Αρκετές περιοχές του κόσμου, κοιλάδες, αλλά και πόλεις ολόκληρες, παρουσιάζουν καθίζηση -υποχώρηση ή παραμόρφωση- του εδάφους. Το φαινόμενο οφείλεται στην κλιματική αλλαγή; Ποιά λύση βρήκαν η Σαγκάη και το Τόκιο.

Από το Μαϊάμι μέχρι τη Τζακάρτα, παράκτιες περιοχές σε όλο τον κόσμο βιώνουν τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής από την άνοδο της στάθμης της θάλασσας.

Αλλά σε ορισμένα σημεία το πρόβλημα επιδεινώνεται περαιτέρω από ένα άλλο φαινόμενο: Η γη βυθίζεται, βουλιάζει, «πέφτει».

Η πρωτεύουσα της Ινδονησίας, για παράδειγμα, βυθίζεται ετησίως μέχρι και 17 εκατοστά. «Η πόλη, βρίσκεται στο επίπεδο της θάλασσας, συνεπώς το πρόβλημα είναι μεγάλο» εξηγεί ο Michelle Sneed από το αμερικανικό Ινστιτούτο Γεωεπιστημών (USGS).

«Παρότι χτίζουν κυματοθραύστες, η πόλη υποχωρεί τόσο γρήγορα ώστε στις μεγάλες παλίρροιες γίνεται υπερχείλιση. Το νερό απλά περνάει από πάνω».

Εν μέρει λόγω παραδειγμάτων όπως η Τζακάρτα, η καθίζηση συχνά παρερμηνεύεται από όσους αντιμετωπίζουν με σκεπτικισμό την κλιματική αλλαγή, καθώς υποστηρίζουν ότι το φαινόμενο αυτό και μόνο φτάνει για να εξηγήσει τις αυξημένες πλημμύρες στις παράκτιες περιοχές.

Αλλά, η πραγματικότητα είναι πιο περίπλοκη. Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας και η καθίζηση συμβαίνουν ταυτόχρονα. Αλλά, ενώ η άνοδος της στάθμης της θάλασσας είναι ένα παγκόσμιο ζήτημα που προκαλείται από τη υπερθέρμανση των ωκεανών και την τήξη των πάγων στους πόλος, η καθίζηση του εδάφους δείχνει να είναι ένα τοπικό πρόβλημα που επηρεάζει κάποιες κοινότητες και κάποιες άλλες όχι.

Σε παράκτιες περιοχές που είναι τόσο άτυχες ώστε να πλήττονται συγχρόνως και από τα δύο φαινόμενα, ο κίνδυνος πλημμυρικών φαινομένων είναι μεγάλος. Και παρότι οι περιοχές της ενδοχώρας είναι απίθανο να δουν τις επιπτώσεις από την άνοδο της στάθμης της θάλασσας, μέρη όπως η πολυπληθής Πόλη του Μεξικού με 21 εκατ. κατοίκους και η κοιλάδα San Joaquin της Καλιφόρνια, βρίσκονται αντιμέτωπες με την καθίζηση του εδάφους.

Το καλό νέο είναι οι ενώ οι περισσότεροι επιστήμονες συμφωνούν ότι η άνοδος της στάθμης της θάλασσας μπορεί να μετριαστεί με τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα -που απαιτεί παγκόσμια συναίνεση για το κλίμα- οι περιοχές που νιώθουν τη γη να υποχωρεί κάτω από τα πόδια τους μπορούν βρουν λύσεις χωρίς να εξαρτώνται από άλλους.

Όπως εξηγεί στο BBC ο γεωλόγος του Πανεπιστημίου της Ουτρέχτης και ερευνητής Gilles Erkens «όταν το νερό ανεβαίνει λόγω της ανόδου της στάθμης της θάλασσας, πρέπει να απευθυνθείτε σε ολόκληρο τον κόσμο. Για την καθίζηση του εδάφους, έχουμε τη δυνατότητα να αντιμετωπίσουμε το θέμα τοπικά».

