science >> Wetenschap >  >> Natuur

Sommige steden in Californië denken dat ze veilig zijn voor zeespiegelstijging. Zij zijn niet, nieuw onderzoek toont aan

Krediet:CC0 Publiek Domein

Net ten noorden van de Golden Gate Bridge, toch een wereld verwijderd van San Francisco, in een niet opgenomen en vaak over het hoofd gezien gebied dat bekend staat als Marin City, zeespiegelstijging is zelden de eerste zorg die in je opkomt.

Traditionele overstromingskaarten voor deze overwegend zwarte en arbeidersgemeenschap suggereren dat het gebied veilig is voor stijgend water tot 3 voet of meer.

Maar zeespiegelstijging is een stuk ingewikkelder dan alleen golven die over zeeweringen breken en stranden die verdwijnen.

Stel je het grondwater voor onder je voeten. Terwijl de oceaan landinwaarts trekt, het zal al dit ingesloten water naar boven duwen totdat het het oppervlak breekt. kelders zullen deinen, brak water kan rioolbuizen aantasten, giftige verontreinigingen die in de grond zijn begraven, kunnen opborrelen en zich verspreiden.

In veel gebieden langs de Baai van San Francisco, deze zee onder ons lekt al uit de grond, zei Kristina Heuvel, wiens onderzoek aan de Universiteit van Californië, Berkeley richt zich op deze minder besproken kwetsbaarheid. Met zelfs 1 voet meer zeestijging, een onverwachte strook Marin City zou steeds meer kunnen overstromen.

Afgezien van huizen en wegen, de gezondheid van de mens is ook een grote zorg, ze zei. "Elke vervuiling in de bodem, van bovenaf afgedekt, maar net eronder liggend, zal opnieuw worden gemobiliseerd."

Van Noord- tot Zuid-Californië, wetenschappers en planners worden zich bewust van de realiteit dat stijgende zeeën niet alleen de kostbare kustlijn van Californië zullen bedreigen, maar ook gebieden die ooit als minder kwetsbaar werden beschouwd voor overstromingen. Alleen al in de Bay Area, Hill en haar team ontdekten dat meer dan twee keer zoveel land zou kunnen overstromen door grondwater als de oceaan stijgt.

Er zijn weinig gegevens om het probleem in kaart te brengen. Een ander onderzoeksteam van de U.S. Geological Survey heeft jarenlang voor het eerst informatie verzameld voor de hele staat, waarbij bijzonder problematische gebieden werden geïdentificeerd en verfijndere manieren werden gevonden om dit opkomende probleem te bestuderen.

"We kunnen beschermingen bouwen, muren, bermen om overstromingen over land te voorkomen, maar dat houdt het grondwater niet tegen, " zei Patrick Barnard, onderzoeksdirecteur van het USGS Climate Impacts and Coastal Processes Team en co-auteur van een studie die maandag in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur Klimaatverandering . "Het is deze langzame kruip omhoog die in garages, funderingen en wegdek terechtkomt."

Zeewater is ook steeds meer in rivieren en diepere watervoerende lagen terechtgekomen, belastende gemeenschappen die afhankelijk zijn van grondwater. Putten worden zout voor kustboeren in de Salinas-vallei. Dat geldt ook voor een kritieke watervoorziening onder de Oxnard-vlakte. In de provincie Los Angeles, waterambtenaren hebben decennialang gevochten tegen de stille mars van de zee onder de grond.

Deze toenemende problemen komen op een moment dat meer functionarissen in heel Californië de sociale, economische en ecologische catastrofe die over de kust opdoemt. In een grimmig rapport van vorige week, het Wetgevend Analistenbureau drong er bij de staatswetgevers op aan om te onthouden dat, hoewel deze kwestie misschien minder urgent lijkt in vergelijking met de COVID-19-pandemie, "De staat en zijn kustgemeenschappen kunnen het zich niet veroorloven om alle voorbereidingsinspanningen uit te stellen totdat de economische omstandigheden volledig zijn hersteld van de recente crisis."

Ten minste $ 8 miljard aan onroerend goed zou tegen 2050 onder water kunnen staan, met een extra $ 10 miljard in gevaar tijdens vloed. Alleen al in het volgende decennium, de zee zou meer dan een halve voet kunnen stijgen - met zware stormen en cycli van El Nino die naar verwachting de zaken nog erger zouden maken.

De stad Pacifica, net ten zuiden van San Francisco, is ground zero voor de kwestie van kusterosie.

