纽约正在下沉

一

纽约市正在下沉，因为太重了吗？

根据科学家的计算，曼哈顿正在以每年2.1毫米的速度下沉。并且预计到2100年，纽约市会下沉50厘米。

美国地质调查局的地质学家汤姆·帕森斯和罗德岛大学的同事在《地球的未来》杂志上，发布了一篇名为《纽约的重量：可能是下沉的原因》（The Weight of New York City: Possible Contributions to Subsidence From Anthropogenic Sources）的研究文章，引起广泛关注。

研究指出：因人为因素造成的沉降，再加上海平面上升、风暴强度增加等，使这座城市遭遇洪灾的危险正不断加剧。

二

纽约真的很沉。

研究者根据所在区域不同的地质和土壤条件设定地球物理参数，通过有限元模型估算出：

分布在纽约市778.2平方公里内有100万座建筑，重量约超过7600亿公斤，相当于1.4亿头巨象。

这会造成地面持续每年1~2mm的下沉，包括曼哈顿下城、布鲁克林、皇后区和长岛的部分地区……

纽约150米以上大楼的数量一共有295栋，排名世界第二（第一名是中国香港330栋）。

111 West 57th矗立在曼哈顿城中央公园的中轴线上，这是西半球第二高的住宅建筑，类似的建筑纽约市有150多座｜摄影：David Sundberg/Esto

世界贸易中心一号大楼（One world Trade Center），541.3米，美国最高建筑，也是西半球最高建筑｜Wikipedia

中央公园壹号（Central Park Tower），472米，全玻璃摩天大楼｜Wikipedia

帝国大厦（Empire State Building），443.2米，1931-1972全球最高建筑保持者｜Wikipedia

三

沉降现象和纽约复杂的地基有关。

建筑物落成后不久因自身重量压迫会导致“初级沉降”现象，这是正常的。设计施工阶段就会考虑到建筑沉降问题，并且会进行一些预处理，通常都在可接受范围内。

在“初级沉降”后会出现时间和范围也不确定的“次级沉降”，这往往与不同的土壤类型有关。

研究表明，建在坚硬岩石上的建筑，除非基岩开裂，一般不会有太大幅度沉降。但建在沿海地区人工填料物上的建筑“次级沉降”明显；软土层上的沉降速度也远超平均值。

比如，最知名的比萨塔。因为建在软土层上，并且地基沉降不均匀才发生了倾斜。在建成后的几百年内，它一点点挤压着地基土，变得越来越斜。

纽约地下的情况比比萨塔更复杂——

它在一片冰川沉积物中，其中又包含几个不同的单元，包括黏土、砂土和湖泊沉积物、海岸沉积物以及露出地表的基岩等等，此外在海岸线附近还有大量人工填料区域（人造陆地）。

这些材料都是可压缩的。

卫星数据显示的纽约市沉降速率（左上），模型模拟的纽约市沉降速率结果（右上）与纽约市不同区域的地质环境（下）| The Weight of New York City

四

此外，人类对地下资源的开掘，让本就脆弱的地基雪上加霜。‍‍‍‍‍‍‍

纽约市人口高达860万，位列世界人口密度前十城市。“随着人口增长，人们对水有需求，所以不得不从含水层取水，”佛罗里达大学地球物理学家Shimon Wdowinski说，“但地表的反应就是下沉。”

据美国地质局调查，地下水提供了约30%左右的全美地表水流。‍‍

2016年美国加州陷入了长期极端干旱的阶段，由于降雨和降雪太少，圣华金河谷部分地区的农民的地表水供应量减少到正常水平的40%。地下水的使用量甚至更高，即使在潮湿的年份，地下水也占总用水量的40%左右。

某些地下含水层中的岩石和沉积物就像海绵一样，布满了充满水的孔隙。如果水被除去，孔隙会在泥土的重量下挤压或收缩。这就是为什么抽取地下水会导致地面下沉。

此外，排干湿地以获得农田可能也会导致沉降。当湿地干涸时，空气中的氧气渗入土壤，依赖氧气生存的微生物也随之进入，并将其视为温床，啃噬泥土。导致土壤收缩，最终下沉。

岩石孔隙也可能充满碳氢化合物，如石油或天然气。Wdowinski补充说，开采这些资源也会引起地面下沉。

目前纽约的解决方案就是将水重新注入地下以恢复土壤。

耗资14.5亿的城墙和闸门系统旨在保护纽约免受海平面上升影响｜摄影：ED JONES/AFP

五

全世界的城市都在下沉？‍‍‍‍‍‍‍

帕森斯的合著团队研究了全球99个城市，不仅仅是沿海城市，还有内陆城市，其中大多数都有不同程度的下沉问题。

从上海到雅加达再到开罗，这些建立在土壤天然松软的重型城市都出现不同程度的下沉。

雅加达是全球下沉速度最快的城市之一，在过去的十年中，雅加达北部已经下降了2.5米，并且在某些地区以每年25厘米的速度加剧。

菲律宾马尼拉的部分地区每年下沉约1.5厘米。

意大利威尼斯在过去的一个世纪中下沉了大约23厘米，下沉速度在每年2毫米左右。

帕森斯说：“纽约只是一个缩影，如果我们要创造一个更好的未来，也许，我们需要重新构思我们与地球的关系。”

本文来自微信公众号：国家地理中文网（ID：NationalGeographicCN），撰文：EMMA THOMAS，编译：Arvin，编辑：框舅