Ορισμένες πόλεις, όπως η Σαγκάη και το Τόκιο, έχουν ήδη λύσει το πρόβλημα. Άλλες, όπως το Hampton Roads, η υδάτινη περιοχή της ανατολικής Βιρτζίνια, προτείνουν τις δικές τους δημιουργικές λύσεις.

Η ισοστατική προσαρμογή, αλλιώς GIA

H GIA (global isostatic adjustment) αφορά την ανάκαμψη του φλοιού της γης του Βόρειου Ημισφαιρίου μετά την απελευθέρωσή της από το βάρος δισεκατομμυρίων τόνων πάγου από την τελευταία Εποχή των Παγετώνων, ήτοι πριν από 12.000 χρόνια. Πρόκειται για την ισοστατική προσαρμογή. Οι περιοχές που κάποτε ήταν κάτω από τον (πλέον) λιωμένο πάγο ανεβαίνουν, ενώ όσες ήταν στις άκρες -σε αντίδραση του φαινομένου- πέφτουν, βυθίζονται.

Φανταστείτε ότι πιέζετε ένα μπαλόνι με το δάχτυλό σας. Δημιουργείται μια εσοχή και την ίδια στιγμή, γύρω από το δάχτυλο, μια προεξοχή. Όταν αφήνετε το δάχτυλό -περίπου όπως συμβαίνει με το λιώσιμο των πάγων- η εσοχή αναπηδά και χάνεται, ενώ η διόγκωση κατεβαίνει. Στη Βόρεια Αμερική, το σημείο με την εσοχή είναι ο Καναδάς και η Αλάσκα, ενώ η προεξοχή είναι οι Μεσοατλαντικές Πολιτείες των ΗΠΑ (Νέα Αγγλία, Νέα Υόρκη, Πενσυλβάνια, Μέριλαντ, Ουάσιγκτον, Βιρτζίνια κα).

Πρόκειται για το αποτέλεσμα της μετα-παγετώδους αναπήδησης, δηλαδή της αύξησης των χερσαίων μαζών που είχαν συμπιεστεί από το τεράστιο βάρος των στρωμάτων πάγου κατά τη διάρκεια της τελευταίας παγετώδους περιόδου, μέσω μιας διαδικασίας που είναι γνωστή ως ισοστατική. Η μετα-παγετώδης αναπήδηση και η ισοστατική βύθιση είναι διαφορετικά μέρη μιας διαδικασίας που είναι γνωστή ως παγετώδης  ισοστατική προσαρμογή (παγετο-ισοστασία).

«Όμως, δεν οφείλεται στην παγκόσμια ισοστατική προσαρμογή όταν μια περιοχή βλέπει το έδαφος της να βυθίζεται», λέει ο Philippe Hensel της NOAA.

Η πιο σημαντική αύξηση ύψους λόγω GIA, σε μέρη όπως η Αλάσκα και ο Καναδάς, είναι περίπου 10 χιλιοστά ετησίως, λέει ο Hensel. Αλλά οι περιοχές που κινούνται προς τα κάτω εξαιτίας της GIA μειώνονται κατά το μέγιστο 1 - 2 χιλιοστά τον χρόνο.

«Νεροτσουλήθρα»

Ως εκ τούτου, για τις περισσότερες περιοχές του κόσμου που βυθίζονται εξαιτίας της καθίζησης, η απάντηση βρίσκεται στην εξόρυξη και άντληση υπογείων υδάτων.

«Όλες οι εξορύξεις γεωλογικών αποθεμάτων καταλήγουν σε καθίζηση» εξηγεί ο γεωλόγος Simone Fiaschi, που μελετά το φαινόμενο στο Πανεπιστήμιο της Πάντοβα. «Όταν αφαιρούμε τα υλικά από τα οποία αποτελούνται τα στρώματα του εδάφους αυτό αρχίζει να καταρρέει».

