Runtuhnya akuifer dunia yang sedang berlangsung

Cerita ini awalnya diterbitkan oleh  http://128.199.252.62/ dan muncul di sini sebagai bagian dari Meja Iklim kolaborasi.

Ketika ekonomi California meroket selama abad ke-20, daratannya menuju ke arah yang berlawanan. Industri pertanian yang berkembang pesat di Lembah San Joaquin di negara bagian itu, dikombinasikan dengan kekeringan yang parah, menyebabkan ekstraksi air yang berlebihan dari akuifer. Seperti botol air besar dan kosong, akuifernya kusut, sebuah fenomena yang oleh para ahli geologi disebut penurunan permukaan tanah. Pada tahun 1970, daratan telah tenggelam sebanyak 28 kaki di lembah, dengan konsekuensi yang kurang ideal bagi manusia dan infrastruktur di atas akuifer.

Lembah San Joaquin secara geologis siap untuk runtuh, tetapi keadaannya tidak unik. Di seluruh dunia – dari Belanda hingga Indonesia hingga Mexico City – geologi bersekongkol dengan perubahan iklim untuk menenggelamkan tanah di bawah kaki manusia. Kekeringan yang lebih parah berarti meningkatnya pengeringan akuifer, dan naiknya air laut membuat tanah yang tenggelam semakin rentan terhadap banjir. Menurut penelitian terbaru yang dipublikasikan di jurnal Ilmu, dalam dua dekade mendatang, 1,6 miliar orang dapat terkena dampak penurunan permukaan tanah, dengan potensi kerugian hingga triliunan dolar.

“Penurunan tanah telah diabaikan dalam banyak hal karena pergerakannya lambat. Anda tidak akan menyadarinya sampai Anda mulai melihat kerusakan, ”kata Michelle Sneed, spesialis penurunan tanah di US Geological Survey dan rekan penulis makalah. “Tenggelamnya tanah itu sendiri tidak menjadi masalah. Tetapi jika Anda berada di pantai, itu masalah besar. Jika Anda memiliki infrastruktur yang melintasi wilayah yang panjang, itu masalah besar. Jika Anda memiliki sumur dalam, mereka akan runtuh karena amblesan. Itu masalah. ”

Agar penurunan permukaan tanah menjadi masalah, Anda memerlukan dua hal: Jenis tanah yang tepat, dan akuifer yang dieksploitasi secara berlebihan. Akuifer menahan air di antara pecahan pasir, kerikil, atau tanah liat. Ketika jumlah tanah liat dalam akuifer sangat tinggi, butiran mengatur dirinya sendiri seperti lempengan yang dibuang sembarangan di bak cuci – pada dasarnya memiliki orientasi acak, dan air mengisi ruang di antara butiran. Tetapi jika Anda mulai mengekstraksi air dari akuifer, ruang-ruang itu runtuh dan butiran-butirannya semakin mendekat.

“Piring-piring itu diatur ulang menjadi lebih seperti tumpukan piring makan yang Anda taruh di lemari,” kata Sneed. “Jelas membutuhkan lebih sedikit ruang untuk menumpuk pelat seperti itu. Jadi itulah pemadatan sistem akuifer yang kemudian mengakibatkan penurunan tanah di permukaan. ”

Tetapi bukankah memompa lebih banyak air kembali ke akuifer akan memaksa lempeng tanah liat kembali ke orientasi acak dan ruang? Sayangnya tidak ada. “Ini akan menekan butiran tersebut sedikit – Anda akan mendapatkan sedikit ekspansi dalam sistem akuifer yang direpresentasikan sebagai pengangkatan di permukaan tanah. Tapi jumlahnya kecil, ”kata Sneed. Kita sedang membicarakan gerakan mungkin tiga perempat inci. “Mereka masih bertumpuk seperti piring di lemari Anda,” lanjutnya.

