Cuộc Đua Cứu Vớt Thành Phố Bắc Cực Khi Permafrost Tan Chảy

Truyện này được xuất bản lần đầu trên CityLab và là một phần của sự hợp tác Climate Desk .

In Russia, buildings are sagging and crumbling. In Greenland, a wildfire broke out last year. And in Alaska, entire villages may be relocated because the land upon which they’re built is no long trustworthy.

Trên khắp Miền Bắc, mặt đất chính đang thay đổi, và những công trình và con đường xây dựng trên permafrost đang tan chảy và nứt nẻ.

Tại Iqaluit, thủ đô của lãnh thổ Canada Nunavut, việc tìm kiếm một ngôi nhà tốt là điều khó khăn. Một căn hộ hiệu quả có giá khoảng 2,000 đô la mỗi tháng, trong khi một ngôi nhà hai phòng ngủ sẽ có giá khoảng 3,500 đô la. Những giá như ở New York này làm kinh ngạc ở một thị trấn nhỏ, xa xôi với khoảng 7,500 người. Và vẫn chưa đủ những ngôi nhà cho mọi người.

Iqaluit nhanh chóng mở rộng khi Nunavut trở thành một lãnh thổ chính thức của Canada vào năm 1999. Lãnh thổ lớn nhất của Canada là nơi cư trú của nhiều cộng đồng Inuit; khoảng 90% cư dân của tỉnh này là bản địa. Chính phủ là một nhà tuyển dụng lớn tại Iqaluit, cùng với các hoạt động truyền thống như đánh cá, săn bắn và điêu khắc. Tình trạng mới của Iqaluit như là một thủ đô mang lại một đợt sóng người lao động mới—cùng với sự tăng lên của xây dựng các công trình và nhà ở chính phủ.

Nhiều cư dân có nhà ở của họ được tài trợ bởi nhà tuyển dụng hoặc bởi chính phủ, nếu họ thu nhập thấp. Vì vậy, giá cả khó có thể giảm xuống.

Cùng một lúc, Iqaluit—như những người hàng xóm xung quanh cực bắc của nó—đang đối mặt với một cuộc khủng hoảng nhà ở khác. Những căn nhà đang chìm vào lòng đất đang ấm lên.

Phòng tạm trú cho đàn ông duy nhất ở Iqaluit luôn luôn quá tải. Các ông chia phòng với nhiều giường tầng được đặt gần nhau.

Charlie Papatsie đã sống tại phòng tạm trú khoảng hai năm. Anh đã mất ngôi nhà cuối cùng khi bị sa thải từ công việc, nơi cung cấp nhà ở. Anh bị sa thải, Papatsie nói, vì vấn đề uống rượu. Sau đó, anh thấy mình trên những con đường băng giá của Iqaluit.

Bây giờ, Papatsie đang cố gắng xây dựng lại cuộc sống của mình. Anh làm việc tại một công ty xây dựng làm quản lý kho, và anh vẫn đang cố gắng có nhà ở được chính phủ hỗ trợ.

“Tôi nằm trong danh sách,” anh nói. Nhưng anh không biết khi nào anh có thể có nhà riêng lại. “Tôi đã nằm trong danh sách gần năm rồi,” thêm anh, lắc đầu.

Việc tìm nhà ở Iqaluit đã khó khăn từ nhiều năm. Và biến đổi khí hậu đang làm mọi thứ trở nên phức tạp hơn, làm dao động thị trường nhà ở trên khắp Vùng Bắc Cực.

“Nhà ở, như bạn có thể thấy, là cực kỳ đắt đỏ ở đây. Người ta hầu như không thể chi trả cho một ngôi nhà,” nói Colleen Healey, quản lý chương trình biến đổi khí hậu cho chính phủ Nunavut. “Thực sự là tồi tệ hơn nếu ngôi nhà của bạn có một thời hạn bánh rán bây giờ—vì permafrost dưới ngôi nhà của bạn đang tan chảy.”

