Hoạt động của con người và lực lượng tự nhiên khiến nhiều nơi trên bề mặt Trái đất lún xuống, đe dọa nhiều thành phố đông dân.
Thành phố New York đang chậm rãi chìm vào Đại Tây Dương. Các nhà nghiên cứu gần đây chỉ ra thành phố đang lún 0,1 – 0,2 cm mỗi năm. Kết hợp với mực nước biển ngày càng cao và bão cường độ mạnh, điều này có thể làm tăng nguy cơ ngập lụt nghiêm trọng. Theo Tom Parsons, nhà nghiên cứu ở Cục Khảo sát Địa chất Mỹ, trong khi phần lớn thành phố được xây trên đất nhân tạo, phần lớn tòa nhà chọc trời nặng nhất ở đây xây trên đá nền cứng chắc. Tình trạng sụt lún của thành phố liên quan tới địa chất nhiều hơn là công trình xây dựng. Nước biển đang dâng lên nhanh hơn tốc độ sụt lún của thành phố. Tuy nhiên, nhiều thành phố khác trên thế giới từ Jakarta, Indonesia đến New Orleans đang sụt lún nhanh hơn nhiều so với mực nước biển dâng lên, theo National Geographic.
Những tòa nhà chọc trời ở khu Manhattan, New York. (Ảnh: Ecowatch).
Sụt lún và ngập lụt
Mỗi năm, mực nước biển trung bình toàn cầu tăng khoảng 0,3 cm. Nhưng ở một số nơi của Jakarta, mức tăng mực nước biển tương đối hàng năm có thể lên tới gần 25 cm. Nguyên nhân không chỉ do thủy triều dâng cao mà thành phố cũng đang sụt dần. "Chúng ta cần phải kết hợp cả hai tác động này", Pietro Teatini, kỹ sư dân sự ở Đại học Padova, Italy, cho biết. "Đây là những gì mọi người vẫn gọi là mức tăng mực nước biển tương đối, có nghĩa mực nước biển tăng kết hợp với sụt lún đất đai".
Sụt lún đất đai xảy ra khi hoạt động của con người hoặc lực lượng tự nhiên khiến nhiều nơi trên bề mặt Trái đất hạ thấp. Tình trạng này có thể gây ra các vấn đề cho cả đất liền và vùng ven biển. Sụt lún đất đai có nhiều nguyên nhân (bao gồm hoạt động của con người như bơm nước ngầm và xây thành phố trên trầm tích mềm), đây không phải là kết quả trực tiếp của biến đổi khí hậu. Do một số nhân tố và địa chất đặc thù, Jakarta nằm trong số những thành phố sụt lún nhanh nhất thế giới. Với hơn 40% thành phố hiện nay nằm dưới mực nước biển và bão ngày càng dữ dội do biến đổi khí hậu, ngập lụt ở Jakarta trở nên thường xuyên và nghiêm trọng đến mức chính phủ Indonesia lên kế hoạch di dời thủ đô tới hòn đảo khác.
Khai thác nước và tài nguyên dưới lòng đất
Các thành phố tạo ra vấn đề sụt lún khổng lồ khi khai thác tầng ngậm nước dưới lòng đất. Theo Teatini, bơm nước ngầm là vấn đề chính gây sụt lún đất đai trên toàn thế giới. Đá và trầm tích ở tầng ngậm nước dưới lòng đất đóng vai trò như bọt xốp, chứa nhiều lỗ đầy nước. Khi nước bị hút đi, những lỗ đó có thể co lại dưới sức nặng của lớp đất ở bên trên. Đây là lý do bơm nước ngầm khiến đất bị nén lại.
Ở Mexico City, các nhà khoa học cho biết khai thác nước ngầm làm mặt đất sụt lún 36 cm mỗi năm. "Dân số gia tăng kéo theo nhu cầu sử dụng nước. Vì vậy, họ lấy nước từ mạch nước ngầm và mặt đất phản ứng bằng cách sụt lún", nhà địa vật lý Shimon Wdowinski ở Đại học Quốc tế Florida, cho biết.
Trong thập kỷ qua, thủ đô Mexican sụt lún khoảng 10 m, làm oằn các tòa nhà và phá hủy cơ sở hạ tầng. Nguyên nhân chủ yếu là khai thác nước ngầm, nhưng địa lý khác thường của thành phố cũng góp phần. Phần lớn Mexico City được xây trên hồ san lấp, lòng hồ cũ rất mềm, sũng nước và dễ bị ép chặt. Những lỗ đá có thể chứa đầy hydrocarbon như dầu hoặc khí gas. Khai thác nguồn tài nguyên này cũng gây sụt lún như ở Hà Lan và quanh Ravenna, Italy.
Phát triển đô thị
Tại nhiều nơi ở Hà Lan, mặt đất đang sụt lún 0,4 – 0,5 cm/năm. Nhà địa chất học Gilles Erkens ở Đại học Utrecht và Deltares, viện nghiên cứu phi lợi nhuận, cho biết nguyên nhân chủ yếu do con người can thiệp vào các đầm lầy. Nạo vét đầm lầy để làm đất canh tác có thể khiến đất đai biến mất. Khi đầm lầy khô đi, oxy từ không khí chui vào trong đất và vi khuẩn bắt đầu ăn than bùn và biến đổi thành carbon dioxide để lấy năng lượng. Quá trình khiến nền đất co lại và yếu đi, dẫn tới sụt lún.
Dù đây chủ yếu là vấn đề ở nông thôn, một số thành phố Hà Lan như Gouda xây ngay trên đất than bùn, theo Erken. Do than bùn dễ nén lại, nó rất dễ bị sụt lún bởi tải trọng. Xây thành phố nặng bên trên trầm tích mềm không chỉ là vấn đề ở đất than bùn. Nhiều thành phố lớn từ Thượng Hải, Jakarta tới Cairo, nằm trên châu thổ sông, vùng đất bằng phẳng màu mỡ ở cửa sông có đặc tính mềm ướt như đất than bùn.
Phù sa châu thổ sông bị nén lại dưới trọng lượng của chính nó theo thời gian, nhưng lũ lụt thường xuyên sẽ bù lại thông qua cung cấp phù sa mới. Các thành phố thường xây đê ven sông để ngăn ngập lụt, nhưng cũng khiến phù sa mới không thể tới vùng châu thổ. Xây đập ở thượng lưu sông cũng ngăn cản quá trình vận chuyển phù sa, dẫn tới sụt lún và ngập lụt.