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Jun 27, 2023

地下熱の上昇でシカゴがこれまでにないほど少しずつ沈んでいる

地下室や鉄道トンネルからは常に熱が漏れ、土地が沈下し、建物の基礎に負担がかかります。 科学者たちはこれを「地下気候変動」と呼んでいます。 アレッサンドロ・F・ロッタ・ロリア、アシスタント

地下室や鉄道トンネルからは常に熱が漏れ、土地が沈下し、建物の基礎に負担がかかります。 科学者たちはこれを「地下気候変動」と呼んでいます。

ノースウェスタン大学の助教授であるアレッサンドロ F. ロッタ ロリア氏は、温度センサーを調べるためにシカゴのユニオン リーグ クラブのボイラー室を歩き回りました。クレジット...

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レイモンド・チョン著

写真：ジェイミー・ケルター・デイビス

レイモンド・ゾンとジェイミー・ケルター・デイビスは、シカゴの地下の地面がどのように加熱されているかを理解するために、地下室、鉄道プラットフォーム、駐車場を調査しました。

シカゴのダウンタウンにそびえ立つアールデコ様式の塔、立体道路、交通量の多い地下鉄や鉄道路線の下で、土地が沈下しています。その理由は、皆さんが予想しているような理由だけではありません。

ノースウェスタン大学の新しい研究によると、20世紀半ば以来、都市の表面と岩盤の間の地面は平均で華氏5.6度温暖化したという。 その熱は主に地下室やその他の地下構造物から発生しており、一部の建物の下にある砂、粘土、岩の層が数十年にわたって数ミリメートル沈下または膨張し、壁や基礎の亀裂や欠陥を悪化させるのに十分な原因となっています。

「あなたの周りには熱源があります」と、この研究の著者であるアレッサンドロ・F・ロッタ・ロリア氏は、バックパックを背負って市内のループ地区の下にある通勤鉄道のターミナル、ミレニアム駅を歩きながら語った。 「これらは人々には見えないものなので、存在しないのと同じです。」

シカゴだけではありません。 世界中の大都市では、人間による化石燃料の燃焼によって地表の水銀が上昇しています。 しかし、熱は地下室、駐車場、電車のトンネル、パイプ、下水道、電線から周囲の地表にも流れ出ており、科学者たちはこの現象を「地下気候変動」と呼んでいる。

地下温度の上昇により地下鉄トンネルの温度が上昇し、線路が過熱し、通勤者が蒸し風呂状態になる可能性があります。 そして、時間の経過とともに、それらは建物の下の地面に小さな変化を引き起こし、それが構造的な歪みを引き起こす可能性があり、その影響は突然現れるまで長い間気づかれません。

オーストラリアのニューサウスウェールズ大学で地盤工学の上級講師を務めるアサル・ビダルマグズ氏は、「現在ではそのような問題は見られない」と語った。 「しかし、次の100年には問題が起こります。 そして、今後 100 年間ただ黙って解決するのに 100 年も待つとしたら、それは大きな問題になるでしょう。」

ビダルマグズ博士はロンドンで地下熱を研究していましたが、シカゴでの研究には関与していませんでした。

シカゴの地下の気候変動を評価するために、ノースウェスタン大学の土木・環境工学助教授であるロッタ・ロリア博士は、ループの表面の上下に 150 個以上の温度センサーを設置しました。 彼は、これらのセンサーからの 3 年間の測定値と、地区の地下室、トンネル、その他の構造物の詳細なコンピューター モデルを組み合わせて、1951 年から現在までにさまざまな深さの地面がどのように温暖化したか、そして現在から 2051 年にかけてどのように温暖化するかをシミュレーションしました。

いくつかの熱源の近くでは、シカゴ住民の足元の地面が過去70年間で華氏27度も温暖化していることが判明した。 これにより、一部の建物の下で土の層が0.5インチも膨張または収縮しました。

同氏によると、温暖化と地盤の変形は現在、20世紀に比べてゆっくりと起きているが、その理由は単純に、地球がその中に埋められた地下室やトンネルと同じくらいの温度に近づいているからだという。 これらの構造物は、周囲の地面に熱を放散するのではなく、暖かさを保つことがますます増えています。

ロッタ・ロリア博士の研究結果は、火曜日に雑誌「Communications Engineering」に掲載されました。

建物の所有者やトンネル運営者がこの問題に対処する最も効果的な方法は、断熱材を改善して地中への熱漏れを少なくすることだ、と同氏は述べた。 熱を利用することもできます。 ロッタ・ロリア博士は、トンネルや駐車場の周囲の熱を吸収し、それを電気ヒートポンプの稼働に使用して光熱費を削減するパネルを製造するスイスの新興企業、エナードレープ社の最高技術責任者です。 同社はパイロットプロジェクトとして、ローザンヌ近郊のスーパーマーケットの駐車場にパネル200枚を設置した。