science >> Wetenschap >  >> Natuur

Kan het toevoegen van zand aan stranden ze redden?

Torrey Pines State Beach ten noorden van San Diego, herfst 2017. Het meeste zand dat in 2001 op het strand werd gelegd, spoelde weg in een enkele storm, werd opgeslagen in een grote offshore-zandbank en de volgende zomer gedeeltelijk teruggekeerd naar het strand. Katherine Leitzell/California Sea Grant

In de zomer, er gaat niets boven het voelen van de zon op je gezicht en het zand tussen je tenen. Maar stijgende zeespiegels en sterkere kuststormen in verband met klimaatverandering vormen een bedreiging voor het zand waaruit onze stranden bestaan. Een gemeenschappelijke aanpak om erosie aan de Amerikaanse kusten tegen te gaan, is strandsuppletie, wat letterlijk zand van één plek wegneemt, vaak voor de kust, en het op een zandarm strand te pompen.

Een Sisyphean-oefening?

De vraag is, kan strandsuppletie de steeds toenemende krachten van klimaatverandering bijhouden of, zoals Sisyphus voor altijd zijn rotsblok de heuvel op duwt, is het toevoegen van zand aan stranden een dure, tijdelijke oplossing voor een langdurig probleem?

"Ik denk dat er reden is om bezorgd te zijn, " zegt Bonnie Ludka, een postdoc bij Scripps Institution of Oceanography aan de Universiteit van Californië in San Diego, "maar ik denk ook dat er nog veel is dat we niet weten over hoe lang het zand blijft, waar het naartoe gaat en hoeveel zand je op een strand moet plaatsen om effectief te zijn. We leren gaandeweg."

Een studie gepubliceerd door Ludka in het juni 2018 nummer van het tijdschrift Coastal Engineering, onderzoekt precies wat er is gebeurd met zand dat is afgezet op vier stranden in San Diego County in Californië. Zij en haar collega's gebruikten jetski's, ATV's en andere hulpmiddelen om de zandniveaus en zandbeweging op de stranden gedurende een periode van ongeveer 10 jaar continu te monitoren. Het onderzoek ontving financiering van het Corps of Engineers van het Amerikaanse leger, California Department of Parks and Recreation, de National Science Foundation en California Sea Grant.

Onder hun bevindingen, het team ontdekte dat de volledige hoeveelheid zand die in 2001 aan Torrey Pines in San Diego werd toegevoegd, tijdens een enkele storm was weggespoeld. Op een ander strand, de toevoeging van 138 Olympische zwembaden aan zand droeg bij tot de verstopping en uiteindelijke sluiting van een nabijgelegen estuarium. Een van de positievere bevindingen van het team was dat zand met een grotere korrel een beter uithoudingsvermogen leek te hebben dan zand met een fijnere korrel en, in sommige gevallen, de hoeveelheid zand die door natuurlijke krachten werd afgezet en van een strand werd verwijderd, was groter dan mechanisch toegevoegd zand.

Mechanische zandplaatsing aan de gang, van zuid naar noord, bij Imperial Beach in San Diego. Zwarte stippen schetsen ruwweg het oorspronkelijke plaatsingsgebied. Eddie Kisfaluty

"Er is nogal wat natuurlijke variabiliteit, dus het is moeilijk om trends te onderscheiden, "Ludka zegt, "maar op onze langst geregistreerde site zagen we wel een algemeen patroon van erosie."

Het patroon van erosie dat Ludka's team op grondniveau heeft waargenomen, is alarmerend voor onderzoekers die de toekomst van de Amerikaanse stranden op lange termijn beoordelen. Met klimaatverandering, de zeespiegel is sinds 1900 met ongeveer 20 centimeter gestegen, volgens het Intergouvernementeel Panel inzake klimaatverandering, en zou tegen het einde van deze eeuw 3 tot 5 voet (0,9 tot 1,5 meter) hoger kunnen stijgen. Frequentere kuststormen, ook in verband met klimaatverandering, eist nog meer tol op stranden door ruwe golven los te laten die aan de kust wegvreten.