Tijdens een bijeenkomst eerder dit jaar gehouden door een speciale commissie van staatswetgevers die was begonnen deze broodnodige discussies over zeespiegelstijging nieuw leven in te blazen, raadslid Kevin Mullin, D-San Mateo, die fungeert als spreker pro tem, geen blad voor de mond:

"Ik voel de urgentie, " hij zei, "en weggeblazen, eerlijk gezegd, door de omvang van de uitdaging die voor ons ligt."

voor heuvel, die milieuplanning doceert, ze maakt zich zorgen over over het hoofd geziene gemeenschappen zoals Marin City en historisch industriële gebieden zoals East Oakland, waar een groot deel van de grond verontreinigd is.

Als we het over grondwater hebben, er zijn twee soorten om te overwegen:een, het soort Hill-studies, is het onbeperkte water dat zich zeer dicht bij het oppervlak verzamelt in de poriën van de grond. Het is het water dat van de straten stroomt en in de grond zakt. De andere soort, opgesloten in watervoerende lagen van honderden meters diep, is het water dat we tappen om te drinken.

Als de zee landinwaarts trekt, het ondiepe zoete water heeft de neiging om op het dichtere zoute water te drijven - en wordt naar het oppervlak geduwd als de oceaanspiegel stijgt. Omdat het ondiepe grondwater niet om te drinken is, echter, weinig mensen hebben deze waterlaag in Californië bestudeerd of begrepen.

Analyseren van gegevens van 10, 000 putten in de San Francisco Bay Area, Hill en haar team brachten voor het eerst het ondiepe grondwater van de regio in kaart. Ze ging naar Marin City, wat een duidelijk voorbeeld was van een probleem dat snel ingewikkeld wordt.

De topografie heeft hier de vorm van een kom, ze zei, waardoor het relatief eenvoudig is om te projecteren waar het opkomende grondwater zou overstromen (de bodem van de schaal). Een groot deel van het gebied is ook gebouwd op gedempte wetlands, waar water van nature heen wil.

Hill merkte op dat deze eerste benaderingskaarten de basis legden voor complexere wetenschappelijke analyses.

Kevin Befus, een hydroloog die in 2016 voor de USGS ondiep grondwater voor de hele oostkust heeft gemodelleerd, heeft de afgelopen jaren alle beschikbare gegevens over Californië's meer dan 1 200 mijl kustlijn - analyseren en verfijnen totdat hij in staat was om een ​​model voor de hele staat te maken dat kritieke gegevenslacunes en gebieden identificeerde die bijzonder kwetsbaar zijn voor grondwaterproblemen.

Met behulp van topografische gegevens met een hoge resolutie, hij bestudeerde de fysica van hoe het grondwater zou wegvloeien of overstromen, afhankelijk van het terrein en eventuele nabijgelegen kreken of rivieren. Hij ontdekte dat ongeveer 30% van de kust van Californië vergelijkbare grondwatercondities had als de steden die Hill in de Bay Area heeft bestudeerd.

ontwikkelde gebieden, vooral langs riviervlaktes en lagunes of bovenop opgevulde wetlands, geconfronteerd met toenemende bedreigingen ondergronds. Venetië en andere laaggelegen delen van Long Beach naar San Diego - al deze gebieden hebben infrastructuur die kan worden beïnvloed als het grondwater met de zee stijgt. In een deel van Huntington Beach, gebieden die verder landinwaarts liggen en die niet op traditionele overstromingskaarten staan, kunnen worden overstroomd door grondwater dat zich slechts een paar meter onder de grond bevindt.

Ook luchthavens zijn bijzonder kwetsbaar. Velen zijn gebouwd op vlakke, laaggelegen gebieden aan het water, onderzoekers merkten op, met sortering die natuurlijke drainagefuncties heeft ingevuld. Havens en marine-infrastructuur in de provincies Ventura en Los Angeles moeten ook rekening houden met de gevolgen voor het grondwater bij het plannen van zeespiegelstijging.

Voeg regen toe bovenop dit alles, Befus zei, en elk drainagesysteem kan snel overweldigd raken. In Honolulu, waar grondwater al een impact heeft op begraven infrastructuur, een vloed kan stormafvoeren en afvalwaterleidingen zo sterk stutten dat bewoners op een zonnige dag soms wakker worden met vuile ondergelopen wegen.

