„Tankiai užstatytuose miestų centruose apkrova gruntui gali siekti 5–20 tonų vienam kvadratiniam metrui. Vadinasi, vieno kvadratinio kilometro miesto apkrova gali siekti iki 20 mln. tonų, o kai kuriuose didmiesčiuose bendra urbanistinės aplinkos masė gali siekti šimtus milijonų ar milijardus tonų“, – sako Lietuvos geologijos tarnybos Teisės ir kontrolės skyriaus vyriausiasis žinovas Vytautas Minkevičius.
Tai ne tik įdomus faktas
Gruntas nėra kieta, nekintanti plokštė, todėl pastatų, kelių, aikščių, požeminės infrastruktūros ir kitų miesto elementų svoris jį stipriai veikia: gruntas gali susispausti ir sėsti, o poringumo pokyčiai gali keisti požeminio vandens judėjimo sąlygas.
Pasak V. Minkevičiaus, miestų svoris siejamas su žemės paviršiaus sėdimu, o kai kuriuose dideliuose pakrančių miestuose ši problema vertinama kartu su užliejimo pavojumi.
Dangoraižis gruntą apkrauna tarsi mažas kalnas: apkrovos per pamatus perduodamos gilyn į gruntą, o kai kuriais atvejais – per polius į tvirtesnius sluoksnius dešimčių metrų gylyje. Todėl dangoraižio stabilumas priklauso ne tik nuo architektūros ir betono, bet ir nuo to, kas yra po juo.
Miestas pats „kuria“ gruntą
Bet tai – tik viena miesto svorio pusė. Miestas ne tik spaudžia gruntą – jis pats per laiką sukuria naujus sluoksnius. Po gatvėmis, kiemais, aikštėmis ir pastatais yra ne tik natūralus smėlis, molis ar žvyras.
Miestų žemėje per dešimtmečius ir šimtmečius kaupiasi supiltas, permaišytas, nukastas, suspaustas, o neretai ir užterštas gruntas. Jame gali būti statybinių atliekų, senų pamatų liekanų, plytų, stiklo, metalo, pelenų, šlako, buvusių dangų, pramonės, transporto ar buities pėdsakų.
Senuose miestuose po dabartinėmis gatvėmis neretai tebėra ankstesnių laikotarpių grindiniai, pamatai, užpiltos daubos ar buvusių pastatų liekanos. Kitaip tariant, miestas auga ne tik į viršų – jis auga ir žemyn. Po senamiesčiais kartais galima rasti tarsi kelis miestus vieną ant kito.
Geologijoje tokie sluoksniai vadinami technogeniniais dariniais arba technogeniniu gruntu. Paprasčiau tariant, tai žmogaus veiklos suformuota žemės dalis.
Kiek Lietuvoje technogeninio grunto?
Jau daugiau nei prieš dešimtmetį Lietuvoje atliktame tyrime apskaičiuota, kad urbanizuotos teritorijos sudaro apie 3 proc. šalies ploto. Technogeniniai sluoksniai užima apie 16 proc. urbanizuotų teritorijų, o vien miestuose jų tūris įvertintas apie 0,624 km³.
Bendras technogeninio grunto tūris Lietuvoje, įskaitant urbanizuotas teritorijas, sąvartynus, piliakalnius ir galimų taršos židinių teritorijas, gali siekti apie 1,2526 km³.
Vienas kubinis kilometras – tai milijardas kubinių metrų. Vadinasi, kalbame ne apie kelis užpiltus sklypus ar pavienius statybų plotus, o apie milžinišką žmogaus suformuotos geologinės medžiagos kiekį.
Jei vien urbanizuotose teritorijose susikaupusį technogeninį gruntą labai apytikriai perskaičiuotume į masę, gautume daugiau kaip milijardą tonų. Tai nėra oficialus tyrimo rodiklis – tyrime vertintas tūris, o ne svoris.
Tikrasis svoris priklauso nuo grunto sudėties, tankio, drėgnumo, organinių medžiagų ir įvairių priemaišų. Bet net apytikris perskaičiavimas padeda suprasti mastą: miestas sunkėja ne tik augdamas į viršų, bet ir kaupdamas sluoksnius po žeme.
