Naukowcy rażą piasek prądem. W ten sposób chcą powstrzymać morze
Bo woda dosłownie zjada kontynenty i wyspy. Na całym świecie zmagamy się z coraz bardziej nasilającym się problemem erozji wybrzeży, spowodowanej zmianami klimatu i podnoszącym się poziomem mórz. Jednak naukowcy z Northwestern University mogą mieć dla nas niezwykłe rozwiązanie – dosłownie elektryzujące.
Erozja wybrzeży to poważny problem, który dotyka wiele krajów na świecie. Znikające plaże to nie tylko strata pięknych krajobrazów, ale także zagrożenie dla infrastruktury turystycznej i mieszkalnej położonej wzdłuż wybrzeży. Nowa metoda może okazać się przełomem w walce z tym zjawiskiem.
W nowym badaniu naukowcy zainspirowali się małżami, omułkami i innymi organizmami morskimi, które do budowy swoich muszli wykorzystują minerały rozpuszczone w wodzie morskiej.
Naukowcy wykorzystali te same naturalnie występujące w morzu minerały, aby utworzyć naturalny cement. Jednak aby pobudzić reakcję chemiczną badacze, zamiast używać energii metabolicznej, jak robią to mięczaki, użyli energii elektrycznej.
W eksperymentach laboratoryjnych łagodny prąd elektryczny natychmiast zmienił strukturę morskiego piasku, przekształcając go w przypominającą skałę, nieruchomą bryłę. Naukowcy mają nadzieję, że ta strategia może zaoferować trwałe, niedrogie i zrównoważone rozwiązanie dla wzmocnienia globalnych linii brzegowych.
Badanie zostanie opublikowane w czasopiśmie Communications Earth and the Environment.
Więcej o problemie podnoszącego się poziomu mórz przeczytasz na Spider`s Web:
Ponad 40 proc. światowej populacji żyje na obszarach przybrzeżnych. Tymczasem według badania z 2020 r. przeprowadzonego przez Wspólne Centrum Badawcze Komisji Europejskiej, do końca tego stulecia morze pochłonie prawie 26 proc. dotychczasowych regionów nadmorskich na Ziemi.
Aby złagodzić ten problem i powstrzymać zachłanność wody, stosowane są dwa główne podejścia: budowanie konstrukcji ochronnych i barier lub wstrzykiwanie cementu do gruntu w celu wzmocnienia podłoża, w większości składającego się z piasku. Te rozwiązania nie są jednak wolne od problemów - są nie tylko niezwykle drogie, ale również nietrwałe.
Przekształcanie jonów w klej
Aby ominąć te problemy, Rotta Loria i jego zespół opracowali prostszą technikę, zainspirowaną koralowcami i mięczakami. Woda morska naturalnie zawiera mnóstwo jonów i rozpuszczonych minerałów. Gdy do wody zostanie przyłożony łagodny prąd elektryczny (2 do 3 woltów), wyzwala on reakcje chemiczne.
To przekształca niektóre z tych składników w stały węglan wapnia - ten sam minerał, którego mięczaki używają do budowy swoich muszli. Podobnie, przy nieco wyższym napięciu (4 wolty), składniki te mogą zostać przekształcone głównie w wodorotlenek magnezu i hydromagnezyt, wszechobecny minerał występujący w różnych kamieniach.
Gdy minerały te łączą się w obecności piasku, działają jak klej, wiążąc ze sobą cząstki piasku.
Przyjazne dla środowiska i odwracalne
Rotta Loria przewiduje, że tak zabezpieczony piasek powinien zachować swoją trwałość, chroniąc linie brzegowe i mienie przez dziesięciolecia.
Rotta Loria mówi również, że nie ma potrzeby martwić się negatywnymi skutkami dla życia morskiego. Napięcia stosowane w tym procesie są zbyt łagodne, aby je poczuć. Inni badacze stosowali podobne procesy, aby wzmocnić podmorskie struktury, a nawet przywrócić rafy koralowe. W tych scenariuszach żadne morskie stworzenia nie ucierpiały.
A jeśli lokalne społeczności zdecydują, że nie chcą już zestalonego piasku, Rotta Loria ma na to rozwiązanie, ponieważ proces jest całkowicie odwracalny. Gdy anoda i katoda baterii zostaną zamienione, prąd elektryczny rozpuszcza minerały - skutecznie cofając proces.
Konkurencyjna cena, niezliczone zastosowania
Proces ten oferuje niedrogą alternatywę dla konwencjonalnych metod. Po przeliczeniu liczb zespół Rotty Lorii szacuje, że jego proces kosztuje zaledwie od 3 do 6 dolarów za metr sześcienny elektrycznie cementowanego gruntu. Bardziej ugruntowane, porównywalne metody, które wykorzystują spoiwa do wiązania i wzmacniania piasku, kosztują do 70 dolarów za tę samą objętość jednostkową.
Jeśli uda się potwierdzić skuteczność i bezpieczeństwo tej metody, może ona zrewolucjonizować sposób, w jaki chronimy nasze wybrzeża.
Odkrycie naukowców z Northwestern University daje nam nadzieję na skuteczną walkę z erozją wybrzeży. Elektryczne wzmocnienie piasku to innowacyjne rozwiązanie, które może ochronić nasze plaże przed skutkami zmian klimatu. Choć przed nami jeszcze wiele pracy, perspektywy są bardzo obiecujące.
