След урбанизации Дели и его влияние на состояние недр Земли

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 11750 (2023) Цитировать эту статью

86 Доступов

Подробности о метриках

Городские земли и их расширение оказали глубокое влияние на глобальную окружающую среду, включая изменение напряжения в недрах Земли, хотя городские земли составляют лишь небольшую часть глобальной земной поверхности. Разглашение таких последствий никогда не было более важным, учитывая роль стресса в обеспечении безопасности городского населения от землетрясений. Однако знания об этом зависящем от времени нелинейном влиянии урбанизации на недра остаются в серой зоне. Это исследование сосредоточено на территории вокруг Дели, столицы Индии, чтобы понять относительный вклад строительной нагрузки, вызванной быстрой урбанизацией, в усугубление стрессового состояния подземных строений. Результаты показывают, что с 2010 года модуляция уровня сейсмичности и стабильности надвигов фундамента связана не только с урбанизацией, но и с десятилетним накоплением подземных вод. Все больше данных свидетельствует о том, что быстрая урбанизация и, как следствие, нетектоническое горизонтальное сжатие стабилизируют разломы в поясе Аравалли-Дели, которые дестабилизированы из-за обширной добычи подземных вод. Это влияет на десятилетнюю тенденцию сейсмичности вокруг складчатого пояса Аравалли-Дели. Тем не менее, величина этого зависящего от времени влияния деформации на модуляцию сейсмичности остается неопределенной. Результаты этого исследования впервые дают количественную оценку геомеханического воздействия урбанизации в районе Дели.

Будучи непосредственным связующим звеном экологических и антропогенных взаимодействий, урбанизация меняет различные аспекты окружающей среды. Поскольку рост населения приводит к быстрой урбанизации и агрессивному метаморфозу земной поверхности, атмосфера, гидрологический цикл, экосистемные процессы, климатическая система и стабильность недр, согласно прогнозам, будут резко нарушены в местном и глобальном масштабах1,2,3,4. Городские земли занимают небольшую часть территории планеты, но при этом на них проживает 55% мирового населения. Площадь городских земель увеличивается быстрее, чем численность городского населения. Урбанизация является причиной 70% глобального потепления и 80% утраты естественной среды обитания. Около 60% мировых пахотных земель находятся вблизи городских территорий, что подчеркивает конфликт между ними5. Многочисленные исследования5,6,7,8 подчеркивают пропорциональность между темпами роста городов и сокращением пахотных земель, при этом Индия, Китай и Египет являются яркими примерами (рис. 1а, где Дели и окружающие его регионы находятся вблизи пахотных земель). Во многих развитых странах ожидается сокращение оттока населения из сельских районов в городские, тогда как в развивающихся странах сценарий противоположный, особенно когда в центре внимания оказывается Индия. Анхель и др.9 и Сето и др.10 прогнозируют, что к 2030 году площадь урбанизированных земель в мире увеличится в три раза по сравнению с 2000 годом, что будет сопровождаться удвоением численности городского населения. В свете этого современная урбанизация является источником мегаурбанизации (слияния множества городских структур, образующих непрерывный городской участок5). По прогнозам, такая мегаурбанизация произойдет в регионах, склонных к высокому уровню бедности, обычно там, где сельское хозяйство управляет доминирующими секторами экономики. Таким образом, междисциплинарное понимание того, как будущая урбанизация и ее население изменят Землю, имеет первостепенное значение для решения проблемы глобальной устойчивости.

Карта землепользования региона северной Индии на 2020 год. (a) Классификация землепользования (уровень I) региона северной Индии на 2020 год, территория исследования выделена рамкой. (b) Переход класса застроенной земли в 1990–2020 гг. с интервалом в 5 лет. Пастельным красным цветом обозначена существующая застроенная территория, а сплошным красным выделена новая земельная площадь, включенная в класс застройки, по сравнению с предыдущим временным интервалом. Крайняя правая нижняя панель показывает рост совокупной застроенной площади и городского населения с течением времени. Этот рисунок был создан с помощью ArcMap (версия 10.7.1; URL: https://support.esri.com.