Nhiệt độ ở Vùng Bắc Cực tiếp tục tăng với tốc độ gấp đôi so với phần còn lại của thế giới. Đồng thời, mô hình mưa tuyết cũng đang thay đổi trên toàn hành tinh; ở Vùng Bắc Cực, điều đó có nghĩa là có thêm nhiều mưa tuyết không đều. Những thay đổi này đang ảnh hưởng đến cơ sở của Vùng Bắc Cực: đất đai.

Việc xây nhà mới trên đất đông cứng là một thách thức lớn, nhiều căn nhà hiện tại có những rạn nứt lớn ở nền móng. Việc vận chuyển vật liệu ở vùng cực cũng rất đắt đỏ, vì vậy những căn nhà được sửa chữa và xây dựng phải được lập kế hoạch rất cẩn thận.

“Trong đời tôi, Bắc Cực hoàn toàn khác biệt,” Healey nói. “Nunavut cũng đã thay đổi hoàn toàn.”

Đất đông cứng là mọi đoạn đất—bao gồm cả đất và nền đá — duy trì ở trạng thái đóng băng trong hai năm trở lên. Lớp trên cùng, gọi là “lớp hoạt động,” đóng băng và tan ra theo mùa, nhưng lớp dưới cứng đóng băng ở 0 độ C trong nhiều năm.

Hoặc ít nhất là nên như vậy. Khi nhiệt độ tăng cao và tuyết phủ đất theo các mô hình thời tiết mới, thậm chí cả đất đông cứng đã tồn tại hàng nghìn năm cũng bắt đầu nhường chỗ. Cảnh quan của Bắc Cực đang thay đổi nhiều hơn từ khi kết thúc thời kỳ Băng hà cuối cùng.

Đất đông cứng phản ánh mọi thay đổi ở phía trên, Dmitry Streletskiy, giáo sư trợ giảng khoa địa lý tại Đại học George Washington, giải thích: “Nhiệt độ cao sẽ dẫn đến sự tan chảy của đất đông cứng.”

Vấn đề về sự tan chảy của đất đông cứng không phải là vấn đề mới; các nhà quy hoạch đô thị, kiến trúc sư và nhà xây dựng đã tính đến tính biến động của nó từ nhiều thập kỷ trước ở vùng cực. Nhưng biến đổi khí hậu làm trầm trọng hóa vấn đề đất đông cứng hiện có — và làm điều này nhanh chóng.

Vấn đề chính liên quan đến độ ẩm đất. Khi nước đóng băng, nó mở rộng, làm cho đất đứng lên; ngược lại, khi nó tan ra và đất co lại, đất chìm xuống. Nhiều nơi ở khắp Bắc Cực đất đông cứng hiện đang bị kẹt trong một mô hình tan chảy và đóng băng mỗi mùa mới, trong khi trước đây nó giữ ổn định. Đất đứng lên và chìm xuống cùng với mỗi biến đổi thời tiết.

Khắp Bắc Cực, đường và tòa nhà uốn cong theo cùng với đất đông cứng. Nga là quê hương của một số thành phố lớn nhất ở Bắc Cực, đang trải qua những biến đổi sâu sắc do sự tan chảy của đất đông cứng. Ở thị trấn khai thác than Vorkuta, khoảng 40% các tòa nhà đã bị biến dạng do thay đổi của đất. Ở Norilsk, thành phố lớn nhất được xây dựng trên đất đông cứng, khoảng 60% các tòa nhà đã bị hỏng do sự tan chảy của đất đông cứng, và 10% số nhà ở thành phố đã bị bỏ hoang. Hầu hết các biến đổi diễn ra dần dần, nhưng chúng có thể làm cho các tòa nhà trở nên nguy hiểm khi chúng bắt đầu; vài năm trước ở Norilsk, một tấm xi măng làm gãy chân của một bác sĩ khi một tòa nhà chuyển động và sụp đổ.

Các khu vực xung quanh Cực Bắc khác đối mặt với thách thức hạ tầng từ trái đất đang ấm lên. Ở Greenland, hoả hoạn đã lan rội trên thảo nguyên đóng băng trước đây, nguy hiểm gần các thị trấn và trạm nghiên cứu. Ở một số nơi ở đây, việc tìm và lưu trữ nước có thể là một vấn đề; nước giữ trong các bể phải được tan chảy để sử dụng, và các bể nóng này sau đó làm nóng đất đông cứng.