"Elke strandsuppletie is voor altijd - het is als het schilderen van een huis - als je er eenmaal aan begint, je moet het voor altijd blijven doen om te behouden, " zegt Michael Orbach, emeritus hoogleraar mariene zaken en beleid aan de Duke University. "Het probleem is, met klimaatverandering en stijgende zeespiegel, er zal zelfs nog meer vraag komen in orde van grootte omdat de stranden meer en sneller gaan eroderen."

Het programma voor de studie van ontwikkelde kustlijnen van de Western Carolina University biedt onderdak aan een interactieve database van strandsuppletieprojecten in de VS en hun kosten. Zoals de gegevens laten zien, strandsuppletie is tegenwoordig niet goedkoop. Orbach schat dat de gemiddelde kosten van het aanvullen van zand op stranden uitkomen op $ 1 miljoen tot $ 2 miljoen per mijl zand. Naarmate de vraag naar zand voor strandsuppletie toeneemt, de kosten zullen nog hoger oplopen, Orbach voorspelt.

"Uiteindelijk, er is misschien niet genoeg zand dat economisch kan worden teruggewonnen om elk strand te voeden dat mensen willen voeden, " hij zegt.

Verstoring van het dierenleven

Er is ook een ecologische kost. Studies hebben aangetoond dat het baggeren en storten van zand storend is voor wezens die in het zand leven en de dieren die het eten. Hoewel het onderzoek suggereert dat die dieren de neiging hebben om na 18 maanden tot twee jaar te herstellen, stranden die herhaaldelijk worden gevoederd, zien een significante afname van het dierenleven.

Ondanks de economische en ecologische kosten van strandsuppletie, het is misschien een van de weinige beschikbare opties voor het behoud van stranden in de toekomst. Sean Vitousek, een ingenieur die gespecialiseerd is in oceaanmodellering aan de Universiteit van Illinois in Chicago, wijst erop dat natuurlijke bronnen van strandzand, inclusief rivieren en eroderende kliffen, zijn onderdrukt door door mensen gebouwde dammen en beschermende overkappingen. Vitousek was hoofdauteur van een modelanalyse van maart 2017 van de U.S. Geological Survey die concludeerde dat als er geen maatregelen worden genomen, tot 67 procent van de stranden van Californië zou tegen 2100 volledig kunnen worden teruggeërodeerd tot zeekliffen of kustinfrastructuur.

De USGS-modellen toonden aan dat strandsuppletie sommige grotere stranden zou kunnen beschermen die al tientallen jaren een suppletie ondergaan, maar dat over het algemeen strandsuppletie zal veel sneller moeten worden opgevoerd om überhaupt effectief te blijven.

"Als je gewoon zand op een strand dumpt, dat zand zal daar niet voor altijd blijven, " zegt Vitousek. "De stroom, methodische snelheid van strandsuppletie is onvoldoende tegen de komende zeespiegelstijging."

"Er is nogal wat discussie over hoe klimaatverandering de frequentie en intensiteit van stormen zal beïnvloeden, "Ludka zegt, "en deze stormen zullen de komende decennia meer verantwoordelijk zijn voor strandevolutie dan zeespiegelstijging." Het kan worden, Ludka zegt, een kwestie van kiezen tussen investeren in steeds duurdere inspanningen om stranden te behouden of terughoudend zijn en de krachten van de natuur de grenzen laten hertekenen waar de oceaan het land ontmoet.

Dat is nu interessant

Het eerste strandsuppletieproject heeft mogelijk meer dan 2 plaatsgevonden, 000 jaar geleden, toen volgens de legende, De Romeinse leider Marc Antony liet zand uit de Egyptische woestijn naar een strand in Turkije transporteren zodat zijn geliefde, Egyptische koningin Cleopatra, in staat zou zijn om op grond van haar vaderland te stappen als ze aan land kwam. Het strand van Alanya, Kalkoen, staat nu bekend als Cleopatra's Beach.