Hoe zich te verdedigen tegen dit soort overstromingen is lastig - miljoenen dollars uitgeven aan hogere zeeweringen en dijken zou niet stoppen met overstromingen aan de binnenzijde als het grondwater gelijk wordt met het zeeniveau. Het oppompen van het grondwater is ook kostbaar en kan ertoe leiden dat het land zelf naar lagere hoogten zinkt, waardoor meer overstromingen van de stijgende oceaan mogelijk worden.

"Het komt neer op een waarde:wat waarderen mensen, wat willen ze beschermen? Wat vinden ze oké om op te geven?" zei Befus, nu een assistent-professor geowetenschappen aan de Universiteit van Arkansas en hoofdauteur van de studie van maandag. "Water heeft een manier om de laagste plek te vinden - we kunnen het wegpompen, maar op een gegeven moment wanneer is dat financieel niet meer haalbaar?"

Befus en de USGS werken eraan om het model complexer te maken, misschien door stormen toe te voegen of te analyseren hoeveel waardevolle infrastructuur er op het spel staat. Stads- en provinciehoofden, ondertussen, zou ook meer site-specifieke studies kunnen doen om uit te zoeken welke gebieden nauwkeuriger moeten worden gecontroleerd.

De San Francisco Bay Conservation and Development Commission werkt aan de implementatie van grondwater in hun kaarten voor zeespiegelstijging, en steden als Alameda en Hayward hebben hun eigen plannen gestart. Marin stad, ambtenaren merkten ook op, bezig is met het beoordelen van kwetsbaarheden, en milieugroepen helpen de gemeenschap om wetlands te herstellen die toekomstige overstromingen kunnen helpen verminderen.

Wat betreft ons drinkwater dieper onder de grond, door het binnendringen van zout water zijn dure en uitgebreide maatregelen nodig.

In de provincie Los Angeles, waterambtenaren hebben decennialang honderden "barrièreputten, " dat zich uitstrekt van de internationale luchthaven van Los Angeles tot de Palos Verdes Hills - een systeem dat zoet water van meer dan 60 meter diep injecteert om te voorkomen dat er zout water naar binnen stroomt.

Zout grondwater werd meer dan een eeuw geleden ontdekt, en ongebreideld pompen naarmate de bevolking groeide, leidden tot een roodstand waardoor de zee 600 kon besmetten, 000 acre-voet zoet water - water dat 4,8 miljoen mensen in L.A. een jaar lang had kunnen voorzien. De aquifer levert tegenwoordig ongeveer de helft van het water dat nodig is voor 43 steden in Los Angeles County - en blijft aanzienlijk onder de zeespiegel.

"Deze putten lopen non-stop, 24 uur per dag, 7 dagen per week, " zei Ted Johnson, assistent algemeen directeur van het Water Replenishment District van Zuid-Californië, een door kiezers geïnitieerd agentschap dat in de jaren vijftig werd opgericht om het grondwater in de regio te redden. "Ze moeten de hele tijd in balans zijn voor de juiste hoeveelheid water."

Een paar centimeter zeespiegelstijging kan gemakkelijk worden meegenomen in bestaande monitoring en berekeningen, Johnson zei, maar stijgende kosten en eindige voorraden staan ​​voorop. Ambtenaren hebben manieren gevonden om de watervoerende laag te injecteren met gerecycled water, in plaats van grote hoeveelheden te importeren uit andere regio's die ook steeds meer zoetwater nodig hebben.

Mark Goud, de plaatsvervangend secretaris van de gouverneur voor kust- en oceaanbeleid, zei dat zeewater dat zowel diep als ondiep grondwater binnendringt, bedreigingen zijn die Californië niet kan negeren. In een reeks doelen geleid door de regering van Gov. Gavin Newsom, veel agentschappen zijn onlangs overeengekomen om Californië voor te bereiden op ten minste 3,5 voet zeespiegelstijging in 2050.

Gold heeft met deze agentschappen samengewerkt om beter te begrijpen welke wegen, spoorlijnen en andere kustinfrastructuur lopen het grootste risico voor de stijgende zeespiegel. Maar als het om rioolbuizen gaat, pompstations en andere ondergrondse infrastructuur, het is niet gemakkelijk om te weten waar te beginnen. De informatie die wetenschappers nu bij elkaar zoeken, hij zei, is kritisch.

"Wat je niet ziet, " hij zei, "kan net zo verwoestend zijn als wat je ziet."

© 2020 Los Angeles Times
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.