centernews360

Позначка: грунт

  • Людська діяльність виснажує підземні води швидше, ніж зміни клімату

    Людська діяльність виснажує підземні води швидше, ніж зміни клімату

    Нове дослідження показало, що діяльність людини має значно більший вплив на виснаження запасів ґрунтових вод, ніж кліматичні зміни. Результати багаторічного аналізу свідчать, що десятиліття відкачування підземних вод призвели до значного зниження їхнього рівня у водоносних горизонтах, особливо в регіоні Тусона, штат Аризона, США.

    Дослідження було проведено командою науковців з Університету Арізони. Вони змогли вперше відтворити багатотисячолітню динаміку змін рівня ґрунтових вод, охоплюючи період від останнього льодовикового максимуму, що стався близько 20 тисяч років тому, до сьогодення. Результати опубліковано в журналі Water Resources Research.

    У дослідженні використано ізотопні й хімічні маркери, що дозволило вченим точно визначити вік води та швидкість поповнення водоносних горизонтів. Такі дані отримали завдяки аналізу зразків, відібраних з різних свердловин у басейні Тусона. За словами дослідників, за весь період природних кліматичних коливань рівень ґрунтових вод опускався приблизно на 32 метри. Водночас антропогенне використання води з середини XX століття призвело до ще глибшого зниження рівня – у понад два рази порівняно з природними циклами. Це свідчить про потужний вплив людини на гідрологічну систему за короткий проміжок часу. Вода, яку викачують зараз, є сумішшю опадів різного віку: частина з них сягає понад 12 тисяч років, частина належить до більш пізніх історичних періодів, включно з останніми десятиліттями. Для точнішої реконструкції динаміки водоносного горизонту дослідники застосували математичні моделі, які дозволяють аналізувати перехресні сигнали з різних епох. Активне використання підземних вод у Тусоні розпочалося в 1940-х роках, коли населення почало швидко зростати, а потреба в зрошенні збільшувалася. У результаті в багатьох районах зафіксовано перевитрату води, вихід із ладу свердловин та стале зниження рівня води.

    Попри локальні зусилля з охорони довкілля і зменшення темпів відкачування, вчені сумніваються, що запаси, втрачені за попередні десятиліття, коли-небудь вдасться повністю відновити. Це дослідження має важливе значення для подальшого планування використання водних ресурсів, особливо в умовах зміни клімату та зростання навантаження на екосистеми.

  • Під землею немає води. В Ірані почали провалюватись цілі райони

    Під землею немає води. В Ірані почали провалюватись цілі райони

    Іран опинився серед світових лідерів за темпами просідання ґрунту. На тлі виснаження водоносних горизонтів та тривалої посухи, деякі райони країни щороку опускаються на десятки сантиметрів, створюючи реальні загрози для мільйонів мешканців.

    За останніми даними, понад 31 400 кв. км території Ірану просідають швидше, ніж на 10 мм на рік, а в окремих регіонах ситуація набагато критичніша. Наприклад, біля міста Рафсанджан, розташованого в центрі країни, швидкість осідання перевищує 34 см на рік — найвищий показник за останні роки.

    Дослідження команди вчених з Лідського університету під керівництвом Джесіки Пейн показали, що головною причиною таких змін є інтенсивне відкачування підземних вод, особливо для потреб сільського господарства. У середньому 60% водопостачання Ірану базується на водоносних горизонтах. Фермерські регіони, зокрема ті, де вирощують фісташки, як-от Рафсанджан, особливо вразливі. Хоча місцевий клімат надзвичайно посушливий, тут використовуються значні обсяги ґрунтових вод. У результаті – земля втрачає міцність і поступово «провалюється».

    Вражає і те, що більшість випадків просідання в Ірані є незворотними. Це означає, що навіть якщо припинити забір води, ґрунт уже не повернеться до попереднього стану. За словами геологів, це пов’язано з фізикою самих водоносних горизонтів — вони подібні до “відра з піском”. Без води пісок стискається, і зворотне розширення просто неможливе. Під загрозою опинилося щонайменше 650 000 людей, які проживають у зонах найбільшого просідання. Їм загрожують не лише руйнування інфраструктури, але й нестача води та продовольча криза, оскільки сільське господарство стає менш життєздатним.

    У довгостроковій перспективі просідання до 3–4 метрів може повністю знищити житлові райони та унеможливити ведення господарства.

