Pod ulicami svetových veľkomiest sa odohráva proces, ktorý si väčšina ich obyvateľov ani nevšimne. Zem pod budovami, cestami a celými štvrťami sa pomaly prepadáva. Na niektorých miestach pritom nejde iba o milimetre. Nová rozsiahla štúdia odhalila, že v určitých častiach mexickej metropoly klesá povrch zeme takmer o 22 centimetrov ročne. Vedci pomocou satelitov preskúmali stovky miest na celom svete a upozorňujú, že tento nenápadný jav môže mať vážne následky pre milióny ľudí.

Medzinárodný tím vedcov analyzoval údaje zo satelitných pozorovaní za roky 2014 až 2023. Výsledky výskumu, ktorý zahŕňal 465 miest v 107 krajinách, zverejnil prestížny vedecký časopis Nature Cities. Vedci skúmali, ako rýchlo sa mení výška zemského povrchu v rozsiahlych mestských oblastiach a či sa tempo týchto zmien postupne zrýchľuje alebo spomaľuje.

Satelity odhalili problém, ktorý zo zeme takmer nevidno

Keď sa povie, že sa mesto prepadáva, mnohí si predstavia dramatické trhliny v cestách alebo budovy miznúce pod zemou. V skutočnosti však ide väčšinou o oveľa pomalší proces.

Odborníci ho označujú ako sadanie alebo pokles pôdy, v angličtine land subsidence.

Povrch zeme sa pri ňom postupne znižuje, často iba o niekoľko milimetrov ročne. Takéto zmeny si človek pri každodennej chôdzi po ulici prakticky nemá šancu všimnúť.

Moderné satelitné technológie však dokážu zachytiť aj veľmi malé pohyby zemského povrchu.

Vedci preto mohli porovnať stovky veľkých miest rovnakým spôsobom a získať globálny obraz o tom, kde je pokles pôdy najvýraznejší.

Výsledky ukázali, že situácia sa medzi jednotlivými mestami dramaticky líši. Kým niektoré zostávajú relatívne stabilné, v iných sa zem prepadáva tempom, ktoré môže predstavovať vážny problém pre infraštruktúru.

V Mexiku namerali pokles takmer 22 centimetrov ročne

Najvýraznejšie lokálne hodnoty vedci zaznamenali v mexickom hlavnom meste Ciudad de México.

V určitých častiach tejto obrovskej metropoly sa zemský povrch počas sledovaného obdobia znižoval približne o 21,7 centimetra ročne.

To znamená, že pri dlhodobom pokračovaní podobného tempa by sa niektoré miesta mohli za desať rokov prepadnúť o viac než dva metre.

Dôležité však je, že nejde o pokles celého mesta.

Medián poklesu pôdy v Ciudad de México dosiahol približne 8 milimetrov ročne. Hodnota 21,7 centimetra predstavuje extrémny lokálny výsledok, nie rýchlosť, akou by sa rovnomerne znižovala celá metropola.

Prečo sa práve v Mexiku vyskytujú také výrazné rozdiely?

Veľká časť hlavného mesta bola vybudovaná na území bývalého jazera Texcoco. Pod mestom sa nachádzajú vrstvy mäkkých jazerných sedimentov, ktoré sú náchylné na stláčanie.

Situáciu navyše zhoršuje dlhodobé čerpanie podzemnej vody.

Keď sa voda odčerpáva z podzemných vrstiev, sedimenty sa môžu postupne zhutňovať a povrch nad nimi klesá.

Výsledkom môžu byť poškodené budovy, popraskané cesty a problémy s vodovodmi či kanalizáciou.

Najrýchlejšie sa prepadávajú aj mestá v Ázii

Mexiko však nie je jediným miestom, kde satelity odhalili výrazné pohyby pôdy.

Medzi mestá s vysokým typickým tempom poklesu patria aj veľké ázijské aglomerácie.

V indonézskom meste Medan vedci zaznamenali medián poklesu približne 33 milimetrov ročne, teda 3,3 centimetra.

V ďalšom indonézskom meste Bandung dosiahol medián približne 22 milimetrov ročne.

Výrazné hodnoty sa objavili aj v mexickom meste Torreón, kde medián predstavoval približne 17 milimetrov ročne, a v iránskom Isfaháne s hodnotou okolo 11 milimetrov.

Tieto čísla môžu na prvý pohľad pôsobiť nenápadne.

Ak sa však zem znižuje o tri centimetre ročne, za dvadsať rokov môže pri nezmenenom tempe klesnúť o približne 60 centimetrov.

Pre husté mestské prostredie môže byť takýto rozdiel významný.

Ešte nebezpečnejšie je, keď jednotlivé časti mesta neklesajú rovnako rýchlo.

Nerovnomerné sadanie pôdy totiž vytvára napätie v základoch budov, cestných konštrukciách a podzemných potrubiach.

Prečo sa vlastne zem pod mestami prepadáva?

Príčin poklesu pôdy môže byť viacero.

Jednou z najvýznamnejších je nadmerné čerpanie podzemnej vody, predovšetkým v oblastiach, kde sa nachádzajú stlačiteľné sedimenty.

Voda vypĺňa póry medzi čiastočkami hornín a pôdy. Keď jej množstvo v podzemí výrazne klesne, zmenia sa tlakové pomery a niektoré vrstvy sa začnú zhutňovať.

