Nationalgeographic.co.id—Penelitian baru insinyur sipil di Amerika Serikat mengungkapkan kondisi abnormal di bawah kota-kota besar di seluruh dunia. Ada perubahan iklim bawah tanah yang berpotensi mengancam keberadaan gedung-gedung pencakar langit, dan mungkin dapat meruntuhkannya.
Rincian hasil penelitian tersebut telah dijelaskan di Nature Communications Engineering belum lama ini. Makalah tersebut diterbitkan dengan judul "The silent impact of underground climate change on civil infrastructure" dan merupakan jurnal akses terbuka.
Menurut hasil penelitian, Bumi di bawah kota-kota besar saat ini sedang memanas yang mereka sebut perubahan iklim bawah tanah. Kondisi bawah tanah berubah sedemikian rupa sehingga dapat merusak bangunan, jembatan, dan sistem transportasi.
Tanyakan saja kepada penumpang yang terik di kereta bawah tanah London Underground atau New York City, dan mereka akan berkeringat memberi tahu Anda tentang bagaimana sistem transportasi bawah tanah memuntahkan panas, menurut peneliti.
Saat panas itu berdifusi ke dalam tanah, itu meningkatkan suhu tanah dan menyebabkan perubahan iklim bawah tanah.
Menurut penelitian baru itu, kondisi tersebut telah sedikit menggeser tanah di salah satu kota di Amerika Serikat. Namun, perubahan iklim bawah tanah ini belum berdampak signifikan dan kebanyakan gedung pencakar langit dirancang cukup kuat untuk bertahan.
Peneliti utama Alessandro Rotta Loria dari Northwestern University di Illinois menggunakan distrik Chicago Loop sebagai studi kasus. Peneliti juga menggunakan data tiga tahun dari jaringan sensor suhu nirkabel.
Ia membuat model komputer 3D untuk mensimulasikan bagaimana kenaikan suhu berdampak pada lingkungan di bawah permukaan.
Simulasinya berlangsung selama satu abad, dari tahun 1951 (tahun Chicago menyelesaikan terowongan kereta bawah tanahnya) hingga tahun 2051.
Hasil simulasi itu mengungkapkan "dampak senyap" namun berpotensi bermasalah dari perubahan iklim bawah tanah perkotaan. Dampak yang paling mungkin terjadi dapat menurunkan kinerja struktur dan infrastruktur sipil.
"Baru belakangan ini kami mengetahui bagaimana New York City bisa tenggelam di bawah beban gedung pencakar langitnya. Tambahkan panas ke dalam campuran, dan tanah di bawah kota perlahan-lahan dapat bergeser, menetap, dan surut saat tanah mengering dan memadat," katanya.
Selain dari terowongan kereta bawah tanah yang ramai, panas itu berasal dari jaringan pipa bawah tanah dan kabel listrik yang melintasi kota kita. Kemudian fondasi dasar dari sebuah bangunan dan garasi parkir yang juga menghasilkan panas.
Sementara semua lingkungan yang dibangun menyerap panas dari Matahari, sedimen tanah liat berbutir halus seperti yang ada di bawah Chicago sangat rentan terhadap penyusutan atau pembengkakan karena panas dan air.
"Bangunan tidak mungkin runtuh karena deformasi terkait panas yang bergerak lambat," kata Rotta Loria.
Tapi perubahan halus di bawah permukaan hanya beberapa milimeter dapat menekan atau memobilisasi pondasi. Hal itu juga memengaruhi daya tahan atau kinerja bahan konstruksi dari waktu ke waktu.
"Tanah (di Chicago) berubah bentuk akibat variasi suhu, dan tidak ada struktur atau infrastruktur sipil yang dirancang untuk menahan variasi ini," jelas Rotta Loria yang menemukan bahwa suhu tanah Chicago saat ini menghangat sekitar 0,14 derajat Celcius per tahun.
"Meskipun fenomena ini tidak berbahaya bagi keselamatan orang, itu akan memengaruhi operasi normal sehari-hari dari sistem pondasi dan infrastruktur sipil pada umumnya."
Para ilmuwan telah mengetahui tentang perubahan iklim bawah tanah (atau pulau panas bawah permukaan) selama beberapa dekade. Mereka merekam titik api di tanah dan air tanah di bawah kota-kota seperti Amsterdam, Istanbul, Nanjing, dan Berlin.
Dalam studi Rotta Loria, dia menemukan variasi suhu tanah yang lebih besar di bagian utara, bagian yang dibangun lebih padat dari distrik Chicago Loop dibandingkan dengan ujung selatannya yang lebih jarang.
Rata-rata di seluruh distrik, suhu di dalam lapisan tanah yang berbeda bervariasi sekitar 1-5 derajat Celcius (1,8-9 °F).
Bergantung pada jenis tanahnya, suhu yang lebih hangat menyebabkan perpindahan 8-12 milimeter di bawah berbagai bangunan, menurut temuan pemodelan.
Beberapa milimeter mungkin terdengar kecil, dan bangunan dirancang untuk mentolerir beberapa kelenturan.
"Namun bangunan tua dan infrastruktur lainnya tidak dibangun untuk menahan variasi suhu yang terlihat saat ini," kata Rotta Loria.
"Sangat mungkin bahwa perubahan iklim bawah tanah telah menyebabkan retakan dan pemukiman pondasi yang berlebihan yang tidak kami kaitkan dengan fenomena ini karena kami tidak menyadarinya," katanya.
Sementara pemotongan emisi untuk mengurangi suhu global pasti akan mengurangi ketegangan, beberapa kota sedang bereksperimen dengan menggunakan limbah panas dari sistem transportasi seperti Metro Paris.
Tujuannya untuk memanaskan blok apartemen dan sistem air panas untuk mendaur ulang panas. Menurut para ilmuwan, itu adalah ide yang layak yang mungkin menjadi semakin diperlukan saat dunia menghangat dan kota-kota kita berkembang.
“Perubahan iklim bawah tanah yang sedang berlangsung harus dikurangi untuk menghindari dampak yang tidak diinginkan pada struktur dan infrastruktur sipil di masa depan,” Rotta Loria menyimpulkan.