NASA發現隱藏的垂直移動紐約市部分地區正在下沉和上升
科學家利用天基雷達發現,由於人為和自然因素,紐約市的土地正以不同的速度下沉。少數地點正在上升。科學家發現,由於從土地使用方式到消失已久的冰川等各種因素,紐約大都會區的部分地區正在以不同的速度下沉和上升。雖然海拔高度的變化看似很小–每年幾英寸,但它們會增加或減少與海平面上升有關的當地洪水風險。
紐約市(包括圖中的皇后區)地下的土地每年都以零點幾英寸的速度移動。這種移動是冰河時期遺留下來的,也是人類使用土地造成的。圖片來源:NASA/JPL-Caltech
這項新研究由美國國家航空暨太空總署南加州噴射推進實驗室(JPL)和新澤西州羅格斯大學的研究小組於9月27日發表在《科學進展》(Science Advances)上。研究團隊利用一種名為乾涉合成孔徑雷達(InSAR)的遙感技術,分析了整個大都會地區從2016 年到2023 年期間向上和向下的垂直土地運動(也稱為隆起和下沉)。該技術結合了對同一區域的兩個或多個三維觀測數據,以揭示地表運動或地形。
在繪製整個紐約市地區的陸地垂直運動圖時,研究人員發現陸地平均每年下沉(藍色顯示)約0.06 英吋(1.6 毫米)。他們還在皇后區和布魯克林區檢測到適度的隆起(紅色顯示)。白色虛線表示縣/鎮邊界。資料來源:NASA/JPL-加州理工學院/羅格斯大學
影響陸地運動的因素
他們觀測到的大部分地動都發生在地球表面之前被改造過的地區,如土地開墾和垃圾掩埋場的建設,這些改造使得地表更加鬆軟,更容易被壓縮到隨後的建築物下方。
有些運動也是由幾千年前的自然過程造成的,可以追溯到最近的冰河時期。大約2.4 萬年前,巨大的冰原遍布新英格蘭的大部分地區,一英里多高的冰牆覆蓋了今天紐約州北部的奧爾巴尼。從那時起,地球的地函就像一張彎曲的床墊,一直在緩慢地重新調整。紐約市就坐落在冰原邊緣外隆起的陸地上,現在正在重新下沉。
詳細研究結果和影響
科學家發現,大都會地區平均每年下沉約0.06 英吋(1.6 毫米),大約相當於腳趾甲一個月的生長量。利用歐空局(ESA)哨兵-1 衛星上的雷達以及先進的數據處理技術,他們繪製了詳細的運動圖,並精確定位了比平均水平下沉更快的街區和地標–小到機場跑道和網球館。
研究小組精確定位了熱點地區:左圖是皇后區拉瓜迪亞機場的13/31 號跑道,正在以每年約0.15 英寸(3.7 毫米)的速度下沉;右圖是布魯克林東威廉斯堡的超級基金遺址紐敦溪的一部分,正以每年約0.06 英吋(1.6 毫米)的速度不均勻地上升。圖片來源:NASA/JPL-加州理工學院/羅格斯大學
JPL 的博士後研究員 Brett Buzzanga 說:”我們繪製了紐約市地區土地垂直運動的詳細地圖,其中有一些特徵是以前沒有註意到的。”
追蹤當地的海拔變化和相對海平面對於洪水測繪和規劃非常重要。這一點尤其重要,因為地球不斷變化的氣候將世界各地的海洋推高,導致洪水滋擾事件更加頻繁,並加劇了破壞性風暴潮。
重要熱點
研究團隊在皇后區垃圾掩埋場附近發現了兩個顯著的沉降熱點。一個是拉瓜迪亞機場的13/31 號跑道,正在以每年約0.15 英吋(3.7 毫米)的速度下沉。科學家注意到,該機場正在進行一項耗資80 億美元的翻新工程,部分目的是為了緩解大西洋水位上升帶來的洪水。他們還發現阿瑟-阿什體育場(Arthur Ashe Stadium)正在以每年約0.18 英寸(4.6 毫米)的速度下沉,在翻修期間需要建造一個輕質屋頂,以減輕其重量和下沉量。
其他沉降熱點還包括州長島南部–建在3800 萬平方英尺(350 萬立方米)的岩石和泥土上,這些岩石和泥土來自20 世紀早期的地鐵挖掘工程–以及布魯克林科尼島和皇后區海邊Arverne 靠近海洋的地方,這些地方都建在人工填土上。在新澤西州郊區的440 號公路和78 號州際公路下方也觀察到了類似程度的沉降,這些公路穿越了歷史悠久的新澤西州。