소식

Jun 27, 2023

상승하는 지하 열기가 시카고를 약간 가라 앉히고 있습니다.

지하실과 기차 터널에서는 지속적으로 열이 누출되어 땅이 가라앉고 건물 기초가 변형됩니다. 과학자들은 이를 “지하 기후 변화”라고 부릅니다. Alessandro F. Rotta Loria, 어시스턴트

지하실과 기차 터널에서는 지속적으로 열이 누출되어 땅이 가라앉고 건물 기초가 변형됩니다. 과학자들은 이를 “지하 기후 변화”라고 부릅니다.

노스웨스턴 대학의 조교수인 Alessandro F. Rotta Loria는 온도 센서를 검사하기 위해 시카고 유니온 리그 클럽의 보일러실을 통과했습니다.Credit...

지원 대상

레이먼드 종

사진: 제이미 켈터 데이비스(Jamie Kelter Davis)

Raymond Zhong과 Jamie Kelter Davis는 시카고 지하의 땅이 어떻게 뜨거워지고 있는지 이해하기 위해 지하실, 철도 플랫폼 및 주차장을 탐험했습니다.

시카고 시내의 우뚝 솟은 아르데코 타워, 다층 도로, 분주한 지하철과 철도 노선 아래에서 땅이 가라앉고 있는데, 이는 여러분이 예상할 수 있는 이유뿐만이 아닙니다.

노스웨스턴 대학의 새로운 연구에 따르면 20세기 중반 이후 도시 표면과 기반암 사이의 땅은 평균 화씨 5.6도 따뜻해졌습니다. 대부분 지하실과 기타 지하 구조물에서 발생하는 모든 열로 인해 일부 건물 아래의 모래, 점토 및 암석층이 수십 년에 걸쳐 몇 밀리미터씩 가라앉거나 부풀어올라 벽과 기초의 균열과 결함이 악화될 수 있습니다.

“당신 주변에는 열원이 있습니다.” 연구 저자인 Alessandro F. Rotta Loria가 배낭을 메고 도시의 Loop 지구 아래에 있는 통근 열차 터미널인 Millennium 역을 지나며 말했습니다. “이것들은 사람들이 볼 수 없는 것들이기 때문에 존재하지 않는 것 같아요.”

시카고만이 아닙니다. 전 세계 대도시에서 인간의 화석 연료 연소로 인해 표면의 수은이 상승하고 있습니다. 그러나 열은 지하실, 주차장, 기차 터널, 파이프, 하수구, 전기 케이블에서 주변 지구로 쏟아져 나오고 있는데, 과학자들은 이를 '지하 기후 변화'라고 부릅니다.

지하 온도가 상승하면 지하철 터널이 더 따뜻해지며, 이로 인해 선로가 과열되고 통근자들이 한증탕에 들어갈 수 있습니다. 그리고 시간이 지남에 따라 건물 아래 지반에 작은 변화가 발생하여 구조적 변형을 유발할 수 있으며, 그 효과는 갑자기 나타나기 전까지 오랫동안 눈에 띄지 않습니다.

호주 뉴사우스웨일스 대학의 지질 공학 수석 강사인 Asal Bidarmaghz는 “오늘날에는 그런 문제를 볼 수 없습니다.”라고 말했습니다. “그러나 향후 100년 안에 문제가 있습니다. 그리고 우리가 앞으로 100년 동안 앉아서 문제를 해결하기 위해 100년을 기다린다면 그것은 엄청난 문제가 될 것입니다.”

Bidarmaghz 박사는 런던에서 지하열을 연구했지만 시카고 연구에는 참여하지 않았습니다.

시카고의 지하 기후 변화를 평가하기 위해 Northwestern의 토목 및 환경 공학 조교수인 Dr. Rotta Loria는 루프 표면 위와 아래에 150개 이상의 온도 센서를 설치했습니다. 그는 이 센서에서 3년 동안 측정한 값을 지역 지하실, 터널 및 기타 구조물의 상세한 컴퓨터 모델과 결합하여 1951년부터 지금까지 다양한 깊이의 땅이 어떻게 따뜻해졌는지, 그리고 지금부터 2051년까지 어떻게 따뜻해질 것인지를 시뮬레이션했습니다.

그는 일부 열원 근처에서 시카고 주민들의 발 아래 땅이 지난 70년 동안 화씨 27도 따뜻해졌다는 사실을 발견했습니다. 이로 인해 일부 건물 아래에서는 흙층이 0.5인치까지 팽창하거나 수축되었습니다.

그는 이제 온난화와 지반 변형이 20세기보다 더 느리게 일어나고 있다는 사실을 발견했는데, 그 이유는 지구가 그 안에 묻혀 있는 지하실과 터널만큼 따뜻해지는 데 가까워졌기 때문입니다. 점점 더 이러한 구조물은 주변 땅으로 열을 발산하는 대신 따뜻한 상태를 유지하게 됩니다.

Rotta Loria 박사의 연구 결과는 화요일 Communications Engineering 저널에 게재되었습니다.

그는 건물 소유주와 터널 운영자가 이 문제를 해결하는 가장 효과적인 방법은 단열을 개선하여 열이 땅으로 누출되는 것을 줄이는 것이라고 말했습니다. 그들은 또한 열을 가할 수도 있습니다. Rotta Loria 박사는 터널과 주차장의 주변 열을 흡수하고 이를 전기 히트 펌프를 작동하는 데 사용하는 패널을 만드는 스위스 신생 기업인 Enerdrape의 최고 기술 책임자입니다. 이 회사는 시범 프로젝트로 로잔 근처 슈퍼마켓 주차장에 200개의 패널을 설치했습니다.