De gele waarschuwingsborden dat de kliffen aan de kust van Noord-Californië tot aan de grens tussen de VS en Mexico, lijken misschien overdreven dramatisch voor de toevallige waarnemer. Maar actief eroderende kliffen vormen het grootste deel van de kustlijn van Californië, en plotselinge aardverschuivingen en instortingen hebben de afgelopen jaren verwondingen en verschillende dodelijke slachtoffers veroorzaakt. In aanvulling, eroderende kliffen bedreigen momenteel snelwegen, huizen, ondernemingen, militaire basis, parken, energiecentrales, en andere kritieke faciliteiten - al met al miljarden dollars aan ontwikkeling.

Onderzoek suggereert dat de erosiesnelheid zal toenemen naarmate de zeespiegel stijgt, deze problemen nog verergeren. "Het is van cruciaal belang dat we de huidige en historische terugtrekking van kliffen bestuderen, zodat we beter kunnen plannen voor de toekomst, " zegt Adam Young, een onderzoeker bij Scripps Institution of Oceanography aan de Universiteit van Californië in San Diego, die onlangs een unieke grootschalige analyse van de kusterosie van kliffen in Californië publiceerde.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Geomorfologie , en gefinancierd door California Sea Grant, geeft nauwkeurige erosiesnelheden voor 680 mijl van de kust van Californië, van de grens tussen de VS en Mexico tot Bodega Head in Sonoma County. Het identificeert gebieden die sneller zijn geërodeerd dan andere, en introduceert een nieuwe experimentele gevarenschaal om gebieden te identificeren die een groter risico lopen op dreigende instorting. Het is het eerste grootschalige onderzoek in Californië dat LiDAR-gegevens gebruikt - laserhoogtegegevens die zijn vastgelegd in luchtonderzoeken - die werden gebruikt om gedetailleerde 3D-hoogtekaarten te maken.

Bestaande kliferosiestudies zijn vaak kleinschalig, verschillende technieken gebruiken, en vertrouwen vaak op gegevensbronnen van mindere kwaliteit, het verstrekken van een lappendeken over de staat. "Het unieke aan dit onderzoek is dat het een consistente methodologie toepast over een zeer groot gebied met behulp van nauwkeurige lasergegevens met hoge resolutie, " zegt Jong.

Hoewel enkele van de basisoorzaken van erosie van kliffen aan de kust, zoals regenval en golven, duidelijk zijn, dit heeft zich niet vertaald in een eenvoudige manier om toekomstige erosiesnelheden te voorspellen of risicogebieden te identificeren. Variatie in klifgeologie, strand bescherming, blootstelling aan het weer, en andere factoren bemoeilijken ook het voorspellen van erosiesnelheden.

Eerder onderzoek heeft duidelijke correlaties gevonden tussen regenval en kusterosie in Zuid-Californië, maar de impact van stormgolven was ongrijpbaarder. "Het is moeilijk te meten, " legt Jong uit, "We missen veldwaarnemingen omdat met krachtige golven die tegen de klif beuken, het is geen gemakkelijke plaats om metingen te doen." Variatie in klifgeologie, strand bescherming, blootstelling aan het weer, en andere factoren bemoeilijken ook het voorspellen van erosiesnelheden.

Erosie begrijpen, ramp voorkomen

Om een ​​consistente analyse van recente cliff-veranderingen te maken, Young vergeleek twee enorme LiDAR-datasets, driedimensionale kaarten van de kustlijn van Californië, elf jaar na elkaar opgenomen. De hoogste kliferosiesnelheden werden gevonden in San Onofre, Portugese bocht, Palos Verdes, Grote Sur, Martins strand, Daly-stad, Dubbel punt, en Point Reyes (zie kaart). Young vergeleek vervolgens de recente kliferosiekaarten met historische gegevens uit 1932 en 1934. Door de verschillende kaarten te vergelijken, hij bouwde een analyse voor het grootste deel van de kustlijn van de staat, met zowel recente als historische erosiesnelheden.

Uit het onderzoek blijkt dat de historische snelheid van kliferosie niet altijd een goede voorspelling geeft van toekomstige tarieven. "De resultaten laten zien dat als een klif gedurende een bepaalde periode een grote hoeveelheid erosie heeft ondergaan, het werd gevolgd door een periode met zeer weinig erosie, en de klif zou een tijdje relatief gestabiliseerd kunnen zijn, " legt Young uit. "Het zal weer mobiliseren, maar we weten niet wanneer en er is meer onderzoek nodig om de betrokken tijdcycli beter te begrijpen."

Young ontdekte ook dat kliffen met hoge erosiesnelheden in de afgelopen tijd vaak werden voorafgegaan door perioden met zeer weinig erosie. Dit zijn de belangrijkste bevindingen, omdat modellen die toekomstige terugtrekking van kliffen voorspellen, vaak gebaseerd zijn op het projecteren van de historische tarieven.

Young introduceerde ook een nieuwe experimentele maatregel om de meest risicovolle afgronden te identificeren. Eerder onderzoek had gesuggereerd dat het verschil tussen de erosiesnelheid van de rotswand in vergelijking met de klif op instabiliteit zou kunnen duiden - kortom, de steilheid van de klif. Toen hij deze gevarenindex toepaste, Young identificeerde zorgwekkende plekken langs de kust van Californië, inclusief San Onofre State Beach, Grote Sur, Martins strand, en Daly-stad.

Een realiteitscheck voor planners

Young werkt momenteel aan een set kaarten die beschikbaar moeten worden gemaakt voor het publiek, en hij heeft het werk gepresenteerd op wetenschappelijke conferenties. Hij zegt, "Ik hoop dat deze studie modellen zal helpen verbeteren die erosie voorspellen, helpen bij het identificeren van gevaarlijke gebieden, en assisteer beleidsmakers die werken aan de bescherming van onze kust."

Het onderzoek heeft al de aandacht getrokken van planners van de California Coastal Commission, een staatsagentschap belast met het behoud en de bescherming van de kustlijn voor huidige en toekomstige generaties.

"De studie kan met name nuttig zijn voor lokale overheden die hun lokale kustprogramma's willen bijwerken in het licht van klimaatverandering en zeespiegelstijging, " zegt Lesley Ewing, een senior kustingenieur voor de commissie. Hoewel de studie geen prognoses geeft voor toekomstige erosiesnelheden, onderzoekers verwachten dat zeespiegelstijging zal bijdragen tot snellere erosie en een groter risico voor openbaar en particulier kusteigendom, en regeringen werken aan het plannen van de effecten.

"De kust van Californië staat vol met zeer duur onroerend goed - om nog maar te zwijgen van energiecentrales, afvalwaterzuiveringsinstallaties, en snelwegen, "zegt ze. Een deel hiervan is al in gevaar - er is meer dan 100 mijl aan kustlijn arsenaal gebouwd om het te beschermen, en in de toekomst zullen er meer in gevaar komen.

"Er zijn zoveel mogelijkheden om dit onderzoek te gebruiken - dit zou kunnen dienen als een realiteitscheck voor planners die zich vaak richten op specifieke regio's en kleinere schaal, ", vult Ewing aan.