在芝加哥市中心高耸的装饰艺术塔楼、多层道路以及繁忙的地铁和铁路线的下面,土地正在下沉,而不仅仅是因为你想象的原因。
根据西北大学的一项新研究,自 20 世纪中叶以来,城市表面和基岩之间的地面平均变暖了 5.6 华氏度。 所有这些热量主要来自地下室和其他地下结构,导致一些建筑物下面的沙子、粘土和岩石层在几十年来下沉或膨胀几毫米,足以加剧墙壁和地基的裂缝和缺陷。
“你的周围都有热源,”该研究的作者亚历山德罗·F·罗塔·洛里亚 (Alessandro F. Rotta Loria) 背着背包穿过千禧车站 (Millennium Station) 说道,千禧车站是位于该市环线区下方的一个通勤铁路终点站。 “这些东西人们看不到,所以就好像它们不存在一样”。
不仅仅是芝加哥。 在世界各地的大城市中,人类燃烧化石燃料 正在升高地表的汞。 但热量也从地下室、停车场、火车隧道、管道、下水道和电缆涌入周围的地球,科学家们将这种现象称为“地下气候变化”。
“今天,你已经看不到这个问题了,”澳大利亚新南威尔士大学岩土工程高级讲师阿萨尔·比达马赫兹 (Asal Bidarmaghz) 说。 “但在接下来的100年里,会出现一个问题。 如果我们只是等待接下来的 100 年并等待 100 年来解决它,那么这将是一个大问题。”
Bidarmaghz 博士在伦敦研究了地下热量,但没有参与芝加哥的研究。
为了评估芝加哥地下气候变化,西北大学土木与环境工程助理教授 Rotta Loria 博士在 Loop 地表上方和下方安装了 150 多个温度传感器。 他将这些传感器三年来的读数与该地区地下室、隧道和其他结构的详细计算机模型结合起来,模拟 1951 年至今不同深度的地面如何变暖,以及从现在到 2051 年将如何变暖。
他发现,在过去 70 年里,在一些热源附近,芝加哥人脚下的地面温度已经升高了 27 华氏度。 这导致一些建筑物下方的土层膨胀或收缩多达半英寸。
他发现,变暖和地面变形现在发生的速度比 20 世纪要慢,这仅仅是因为地球更接近与埋在其中的地下室和隧道一样温暖。 这些结构将越来越多地保持温暖,而不是向周围的地面散发热量。
罗塔·洛里亚博士的研究结果发表在周二的《通信工程》杂志上。
他说,建筑业主和隧道运营商解决这个问题的最有效方法是改善隔热效果,从而减少热量泄漏到地下。 他们还可以将热量发挥作用。 Rotta Loria 博士是 Enerdrape 的首席技术官,该公司是瑞士一家初创公司,生产的面板可以吸收隧道和停车场的环境热量,并利用它来运行 电热泵,减少水电费。 作为试点项目,该公司已在洛桑附近的一家超市停车场安装了 200 个面板。
罗塔·洛里亚博士在他对芝加哥地下变暖的估计中故意没有包括一项因素:城市表面的气候变化。
炎热的天气使上层土壤变暖。 但罗塔·洛里亚 (Rotta Loria) 博士的计算假设,到 2051 年,芝加哥的气温一直保持在最近的平均水平,也就是说,他的估计并未纳入气候科学家对未来全球变暖的预测。 他们也没有考虑到这样一个事实:随着地球继续变暖,大型建筑很可能会使用更多的空调,并将更多的废热泵入地下。
罗塔·洛里亚博士说,这些遗漏的原因是他试图找出地下变暖的保守下限,而不是最坏的情况。 “这已经表明存在问题,”他说。
芝加哥市长布兰登·约翰逊办公室没有回应置评请求。
最近的一个早晨,罗塔·洛里亚博士和西北大学土木工程博士生安贾利·托塔带着一名记者和一名摄影师参观了他们的温度传感器网络,该网络描绘了城市下方的一种隐形城市。
罗塔·洛里亚博士表示,芝加哥交通管理局不允许他在地铁站安装传感器,因为担心人们会把它们误认为是炸弹雷管。 但他和他的团队已经成功地将传感器安装到许多其他已知和鲜为人知的地点:通勤铁路站台和高层建筑后面的服务入口、绿树成荫的千禧公园和瓦克大道(Wacker Drive)上,这个巨大的混凝土巢穴因电影《布鲁斯兄弟》和《黑暗骑士》中的汽车追逐。
传感器本身不起眼:一个带有按钮和两个指示灯的白色塑料盒。 Rotta Loria 博士每份花费 55 美元。 他们收集的温度信息——每分钟读取一次或每 10 分钟读取一次,具体取决于位置——通过蓝牙下载到手机上,这意味着 Rotta Loria 博士和他的学生必须定期亲自拜访他们以收集他们的数据,具体时间约为每天总共 20,000 条记录。
多年来,许多传感器被盗或消失,只剩下 100 个仍在使用。 在千禧车库(Millennium Garages)地下停车场,其中一个被用拉链绑在柱子后面的管道上。
“就这样吧?” 车库主管阿德米尔·塞福(Admir Sefo)盯着这个小部件说道。 “没人找到他们吗?”
“即使是我们也很难找到它们,”托塔女士说。 她将他们的位置保存在谷歌地图上,但在地下,通常没有手机信号,迫使她四处寻找。
黑石酒店的另一个传感器位于地下室,里面摆满了椅子和一袋袋融冰颗粒。 芝加哥联合联盟俱乐部的锅炉房记录的温度高达 96 华氏度。 2021 年 9 月,格兰特公园南停车场的传感器记录到 97 度。
就在这些地点的墙外,看不见,心不在焉,这种热量正在默默地进行热量的作用:传播。