Biến đổi khí hậu dưới lòng đất làm hư hại các công trình

Việc môi trường dưới lòng đất ấm lên, giãn nở và co rút, gây thiệt hại cho những công trình phía trên vốn không được thiết kế để chống chịu.

Trong thành phố, những công trình xây bằng bêtông và thép có thể dẫn nhiệt từ Mặt Trời xuống qua móng, vào trong phần đất mà chúng đang đứng. Thêm vào đó, nhiệt từ các hầm để xe và hệ thống giao thông ngầm với nhiều đường hầm và ống kim loại có thể khiến nhiệt độ bên dưới thành phố cao hơn nhiều so với trên bề mặt. Nghiên cứu mới của nhóm chuyên gia tại Đại học Northwestern, Mỹ, trên tạp chí Communications Engineering hôm 11/7 gọi đây là "mối nguy hiểm thầm lặng".

Các lớp đất khác nhau bên dưới Chicago, mỗi lớp phản ứng với nhiệt theo cách riêng, khiến mặt đất biến dạng khi nhiệt độ tăng. (Ảnh: Alessandro Rotta Loria/Đại học Northwestern).

Theo đó, nhiệt độ lòng đất tại Chicago Loop - khu vực nhộn nhịp với nhiều nhà cao tầng và công trình khác - cao hơn 10 độ C so với nhiệt độ bên dưới công viên Grant Park gần đó. Nhiệt độ không khí trong các cấu trúc ngầm thậm chí cao hơn 25 độ C so với nhiệt độ ngầm ở khu vực chưa phát triển. Dữ liệu này được đưa ra sau khi nhóm nghiên cứu theo dõi 150 cảm biến nhiệt không dây lắp đặt xung quanh Chicago trong 3 năm và dùng mô hình máy tính để suy luận.

"Hãy nghĩ về tầng hầm, garage xe, đường hầm và tàu, tất cả những thứ này đều liên tục tỏa nhiệt. Nhìn chung, thành phố ấm hơn nông thôn vì vật liệu xây dựng giữ lại nhiệt tỏa ra từ hoạt động của con người và bức xạ Mặt Trời, sau đó thải vào khí quyển. Quá trình đó đã được nghiên cứu suốt nhiều thập kỷ. Hiện giờ, chúng tôi xem xét phần tương ứng bên dưới bề mặt", chuyên gia Alessandro Rotta Loria tại Đại học Northwestern, trưởng nhóm nghiên cứu, giải thích.

Theo nhóm nhà khoa học, lượng nhiệt tăng thêm tích tụ bên dưới các thành phố được gọi là "biến đổi khí hậu ngầm" và tác động của nó có thể rất nghiêm trọng.

Vì các loại đất phản ứng với sức nóng khác nhau, chúng biến đổi với tốc độ khác nhau, làm cong vênh mặt đất và gây thiệt hại cho những công trình bên trên. Nghiên cứu mới cho thấy, biến đổi khí hậu ngầm có thể khiến mặt đất phình lên tới 12 mm ở một số nơi, trong khi lún xuống tới 8 mm dưới sức nặng của các tòa nhà.

Rotta Loria cho biết, những tác động từ việc đất đô thị dịch chuyển không xảy ra ngay lập tức nhưng sẽ dần dần làm nứt nền móng và đặt các tòa nhà dưới áp lực mà chúng không thể chống chọi. Điều này đặc biệt đúng với những công trình cũ xây bằng đá và gạch, ví dụ như các tòa nhà ở châu Âu. Công trình tương đối hiện đại cũng có nguy cơ bị ảnh hưởng vì chúng không được thiết kế để đối phó với biến đổi khí hậu ngầm.

Để giải quyết mối đe dọa do biến đổi khí hậu ngầm ở thành phố, nhóm chuyên gia đề xuất sử dụng lượng nhiệt dưới lòng đất để sưởi ấm các tòa nhà bên trên nhờ công nghệ sưởi địa nhiệt hiện đại. Họ cũng cho rằng các công trình mới nên được thiết kế với khả năng cách nhiệt tốt để ngăn chúng truyền thêm nhiệt xuống môi trường dưới lòng đất.

• Hồ nước đánh dấu chương mới trong lịch sử Trái đất
• Đập thủy điện lớn nhất thế giới giúp giảm 1,32 tỷ tấn CO2
• Trung Quốc phủ vải trắng che sông băng Tây Tạng