Проблема Арктики — це не лише потепління та викиди парникових газів. Танення вічної мерзлоти може вдарити безпосередньо по будинках, дорогах та іншій інфраструктурі, а масштаб рахунку виявився значно більшим, ніж вважали раніше.
Вічна мерзлота здається надійною основою — буквально. Але для мільйонів людей у північних регіонах вона є частиною фундаменту, на якому стоять цілі населені пункти. Через глобальне потепління цей замерзлий ґрунт поступово відтає. І наслідки можуть бути набагато дорожчими, ніж просто зміни ландшафту.
Нове дослідження, опубліковане в журналі Earth’s Future, показало: до середини XXI століття танення вічної мерзлоти може спричинити близько $261 млрд збитків для інфраструктури. Ця цифра особливо вражає на тлі попередніх розрахунків. Раніше потенційні витрати оцінювали приблизно у $110 млрд — тобто нова оцінка більш ніж удвічі вища.
Чому збитки виявилися такими великими?
Виявилося, що проблема була не лише в прогнозах танення мерзлоти. Дослідники вважають, що попередні моделі просто недостатньо добре враховували те, що саме стоїть на цій мерзлоті. У попередньому дослідженні будівлі фактично розглядалися у двовимірному форматі. Але один будинок може мати один поверх, а може бути багатоповерховим — і різниця у вартості його відновлення величезна.
Особливо це важливо для Сибіру, де за часів Радянського Союзу активно будували багатоповерхові житлові будинки для працівників районів, пов’язаних із видобуванням природних ресурсів. Тому цього разу вчені вирішили буквально додати до розрахунків третій вимір.
Вчені використали супутники та штучний інтелект
Дослідники об’єднали супутникові знімки, алгоритми штучного інтелекту та спеціальні карти рельєфу. Для початку вони використали величезний масив супутникових даних обсягом близько 10 терабайт. На цих зображеннях модель глибокого навчання навчали знаходити будівлі.
Потім інший алгоритм визначав їхнє призначення — наприклад, житлові це будинки чи нежитлові споруди. Це дозволило приблизно оцінити їхню висоту. Далі дослідники використали набір даних ArcticDEM, щоб визначити висоту верхньої частини будівлі та рівень поверхні землі під нею.
Простіше кажучи, вони змогли отримати набагато точніше уявлення не лише про площу будівель, а й про їхню висоту та кількість поверхів. Після цього до розрахунків додали інформацію з будівельних норм США, Канади та росії, щоб оцінити середню висоту поверхів у житлових спорудах і приблизну загальну площу приміщень.
Арктична проблема може стати глобальною
Вічна мерзлота займає близько 24% суходолу Північної півкулі, охоплюючи великі території Аляски, Канади та Сибіру. Коли ґрунт, який роками залишався замерзлим, починає відтавати, він втрачає частину своєї здатності бути стабільною основою. Для будинків та іншої інфраструктури це може означати просідання, деформації та необхідність дорогого ремонту або повної реконструкції.
Є й інша проблема: відтавання мерзлоти вивільняє парникові гази, які раніше були замкнені в замерзлому ґрунті. Це, своєю чергою, може посилювати глобальне потепління. Тобто формується потенційно небезпечне замкнене коло: потепління прискорює танення мерзлоти, танення створює нові ризики для інфраструктури та вивільняє парникові гази, а це додає ще один фактор тиску на клімат.
Автори дослідження наголошують, що точне розуміння того, які саме об’єкти перебувають під загрозою, критично важливе для оцінки майбутніх витрат. І головний висновок тут простий: якщо рахувати не лише будинки на карті, а й їхню реальну тривимірну структуру, майбутній рахунок за танення Арктики виявляється набагато більшим.