Thông tin các thành phố lớn nhất của nước Mỹ dần dần chìm vào lòng đất nghe giống như kịch bản trong một bộ phim khoa học viễn tưởng. Nhưng nghiên cứu mới nhất cho thấy một số khu vực đô thị đông dân nhất ở Mỹ như thành phố New York và Miami đang dần chìm xuống với tốc độ đáng báo động.

Tờ Livescience dẫn các báo cáo cho biết hiện tượng lún đất này còn gọi là sụt lún, đang diễn ra ở nhiều vùng của nước Mỹ nhanh hơn những năm trước. Hiện tượng này chịu sự tác động trực tiếp từ cả hai yếu tố nhân tai và thiên tai.

Ở Mỹ, các thành phố dọc theo bờ biển Đại Tây Dương - bao gồm New York, Boston, Atlantic, New Jersey, Jacksonville, Florida và Miami đang chìm xuống tới 5mm mỗi năm, theo một nghiên cứu được công bố ngày 2/1 trên tạp chí PNAS Nexus. Hơn nữa, nền địa chất đang bị sụt lún kết hợp với việc mực nước biển dâng cao càng làm tăng nguy cơ lũ lụt thảm khốc ở các thành phố đông dân cư.

Tác động của kỷ băng hà

Các chuyên gia khoa học nhận định hoạt động xây dựng và khai thác nước ngầm của con người là nguyên nhân gây ra nhiều vấn đề của Trái Đất, nhưng sụt lún cũng là kết quả của quá trình tự nhiên khi kỷ băng hà cuối cùng kết thúc, kéo dài từ khoảng 126.000 đến 11.700 năm trước.

Vùng đất nằm bên dưới và xung quanh lớp băng trong thời kỳ này vẫn đang nâng lên và hạ xuống trong một quá trình gọi là điều chỉnh đẳng tĩnh băng hà. Hiện tượng này là khi áp suất và trọng lượng của băng đẩy nền đất xuống, và nâng một phần nền đất xung quanh lên trên.

Theo Tom Parsons, nhà nghiên cứu địa vật lý tại Cơ quan khảo sát địa chất Mỹ (USGS) nói với Live Science: “Những tảng băng khổng lồ từng bao phủ Bắc Mỹ cho đến khoảng 10.000 năm trước”.

“Sức nặng của băng đè xuống phần bên trong lục địa giống như bạn ấn ngón tay của mình vào một quả bóng bay, phần trung tâm sẽ chìm xuống nhưng các cạnh phình ra – và đây là điều đã xảy ra với bờ đông nước Mỹ. Giờ đây băng đã tan, phần bên trong lục địa đang dâng lên và phần phình dọc theo bờ biển đang chìm xuống".

Đất mềm và khai thác nước ngầm quá mức

Vùng đất nơi nhiều thành phố lớn được xây dựng cũng là một yếu tố. Khi con người lần đầu tiên phát triển các khu định cư, vị trí gần biển hoặc sông đảm bảo nguồn cung cấp nước tốt cho sinh hoạt, thực phẩm và trồng trọt. Tuy nhiên, điều này có nghĩa là nhiều thành phố được xây dựng trên nền đất mềm, không ổn định.

Patrick Barnard, nhà địa chất nghiên cứu của Trung tâm khoa học hàng hải và ven biển Thái Bình Dương USGS, nói với Live Science: “Các thành phố ven biển thường được xây dựng trên vùng đất gần sông hoặc cửa sông, trên lớp trầm tích – thường là bùn – được nén lại một cách tự nhiên”.

Mặc dù một số khu vực có thể bị sụt lún tự nhiên, hoạt động của con người đang đẩy nhanh quá trình đó.

Meng Wei, Phó Giáo sư Hải dương học thuộc Đại học Rhode Island  cho biết, một trong những nguyên nhân lớn nhất dẫn đến sụt lún là do khai thác nước ngầm quá mức. Ông nói: “Đó là sự kết hợp giữa bối cảnh địa chất và dân số ngày càng tăng nên cần có nước ngầm''.

