потому что из водоносных горизонтов под ними откачивают слишком много воды. Из-за этого прибрежные города становятся более уязвимыми к подъему уровня моря. Однако Осака, где с 1960-х действуют строгие меры по защите грунтовых вод, показала своим примером, что этот процесс можно обратить вспять.

Проседание земли затрагивает многие крупные города мира.

• Некоторые районы Джакарты опускаются более чем на 10 см в год, что заставляет правительство задумываться о переносе столицы Индонезии.
• Прибрежный город Тяньцзинь в Китае с населением 15 миллионов человек — тоже горячая точка оседания. Если этот процесс там продолжится без остановки — к 2120 году под водой окажется 15% населения города.
• Похожие истории разворачиваются от Сан-Диего до крупных городов Ирана — везде, где грунтовые воды откачивали быстрее, чем они успевали восстанавливаться.
• Недавние исследования показали, что в Новой Зеландии опускается до 80% городской береговой линии, что в Веллингтоне и Крайстчерче может быть связано с грунтовыми водами.

Многие города построены над естественными резервуарами грунтовых вод — водоносными горизонтами — поэтому совершенно неудивительно, что их истощение приводит к проседанию поверхности. Авторы исследования задались целью выяснить, возможно ли этот процесс остановить — результатами чего поделились на страницах Communications Earth & Environment.

Естественная лаборатория

Осака идеально подошла для такого исследования. С 1920-х по 1960-е годы интенсивная откачка грунтовых вод понизила их уровень под городом на целых 30 метров, а земля местами опустилась более чем на два метра. Это заставило японское правительство ввести строгие правила по использованию грунтовых вод в начале 1960-х. С тех пор их уровень неуклонно восстанавливается.

Чтобы отследить динамику грунтовых вод, японские ученые собрали данные с 1985 года по 44 наблюдательным скважинам, некоторые из которых достигают 500 метров в глубину. Для измерения мельчайших изменений высоты поверхности применили интерферометрическую радиолокацию с синтезированной апертурой. Этот метод заключается в многократной съемке поверхности Земли спутниковым радаром с привязкой к высокоточным измерениям глобальных навигационных спутниковых систем на наземных станциях.

Результаты — более чем обнадеживающие. С середины 1970-х состояние грунта под Осакой стабилизировалось, а как минимум с 1996 года начался его уверенный подъем.

Средняя скорость подъема составляет около 4 мм в год, а местами достигает 12 мм в год. Уровень грунтовых вод повышается со скоростью более метра в год, и там где вода поднимается быстрее — выше поднимается и земля.

Подземные плотины

В целом, однако, карта подъема оказалась весьма неоднородной. Один городской квартал может быстро подниматься, а менее чем в 100 метрах от него подъем гораздо медленнее. Как выяснили исследователи, эти резкие перепады не случайны — они образуют узкие непрерывные коридоры, пересекающие город. Эти коридоры почти идеально совпадают с известными тектоническими разломами.

Как оказалось, разломы играют роль своеобразных подземных плотин. Например, с одной стороны разлома Уэмати в Осаке уровень грунтовых вод рос в три раза быстрее, чем с другой. Те же закономерности прослеживаются и на других разломах по всему городу — вода накапливается на «верхней» стороне разлома, где она не может легко пройти, вызывая там более быстрый подъем, а «нижняя» сторона отстает.

Это открытие важнее скорее для специалистов, а главный вывод для властей предержащих — да и для всех горожан — проседание земли под городами можно остановить.