  • Якутія без дороги: провал ґрунту перервав сполучення з Росією

    Якутія без дороги: провал ґрунту перервав сполучення з Росією

    У Тиндинському окрузі Амурської області РФ оголошено режим надзвичайної ситуації через серйозне руйнування дорожнього полотна на федеральній трасі А-360 «Лена». Інцидент стався за 40 кілометрів від селища Соловйовськ, фактично залишивши Республіку Саха (Якутія) без автомобільного сполучення з іншими регіонами Росії.

    Провал траси стався на 78-му кілометрі дороги – над водопропускною трубою, через яку протікає струмок, що впадає в річку Ольдогой. За попередніми висновками, причиною обвалу стало розмивання ґрунту після сильних дощів. Покриття з піску, гравію та асфальту обвалилося, пошкодивши також і саму трубу. Висота насипу в цьому місці сягала 14 метрів.

    Через подію автомобільний рух трасою повністю зупинили. Місцева влада рекомендує громадянам користуватися залізничним транспортом. Тимчасовий об’їзд будують на 79-му кілометрі дороги, але він поки не функціонує. Тисячі вантажівок опинилися в заторах, адже альтернативних маршрутів до Якутії просто немає.

    Трасу «Лена», яка має довжину понад 1100 км і сполучає федеральну автотрасу «Амур» із Якутськом, вважають однією з найважливіших транспортних артерій Далекого Сходу. Її обслуговує державна структура Росавтодор.

    Тиндинська міська прокуратура вже розпочала перевірку за фактом обвалу. Правоохоронці вивчають дотримання правил безпеки при експлуатації дороги, а також своєчасність та якість попередніх ремонтних робіт.

  • Інженер запропонував плаваючу основу для Венеції щоб врятувати місто від затоплення

    Інженер запропонував плаваючу основу для Венеції щоб врятувати місто від затоплення

    Венеція, одне з найбільш унікальних і знаменитих міст світу, повільно занурюється під воду через підвищення рівня моря та осідання ґрунтів. За останнє століття місто опустилося на 25 сантиметрів, тоді як рівень води в лагуні піднявся на 30 сантиметрів. Це ставить під загрозу майбутнє Венеції, яка може бути затоплена в найближчі десятиліття. Однак італійський інженер Ентер Театіні розробив сміливий план для порятунку міста, який може продовжити його життя ще на кілька десятиліть.

    Театіні запропонував інноваційне рішення для боротьби з цією проблемою — підняти Венецію на 30 сантиметрів за допомогою закачування солоної води під землю. Цей підхід схожий на технології, що застосовуються для зберігання газу в підземних резервуарах на півночі Італії. Коли газ закачують, земля піднімається, а коли його відбирають — опускається. Театіні хоче застосувати аналогічний принцип для підняття Венеції, створивши глибокі свердловини навколо міста.

    Основна ідея полягає в створенні “плаваючої” основи для Венеції, що дозволить компенсувати осідання міста і підняти його на 20-30 сантиметрів. За допомогою серії свердловин довжиною до 10 кілометрів, розташованих по периметру Венеції, можна поступово накачувати солону воду під землю, що дозволить стабілізувати рівень міста.

    Один із найбільших викликів цього проєкту — уникнути прориву води на поверхню. Для цього Театіні планує використовувати товстий глиняний шар, що знаходиться під лагуною, який діятиме як герметична “подушка” для води. Цей шар буде перешкоджати витоку води на поверхню під час закачування.

    Якщо цей проєкт буде реалізовано, Венеція може отримати додаткові два-три десятиліття для підготовки до подальшого підвищення рівня моря. Це дозволить місцевим органам влади розробити довгострокові стратегії для боротьби з затопленням і збереження цієї культурної спадщини для майбутніх поколінь.

    Звісно, проект ще потребує додаткових досліджень і перевірок, але ідея Театіні відкриває нові можливості для збереження Венеції — міста, яке є не тільки туристичним центром, а й важливою частиною світової культурної спадщини. Технологія, запропонована інженером, може стати важливим кроком на шляху до збереження міста для майбутніх поколінь, що дозволить Венеції зустріти нові виклики з підвищенням рівня моря.

  • Потепління змінює карту спеки

    Потепління змінює карту спеки

    Глобальне потепління не лише посилює інтенсивність теплових хвиль, але й змінює їхню географію. Нове дослідження, що найближчим часом буде опубліковане в журналі Nature Climate Change, показало: у північних середніх широтах гарячі точки спеки поступово зміщуються на захід. Причиною цього вчені називають посилення взаємодії між поверхнею ґрунту та атмосферою.

