Klimaendringene under bakken kan føre til sprekkdannelser i fundamenter og at skinnene til undergrunnsbaner kan forvrenges.

Klimaforskere hevder nå at klimaendringene også vil ha effekt på det som foregår under bakken, ikke bare over.

Lommer av varme i byene finnes også under bakken, i det noen forskere kaller underjordiske klimaendringer, skriver Bloomberg.

Likevel har forskerne bare så vidt begynt å forstå hvordan disse «varmeøyene» under bakken forandrer selve bakken og de omkringliggende strukturene.

En ny studie som tar for seg fenomenet i Chicagos forretningsdistrikt, The Loop, tyder på at temperatursvingninger kan føre til at bakken utvider seg og trekker seg sammen, noe som truer stabiliteten til bygninger og infrastruktur.

– Hvis dette fortsetter, kan det føre til problemer som sprekkdannelser og bøying av stålstrukturer, sier professor Alessandro Rotta Loria, forsker i bygg- og miljøteknikk ved Northwestern University.

Klima­scientologien bedriver forsknings­­fusk, politikere svelger det rått

Resultatene fra studien hans, som ble publisert tirsdag i tidsskriftet Communications Engineering, tyder ikke på at sikkerheten og integriteten til konstruksjonene vil bli svekket.

Men byer og bedrifter kan få problemer med drift og vedlikehold over tid, for eksempel deformering av underjordiske jernbanespor eller utette vegger på grunn av vann som siver inn gjennom sprekker i bygningsfundamentet.

– Underjordiske klimaendringer representerer en stille fare og et potensielt problem for sivil infrastruktur som bør vurderes i hvert enkelt tilfelle, sier han.

Fenomenet har flere årsaker, ifølge klimaeksperter.

Asfalt, stål og murstein suger til seg sollys, noe som fører til høyere temperaturer i byene og kalles den urbane varmeøyeffekten.

Varm luft har en tendens til å synke til kjøligere områder under overflaten og varme opp jorden under føttene våre. De største drivkreftene er bygninger, transportnettverk og andre elementer i samfunnet som kontinuerlig pumper varme ned i den omkringliggende bakken.

Forskning tyder på at temperaturen i bakken under ulike byer over hele verden stiger med en gjennomsnittlig hastighet på mellom 0,1 og 2,5 °C per år, avhengig av faktorer som tetthet og utforming av samfunnet, hevder klimaekspertene.

De samme ekspertene hevder også at T-banependlere har merket effekten av dette:

«Når sommeren er i full gang, gir de underjordiske stasjonene ofte lite pusterom fra den trykkende varmen utenfor, noe som ikke bare utgjør en fare for folkehelsen, men også fører til driftsforstyrrelser på grunn av hastighetsbegrensninger og driftsavbrudd», mener de.

I 2019 installerte professor Rotta Loria og studentene hans et nettverk av 150 sensorer i hele Chicago Loop for å overvåke temperaturene på og under overflaten og i leirlagene som bærer byen.

Temperaturene i underjordiske konstruksjoner som kjellere, parkeringshus og togtunneler nådde opp til 36 °C mellom 2020 og 2022, ifølge dataene deres.

«Klimamålene» er i ferd med å glippe for EU

I selve leiren ble temperaturen i nærheten av slike konstruksjoner målt til ca. 21,5 °C – ca. 10 grader høyere enn i områder som ikke er sterkt påvirket av varmespredningen, for eksempel under parker.

– Noen av de varmeste områdene var i nærheten av kjellere, sier professor Rotta Loria.

Teamet brukte deretter disse dataene til å lage en digital tvilling av Loop, inkludert underjordiske strukturer som Millennium Garages – det største underjordiske parkeringssystemet i Nord-Amerika, som består av fire anlegg på til sammen 3,8 millioner kvadratmeter – for å simulere temperaturøkningen i bakken og dens innvirkning på deformasjon av bakken fra 1951, da områdets T-banetunneler sto ferdige, til 2051.

Illustrasjonsbilde: Pixabay

Ifølge modellen økte bakketemperaturen med en estimert gjennomsnittshastighet på 0,49 °C de første 50 årene av perioden.

Nå varmes den opp og forventes å fortsette å bli varmere med et årlig gjennomsnitt på 0,14 °C.

Nedgangen i oppvarmingshastigheten ser ut til å være knyttet til vitenskapen om varmeledningsevne – bakken kan bare absorbere en viss mengde varme før temperaturen begynner å flate ut.

Likevel har disse svingningene ført til at jordlagene i bakken har satt seg og hevet seg, noen ganger med mer enn 10 mm.

– Det høres kanskje ikke så mye ut, men byggematerialer, jord og stein er svært følsomme for temperaturvariasjoner, sier professor Rotta Loria, og legger til:

– I anleggsarbeid kan forskyvninger på noen centimeter eller titalls millimeter være problematiske for byens infrastruktur.

Klimaekspertene trekker frem ett ekstremt dårlig eksempel på hvordan bevegelser i grunnen kan skade overflatekonstruksjoner –Auditorium Building – en av mange bygninger som ble bygget på Chicagos sumpete grunn på slutten av 1800-tallet.

Til tross for ingeniørenes innsats sank teaterbygningen mer enn 45 cm i løpet av det første året.

Forskjellige deler av bygningene sank til forskjellige nivåer, noe som førte til «ujevne gulv som kan få besøkende til å føle seg beruset når de beveger seg rundt», som et magasin beskrev det.

Det dannet seg også sprekker i betonggulvene.

– Historien om Auditorium-bygningen er ikke knyttet til klimaendringer under bakken, men studien viser tydelig at oppvarming av bakken kan føre til deformasjoner, mener Loria.

Professoren sier at selv små sprekker i bygningsfundamenter og støttestrukturer kan føre til deformasjoner.

Han legger til at det er større sannsynlighet for at eldre byer rammes, ettersom de gjerne har eldre bygninger med dårligere isolasjon og mer utdaterte materialer og konstruksjoner.

Rotta Loria har planer om å fortsette å utforske problemet og se på hvilke typer infrastruktur som er spesielt utsatt for stigende temperaturer i bakken.

Britene vurderer å forby hybridbiler for å nå klimamålene

På sikt håper han å lage et verktøy som andre byer kan bruke til å overvåke sine egne underjordiske varmeøyeffekter.

«Den gode nyheten» er at det finnes måter å redusere effekten på, blant annet ved å isolere underjordiske konstruksjoner bedre. En annen måte er å utnytte og resirkulere varmeavfallet til geotermisk energi for å drive selve konstruksjonene som pumper ut varmen.

– Dette er en stor mulighet med tanke på byplanlegging, spesielt nå som det er så mye fokus på energieffektivitet i bygninger og utnyttelse av fornybar energi. Vi kan gjøre et potensielt problem til en mulighet, avslutter professor Rotta Loria.

Kjøp «Usikker vitenskap» av Steven E. Koonin som papirbok og som e-bok.

Kjøp «Den døende borgeren» av Victor Davis Hanson som papirbok eller som e-bok!