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Apr 16, 2023

New Yorks Wolkenkratzer lassen es sinken

Am 27. September 1889 gaben die Arbeiter dem Turmgebäude den letzten Schliff.

Am 27. September 1889 gaben die Arbeiter dem Turmgebäude den letzten Schliff. Es handelte sich um ein 11-stöckiges Gebäude, das dank seiner Stahlskelettkonstruktion als erster Wolkenkratzer New Yorks gilt. Das Tower Building gibt es schon lange nicht mehr – sein Paradeplatz am Broadway wurde 1914 eingenommen –, aber seine Errichtung markierte den Beginn eines Baubooms, der noch immer nicht aufhört.

Auf den 300 Quadratmeilen (777 Quadratkilometern), die New York City ausmachen, liegen nach Schätzungen von Forschern des United States Geological Survey (USGS) 762 Millionen Tonnen (1,68 Billionen Pfund) Beton, Glas und Stahl. Während diese Zahl einige Verallgemeinerungen über Baumaterialien beinhaltet, sind in dieser ungeheuren Menge die Einrichtungsgegenstände, Einrichtungsgegenstände und Möbel in diesen rund eine Million Gebäuden nicht enthalten. Es umfasst auch nicht die Verkehrsinfrastruktur, die sie verbindet, und auch nicht die 8,5 Millionen Menschen, die dort leben.

All dieses Gewicht hat eine außergewöhnliche Wirkung auf das Land, auf dem es gebaut wurde. Laut einer im Mai veröffentlichten Studie sinkt dieser Boden um 1 bis 2 mm (0,04 bis 0,08 Zoll) pro Jahr, was teilweise auf den Druck zurückzuführen ist, den die darüber liegenden Stadtgebäude auf ihn ausüben. Und das beschäftigt Experten – rechnet man die Senkung des Landes mit dem Anstieg des Meeresspiegels zusammen, ergibt sich ein relativer Anstieg des Meeresspiegels von 3–4 mm (0,12–0,16 Zoll) pro Jahr. Das hört sich vielleicht nicht viel an, summiert sich aber über ein paar Jahre zu erheblichen Problemen für eine Küstenstadt auf.

New York leidet bereits seit dem Ende der letzten Eiszeit unter Absenkungen. Nachdem das Gewicht der Eisschilde entlastet wurde, dehnt sich ein Teil des Landes an der Ostküste aus, während andere Teile der Küstenlandmasse, einschließlich des Brockens, auf dem New York City liegt, sich zu beruhigen scheinen. „Diese Entspannung führt zu Absenkungen“, sagt Tom Parsons, Forschungsgeophysiker am Pacific Coastal and Marine Science Center der USGS in Moffett Field, Kalifornien und einer der vier Autoren der Studie.

Aber das enorme Gewicht der bebauten Umwelt der Stadt verschlimmert diese Senkung, sagt Parsons.

Und das ist ein globales Phänomen. New York City, sagt Parsons, „kann als Stellvertreter für andere Küstenstädte in den USA und der Welt angesehen werden, deren Bevölkerung durch Zuwanderung wächst, die mit der Urbanisierung einhergeht und mit steigenden Meeresspiegeln konfrontiert ist.“

Es gibt eine Vielzahl von Gründen für den Untergang von Küstenstädten, eine Rolle spielt aber auch die Masse an menschlicher Infrastruktur, die das Land belastet. Das Ausmaß dieser Infrastruktur ist enorm: Im Jahr 2020 übertraf die Masse der von Menschen geschaffenen Objekte die der gesamten lebenden Biomasse. (Erfahren Sie mehr darüber, wie Beton zum Material geworden ist, das unsere Zeit definiert.)

Kann irgendetwas getan werden, um zu verhindern, dass diese Städte – die zusammen Hunderte Millionen Einwohner haben – im Meer versinken?