Khi con người rút cạn tầng nước ngầm hoặc khai thác khí tự nhiên từ lòng đất, những khoảng trống còn sót lại có thể sụp đổ, khiến vùng đất phía trên chìm xuống. Và với việc ngày càng có nhiều người sống ở khu vực thành thị, vấn đề ngày càng gia tăng - tình trạng sụt lún do khai thác nước ngầm dự kiến sẽ ảnh hưởng đến 19% dân số thế giới vào năm 2040. Ngay cả bây giờ, con người đã thay đổi sự phân bố nước trên Trái Đất đủ để làm thay đổi độ nghiêng của hành tinh.

Trọng lượng của những tòa cao ốc

Hơn một nửa dân số thế giới hiện đang sống ở các khu vực thành thị nơi không gian thường có nhu cầu cao và nguồn cung thiếu hụt. Ở các thành phố như New York, người ta đã tạo ra nhiều không gian hơn bằng cách xây dựng - nhưng những tòa cao ốc khổng lồ, nặng nề này đang gây áp lực rất lớn lên đất đai và gây ra tình trạng sụt lún.

Để xác định mức độ của vấn đề, Parsons và các nhà nghiên cứu từ Đại học Rhode Island đã tính toán khối lượng tích lũy của hơn một triệu tòa nhà ở Thành phố New York và kết quả chúng nặng đến 764 triệu kg. Nó làm sáng tỏ một vấn đề khác những vật thể do con người tạo ra có thể đã nặng hơn toàn bộ sự sống trên Trái đất.

Hiện tại, tốc độ chìm không nhanh đến mức các thành phố sẽ sớm biến mất dưới mực nước biển, Parsons cho biết.

“Vấn đề trước mắt nhất là các cơn bão lớn có thể đẩy nước biển vào các thành phố ven biển hoặc mưa lớn làm ngập hệ thống thoát nước. Mỗi phần bị lún xuống đồng nghĩa với việc có thêm nguy cơ lũ lụt” , Parsons nói thêm.

Barnard lưu ý rằng tác động của mực nước biển dâng toàn cầu đối với các thành phố sẽ tăng lên khi có hiện tượng sụt lún cục bộ - hai yếu tố này kết hợp với nhau làm tăng nguy cơ lũ lụt và thiệt hại cho các thành phố của chúng ta.

“Nó làm suy yếu nền móng các tòa nhà, nền đường và cơ sở hạ tầng giao thông, đe dọa tính toàn vẹn về cấu trúc của chúng. Nó cũng có thể làm hỏng các tiện ích như đường dây khí đốt, nước và điện" , Barnard cho biết.

Giải quyết vấn đề sụt lún không hề dễ dàng và trong những năm gần đây, các kiến trúc sư và kỹ sư đã phát triển ý tưởng về thành phố nổi - giống như nguyên mẫu Oceanix Busan ở Hàn Quốc - có khả năng thích ứng với mực nước biển dâng và không gặp rủi ro khi mặt đất dịch chuyển bên dưới chúng.

Ở một số khu vực ở châu Á, tình trạng sụt lún đã trở nên không bền vững đến mức buộc các thành phố phải di dời. Thủ đô Jakarta của Indonesia - một siêu đô thị với khoảng 11 triệu dân đã chìm dần hơn 2,5m trong 10 năm qua khiến chính phủ nước này phải thực hiện các kế hoạch quyết liệt để di dời thủ đô của đất nước đến đảo Borneo.

Theo nghiên cứu, một trong những cách quan trọng nhất để giải quyết tình trạng sụt lún là quản lý nước một cách bền vững. Thu hoạch nước mưa, sử dụng nước thải và nước mặt đã qua xử lý, đồng thời khôi phục hoạt động của các hồ chứa cũ có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào nước ngầm. Tuy nhiên, việc theo dõi và giám sát mặt đất cũng rất quan trọng.

“Một phần của câu trả lời nằm ở việc đo lường chính xác tốc độ sụt lún để các nhà quy hoạch và kỹ sư thành phố có thể hiểu được rủi ro và thiết kế – hoặc củng cố – cơ sở hạ tầng đô thị có tính đến tình trạng sụt lún”, Barnard nhấn mạnh.