Ở Alaska, nhiều thị trấn đang hết chỗ để chôn cất người chết; các nghĩa trang ngày xưa đã trở thành đầm lầy. Và một số thị trấn đang mất đi đất chắc chắn hoàn toàn. Newtok gần đây đã nhận được nguồn tài trợ từ chính phủ để bắt đầu di dời toàn bộ thị trấn đến đất đai an toàn hơn. Các thị trấn khác như Shishmaref và Kivalina cũng có thể di dời trong vài năm tới—hoặc đối mặt với nguy cơ biến mất hoàn toàn.

Nhưng có một số kỹ thuật tương đối đơn giản mà các quan chức và nhà quy hoạch đô thị ở Bắc Cực có thể triển khai.

Loại bỏ tuyết tích tụ từ mặt đất là một cách dễ dàng để giữ cho đất đông cứng không bị ảnh hưởng. Có lý do tại sao tuyết được gọi là một chiếc chăn — nó thực sự làm cách nhiệt cho trái đất, giữ cho nó ấm hơn so với không khí bên ngoài. Khi nó được loại bỏ, mặt đất bị tiếp xúc với nhiệt độ lạnh hơn.

Vào mùa xuân, khi tuyết bắt đầu tan chảy, ngăn chúng từ việc thấm vào đất là một phần quan trọng khác của việc bảo vệ đất đông cứng. “Nước ấm,” Streletskiy lưu ý. “Nó không đóng băng — vì vậy nó cũng ảnh hưởng đến đất đông cứng.”

Các ngôi nhà xây trực tiếp trên mặt đất cũng có thể làm tan chảy đất bằng nhiệt độ thoát ra, nên hầu hết những ngôi nhà ở Bắc Cực đều đứng trên cọc gỗ hoặc kim loại đẩy sâu vào đất đông cứng. Những ngôi nhà khác nằm trên chân vijay, cơ sở có thể điều chỉnh có thể được vặn lên hoặc xuống khi đất di chuyển. Những cái chân nâng này cũng cho phép không khí lưu thông qua mặt đất, giữ cho nó mát mẻ.

Mặc dù hiện nay cọc và chân vijay được sử dụng rộng rãi ở Bắc Cực, nhưng vật liệu bổ sung và công sức để đào vào đất đông cứng làm tăng chi phí xây dựng ngay cả cao hơn.

“Các nền móng ở Bắc Cực đáng kể đắt đỏ hơn ở các khu vực đất đông cứng,” Streletskiy nói. “Ví dụ, đối với các tòa nhà chung cư lớn ở Nga, chi phí của nền móng có thể lên đến 30% giá trị của công trình.”

Và vì cả cọc lẫn chân vijay đều dựa trên đất đông cứng, chúng chỉ là những giải pháp tạm thời; đất đông cứng tan chảy có thể làm gián đoạn ngay cả nền móng tốt nhất.

Một bệnh viện ở Alaska đã thực hiện biện pháp cực kỳ để đảm bảo rằng đất sẽ luôn chắc chắn. Cơ sở y tế Yukon-Kuskokwim ở Bethel lạnh đất bằng các cảm biến kiểm soát nhiệt độ được lắp đặt trong đất.

Nhưng như Streletskiy nói, điều này “thực sự không phải là một giải pháp bền vững” cho hầu hết cơ sở hạ tầng ở Bắc Cực. Nó đắt đỏ, và nó có lẽ sẽ không xứng đáng với hầu hết các tòa nhà và con đường ở Bắc Cực.

Thay vào đó, một công nghệ được gọi là thermosyphon đang trở nên phổ biến. Thermosyphons là những ống hẹp tự động hút nhiệt từ đất và thông hơi nó lên vào không khí—giữ nhiệt độ xa khỏi đất đông cứng. Việc lắp đặt chúng khá đơn giản và tương đối giá rẻ, so với các phương án khác.

