잠들지 않는 도시가 가라앉고 있다

뉴욕시의 지하 지반은 모든 건물의 엄청난 양 때문에 부분적으로 가라앉고 있으며 이러한 운명을 겪고 있는 유일한 해안 도시는 아닙니다. 이 콘크리트 정글을 만나기 위해 해수면도 상승함에 따라 그들을 구할 수 있습니까?

1889년 9월 27일, 인부들이 타워 빌딩에 마무리 손질을 했습니다. 철골 구조 덕분에 뉴욕시 최초의 마천루 로 여겨지는 11층 건물이었습니다 . 타워 빌딩은 오래 전에 사라졌습니다. 브로드웨이의 매점은 1914년에 점령되었습니다.

USGS(United States Geological Survey) 연구원의 추정에 따르면 뉴욕시를 구성하는 300제곱마일 (777제곱킬로미터) 에 7억 6200만 톤(1조 6800억 파운드)의 콘크리트, 유리 및 강철이 있습니다. 이 수치는 수축 재료에 대한 일부 일반화를 포함하지만 그 엄청난 톤수에는 백만 개 이상의 건물 내부의 비품, 피팅 및 가구가 포함되지 않습니다. 그것들을 연결하는 교통 기반 시설이나 그곳에 거주하는 850만 명의 사람들도 포함하지 않습니다.

그 모든 무게는 건물이 세워진 땅에 엄청난 영향을 미치고 있습니다. 5월에 발표된 연구에 따르면 그 지반은 매년 1-2mm(0.04-0.08in)씩 가라앉고 있으며 , 부분적으로는 위의 도시 건물이 가하는 압력 때문입니다. 그리고 그것은 전문가에 관한 것입니다. 해수면 상승에 육지의 침강을 추가하면 상대적인 해수면 상승은 연간 3-4mm(0.12-0.16인치)입니다. 별 것 아닌 것 같지만 몇 년이 지나면 해안 도시에 심각한 문제가 됩니다.

뉴욕은 지난 빙하기가 끝난 이후 이미 침하를 겪고 있습니다. 빙상의 무게에서 벗어나 동부 해안의 일부 땅이 확장되고 있는 반면, 뉴욕시가 있는 덩어리를 포함하여 해안 육지의 다른 부분은 정착하는 것처럼 보입니다 . 캘리포니아 주 모펫 필드에 있는 USGS  태평양 연안 및 해양 과학 센터 의 연구 지구물리학자이자 이 연구의 네 명의 저자 중 한 명인 Tom Parsons는 "그 이완은 침하를 유발합니다."라고 말했습니다 .

그러나 도시의 건축 환경의 막대한 무게가 이러한 침강을 악화시킨다고 Parsons는 말합니다.

그리고 이것은 세계적인 현상입니다. Parsons에 따르면 뉴욕시는 "이주하는 사람들로 인해 인구가 증가하고 도시화와 관련되어 있으며 해수면 상승에 직면한 미국과 세계의 다른 해안 도시를 대표하는 것으로 볼 수 있습니다."

해안 도시가 가라앉는 데는 다양한 이유가 있지만, 육지를 짓누르는 인적 기반 시설이 큰 역할을 하고 있습니다. 이 인프라의 규모는 방대합니다. 2020년에는 인간이 만든 물체의 질량이 모든 살아있는 바이오매스의 질량을 능가했습니다 . ( 콘크리트가 어떻게 우리 시대를 정의하는 재료가 되었는지 자세히 알아보십시오 .)

수억 명의 주민이 거주하고 있는 이 도시들이 바다로 가라앉는 것을 막기 위해 무엇을 할 수 있을까요?

