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加州海岸線危機:地層下陷加劇海平面上升

海平面上升不僅僅是冰帽融化的結果,地層的移動也扮演了重要角色。由美國太空總署(NASA)主導的一項研究顯示,加州部分海岸線的下陷速度甚至超過了海平面上升的速度,這使得當地的海平面上升問題更加嚴重。研究人員利用衛星資料,精確定位了因人類活動(如抽取地下水)和自然力量(如地殼運動)導致地層移動的區域,這些變化正在以不可預測的方式改變海岸線。

在舊金山灣區等地,地層下陷可能使海平面上升的幅度超過先前預估的兩倍。然而,像聖塔芭芭拉這樣的地區,地層卻在上升,但人類活動為預測帶來了極大的不確定性。預測海平面上升不僅僅是測量海洋的高度,還需要考慮腳下土地的移動。這項研究強調了在規劃未來海平面變化時,必須將地層移動納入考量。

根據研究,到2050年,加州的海平面預計將比2000年上升6至14.5英寸(15至37公分),這主要是由於冰川融化、冰原消融以及海洋水溫上升所致。然而,沿海社羣還必須考慮地層本身的移動。這項研究結果已被納入加州最新的指導方針中。

研究的主要作者、NASA噴射推進實驗室的遙感科學家Marin Govorcin指出,在全球許多地方,例如舊金山灣區的填海地,地層下陷的速度甚至超過了海平面上升的速度。研究顯示,地層的垂直移動在速度和規模上都有很大差異,這可能受到抽取地下水、廢水注入等人類活動以及地殼運動等自然力量的影響。

研究人員利用歐洲太空總署的Sentinel-1衛星和全球導航衛星系統的地面接收站資料,追蹤了加州海岸線的上升和下陷情況。他們發現,在舊金山灣區的聖拉斐爾、科特馬德拉、福斯特城和灣農島等地,地層正以每年超過0.4英寸(10毫米)的速度下陷,這主要是由於沉積物的壓實作用。考慮到這些低窪地區的地層下陷,到2050年,當地的海平面可能上升超過17英寸(45公分),這比僅基於潮汐測量儀的區域預估高出兩倍以上。

並非所有加州沿海地區都在下陷。研究人員在聖塔芭芭拉地下水盆地發現了每年上升數毫米的區域,該地區自2018年以來一直在穩定補充地下水。此外,在長灘,由於石油和天然氣生產中的液體抽取和注入,地層也在上升。

科學家們進一步計算了人類活動對地層移動的影響,這使得洛杉磯和聖地牙哥部分地區的海平面預測不確定性增加了多達15英寸(40公分)。由於人類活動(如碳氫化合物生產和地下水抽取)的不可預測性,這些地區的可靠預測變得更加困難,因此需要持續監測地層移動。

在加州中部,中央谷地的部分地區每年下陷多達8英寸(20公分),這主要是由於抽取地下水所致。乾旱和降雨的交替會導致地下含水層的下降或膨脹。這種波動也在聖克拉拉、聖安娜和丘拉維斯塔等地的含水層中被觀察到。

在崎嶇的沿海地形,如舊金山以南的大蘇爾山脈和洛杉磯的帕洛斯維德斯半島,研究團隊發現了與緩慢移動的滑坡相關的區域性下陷區域。在北加州,他們還觀察到舊金山灣和蒙特利灣周圍的沼澤地和潟湖,以及索諾瑪縣的俄羅斯河河口的下陷趨勢,這些地區的侵蝕可能是主要原因。

科學家、決策者和公眾可以透過NASA噴射推進實驗室主導的OPERA(遙感分析終端使用者觀測產品)專案監測這些變化。該專案詳細記錄了北美地區的地表高程變化,揭示了包括地層下陷、地殼運動和滑坡在內的動態過程。未來,OPERA專案還將利用即將發射的NISAR(NASA-印度太空研究組織合成孔徑雷達)任務提供的最新資料,進一步提升監測精度。