Gebieden in New York City zinken en stijgen

Wetenschappers die gebruik maken van ruimteradar hebben ontdekt dat de grond in New York City in verschillende snelheden zinkt als gevolg van menselijke en natuurlijke factoren. Sommige punten stijgen.

Wetenschappers hebben ontdekt dat delen van het grootstedelijk gebied van New York City in verschillende snelheden zinken en stijgen als gevolg van factoren variërend van landgebruik tot lang verloren gegane gletsjers. Hoewel hoogteverschillen klein lijken – fracties van een centimeter per jaar – kunnen ze de lokale overstromingsrisico’s die samenhangen met de stijging van de zeespiegel vergroten of verkleinen.

De nieuwe studie werd op 27 september gepubliceerd Vooruitgang van de wetenschap Door een team van onderzoekers van NASAlaboratorium voor straalaandrijving (Laboratorium voor straalaandrijving) in Zuid-Californië en Rutgers University in New Jersey. Het team analyseerde de ups en downs Verticale grondbeweging – ook bekend als de opkomst en ondergang – in het grootstedelijk gebied van 2016 tot 2023 met behulp van een teledetectietechnologie genaamd interferometrische synthetische apertuurradar (InSAR). Deze techniek combineert twee of meer 3D-waarnemingen van hetzelfde gebied om oppervlakte- of terreinbewegingen te detecteren.

Door verticale landbewegingen in het gebied rond New York City in kaart te brengen, ontdekten de onderzoekers dat het land gemiddeld ongeveer 1,6 mm per jaar zinkt (aangegeven in blauw). Ze ontdekten ook een bescheiden stijging (weergegeven in rood) in Queens en Brooklyn. Witte stippellijnen geven de grenzen van provincies/steden aan.
Bron afbeelding: NASA/JPL-Caltech/Rutgers University

Factoren die de beweging van de aarde beïnvloeden

Het grootste deel van de beweging die ze waarnamen, vond plaats in gebieden waar eerdere aanpassingen aan het landoppervlak – zoals landaanwinning en de aanleg van stortplaatsen – de grond losser en samendrukbaarder hadden gemaakt onder latere gebouwen.

Een deel van deze beweging wordt ook veroorzaakt door natuurlijke processen die duizenden jaren teruggaan tot de meest recente ijstijd. Ongeveer 24.000 jaar geleden verspreidde zich een enorme ijskap over een groot deel van New England, en een muur van ijs van meer dan anderhalve kilometer hoog bedekte het huidige Albany in de staat New York. De aardmantel, die een beetje op een elastische matras lijkt, is sindsdien langzaam aan het resetten. New York City, dat op hoge grond voorbij de rand van de ijskap ligt, zinkt nu weer.

Gedetailleerde resultaten en implicaties

Wetenschappers ontdekten dat het grootstedelijk gebied gemiddeld ongeveer 1,6 mm per jaar dunner wordt, hetzelfde aantal dat een teennagel in één maand groeit. Gebruik van bestaande radars bij de European Space Agency (ESA)Europese RuimtevaartorganisatieSentinel-1-satellieten hebben, gecombineerd met geavanceerde gegevensverwerkingstechnieken, gedetailleerde bewegingen in kaart gebracht en buurten en oriëntatiepunten geïdentificeerd – tot aan een landingsbaan op een luchthaven en een tennisbaan – die zich sneller dan gemiddeld terugtrekken.

Het team identificeerde hotspots: aan de linkerkant baan 13/31 op LaGuardia Airport in Queens, die zich terugtrekt met een snelheid van ongeveer 3,7 mm (0,15 inch) per jaar; Aan de rechterkant stijgt een deel van Newtown Creek, een Superfund-locatie in East Williamsburg, Brooklyn, ongelijkmatig met ongeveer 0,06 inch (1,6 mm) per jaar.
Bron afbeelding: NASA/JPL-Caltech/Rutgers University

“We hebben een gedetailleerde kaart gemaakt van verticale grondbewegingen in de omgeving van New York City, waar kenmerken naar voren kwamen die nog niet eerder waren waargenomen”, zegt hoofdauteur Brett Buzanja, een postdoctoraal onderzoeker bij JPL.

