Барьер Венеции против наводнений может поставить под угрозу экосистему города

Люди идут по затопленной площади Сан-Марко у базилики Сан-Марко в Венеции.

В 2019 году было объявлено чрезвычайное положение, когда затопило площадь Сан-Марко и другие районы Венеции, Италия

Для борьбы с растущим риском наводнений Венеция потратила миллиарды евро на строительство трех барьеров, которые могли бы временно закрыть лагуну, окружающую город со стороны Средиземного моря. Теперь ученые сообщают, что, блокируя подъем воды, барьеры также препятствуют накоплению жизненно важных отложений на дне лагуны, что в конечном итоге нарушает баланс между поднятием уровня моря и накоплением донного грунта.

По словам Расти Фигина, прибрежного эколога из Техасского университетского колледжа A&M, который не участвовал в новом исследовании, результаты дают предостерегающую историю о неожиданном воздействии защиты от наводнений и необходимости поддержания естественной динамики экосистем. «Эти инженерные сооружения распространяются по всему миру, и Венеция является значимым предвестником».

Венеция, как низменный островной город, окруженный лагуной, особенно уязвима при наводнениях, когда приливы и отливы сопровождаются штормовой погодой в акватории. После рекордного наводнения 1966 года правительство начало планировать способы предотвращения дальнейшего ущерба. Долгожданный результат: барьер под названием MOSE (итальянская аббревиатура, экспериментальный электромеханический модуль), который состоит из затопленных ворот на трех входах в венецианскую лагуну. Когда шторм начинает поднимать воду слишком высоко, появляются большие панели, блокирующие входы. Строительство началось в 2003 году, и его стоимость оценивается более чем в 6 миллиардов евро. Барьер был впервые активирован во время шторма в октябре 2020 года.

Это было хорошее время для Давиде Тоннины, аспиранта Университета Падуи. Он изучал, как осадочные породы оседают в грунте Венецианской лагуны. Эти отложения жизненно важны, потому что обеспечивают питание и поддержку растений. Накапливаясь в течение десятилетий или столетий, этот материал также помогает растениям справляться с повышением уровня моря. Тоннин и его коллеги хотели знать, сколько этого осадка попадает в грунт из-за слабых приливов Венеции, а сколько во время шторма.

С октября 2018 года были измерены накопление отложений в 54 неглубоких пластиковых контейнерах на трех солончаках. Донные грунты были расположены в разных местах: недалеко от залива, за барьерными островами и недалеко от побережья, чтобы проверить, могут ли различные формы волн повлиять на доставку осадка.

“Мы хотели получить полную картину всей лагуны”, — говорит Тоннин. В течение следующих 39 месяцев он собрал 1446 образцов. Когда погода была хорошей и приливы были нормальными, в контейнерах не было осадка или только несколько зерен. В тоже время шторм может поднять уровень воды от 50 до 100 сантиметров и оставить до 5 миллиметров осадка, обнаружил он.

В целом, штормы ежегодно осаждают 70% от общего количества отложений в грунте. Но после того, как барьер начал действовать, годовая скорость седиментации на трех участках упала в среднем на 25% , сообщают Тоннин и его коллеги в журнале Nature Geoscience . По их словам, это снижение на удивление велико, учитывая, что барьеры закрывались только примерно на 70 часов в год.

Эти цифры имеют значение, потому что уровень отложений поднимается со скоростью всего около 3 миллиметров в год. Между тем уровень моря в лагуне повышается на 2,5 миллиметра в год, и эта скорость, вероятно, будет расти из-за глобального потепления. По словам соавтора Андреа Д’Альпаос из Падуанского университета, потеря отложений из-за закрытия барьера остановит рост грунтовых отложений на 1,1 миллиметра — достаточно, чтобы они могли медленно уйти под воду, даже при нынешних темпах повышения уровня моря. Это очень важный миллиметр, — говорит Тоннин.

По словам Тома Спенсера из Кембриджского университета, прибрежные водно-болотные угодья, которые испытывают небольшие приливы, такие как Венецианская лагуна, кажутся особенно уязвимыми для повышения уровня моря . Что еще хуже, солончаки там уже лишены наносов отложений, отмечает Зои Хьюз, прибрежный геоморфолог из Бостонского университета, которая не принимала участия в исследовании. Пятьсот лет назад Венеция отклонила реки, впадающие в лагуну. Реки, которые помогали поддерживать уровень подводного грунта, также заполняли водные пути и затрудняли проход судов. Затем, в 20-м веке, причалы, построенные на трех входах в лагуну, изменили течения, так что приливы регулярно удаляют отложения из лагуны.

MOSE Венеция

Вид с воздуха на сооружения проекта MOSE на севере пролива Лидо

Фейгин отмечает, что исследование было относительно коротким и что трудно получить исчерпывающую оценку седиментации, которая может сильно варьироваться от одного места отложений к другому. Но соавтор Лука Карниелло, прибрежный ученый из Падуанского университета, уверен в результатах. «Это точная картина того, что происходит сейчас», — говорит он. Исследователи продолжали следить за ловушками для отложений, и новые данные согласуются с выводами, приведенными в статье, говорят он и Тоннин.

Итак, что нужно сделать, чтобы помочь донному грунту поспевать за поднятием уровня моря? По словам авторов, возможно, что действие барьера будет изменено, чтобы уменьшить его влияние. Если отложить его активацию до тех пор, пока вода не станет на 20 сантиметров выше текущего порогового значения, во время шторма будет осаждаться только на 10% меньше наносов, чем до строительства барьера. Также можно было бы закрыть некоторые ворота только в определенных условиях, добавляет Карниелло. Другой вариант — добавить больше наносов из других источников, таких как земснаряды, или путем подвода воды с наносами из близлежащих рек. По словам Тоннина, вместе такие подходы могут стабилизировать ситуацию.

В настоящее время барьер важен для защиты Венеции, но более широкое видение отсутствует, говорит Джейн да Мосто, ученый-эколог и исполнительный директор We Are Here Venice, неправительственной организации, которая способствует пониманию хрупкой экологии Венеции. «Все в Венеции отчаянно нуждаются в разработке и реализации какой-то стратегии».

Долгосрочное планирование также будет важным, говорит соавтор Марко Марани из Университета Падуи. За последние три десятка лет наводнения в Венеции стали более обычным явлением, и эта тенденция сохранится по мере подъема уровня океана. Более частое закрытие заграждений не только лишит грунт новых отложений, но и еще больше затруднит движение судов и повлияет на здоровую циркуляцию воды в лагуне. «Здесь, в Венеции, — говорит Марани, — нам придется больше думать о будущем».

Эрик СтокстадЭрик Стокстад

Эрик — репортер журнала Science, освещающий вопросы окружающей среды.

Дополнительные ссылки и ссылки на исследования находятся в тексте статьи.

Читайте также: