Robert Klatt
New York sinkt durch das Gewicht der Gebäude, die rund 760 Millionen Tonnen wiegen, kontinuierlich ab. In vielen Stadtteilen nimmt dadurch die Überflutungsgefahr stark zu.
Moffett Field (U.S.A.). Eine Studie der University of Rhode Island (URI), die kürzlich in den Geophysical Research Letters publiziert wurde, belegt, dass zahlreiche Küstenstädten schnell absinken. Weil der Meeresspiegel parallel dazu steigt, nimmt dazu Risiko für Überschwemmungen stetig zu. Die Gründe für das Absinken des Bodens sind vielfältig.
Als Beispiel lässt sich die Hauptstadt Indonesiens, Jakarta, anführen, die gegenwärtig eine jährliche Vertiefung von beinahe elf Zentimetern erlebt, bedingt durch das Entnehmen von Grundwasser aus tieferen Erdschichten. Zusätzliche Einflüsse, die zu Bodendepressionen führen können, sind umfangreiche Kompensationsbewegungen im Anschluss an das Ende der letzten Eiszeit, die Gewinnung von Öl und Gas, sowie die natürliche Verdichtung von Sedimenten in Flussdelta-Regionen.
Zudem ist bekannt, dass große Gebäude sich langsam setzen. Allerdings sei das langfristige Ausmaß solcher Setzungsvorgänge und die großflächigen Auswirkungen auf die Geländehöhe ganzer Städte bisher nicht untersucht worden. Wissenschaftler des United States Geological Survey (USGS) haben exemplarisch an New York City analysiert, ob und wie stark das Gewicht der Gebäude das Absinken des Bodens beeinflusst.
Laut der Publikation im Fachmagazin Earth’s Future haben die Forscher um Tom Parsons dazu zuerst das Gewicht der Gebäude der Stadt addierte. Insgesamt wiegen diese 760 Millionen Tonnen. Das Ausmaß der Bodendepression ist stark abhängig von der Stabilität des Untergrunds, was zu erheblichen Schwankungen führt. In der Gesamtschau verzeichnet die Metropole New York City eine Absenkungsrate von ein bis zwei Millimetern pro Jahr. Die beachtliche Gewichtsbelastung durch die imposanten Hochhäuser führt aber dazu, dass bestimmte Stadtteile jährlich um bis zu 60 Zentimeter absinken.
Hinsichtlich der potenziell betroffenen Einwohnerzahl und der bedrohten materiellen Güter zählt die Stadt zu den zehn global am stärksten überschwemmungsgefährdeten Metropolen. Der allgemeine Absinkungsprozess der Stadt resultiert aus geologischen Prozessen, die mit der letzten Eiszeit in Verbindung stehen. Damals drückten Gletscher die Erdkruste in nördlicheren Regionen nach unten, was zu einer Aufwölbung in südlicheren Gegenden führte. Mit dem Rückzug der Gletscher beginnt nun diese Aufwölbung langsam zurückzusinken und die Überflutungsgefahr nimmt zu.
Das Team um Parsons entwickelte einen Ansatz, um quantitativ untersuchen zu können, wie die Auswirkungen von Überschwemmungen durch das Absinken der Stadt beeinflusst werden. Sie teilten dazu New York in ein Raster aus Quadraten mit einer Kantenlänge von 100 Metern. Für jeden dieser Räume berechneten sie die auf den Boden ausgeübte Last und die resultierende Kompression des darunterliegenden Materials. Diese Berechnungen wurden dann mit Satellitendaten abgeglichen. Es zeigte sich wenig überraschend, dass die stärksten Absenkungen dort auftraten, wo der Boden aus Sand oder Lehm besteht oder lockere Sedimente das Fundament der Gebäude bilden.
Die Studienergebnisse gestalten sich laut der Forschungsgruppe als uneinheitlich. Während in bestimmten Gegenden von Brooklyn und Queens tatsächlich die simulierten Gebäudesetzungen beobachtet wurden, offenbarten die Satellitendaten in anderen Gebieten starke Absenkungen, unabhängig von der Bebauung. Hier scheinen andere Einflüsse eine Rolle zu spielen, die einen bedeutenden Beitrag zur Absenkung liefern, wie Grundwasserförderung oder Oberflächenerosion durch Drainage. Zusätzlich ergibt sich die Herausforderung, dass die Mehrheit der Gebäudesenkung kurz nach der Errichtung des Gebäudes stattfindet und daher schwierig nachweisbar ist.
Geophysical Research Letters, doi: 10.1029/2022GL098477
Earth’s Future, doi: 10.1029/2022EF003465