Jadi pada titik ini Anda memiliki masalah berlaras ganda: Tanah telah tenggelam dan tidak akan terapung kembali, dan akuifer tidak akan menahan air sebanyak dulu karena telah terkompresi. “Dan itu poin penting,” kata Sneed. “Karena tempat-tempat di seluruh dunia, termasuk California, mulai menggunakan sistem akuifer sebagai waduk terkelola, pemadatannya sebelumnya telah mengurangi kemampuannya untuk menyimpan air.”

Karena populasi manusia yang terus bertambah dan kekeringan yang lebih hebat yang disebabkan oleh perubahan iklim semakin menambah tekanan pada persediaan air, tanah mereda di seluruh dunia. Beberapa bagian ibu kota Indonesia, Jakarta, misalnya, tenggelam sebanyak 10 inci setahun, sementara laut naik di sekitarnya. Model memperkirakan bahwa hanya dalam tiga dekade, 95 persen Jakarta Utara bisa berada di bawah air. Situasinya begitu memprihatinkan, Indonesia berencana memindahkan ibukotanya.

Tetapi para ilmuwan belum mencontoh global risiko penurunan – sampai sekarang. Untuk membangun model mereka, Sneed dan rekan-rekannya menjelajahi literatur yang ada tentang penurunan tanah di 200 lokasi di seluruh dunia. Mereka mempertimbangkan faktor-faktor geologi tersebut (kandungan tanah liat yang tinggi), serta topologi, karena penurunan muka tanah lebih mungkin terjadi di tanah datar. Mereka memperhitungkan populasi dan pertumbuhan ekonomi, data tentang penggunaan air, dan variabel iklim.

Untuk 1,6 miliar orang yang berpotensi terkena dampak penurunan permukaan tanah – dan itu baru terjadi pada tahun 2040 – konsekuensinya bisa mengerikan. #lingkungan #kota #penggunaan #iklim

Para peneliti menemukan bahwa penurunan muka tanah di seluruh planet dapat mengancam 4,6 juta mil persegi tanah dalam dua dekade mendatang. Meski itu hanya delapan persen dari daratan Bumi, umat manusia cenderung membangun kota-kota besar di wilayah pesisir, yang rentan terhadap penurunan permukaan tanah. Jadi mereka memperkirakan, pada akhirnya, 1,6 miliar orang bisa terpengaruh. Pemodelan lebih lanjut menemukan bahwa di seluruh dunia, penurunan permukaan tanah memperlihatkan aset dengan total produk domestik bruto sebesar US $ 8,19 triliun, atau 12 persen dari PDB global.

Benar, penurunan tanah secara bertahap tidak merusak seperti gempa bumi atau letusan gunung berapi yang tiba-tiba. “Tapi ini akan menyebabkan efek tidak langsung atau dampak yang, dalam jangka panjang, dapat menghasilkan kerusakan pada struktur atau infrastruktur, atau meningkatkan area banjir di daerah aliran sungai atau pesisir ini,” kata ahli geologi Gerardo Herrera-García dari Geological and Mining Institute of Spain, penulis utama di atas kertas.

Subsidence secara unik sensitif terhadap perubahan iklim – setidaknya secara tidak langsung. Di planet yang lebih hangat, kekeringan lebih lama dan lebih intens. “Ini sangat penting,” kata Herrera-García. “Karena berapa pun curah hujan tahunan yang Anda alami, masalah terpenting adalah Anda memiliki a berkepanjangan periode kekeringan. ” Waduk kering akan mengarahkan kota untuk memompa lebih banyak air keluar dari akuifernya, dan begitu Anda meruntuhkan struktur akuifer dengan menumpuk lempengan-lempengan butiran tanah liat dengan rapi, tidak ada jalan untuk mundur. Untuk 1,6 miliar orang yang berpotensi terkena dampak penurunan permukaan tanah – dan itu baru terjadi pada tahun 2040 – konsekuensinya bisa mengerikan, yang menyebabkan kekurangan air dan banjir di dataran rendah.