Die indonesische Hauptstadt Jakarta ist aufgrund der kombinierten Wirkung von Senkung und Anstieg des Meeresspiegels zunehmend anfällig für Flutüberschwemmungen (Quelle: Getty Images)

Einige Städte auf der Welt – wie Jakarta, die Hauptstadt Indonesiens – versinken viel schneller als andere. „In manchen Städten beobachten wir ein Absinken von einigen Zentimetern pro Jahr“, sagt Steven D’Hondt, Professor für Ozeanographie an der University of Rhode Island in Narragansett. Bei diesem Tempo sinkt die Stadt viel schneller, als der Meeresspiegel ansteigt, um ihr entgegenzuwirken. „Um das zu erreichen, müssten wir die Eisschmelze um eine Größenordnung erhöhen.“

D'Hondt ist nicht nur Co-Autor der New Yorker Studie, sondern auch einer von drei Autoren einer Studie aus dem Jahr 2022, die Satellitenbilder nutzte, um die Senkungsraten in 99 Küstenstädten auf der ganzen Welt zu messen. „Wenn die Senkung in der jüngsten Geschwindigkeit anhält, werden diese Städte viel früher als prognostiziert von schweren Überschwemmungen betroffen sein“, schrieben D’Hondt und seine Kollegen Pei-Chin Wu und Matt Wei, die beide an der University of Rhode Island arbeiten.

Südostasien stand ganz oben auf der Liste der Städte, die am schnellsten von der Bodensenkung betroffen waren. Teile von Jakarta sinken jährlich um 2 bis 5 cm. Neben Jakarta, das als Hauptstadt Indonesiens durch eine 1.240 Meilen (1996 km) entfernte Stadt ersetzt wird, befanden sich Manila (Philippinen), Chittagong (Bangladesch), Karachi (Pakistan) und Tianjin (China). Diese Städte leiden bereits unter Infrastrukturschäden und häufigen Überschwemmungen.

Obwohl Mexiko-Stadt nicht an der Küste liegt, sinkt es inzwischen um erstaunliche 50 cm (20 Zoll) pro Jahr, da die Spanier die darunter liegenden Grundwasserleiter trockengelegt haben, als sie es als Kolonie besetzten. Untersuchungen deuten darauf hin, dass es weitere 150 Jahre dauern könnte, bis das Absinken aufhört – und etwa 30 m (98 Fuß) zusätzlicher Senkung.

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Doch es sind die Küstenstädte, die im Mittelpunkt der Studie von D'Hondt und seinen Kollegen stehen. Ein großer Teil von Semarang in Indonesien sinkt beispielsweise um 2–3 cm (0,8–1,2 Zoll) pro Jahr, während ein bedeutendes Gebiet im Norden von Tampa Bay, Florida, um 6 mm (0,2 Zoll) pro Jahr absinkt.

Ein gewisser Grad dieses Absinkens geschieht auf natürliche Weise, sagt Wei. Allerdings kann es durch den Menschen stark beschleunigt werden – nicht nur durch die Belastung unserer Gebäude, sondern auch durch unsere Grundwasserentnahme und unsere Produktion von tief liegendem Öl und Gas. Der relative Beitrag jedes dieser Phänomene, sagt Wei, „variiert von Ort zu Ort, was es zu einer herausfordernden Aufgabe macht, Küstensenkungen zu verstehen und zu bekämpfen“.

Während die vom Menschen gebaute Umwelt weiter wächst, erhöht sie den Druck auf den Boden und das Grundgestein darunter, was zu Bodensenkungen führen kann (Quelle: Getty Images)

Aber wir müssen uns damit befassen. Steigendes Wasser verursacht Schäden, lange bevor es über die Hochwassersperren stürzt: Es ist die steigende Flut, die alle Boote versenkt.

Die ersten Auswirkungen eines relativen Anstiegs des Meeresspiegels finden laut D'Hondt unter der Oberfläche statt. „Es gibt vergrabene Versorgungsleitungen, vergrabene Infrastruktur, vergrabene Fundamente für Gebäude, und dann beginnt das Meerwasser damit zu arbeiten, lange bevor man es über der Erde sieht.“ Während dies so weitergeht, bringen Stürme das Wasser immer weiter in die Städte.

Die Lösungen variieren je nach den örtlichen Setzungsursachen.

