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NASA发现隐藏的垂直运动 纽约市部分地区正在下沉和上升
发布日期:2023-10-02 20:53:48  稿源:cnBeta.COM

科学家利用天基雷达发现,由于人为和自然因素,纽约市的土地正在以不同的速度下沉。少数地点正在上升。科学家发现,由于从土地使用方式到消失已久的冰川等各种因素,纽约大都会区的部分地区正在以不同的速度下沉和上升。虽然海拔高度的变化看似很小--每年几英寸,但它们会增加或减少与海平面上升有关的当地洪水风险。

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纽约市(包括图中的皇后区)地下的土地每年都在以零点几英寸的速度移动。这种移动是冰河时期遗留下来的,也是人类使用土地造成的。图片来源:NASA/JPL-Caltech

这项新研究由美国国家航空航天局南加州喷气推进实验室(JPL)和新泽西州罗格斯大学的研究小组于9月27日发表在《科学进展》(Science Advances)上。研究小组利用一种名为干涉合成孔径雷达(InSAR)的遥感技术,分析了整个大都会地区从 2016 年到 2023 年期间向上和向下的垂直土地运动(也称为隆起和下沉)。该技术结合了对同一区域的两个或多个三维观测数据,以揭示地表运动或地形。

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在绘制整个纽约市地区的陆地垂直运动图时,研究人员发现陆地平均每年下沉(蓝色显示)约 0.06 英寸(1.6 毫米)。他们还在皇后区和布鲁克林区检测到适度的隆起(红色显示)。白色虚线表示县/镇边界。资料来源:NASA/JPL-加州理工学院/罗格斯大学

影响陆地运动的因素

他们观测到的大部分地动都发生在地球表面之前被改造过的地区,如土地开垦和垃圾填埋场的建设,这些改造使得地表更加松软,更容易被压缩到随后的建筑物下面。

有些运动也是由几千年前的自然过程造成的,可以追溯到最近的冰河时期。大约 2.4 万年前,巨大的冰原遍布新英格兰的大部分地区,一英里多高的冰墙覆盖了今天纽约州北部的奥尔巴尼。从那时起,地球的地幔就像一张弯曲的床垫,一直在缓慢地重新调整。纽约市就坐落在冰原边缘外隆起的陆地上,现在正在重新下沉。

详细研究结果和影响

科学家们发现,大都会地区平均每年下沉约 0.06 英寸(1.6 毫米),大约相当于脚趾甲一个月的生长量。利用欧空局(ESA)哨兵-1 卫星上的雷达以及先进的数据处理技术,他们绘制了详细的运动图,并精确定位了比平均水平下沉更快的街区和地标--小到机场跑道和网球馆。

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研究小组精确定位了热点地区:左图是皇后区拉瓜迪亚机场的 13/31 号跑道,正在以每年约 0.15 英寸(3.7 毫米)的速度下沉;右图是布鲁克林东威廉斯堡的超级基金遗址纽敦溪的一部分,正在以每年约 0.06 英寸(1.6 毫米)的速度不均匀地上升。图片来源:NASA/JPL-加州理工学院/罗格斯大学

JPL 的博士后研究员布雷特-布赞加(Brett Buzzanga)说:"我们绘制了纽约市地区土地垂直运动的详细地图,其中有一些特征是以前没有注意到的。"

跟踪当地的海拔变化和相对海平面对于洪水测绘和规划非常重要。这一点尤为重要,因为地球不断变化的气候将世界各地的海洋推高,导致洪水滋扰事件更加频繁,并加剧了破坏性风暴潮。

重要热点

研究小组在皇后区垃圾填埋场附近发现了两个显著的沉降热点。一个是拉瓜迪亚机场的 13/31 号跑道,正在以每年约 0.15 英寸(3.7 毫米)的速度下沉。科学家们注意到,该机场正在进行一项耗资 80 亿美元的翻新工程,其部分目的是为了缓解大西洋水位上涨带来的洪水。他们还发现阿瑟-阿什体育场(Arthur Ashe Stadium)正在以每年约 0.18 英寸(4.6 毫米)的速度下沉,在翻修期间需要建造一个轻质屋顶,以减轻其重量和下沉量。

其他沉降热点还包括州长岛南部--建在 3800 万平方英尺(350 万立方米)的岩石和泥土上,这些岩石和泥土来自 20 世纪早期的地铁挖掘工程--以及布鲁克林科尼岛和皇后区海边 Arverne 靠近海洋的地方,这些地方都建在人工填土上。在新泽西州郊区的 440 号公路和 78 号州际公路下方也观察到了类似程度的沉降,这些公路穿越了历史悠久的新泽西州。

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