“Ini jelas hasil yang sangat mengejutkan,” kata ahli geologi pesisir USGS Patrick Barnard, yang mempelajari penurunan permukaan tanah, tetapi tidak terlibat dalam pekerjaan baru ini. “Terutama kota besar pesisir – sebagian besar kota besar sebenarnya adalah pesisir. Jadi ini benar-benar menyoroti masalah terkait dengan banjir pesisir. ” Dan populasi perkotaan meningkat pesat: Menurut Perserikatan Bangsa-Bangsa, hampir 70 persen manusia akan tinggal di kota pada tahun 2050, naik dari 50 persen saat ini.

Umat ​​manusia cenderung membangun kota-kotanya di mana sungai-sungai bermuara ke laut, di mana kondisi penurunan permukaan tanah yang ideal. Dahulu kala, sungai-sungai ini mengendapkan sedimen yang berisi tanah liat, yang kemudian dibangun oleh manusia. “Area yang berisiko tinggi berada dalam pengaturan semacam itu di dekat outlet delta sungai, dan di mana Anda memiliki cekungan sedimen datar yang rendah di dekat pantai,” kata ahli geofisika Universitas California, Berkeley, Roland Burgmann, yang mempelajari penurunan permukaan tanah, tetapi tidak terlibat dalam pekerjaan baru ini. Tetapi Anda sebenarnya juga dapat menemukan masalah ini di pedalaman, misalnya di Mexico City, yang dibangun di atas sedimen bekas danau, dan karenanya mengalami penurunan permukaan.

Kota-kota yang dibangun di atas TPA juga tenggelam saat material itu mengendap. Di megalopolis Bay Area, misalnya, beberapa daerah tenggelam hingga sepertiga inci setahun. Perkiraan pemodelan dari para peneliti di Arizona State University dan UC Berkeley menyatakan bahwa pada akhir abad ini, sebanyak 165 mil persegi dari Bay Area dapat tergenang ketika daratan tenggelam dan laut naik.

Penurunan permukaan tanah menjadi lebih rumit karena pengaruhnya dapat bervariasi secara dramatis dalam jarak pendek, tergantung pada faktor-faktor seperti komposisi tanah liat setempat atau sisi mana dari sesar gempa bumi yang terjadi. Jadi studi global baru ini sangat bagus untuk menentukan risiko dalam skala besar, tetapi para ilmuwan masih harus menyelidiki penurunan permukaan tanah dengan fokus yang lebih baik.

“Model semacam ini yang disajikan di sini meletakkan dasar untuk mengidentifikasi area yang berisiko lebih tinggi,” kata ahli geofisika Arizona State University, Manoochehr Shirzaei, yang mempelajari penurunan muka tanah dan meninjau makalah baru. “Lalu kami menerapkan alat dan metode pemantauan untuk menghasilkan pengukuran resolusi sangat tinggi.” Untuk mendapatkan data yang lebih terlokalisasi ini, para peneliti memetakan lanskap menggunakan laser yang ditembakkan dari pesawat, dan menggabungkannya dengan informasi dari satelit yang menembakkan radar ke tanah untuk menentukan seberapa cepat itu tenggelam.

Sungguh, satu-satunya cara umat manusia dapat mencegah penurunan muka tanah adalah dengan menghentikan eksploitasi akuifer yang berlebihan, suatu tatanan tinggi di planet yang memanas dengan cepat. “Akuifer akan habis, dengan satu atau lain cara,” kata Shirzaei. “Tidak mungkin meminta masyarakat yang membutuhkan air tawar untuk berhenti menggunakan air tanah karena menyebabkan penurunan permukaan tanah. Jadi gambaran yang lebih besar adalah: Apa saja strategi adaptasinya? ” Itu bisa berarti meninggikan bangunan di tanah yang sedang surut dan banjir. Ini bisa berarti lebih mengandalkan desalinasi air laut, meskipun itu tetap sangat intensif energi, dan karenanya mahal. Atau kota-kota mungkin mengikuti jejak Los Angeles, yang memodifikasi jalan-jalannya untuk mengumpulkan air hujan yang berharga.

Pada akhirnya, kota-kota yang surut menghadapi kekuatan fisik yang tak terhentikan.

“Geologi adalah geologi,” kata Sneed. “Kami tidak bisa berbuat apa-apa tentang itu.”

https://thefroggpond.com/