    Починаючи з кінця 1990-х років, теплові хвилі у регіонах північної півкулі все частіше фіксуються у нових точках — на заході від попередніх епіцентрів. За словами дослідників, це не випадкове явище, а результат глибоких змін у взаємодії між землею й повітрям у контексті глобального потепління.

    Вчені переконані, що ми стали свідками нового механізму формування екстремальних погодних явищ. Зокрема, зростає роль вологи ґрунту у формуванні атмосферних систем, що провокує появу гребенів високого тиску — головних «винуватців» хвиль спеки.

    Ключовим чинником зміщення зон спеки стало посилення так званого SAC (Soil-Atmosphere Coupling) — зв’язку між ґрунтовою вологою та атмосферною циркуляцією. Якщо раніше земля вважалася пасивним учасником кліматичних процесів, то тепер її активний вплив визнається вирішальним.

    Під час посух ґрунт втрачає вологу, поверхня перегрівається, що, у свою чергу, підсилює утворення стійких високотискових систем. Вони блокують прохолодне повітря, поглиблюючи теплові хвилі. Навпаки, вологий ґрунт здатен частково знижувати температуру завдяки випаровуванню, створюючи природний “кліматичний буфер”.

    Зміщення гарячих точок тепер найактивніше спостерігається у трьох регіонах:

    • Східна Європа

    • Північно-Східна Азія

    • Західна частина Північної Америки

    Ці зони характеризуються високою мінливістю вологості ґрунту, що робить їх особливо вразливими до змін атмосферної динаміки.

    Науковці вказують на зміни у структурі хвиль Россбі — великих атмосферних хвиль, що визначають глобальну циркуляцію повітря. Посилення зв’язку ґрунт–атмосфера зсунуло фазу цих хвиль, перемістивши гребені високого тиску на захід. Це спричинило суттєве зростання ймовірності тривалих хвиль спеки в нових регіонах — у деяких випадках до 39 разів частіше.

    Для досягнення таких висновків дослідники об’єднали багаторічні кліматичні спостереження та комп’ютерне моделювання. Такий підхід забезпечив високу достовірність і дозволив із великою точністю визначити фізичні механізми, що керують змінами.

    Ці відкриття мають критичне значення для прогнозування кліматичних ризиків і планування адаптаційних заходів. Території, які раніше вважалися менш вразливими до спеки, можуть опинитися в центрі нових хвиль тепла вже найближчими роками.

    “Виявлення цих гарячих точок дає можливість розробити ефективні системи моніторингу та адаптації до змін клімату”, — зазначають автори дослідження.

  • Історичний крок: вчені розробили новаторський наноматеріал із грунту Марсу

    Історичний крок: вчені розробили новаторський наноматеріал із грунту Марсу

    Дослідники з Університету Сассекса зробили важливий крок у напрямку стійкої колонізації Марсу, використовуючи ресурси Червоної планети. Під керівництвом професора Конора Боланда, їхній колектив використовував технології, подібні до тих, які застосовуються на Міжнародній космічній станції та у NASA, для перетворення матеріалів, раніше вважаних відходами, у наноматеріали.

    Експеримент включав використання гіпсових наноматеріалів, тисячі разів дрібніших за людську волосину, з метою створення екологічно чистої енергії та будівельних матеріалів на Марсі. Опубліковане в журналі Advanced Functional Materials наукове дослідження розкриває, як використання низькоенергетичних процесів і хімії на водній основі дозволяє визначити електричні властивості цих наноматеріалів.

    Професор Боланд зауважує: “Наноматеріали можуть знайти застосування від виробництва чистого водневого палива до створення електроніки та підвищення міцності текстилю.”

    Із використанням інноваційного методу вилучення води з марсіанського гіпсу, дослідники також виготовили нанопояси з побічного продукту — ангідриту, який раніше вважався відходами.

    Цей передовий підхід, якщо успішно застосований на Марсі, може постачати природні матеріали для стійких технологій і будівництва. За словами професора Боланда, це може стати ключовою умовою для майбутньої колонії, забезпечуючи її стійкість ще з самого початку. Варто зазначити, що нещодавні дослідження виявили аномалії на Марсі, підтверджуючи можливість існування життя на цій планеті.