Värmeöar i marken kan skada storstäder
Forskning pekar på att temperaturökningar i berggrunden i storstäder kan drabba byggnader och vägar.
En kartläggning av berggrundmaterial i marken under Chicago. Beroende på material kan värmen från berggrunden få dem att utvidgas eller dra ihop sig. Detta kan leda till skador på byggnader och infrastruktur.
Det kan låta som hämtat ur en katastroffilm: Byggnader och vägar som spricker eller sjunker ned i marken i en storstad, därför att marken buktar upp eller dras ihop.
Även om du inte behöver vara rädd att en skyskrapa plötsligt sjunker flera meter ned i marken måste vi vara uppmärksamma på de förändringar som sker i marken i storstäder.
Det är slutsatsen från forskare vid Northwestern University i USA.
De har påvisat att temperaturökningar i berggrunden i storstäder, kan få material som jord och lera att ändra form, vilket kan medföra skador på infrastruktur och byggnader.
Det skriver de i en artikel i tidskriften Nature Communications Engineering.
Tidigare forskning visar att värme från byggnader och transport från berggrundsbanor i storstäder, genomsnittligt får temperaturen i städers berggrund att stiga med 0,1 till 2,5°C varje årtionde.
Fenomenet kallas "underjordiska värmeöar". Det har redan påvisats ett samband mellan dessa temperaturökningar och förorenat grundvatten samt hälsoproblem som astma och värmeslag hos invånare.
Den nya studien visar att även byggnader och infrastruktur drabbas.
Dessa värmeöar uppstår när värmen i städerna närmast inkapslas i marken på grund av bland annat tegelsten och asfalt, som skapar hotspots med höga temperaturer.
Karta över temperaturerna på olika platser i Chicago. Forskarna placerade 150 trådlösa värmesensorer runt omkring i staden.
Trådlöst sensornätverk
Forskarna genomförde ett experiment i staden Chicago. Där skapade de ett trådlöst nätverk av 150 temperatursensorer, som de placerade på olika platser i stadsdelen Chicago Loop.
De satte dem fast både över och under marken i gator, källare, berggrundsbanor och underjordiska parkeringshus.
Därefter jämförde de insamlade data med en del mätningar som gjorts i marken i det gröna området i stadsdelen kallad Grant Park.
Resultaten visade att temperaturen i Chicago Loop var tio grader varmare än i Grant Park.
Deras experiment visade faktiskt att lufttemperaturen i underjordiska strukturer kan vara upp till 25 grader högre än den ostörda marktemperaturen.
Detta kan medföra en betydlig stressbelastning på materia som lera och sand i marken, som antingen utvidgas eller dras ihop vid temperaturförändringarna.
Forskarna gjorde därefter en 3D-datormodell med hjälp av data som samlats in under tre år för att simulera utvecklingen i marktemperaturer i staden från 1951 till i dag. Den kan också förutsäga förändringar fram till 2051.
Framtidssimuleringen visade att en del material till slut kan utvidgas och svälla upp till tolv millimeter, medan andra kan sjunka ihop med till åtta millimeter. Detta kan medföra skador på byggnader och infrastruktur i storstäderna.
Forskargruppen uppmanar till att framtida byggnader konstrueras med en viss flexibilitet i materialen, samtidigt som det installeras geotermiska tekniker, som kan utnyttja den underjordiska spillvärmen.