인도네시아 수도 자카르타는 침하와 해수면 상승의 결합 작용으로 인해 조수 범람에 점점 더 취약해지고 있습니다. (Credit: Getty Images)

인도네시아의 수도인 자카르타와 같은 전 세계 일부 도시는 다른 도시보다 훨씬 빠르게 침몰하고 있습니다. "일부 도시에서는 1년에 몇 센티미터의 침강을 목격하고 있습니다." 로드 아일랜드 대학의 해양학 교수인 Steven D'Hondt는 말합니다. 이 속도로 도시는 해수면이 상승하는 것보다 훨씬 더 빨리 가라앉고 있습니다. "우리는 그에 상응하는 얼음 융해를 10배 이상 증가시켜야 할 것입니다."

D'Hondt는 뉴욕 연구의 공동 저자일 뿐만 아니라 위성 이미지를 사용하여 전 세계 99개 해안 도시의 침강률을 측정한 2022년 연구의 세 저자 중 한 명입니다. 로드 아일랜드 대학교에 재학 중인 D'Hondt와 그의 동료인 Pei-Chin Wu와 Matt Wei는  "침하가 최근 속도로 계속된다면 이 도시들은 예상보다 훨씬 더 빨리 심각한 홍수 사건에 시달릴 것 "이라고 썼습니다.

동남아시아는 가장 빠른 침하를 겪고 있는 도시 목록에 크게 등장했습니다. 자카르타의 일부는 연간 2cmm-5cm(0.8-2in) 사이에서 가라앉고 있습니다. 1,240마일(1,996km) 떨어진 곳에 건설 중인 도시로 인도네시아의 수도로 대체되고 있는 자카르타 옆에는 마닐라(필리핀), 치타공(방글라데시), 카라치(파키스탄), 톈진(중국)이 있습니다. 이 도시들은 이미 인프라 손상과 잦은 홍수로 고통받고 있습니다.

한편, 멕시코시티는 해안가에 있지는 않지만 스페인이 식민지로 점령했을 때 밑에 있는 대수층을 배수한 덕분에 연간 50cm(20인치)라는 놀라운 속도로 가라앉고 있습니다 . 연구에 따르면 침몰이 멈추기까지 150년이 더 걸릴 수 있으며 약 30m(98ft)의 추가 침하가 있을 수 있습니다.

그러나 D'Hondt와 그의 동료들의 연구의 초점은 해안 도시들입니다. 예를 들어, 인도네시아의 Semarang의 많은 부분이 매년 2-3cm(0.8-1.2in)씩 가라앉고 있는 반면, 플로리다 주 Tampa Bay 북쪽의 상당한 지역은 매년 6mm(0.2in)씩 가라앉고 있습니다. 

이 침하의 일부 수준은 자연스럽게 발생한다고 Wei는 말합니다. 그러나 그것은 인간에 의해 크게 가속화될 수 있습니다. 우리 건물의 부하뿐만 아니라 지하수 추출과 깊은 곳에 있는 석유 및 가스 생산으로 인해 말입니다. Wei는 이러한 각 현상의 상대적 기여도는 "장소에 따라 다르기 때문에 해안 침하를 이해하고 해결하는 것이 어려운 작업"이라고 말합니다.

인간이 건축한 환경이 계속 성장함에 따라 아래의 토양과 기반암에 압력이 가해져 침하로 이어질 수 있습니다(Credit: Getty Images)

하지만 해결해야 합니다. 상승하는 물은 홍수 방지벽을 넘어 충돌하기 훨씬 전에 피해를 입힙니다. 모든 보트를 가라앉히는 것은 밀물입니다.

D'Hondt는 해수면의 상대적 상승의 첫 번째 효과는 수면 아래에서 발생한다고 말합니다. "매설된 전력선, 매설된 기반 시설, 매설된 건물 기초가 있고, 그런 다음 해수는 지상에서 보기 훨씬 전에 그 물질과 함께 작동하기 시작합니다." 이것이 계속됨에 따라 폭풍은 물을 도시로 더 멀리 가져옵니다.

해법은 지역 침강 원인에 따라 다릅니다.

