KI-generert bilde av kysterosjon, laget med hjelp av ChatGPT.
I en ny studie har forskere fra Northwestern University i Illinois latt seg inspirere av marine skalldyr for å beskytte kystlinjen mot erosjon.
– Anvendelsene av denne metoden er utallige. Vi kan bruke den til å styrke havbunnen under moloer, stabilisere sanddyner og sikre ustabile skråninger. Vi kan også bruke den til å forsterke beskyttelsesstrukturer og marine fundamenter, hevder leder av studien, Alessandro Rotta Loria til northwestern.edu.
Kysterosjon er en naturlig prosess der landmasser slites ned av vann, bølger og vind.
– Over 40 prosent av verdens befolkning bor i kystområder, forteller Rotta Loria. Han påpeker at klimaendringer gjør erosjon til en enorm trussel for disse samfunnene.
I takt med klimaendringene stiger havnivået, det blir økt ekstremvær samt tap av naturlige barrierer som mangroveskoger og korallrev.
Ifølge en studie fra EUs Joint Research Centre vil nesten 26 prosent av verdens strender være skylt bort innen utgangen av dette århundret.
Tradisjonelle metoder duger ikke
Et typisk tiltak som gjøres langs kystlinjer som er preget av erosjon er å bygge fysiske konstruksjoner som bølgebrytere over eller under vann, moloer, voller eller legge duker eller betong langs strandlinjen. En annen metode er injisering av eksterne bindemidler i strukturen.
geoforskning.no: Barriereøyer: Sterkt utsatt for erosjon
Disse konvensjonelle strategiene har flere ulemper, blant annet at de er kostbare og har en begrenset levetid. Sanden under konstruerte beskyttelsesmurer vil erodere med tiden og føre til kollaps.
– Målet mitt var å utvikle en metode som kan endre dagens praksis innen kystbeskyttelse – en som ikke krever bygging av beskyttelsesstrukturer og som kan binde marine underlag uten å bruke faktisk sement, forklarer Rotta Loria til northwestern.edu.
Senker kostnadene og øker levetiden
Sjødyr bygger opp skallene sine gjennom en prosess kalt biomineralisering, der de bruker mineraler fra sjøvann til å lage harde strukturer. Tilsvarende bruker forskerne de samme oppløste mineralene til å danne en naturlig sement mellom sandkorn.
I laboratoriet ble elektrisk energi brukt for å utløse den kjemiske prosessen og strukturen til sanden endret seg til en sementaktig masse. Metoden viste seg å fungere for alle typer sand, fra vanlig silika- og kalksand til jernholdig sand.
Laboratorieundersøkelser viser også at metoden kan reparere sprukne strukturer laget av armert betong, som mye av den eksisterende infrastrukturen langs kysten er laget av. Dersom disse strukturene sprekker, kan den nye metoden unngå behovet for fullstendig gjenoppbygging. I stedet kan én puls av elektrisitet reparere potensielle skader.
Etter å ha regnet på kostnadene, anslår Rotta Lorias team at deres prosess koster tre til seks dollar per kubikkmeter elektrisk sementert grunn. Mer etablerte, sammenlignbare metoder som bruker bindemidler for å styrke sanden, koster opptil 70 dollar for samme enhetsvolum, ifølge Northwestern University.
I tillegg vil injisering av sement og andre bindemidler i grunnen ha flere irreversible miljømessige ulemper. Det kreves også høyt trykk og betydelige mengder energi.
Den nye metoden med bruk av elektrisitet og oppløste mineraler er både irreversibel og har vist seg å være uskadelig for marint dyreliv.
Hele studien er publisert i Nature Communications Earth & Environment.