“Với mọi vấn đề, đầu tiên bạn phải biết rằng có một vấn đề,” như Streletskiy mô tả. Trong trường hợp của sự tan chảy đất đông cứng, bước đầu tiên nên là giám sát nhiệt độ đất. Điều này, Streletskiy chỉ ra, rất rẻ hơn so với việc mất một toàn bộ tòa nhà. Tuy nhiên, nhiều thành phố ở Bắc Cực vẫn chưa triển khai giám sát, điều này có thể dẫn đến vấn đề chi phí lâu dài. Khi thiệt hại trở nên rõ ràng, thường là quá muộn.

Ở Nunavut, có hơn 100 giếng khoan đã đo nhiệt độ đất từ năm 2000. Ở Iqaluit, quê hương của Charlie Papatsie, các quan chức đang thực hiện các bước lớn hơn để giám sát đất — từ trên không.

“Chúng tôi đã đang phát triển bản đồ nguy cơ đất đông cứng cho Nunavut,” Colleen Healey nói. Chính phủ Nunavut đang hợp tác với Cơ quan Vũ trụ Canada để phát hiện các thay đổi và biến động trong đất thông qua vệ tinh.

“Chúng tôi có thể thực sự nhìn thấy sự di chuyển trong vòng 3 milimét,” Healey nói. Khi những thay đổi này được xác nhận bởi các nhà nghiên cứu trên thực tế, họ tạo ra các bản đồ để giúp nhà quy hoạch quyết định nơi xây dựng tiếp theo — và những ngôi nhà nào cần được giám sát để phát hiện vấn đề tiềm ẩn. Nếu cần phải sửa lại ngôi nhà, hoặc chính phủ hoặc chủ nhân nhà trả tiền cho công việc, tùy thuộc vào ai sở hữu nó. Gần như không thể có bảo hiểm hoặc bán một ngôi nhà khi thiệt hại từ đất đông cứng bắt đầu hiện rõ.

Nắm một bản đồ của Iqaluit, Healey nói, “Những khu vực màu xanh là có nhiều băng đá nhất. Đó là những khu vực có rủi ro cao nhất. Khi những mảnh băng lớn đóng băng tan, bạn có thể thấy tòa nhà nghiêng và thay đổi.” Sau đó, cô chỉ vào một dải màu nâu — nền đá. “Đó là nền đá vững chắc. Nó không di chuyển đâu cả.”

Với ngón tay áp út, Healey vòng tròn một điểm trên bản đồ. “Thực tế, thành phố đang kế hoạch làm cho toàn bộ khu vực màu xanh này trở thành khu [phát triển] mới,” cô nói. Ý tưởng là xây nhà và tòa nhà chính phủ ở đó. “Và khi chúng tôi làm bản đồ này, họ nói, ‘Okay, chúng ta đừng làm vậy. Hãy phát triển ở đây, ở khu vực màu nâu.’”

Chỉ xây trên nền đá có thể tạo ra các thành phố phân tán, không liên kết, và ở các thành phố lớn có thể gây ra vấn đề về giao thông. Nhưng đó là một cách đáng tin cậy để biết rằng mặt đất không sẽ không động đất dưới chân bạn.

“Iqaluit đang phát triển,” Healey nói. “Làm thế nào tôi có thể đảm bảo rằng Iqaluit sau 40, 50, 100 năm là tốt hơn?”

Melody Schreiber báo cáo từ Bắc Cực trong khuôn khổ chương trình nghiên cứu với Dự án The GroundTruth.

• ‘Người ảo’ CGI như Lil Miquela sắp tràn ngập trên dòng thời gian của bạn
• Bệnh lây truyền qua côn trùng đã tăng gấp ba. Đây là lý do.
• Đánh giá Oculus Go: VR không dây đã đến và nó khá tuyệt vời
• Star Wars đang trở thành một tôn giáo, và ngày 4 tháng 5 là lễ hội mùa xuân của nó
• Khi John Doerr mang một ‘món quà’ đến cho những người sáng lập Google