Ein offensichtlicher Ansatz, der jedoch auch eigene Probleme mit sich bringt, besteht darin, mit dem Bauen aufzuhören. Wie Parsons erklärt, ist die Setzung des Bodens unter Gebäuden „im Allgemeinen ein oder zwei Jahre nach dem Bau abgeschlossen“. Obwohl ein Großteil von New York City über ein Grundgestein aus Schiefer, Marmor und Gneis verfügt, weisen diese Gesteine ​​ein gewisses Maß an Elastizität und Brüchen auf, die für einen Teil der Absenkung verantwortlich sind. Aber der lehmreiche Boden und die künstlichen Füllmaterialien, die besonders in Lower Manhattan vorkommen, können zu den größten Bodensenkungen führen, sagen Parsons und seine Kollegen. Daher könnte die Sicherstellung, dass die größten Gebäude auf dem stabilsten Grundgestein stehen, dazu beitragen, den Abwärtstrend zu verringern.

Eine andere Lösung besteht, zumindest mancherorts, darin, den Grundwasserentzug und die Entnahme aus unterirdischen Grundwasserleitern zu verlangsamen. Parsons und seine Kollegen warnen, dass die zunehmende Urbanisierung wahrscheinlich die Menge des entnommenen Grundwassers erhöhen und mit noch mehr Bauarbeiten einhergehen wird, um der wachsenden Bevölkerung gerecht zu werden. Es könnte hilfreich sein, nachhaltigere Wege zu finden, den Wasserbedarf der Stadt zu decken und den Grundwasserspiegel aufrechtzuerhalten.

Der häufigste Ansatz ist jedoch ein chaotisches und unvollkommenes Programm zum Bau und zur Instandhaltung von Hochwasserschutzanlagen wie Deichen. Die Anpassung Tokios an Landsenkungen erfolgt auf zwei Ebenen. Die Stadt hat physische Strukturen wie Betondeiche, Deiche, Pumpstationen und Schleusentore errichtet. Diese werden mit sozialen Maßnahmen wie Evakuierungsproben und einem Frühwarnsystem kombiniert.

Manchmal sind es die Bewohner selbst, die eingreifen. Eine Studie aus dem Jahr 2021 dokumentierte, wie Bewohner von Jakarta, Manila und Ho-Chi-Minh-Stadt ihre eigenen, informellen Maßnahmen ergriffen haben. Dazu gehören das Anheben von Fußböden, das Bewegen von Haushaltsgeräten und in Manila der Bau provisorischer Brücken zwischen Häusern in sumpfigen Gebieten.

Zu den weiteren nützlichen Hilfsmitteln gehören Auffangbecken: große Tanks, die unter der Erde liegen und Regenwasser kontrolliert und langsam ablassen. Martin Lambley, Entwässerungsexperte beim Rohrhersteller Wavin, sagt, dass Dämpfungstanks mit natürlichen Elementen wie Teichen, Sickergruben (Schuttgruben, aus denen das Wasser langsam abfließt) und Mulden (sumpfigen Becken) kombiniert werden sollten. „Die Herausforderungen, vor denen wir heute stehen, unterscheiden sich drastisch von denen zu der Zeit, als städtische Abwasser- und Entwässerungssysteme eingeführt wurden“, sagt er.

Je höher die Lage, desto mehr innovative Lösungen werden wir sehen. Im Jahr 2019 veranstalteten die Vereinten Nationen eine Diskussionsrunde über schwimmende Städte, die die Form von Pontonstrukturen annehmen könnten. Schließlich würde die Eindämmung des Klimawandels durch die Beseitigung der Treibhausgasemissionen zumindest ein gewisses Abschmelzen der polaren Eiskappen verhindern oder verzögern und so den Anstieg des Meeresspiegels verlangsamen.

„Ich denke, dass Regierungen besorgt sein müssen“, sagt D'Hondt. „Wenn sie in ein paar Jahrzehnten keinen massiven Verlust an Infrastruktur und Wirtschaftskapazität erleben wollen, müssen sie jetzt mit der Planung beginnen.“

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