고유한 문제가 있기는 하지만 분명한 접근 방식 중 하나는 건설을 중단하는 것입니다. Parsons가 설명했듯이 건물 아래의 지반 정착은 "일반적으로 건설 후 1~2년 후에 완료됩니다." 뉴욕시의 대부분은 편암, 대리석 및 편마암으로 이루어진 기반암을 가지고 있지만, 이러한 암석에는 일정 정도의 탄성과 균열이 있어 침하의 일부를 설명합니다. 그러나 로어 맨해튼에 특히 널리 퍼져 있는 점토가 풍부한 토양과 인공 충전재는 가장 많은 양의 침하를 일으킬 수 있다고 Parsons와 그의 동료들은 말합니다. 따라서 가장 큰 건물이 가장 단단한 기반암에 위치하도록 하면 하향 추세를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

적어도 일부 지역에 대한 또 다른 해결책은 지하수 회수를 늦추고 지하 대수층에서 추출하는 것입니다. Parsons와 그의 동료들은 증가하는 도시화로 인해 추출되는 지하수의 양이 증가하고 증가하는 인구에 대처하기 위해 훨씬 더 많은 건설이 결합될 것이라고 경고합니다. 도시의 물 수요를 공급하고 지하수 수준을 유지하는 보다 지속 가능한 방법을 찾는 것이 도움이 될 수 있습니다.

그러나 가장 일반적인 접근 방식은 방파제와 같은 홍수 방어 시설을 구축하고 유지하는 지저분하고 불완전한 프로그램입니다. 지반침하에 대한 도쿄의 적응은 두 갈래로 나뉜다. 도시는 콘크리트 제방, 방파제, 펌프장 및 수문과 같은 물리적 구조물을 건설했습니다. 이들은 대피 리허설 및 조기 경보 시스템과 같은 사회적 조치와 결합됩니다.

이러한 침하의 어느 정도 수준은 자연적으로 발생하지만 인간에 의해 크게 가속화될 수 있습니다. 건물의 하중뿐만 아니라 지하수 추출과 깊은 곳에 있는 석유 및 가스 생산에 의해서도 그렇습니다.

때로는 주민들이 개입하기도 합니다. 2021년 연구에서는 자카르타, 마닐라, 호치민시 주민들이 비공식적인 조치를 취한 방법을 기록했습니다. 여기에는 바닥 올리기, 가전제품 이동 , 마닐라에서는 늪지대에 있는 집 사이에 임시 다리를 짓는 일이 포함됩니다.

다른 유용한 도구로는 감쇠 탱크(감쇠 탱크)가 있습니다. 대형 탱크는 지하에 있으며 통제되고 느린 속도로 빗물을 방출합니다. 파이프 제조 회사인 Wavin의 배수 전문가인 Martin Lambley는 감쇠 탱크가 연못, 소택지(물이 천천히 배수되는 돌무더기 구덩이) 및 저습지(습지 분지)와 같은 자연 요소와 결합되어야 한다고 말합니다. "오늘날 우리가 직면한 문제는 도시 하수도 및 배수 시스템이 처음 도입되었을 때와 크게 다릅니다."라고 그는 말합니다. 

수위가 높아짐에 따라 더 혁신적인 솔루션을 볼 수 있습니다. 2019년 UN은 부주 구조물의 형태를 취할 수 있는 수상 도시 에 대한 원탁 회의를 열었습니다 . 마지막으로, 온실 가스 배출을 제거하여 기후 변화를 막는 것은 적어도 일부 극지방 만년설이 녹는 것을 방지하거나 지연시켜 해수면 상승을 늦출 것입니다.

D'Hondt는 "정부가 우려할 필요가 있다고 생각합니다."라고 말합니다. "만약 그들이 수십 년 동안 인프라와 경제적 능력의 막대한 손실을 원하지 않는다면 지금 당장 계획을 시작해야 합니다."