Extrémní jevy v počasí, bleskové povodně, zvyšující se teplota i hladina oceánů, ztráta biodevirzity, migrace lidí, to vše jsou na první pohled viditelné změny, ke kterým vede globální oteplování. Klimatická proměna však má i jiné, skrytější důsledky..
Zahřívání planety totiž může poškodit i budovy, mosty, dopravní systémy a další infrastrukturu. Neohřívá se totiž jen atmosféra nebo voda ve světových oceánech, ale i samotná půda. Teplo šířící se v zemi nejen zvyšuje její teplotu, ale zároveň způsobuje i posuny půdy.
Čerstvý výzkum na případu Chicaga ukázal, že tyto posuny nejsou nijak mohutné, ale jsou větší, než se kterými počítali konstruktéři budov.
Fakt, že klimatické změny ovlivňují i teplotu půdy, není vědcům neznámý. Již po několik desetiletí zaznamenávají tepelné ostrovy pod velkými megalopolemi, jako je například Berlín, Amsterdam, Istanbul nebo Nanking. Nová práce však upozorňuje na rizika, která tento jev může přinášet.
Jako východisko posloužily vedoucímu studie stavebnímu inženýrovi Alessandro Rotta Loriovi ze Severozápadní univerzity v Illinois tři roky dat ze sítě bezdrátových teplotních čidel umístěných ve čtvrti Chicago Loop.
Poté vytvořil počítačový 3D model, který simuloval, jak rostoucí teploty ovlivňují podpovrchové prostředí.
Jeho simulace zahrnují celé století, od roku 1951, kdy byly dokončeny důležité tunely chicagského metra, které je jinak z velké části nadzemní, až do roku 2051. Přitom odhalují „tichý, ale potenciálně problematický vliv podpovrchových městských tepelných ostrovů na výkonnost stavebních konstrukcí a infrastruktury,“ píše Rotta Loria ve svém recenzovaném článku.
Podobný případ je New York, zvláště pak Manhattan a západní část Brooklynu, což jsou čtvrtě plné mrakodrapů. Nedávná měření ukázala, že tyto části největšího amerického města se pomalu pod tíhou mohutných staveb propadají.
Když se k tomu přidá ještě teplo způsobující změny v podloží, může se půda pod městy hýbat tak, že to na povrchovou infrastrukturu bude mít negativní vliv.
Kromě rušných tunelů metra pochází teplo v půdě z podzemních potrubí a elektrických kabelů, kterými jsou naše města protkaná. Zároveň jsou poseta tisíci budov a také garáží, která rovněž propouštějí teplo.
Rizikem mohou být mimo jiné jemnozrnné jílové sedimenty, na kterých je postavené právě Chicago. Ty jsou totiž obzvláště náchylné ke smršťování nebo bobtnání vlivem tepla a vody.
Katastrofický scénář, kdy by se budovy ve městech hroutily jak domino, podle Rotta Loriy nehrozí. Ale jemné podpovrchové změny o velikosti pouhých několika milimetrů mohou napínat základy a ovlivnit trvanlivost a výkonnost stavebních materiálů v průběhu času.
„Chicagské podloží se v důsledku teplotních výkyvů deformuje a žádná stávající stavební konstrukce nebo infrastruktura není navržena tak, aby těmto výkyvům odolávala,“ vysvětluje Rotta Loria, který zjistil, že teplota podloží v Chicagu se v současnosti otepluje rychlostí přibližně 0,14 °C za rok.
„Ačkoli tento jev není zatím nebezpečný pro bezpečnost lidí, ovlivní běžný každodenní provoz základových systémů a občanské infrastruktury obecně.“.
Ve studii Rotta Loria zjistil větší výkyvy teplot půdy v severní, hustěji zastavěné, části chicagské čtvrti Loop ve srovnání s jejím jižním koncem, kde zástavba není tak intenzivní. V průměru za celou čtvrť se teploty v jednotlivých vrstvách půdy lišily přibližně o 1 až 5 °C. V závislosti na typu půdy způsobily vyšší teploty pod různými budovami posuny o osm až dvanáct milimetrů.
Ačkoli se může zdát, že několik milimetrů je zanedbatelných, a budovy jsou navrženy tak, aby určitý pohyb snesly, starší stavby a další infrastruktura nebyly stavěny tak, aby odolávaly teplotním výkyvům, které se projevují dnes.
„Je velmi pravděpodobné, že změny klimatu v podzemí již způsobily trhliny a nadměrné sedání základů, které jsme s tímto jevem dosud nespojovali, protože jsme o něm prostě neměli tušení. Probíhající klimatické změny v podzemí by měly být zmírněny, aby se v budoucnu předešlo nežádoucím dopadům na občanské stavby a infrastrukturu,“ uzavírá Rotta Loria.