Šie sluoksniai nėra vien miesto praeities pėdsakas. Technogeninis gruntas gali būti labai nevienalytis: vienoje vietoje – smėlis ir žvyras, kitoje – statybinės atliekos, molis, pelenai, buvusių dangų fragmentai ar pramonės palikti teršalai.
Pasak V. Minkevičiaus, toks gruntas gali būti silpnesnis, labiau suspaudžiamas, ne toks stabilus kaip natūraliai susiformavę sluoksniai. Jis svarbus rengiant statybas, vertinant pamatų pagrindą, šlaitų stabilumą, nuošliaužų riziką ir požeminio vandens apsaugą.
Miesto žemę keičia ne tik statiniai, bet ir gyvi kūnai. Medžių šaknys purena gruntą, sulaiko dalį vandens, mažina eroziją ir padeda vėsinti aplinką. Vis dėlto tankiai užstatytose teritorijose jų poveikis taip pat turi būti vertinamas atsargiai – arti pastatų augantys medžiai gali keisti grunto drėgmę, o kartu ir jo savybes. Medžiai gali pajudinti pamatus, juos iškelti ar pastumti.
Dar vienas mažiau matomas miesto poveikis – šiluma po žeme. Rūsiai, požeminės trasos, šildymo tinklai, tuneliai ir tankiai užstatyti paviršiai gali lemti, kad po gruntas miestu būna šiltesnis nei natūraliose teritorijose.
Tai taip pat veikia požeminę aplinką: grunto drėgmę, biologinius procesus ir požeminio vandens sąlygas. Vietose, kur naudojami geoterminiai šilumos siurbliai, gruntas gali sušalti, o požemyje formuotis ledo sluoksniai.
Cheminis pėdsakas grunte
Čia atsiranda ir kita, ne mažiau svarbi tema – tarša. Miestas grunte palieka ne tik akmenį, plytą ar betono gabalą. Jis palieka ir cheminį pėdsaką.
Buvusios pramonės teritorijos, senos degalinės, garažų masyvai, sandėliai, sąvartynai, atliekų kaupimo vietos, avariniai išsiliejimai ar ilgai netinkamai tvarkytos teritorijos gali keisti grunto ir požeminio vandens būklę. Paviršiuje tokia vieta gali atrodyti sutvarkyta, bet geologinė aplinka dar gali saugoti ankstesnės veiklos ženklus.
Todėl klausimas, kas buvo sklype anksčiau, nėra tik architektų ar istorikų smalsumas. Geologiniu požiūriu, tai labai praktiška problema. Ar čia buvo užpiltas griovys? Ar veikė gamykla? Ar buvo laikomos cheminės medžiagos? Ar galėjo būti sąvartynas? Ar grunte yra taršos pėdsakų? Ar teršalai gali judėti kartu su vandeniu?
Miestų paviršiai keičia ir vandens kelią
Natūralioje pievoje ar miške dalis lietaus susigeria į gruntą, o mieste asfaltas, betonas, stogai ir aikštelės dažnai vandenį nukreipia į paviršių ar lietaus nuotekų tinklus. Todėl po stiprių liūčių vanduo greičiau kaupiasi gatvėse, o kartu perneša nuo paviršių nuplautus teršalus.
Tai ypač svarbu Lietuvai, nes didžioji dalis geriamojo vandens gaunama iš požeminių išteklių. Vadinasi, tai, kas vyksta grunte, nėra vien statybų ar planavimo klausimas. Tai susiję ir su taršos prevencija, požeminio vandens apsauga ir atsakinga miesto plėtra.
Miestai turi svorį. Bet šis svoris nėra tik dangoraižiai, keliai, tiltai ar aikštės. Miesto svoris yra ir po žeme – žmogaus supiltuose sluoksniuose, buvusiose pramonės teritorijose, užpiltuose plotuose, senuose sąvartynuose, statybinių atliekų ir taršos pėdsakuose.
Kiekviena karta palieka savo sluoksnį. Vieni sluoksniai pasakoja apie ledynus, upes, ežerus ar jūras. Geologai ateityje mūsų laikotarpį galbūt atpažins ne iš fosilijų, o iš betono trupinių, plastiko dalelių, kabelių liekanų ir sutankinto miesto grunto. Kiekvienas miestas po truputį rašo savo sluoksnį Žemės istorijoje.