Povrch nad nimi potom postupne sadá.

Ďalšou príčinou môže byť ťažba nerastných surovín, ropy alebo zemného plynu.

V niektorých regiónoch zohráva úlohu aj prirodzené zhutňovanie mladých sedimentov, geologické procesy či zmeny vodného režimu.

Mestá pritom často čelia kombinácii viacerých faktorov.

Pokles pôdy teda nie je jeden univerzálny problém s jedinou príčinou. To, čo spôsobuje sadanie v jednom meste, nemusí byť rozhodujúcim faktorom v inom.

Práve preto je dôležité jednotlivé oblasti dlhodobo sledovať.

Niektoré svetové metropoly zostávajú takmer stabilné

Výskum nepriniesol iba znepokojivé výsledky.

Vedci identifikovali aj veľké mestá, v ktorých sú pohyby zemského povrchu podstatne menšie.

Medzi relatívne stabilné metropoly patria napríklad Londýn, Boston, Tokio či Sydney.

V sledovaných údajoch sa ich typické pohyby pohybovali približne v rozsahu od 0,1 do 1,9 milimetra ročne.

V porovnaní s najviac postihnutými mestami ide o výrazne nižšie hodnoty.

To však neznamená, že každý meter štvorcový v týchto metropolách zostáva úplne nehybný.

Aj v relatívne stabilnom meste môžu existovať menšie lokality s odlišným geologickým podložím alebo špecifickými problémami.

Výsledky zároveň ukazujú, že sadanie pôdy nie je nevyhnutným osudom každej veľkej aglomerácie.

Jeho intenzita závisí od miestnych podmienok aj od spôsobu, akým ľudia využívajú podzemné zdroje.

Prepadávanie pôdy zvyšuje aj riziko záplav

Pokles zemského povrchu je mimoriadne nebezpečný v pobrežných mestách.

Ak sa pevnina postupne znižuje, hladina mora sa voči nej relatívne zvyšuje, aj keby samotná morská hladina zostávala nezmenená.

V kombinácii s globálnym zvyšovaním hladiny oceánov môže tento jav výrazne zvýšiť riziko pobrežných záplav.

Problém sa však netýka iba miest pri mori.

Vnútrozemské aglomerácie môžu čeliť poškodeniu kanalizácie, zmene odtokových pomerov alebo hromadeniu dažďovej vody na miestach, kde predtým nezostávala.

Nerovnomerný pokles pôdy môže tiež narušiť sklon potrubí a odvodňovacích systémov.

Následky tak nemusia byť viditeľné okamžite, ale postupne sa môžu prejaviť na fungovaní celej mestskej infraštruktúry.

A čo Slovensko? Pokles pôdy sa môže týkať aj nás

Hoci nová štúdia poskytuje predovšetkým globálne porovnanie veľkých miest, podobné geologické procesy sa môžu vyskytovať aj na Slovensku.

Osobitnú pozornosť si zaslúžia oblasti s historickou alebo súčasnou banskou činnosťou.

Jedným z príkladov je región Hornej Nitry, kde sa desaťročia ťažilo hnedé uhlie.

Podzemná ťažba môže za určitých podmienok spôsobovať deformácie nadložných hornín a postupné sadanie povrchu.

Podobné riziká sa však posudzujú individuálne podľa konkrétneho ložiska, spôsobu ťažby a geologickej stavby územia.

Údaje zo svetovej štúdie nemožno automaticky prenášať na slovenské mestá. Výskum neposkytuje podklad na tvrdenie, že by sa niektoré slovenské mesto prepadávalo rovnakou rýchlosťou ako najviac postihnuté svetové metropoly.

Aj u nás však môže byť sledovanie pohybov zemského povrchu dôležité pri ochrane budov, ciest a ďalšej infraštruktúry.

Satelity môžu mestám pomôcť predísť škodám

Význam novej štúdie nespočíva iba v rekordných hodnotách poklesu pôdy.

Vedci sledovali aj to, ako sa tento proces mení v čase.

V niektorých mestských oblastiach sa sadanie postupne spomaľuje, zatiaľ čo inde môže naberať na intenzite.

Práve poznanie týchto trendov môže pomôcť samosprávam rozhodovať o ochranných opatreniach.

V oblastiach, kde je hlavnou príčinou nadmerné čerpanie podzemnej vody, môže byť jedným z riešení udržateľnejšie hospodárenie s vodnými zdrojmi.

Inde môže byť potrebné prispôsobiť výstavbu, posilniť monitorovanie alebo zohľadniť geologické riziká pri plánovaní novej infraštruktúry.

Satelitné merania pritom umožňujú pravidelne sledovať veľké územia bez toho, aby bolo potrebné merať každý bod priamo na zemi.

Najdôležitejším zistením je, že prepadávanie miest nemusí byť dramatické, aby bolo nebezpečné. Aj niekoľko milimetrov ročne môže pri dlhodobom pôsobení predstavovať problém, najmä ak sa zem pod jednotlivými časťami mesta pohybuje rozdielnou rýchlosťou.

Nový výskum tak ukazuje, že budúcnosť veľkých miest nezávisí iba od toho, čo sa stavia nad zemou, ale aj od procesov, ktoré prebiehajú hlboko pod ich ulicami.