Het volgen van lokale hoogteverschillen en Relatief zeeniveau Ze kunnen belangrijk zijn voor het in kaart brengen van overstromingen en planningsdoeleinden. Dit is vooral belangrijk omdat het veranderende klimaat op aarde ervoor zorgt dat oceanen over de hele wereld stijgen, waardoor steeds vaker voorkomende verschijnselen ontstaan. Vervelende overstroming Destructieve gebeurtenissen en stormvloeden.

Belangrijke hotspots

Het team identificeerde twee opmerkelijke landingspots op een locatie naast stortplaatsen in Queens. De eerste, baan 13/31 op LaGuardia Airport, daalt met een snelheid van ongeveer 0,15 inch (3,7 mm) per jaar. Wetenschappers merkten op dat de luchthaven een renovatie van $ 8 miljard ondergaat, deels gericht op het verminderen van overstromingen veroorzaakt door de stijgende waterstanden in de Atlantische Oceaan. Ze identificeerden ook het Arthur Ashe Stadium, dat met een snelheid van ongeveer 4,6 mm per jaar zinkt en tijdens de renovatie de constructie van een lichtgewicht dak nodig had om het gewicht en de hoeveelheid verzakkingen te verminderen.

Andere hotspots voor bodemdaling zijn onder meer het zuidelijke deel van Governors Island – gebouwd op 3,5 miljoen kubieke meter rots en vuil afkomstig van ondergrondse opgravingen uit het begin van de 20e eeuw – en de nabij de oceaan gelegen locaties Coney Island en Arverne in Brooklyn. de zee, in Queens, gebouwd op kunstmatige vulling. Soortgelijke niveaus van bodemdaling zijn waargenomen onder Route 440 en Interstate 78 in de buitenwijken van New Jersey, die historische vullocaties doorkruisen en, op Rikers Island, door stortplaatsen tot hun huidige omvang zijn uitgebreid.

Wetenschappers hebben ook een voorheen niet-gekwantificeerde hoogte gevonden in East Williamsburg, Brooklyn – waar deze met ongeveer 0,06 inch (1,6 mm) per jaar steeg – en in Woodside, Queens, die tussen 2016 en 2019 met 0,27 inch (6,9 mm) per jaar steeg voordat hij afvlakte. . Co-auteur Robert Cobb van de Rutgers Universiteit zei dat grondwaterpomp- en injectieputten die worden gebruikt om verontreinigd water te behandelen mogelijk een rol hebben gespeeld, maar dat er meer onderzoek nodig is. “Ik ben gefascineerd door het potentieel van het gebruik van InSAR met hoge resolutie om dit soort relatief kortstondige veranderingen in het milieu die verband houden met hoogteverschillen te meten”, aldus Cobb.

Steden als New York, die investeren in kustverdediging en infrastructuur in het licht van de stijging van de zeespiegel, zouden kunnen profiteren van schattingen met hoge resolutie van grondbewegingen, aldus de wetenschappers.

Monitoring en toekomstige projecten

Onder leiding van JPL Opera (Monitoring Products for End-Users of Remote Sensing Analysis) zal de oppervlakteverplaatsing in heel Noord-Amerika gedetailleerd beschrijven in een toekomstig dataproduct. Om dit te doen, zal het gebruik maken van InSAR-gegevens van ESA’s Sentinel-1 en toekomstige Nazar De NASA/ISRO Synthetic Aperture Radar-missie zal naar verwachting in 2024 van start gaan. Informatie van OPERA zal wetenschappers helpen de verticale beweging van de aarde beter te volgen, samen met andere veranderingen die verband houden met natuurlijke gevaren.

Referentie: “Lokale stijging, grootschalige bodemdaling en de gevolgen van de stijging van de zeespiegel in het grootstedelijk gebied van New York City” door Brett Buzanga, David B. S. Pickart en Benjamin D. Hamlington en Robert E. Cope, Marin Govorcin en Kenneth J. Molenaar, 27 september 2023, Vooruitgang van de wetenschap.
doi: 10.1126/sciadv.adi8259