Αυτό ισχύει επίσης, με την εξόρυξη μεθανίου ή πετρελαίου. Αλλά όταν η γεώτρηση αφορά τα υπόγεια ύδατα, μια από τις σημαντικότερες πηγές παροχής γλυκού νερού στον κόσμο, υπάρχει πρόβλημα.

Στην Ινδία, που είναι ο μεγαλύτερος «χρήστης» υπόγειων υδάτινων πόρων, το 85% του πόσιμου νερού προέρχεται από το έδαφος. Στην Ευρώπη, το 75% του πληθυσμού παίρνει πόσιμο νερό από τα υπόγεια ύδατα.

Βεβαίως, η γεώτρηση δεν έχει στόχο μονάχα την άντληση πόσιμου νερού. Στις ΗΠΑ για παράδειγμα, η άρδευση για τις ανάγκες της γεωργίας σημαίνει άντληση 225 εκατομμυρίων κυβικών μέτρων (49,5 δισεκατομμύρια γαλόνια) την ημέρα -τα νούμερα αφορούν το 2010- το 60% εκ των οποίων αντλείται από το υπέδαφος. Το νερό αυτό φτάνει για να γεμίσει τη λίμνη Tahoe (αν ήταν άδεια), τη μεγαλύτερη σε όγκο λίμνη της Καλιφόρνια, σε λιγότερο από δύο χρόνια.

Υποτίθεται ότι τα υπόγεια ύδατα αναπληρώνονται με φυσικό τρόπο από τη βροχή και το χιόνι που στάζουν το νερό μέσα από τους βράχους. Σε πολλά μέρη του κόσμου, όμως, το έδαφος εκκενώνεται από το νερό γρηγορότερα από τον χρόνο που χρειάζεται για να «επαναφορτιστεί». Αυτό μπορεί να οδηγήσει στην εξάντληση του υδροφόρου ορίζοντα και στην εξασθένιση των αποθεμάτων ύδατος, αλλά μπορεί επίσης να προκαλέσει την υποχώρηση του εδάφους -συνήθως, ανομοιόμορφα- µε αποτέλεσµα να δηµιουργούνται πολλές και µεγάλες ρωγµές µε διαφορετική κλίση και κατεύθυνση. 

Η Πόλη του Μεξικού, για παράδειγμα, εξαρτάται από τον τοπικό υδροφόρο ορίζοντα για περίπου το ήμισυ του πόσιμου νερού.

Χάρη στον συνδυασμό του τεράστιου πληθυσμού των 21 εκατομμυρίων ανθρώπων και της κακής διαδρομής του νερού -το 42% χάνεται σε διαρροές- ο υδροφόρος ορίζοντας είναι ακάλυπτος. Με τον ρυθμό αυτό, θα έχει αδειάσει στα επόμενα 50 χρόνια, λέει ο Arnoldo Matus Kramer, υπεύθυνος του Δήμου. Εν τω μεταξύ, ολόκληρα τμήματα της πόλης βυθίζονται 30 εκατοστά κάθε χρόνο.

Η πόλη βρίσκεται παγιδευμένη σε έναν φαύλο κύκλο, όπου η καθίζηση καταστρέφει τις υποδομές του δικτύου ύδρευσης και καθιστά πολύ πιο δύσκολη τη συντήρηση, γεγονός που οδηγεί σε ακόμη περισσότερες διαρροές και απώλεια ακόμη περισσότερου νερού. Και ενώ η πόλη είναι ευάλωτη στην έλλειψη νερού, η καθίζηση καθιστά ευάλωτα στον σεισμό και τα κτίρια της, όπως συνέβη με τον πρόσφατο φονικό σεισμό του περασμένου Σεπτεμβρίου.

Τόκιο, Σαγκάη και Swift 

Η διακοπή της άντλησης των υπογείων υδάτων θα μπορούσε όχι μόνο να σταματήσει τις καθιζήσεις, αλλά και να αναστρέψει την κατάσταση, υποστηρίζουν οι επιστήμονες.

