Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Teile der Metropolregion New York City aufgrund von Faktoren, die von Landnutzungspraktiken bis hin zu längst verlorenen Gletschern reichen, unterschiedlich schnell sinken und ansteigen. Auch wenn die Höhenunterschiede gering erscheinen – Bruchteile von Zentimetern pro Jahr –, können sie das lokale Überschwemmungsrisiko im Zusammenhang mit dem Anstieg des Meeresspiegels erhöhen oder verringern.
Die neue Studie wurde am Mittwoch in veröffentlicht Wissenschaftliche Fortschritte von einem Forscherteam des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien und der Rutgers University in New Jersey.
Das Team analysierte von 2016 bis 2023 die vertikale Landbewegung nach oben und unten – auch Hebung und Senkung genannt – im gesamten Stadtgebiet mithilfe einer Fernerkundungstechnik namens Interferometrisches Radar mit synthetischer Apertur (InSAR). Die Technik kombiniert zwei oder mehr 3D-Beobachtungen derselben Region, um Oberflächenbewegungen oder Topographie aufzudecken.
Ein Großteil der von ihnen beobachteten Bewegung ereignete sich in Gebieten, in denen frühere Veränderungen der Erdoberfläche – wie etwa Landgewinnung und der Bau von Mülldeponien – den Boden unter nachfolgenden Gebäuden lockerer und komprimierbarer machten.
Ein Teil der Bewegung wird auch durch natürliche Prozesse verursacht, die Tausende von Jahren bis zur jüngsten Eiszeit zurückreichen. Vor etwa 24.000 Jahren breitete sich eine riesige Eisdecke über den größten Teil Neuenglands aus, und eine mehr als eine Meile hohe Eiswand bedeckte das heutige Albany im Bundesstaat New York. Seitdem passt sich der Erdmantel, ähnlich einer gebogenen Matratze, langsam neu an. New York City, das auf einem Land liegt, das direkt außerhalb der Eisschicht angehoben wurde, sinkt nun wieder ab.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass sich der Rückgang in der Metropolregion im Durchschnitt um etwa 1,6 Millimeter pro Jahr verringerte – ungefähr so viel, wie ein Zehennagel in einem Monat wächst. Mithilfe der Radargeräte der Sentinel-1-Satelliten der ESA (Europäische Weltraumorganisation) und fortschrittlicher Datenverarbeitungstechniken kartierten sie die Bewegung im Detail und lokalisierten Stadtteile und Orientierungspunkte – bis hin zu einer Landebahn eines Flughafens und einem Tennisstadion –, die schneller nachlassen als der Durchschnitt.
„Wir haben eine so detaillierte Karte der vertikalen Landbewegung im Raum New York City erstellt, dass Merkmale hervorstechen, die vorher nicht bemerkt wurden“, sagte Hauptautor Brett Buzzanga, Postdoktorand am JPL.
David Bekaert, ein JPL-Wissenschaftler und leitender Forscher des Projekts, sagte, dass die Verfolgung lokaler Höhenänderungen und des relativen Meeresspiegels für Hochwasserkartierungen und Planungszwecke wichtig sein kann. Dies ist besonders kritisch, da das sich verändernde Klima der Erde die Ozeane überall auf der Welt höher treibt, was zu häufigeren störenden Überschwemmungen führt und zerstörerische Sturmfluten verschlimmert.
Lokale Veränderungen
Das Team identifizierte zwei bemerkenswerte Senkungsherde, die sich gemeinsam mit Mülldeponien in Queens befinden. Eine, Landebahn 13/31 am Flughafen LaGuardia, sinkt mit einer Rate von etwa 0,15 Zoll (3,7 Millimeter) pro Jahr ab. Die Wissenschaftler stellten fest, dass der Flughafen derzeit einer 8-Milliarden-Dollar-Renovierung unterzogen wird, die teilweise darauf abzielt, Überschwemmungen durch das steigende Wasser des Atlantischen Ozeans zu lindern. Sie identifizierten außerdem das Arthur-Ashe-Stadion, das mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,18 Zoll (4,6 Millimeter) pro Jahr absinkt, und erforderten während der Renovierung den Bau eines Leichtdachs, um seine Schwere und das Ausmaß der Setzungen zu reduzieren.
Zu weiteren Senkungsschwerpunkten zählen der südliche Teil von Governors Island – der auf 38 Millionen Quadratfuß (3,5 Millionen Kubikmeter) Fels und Erde aus U-Bahn-Ausgrabungen des frühen 20. Jahrhunderts errichtet wurde – sowie Standorte in der Nähe des Ozeans auf Coney Island und Arverne in Brooklyn Meer in Queens, das auf künstlicher Aufschüttung gebaut wurde. Ähnliche Senkungen wurden unter der Route 440 und der Interstate 78 in einem Vorort von New Jersey beobachtet, die durch historische Aufschüttungsstandorte führen, sowie in Rikers Island, das durch Deponierung auf seine heutige Größe erweitert wurde.
Die Wissenschaftler fanden auch eine bisher nicht identifizierte Hebung in East Williamsburg, Brooklyn – mit einem Anstieg von etwa 0,06 Zoll (1,6 Millimeter) pro Jahr – und in Woodside, Queens, die zwischen 2016 und 2019 um 0,27 Zoll (6,9 Millimeter) pro Jahr anstieg, bevor sie sich stabilisierte. Co-Autor Robert Kopp von der Rutgers University sagte, dass Grundwasserpumpen und Injektionsbrunnen zur Aufbereitung von verschmutztem Wasser möglicherweise eine Rolle gespielt haben, es seien jedoch weitere Untersuchungen erforderlich. „Ich bin fasziniert von dem Potenzial, hochauflösendes InSAR zur Messung dieser Art relativ kurzlebiger Umweltveränderungen im Zusammenhang mit dem Auftrieb zu nutzen“, sagte Kopp.
Die Wissenschaftler sagten, dass Städte wie New York, die angesichts des Anstiegs des Meeresspiegels in Küstenverteidigung und Infrastruktur investieren, von hochauflösenden Schätzungen der Landbewegung profitieren können.
Mehr Informationen:
Brett Buzzanga et al., Lokalisierte Hebung, weit verbreitete Senkung und Auswirkungen auf den Anstieg des Meeresspiegels im Großraum New York City, Wissenschaftliche Fortschritte (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adi8259