Μετά από δεκαετίες άντλησης υπογείων υδάτων στο Τόκιο, η γη άρχισε να βυθίζεται ολοένα και περισσότερο, με αποκορύφωμα το 1968, όταν βυθιζόταν 24 ολόκληρα εκατοστά ετησίως. Περίπου το ίδιο χρονικό διάστημα η άντληση των υπογείων υδάτων είχε φτάσει στα  1,5 εκατ. κυβικά μέτρα (329 εκατομμύρια γαλόνια) την ημέρα. Μέχρι που η κυβέρνηση ψήφισε νόμους που έθεσαν όρια, περιορίζοντας την άντληση. Μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 2000, η καθίζηση της πόλης επιβραδύνθηκε στο 1 εκατοστό το χρόνο.

Σε κάποιες περιοχές ωστόσο, αυτό μπορεί να μην είναι δυνατό. Η κοιλάδα του San Joaquin, η οποία εκτείνεται σε περίπου 25.900 τετραγωνικά χιλιόμετρα στο κέντρο της Καλιφόρνιας, βασίζεται στα υπόγεια ύδατα για τη βιομηχανία και τη γεωργία. Επιβαρυμένη από την πρόσφατη ξηρασία, η κοιλάδα είδε ολόκληρα τμήματα να καταβυθίζονται μέχρι και 60 εκατοστά το χρόνο. Το πρόβλημα επιδεινώθηκε με την αλλαγή της καλλιέργειας και τις απαιτήσεις για περισσότερο νερό.

Η  Σαγκάη έχει αντιμετωπίσει το πρόβλημα όχι μόνο περιορίζοντας την άντληση, αλλά επαναφορτίζοντας τον υδροφόρο ορίζοντα. Μια ακόμα πιο δημιουργική λύση, αναπτύσσεται στη Βιρτζίνια.

Το νότιο τμήμα της περιοχής του Chesapeake Bay, γνωστό ως Hampton Roads, αντιμετωπίζει τρεις διαφορετικές απειλές. Κατ’ αρχάς είναι μια από τις περιοχές στην άκρη του κάποτε λιωμένου πάγου (βλέπε GIA) όπου ο ρυθμός καθίζησης εξακολουθεί να είναι μεταξύ των ταχύτερων στον κόσμο. Το δεύτερο πρόβλημα είναι η άνοδος της στάθμης της θάλασσας, που βυθίζει την περιοχή άλλα 2 χιλιοστά ετησίως.

Ωστόσο, το μεγαλύτερο πρόβλημα -ο μεγαλύτερος συντελεστής- είναι η άντληση υπογείων υδάτων από τον τεράστιο υδροφόρο ορίζοντα Potomac.

Η περιοχή υφίσταται συχνές πλημμύρες, καθώς το αλμυρό νερό εισβάλλει στον υδροφόρο ορίζοντα και σε ευαίσθητους υγροτόπους.

Η λύση ήρθε ενώ η διεύθυνση αποχέτευσης αναζητούσε καλύτερη διαχείριση των αποβλήτων. Το καινοτόμο νέο έργο ονομάζεται Swift και αντιμετωπίζει τα λύματα -τα οποία ανέρχονται καθημερινά σε 682.000 κυβικά μέτρα (150 εκατομμύρια γαλόνια) - με τα πρότυπα και τις προδιαγραφές που ισχύουν στην επεξεργασία του πόσιμου νερού. Στο τέλος της διαδικασίας, το νερό θα έχει ακόμη και την αλατότητα που έχουν τα υπόγεια ύδατα. Με την ολοκλήρωση της επεξεργασίας θα διοχετεύεται ξανά στον υδροφόρο ορίζοντα. Στόχος είναι να εξασφαλιστεί άδεια το 2019 και μέχρι το 2030 να εφαρμοστεί σε άλλες περιοχές.