Erosione costiera e Meteo: minacce alla stabilità della Shoreline in tutto il mondo

Oltre tre miliardi di dollari in attività globali si trovano all'interno delle pianure costiere, e più del 40% della popolazione globale vive entro 100 chilometri dalla costa. Poiché i livelli del mare continuano ad aumentare, guidato da espansioni termiche e fogli di ghiaccio fuso, la base di ripiegamento della costa accelera.

È importante distinguere tra erosione coastale e weathering.L'erosione costiera si riferisce alla rimozione netta di sedimenti o roccia dalla costa, guidata dall'energia delle onde, delle correnti, delle maree e del vento.

Comprendere la Scienza: Meccanismi del Cambiamento Shoreline

Come funziona l'erosione costiera

Poiché le onde si rotonde si rotono in modo efficace, le onde si dissolvono in modo leggermente dissolvono, si liberano di energia attraverso diversi processi distinti. L'azione idraulica comporta la forza pura dell'acqua, combinata con la compressione di aria nelle fessure rocciose.

Oltre alla faccia della scogliera, la ridistribuzione dei sedimenti svolge un ruolo vitale nella stabilità della costa. La deriva lungo la costa trasporta sabbia e shingle attraverso l'azione dell'onda obliqua. Interruzione di questo nastro naturale, ad esempio, costruendo una scanina, può affamare le spiagge di sedimenti, innescando una rapida erosione dove altrimenti potrebbe non verificarsi.

Processi di meteorologia che hanno bagnato la costa

I processi di meteorologia mettono in primo piano la costa per l'erosione riducendo la forza delle rocce, che operano su una microscala ma hanno effetti macro-scala colossali sulla stabilità della costa.

Meteorizzazione fisica: L'azione di congelamento-squadra è dominante in coste temperate e ad alta latitudine. L'acqua si infiltra in crepe, congela e si espande del nove per cento, che bagna la roccia a parte. La crescita di cristalli di sale, o l'alfabetizzazione, svolge una funzione simile in ambienti costieri aridi e semi-aridi, dove le rocce cristallizzanti di evaporazione di mare che si e si escorrono

Meteorizzazione chimica:[ I climi umidi e caldi accelerano le reazioni chimiche. La carbonazione è dominante in rocce calcaree. L'acqua piovana assorbe l'anidride carbonica debole, che reagisce con il carbonato di calcio lavato per formare il bicarbonato di calcio solubile.

Meteorizzazione biologica:[ Le radici di mangrovie, le erbe tolleranti al sale, e anche le alghe microscopiche (endoliti) si riversano in rocce, secrendo gli acidi o fisicamente sforzando il substrato.

Il Loop di Feedback di Erosion-Weathering

L'erosione e le intemperie non funzionano in isolamento, formano un potente anello di feedback che governa la stabilità della costa. Il meteorologo indebolisce il volto della scogliera, rendendolo più vulnerabile all'attacco dell'onda abrasiva. L'erosione risultante rimuove il materiale indebolito, esponendo la roccia fresca e non bagnata agli elementi, che riparte il ciclo di increspatura.

Hotspot globali: studi di casi in vulnerabilità costiera

Soft Rock Coasts: The Holderness Coast, Regno Unito

La Holderness Coast nello Yorkshire esemplifica una rapida erosione su una geologia morbida. Composta da argilla glaziale (argilla di fiori), ha poca resistenza naturale all'energia dell'onda del Mare del Nord, che si ritira in media di 1,8 metri all'anno.

Deltaic Systems: Il Delta del Mississippi, Stati Uniti

Le coste deltaniche sono particolarmente vulnerabili perché la loro elevazione è naturalmente bassa e si basano su una costante fornitura di sedimenti fluviali per compensare la subsidenza e l'aumento del livello del mare. Il Delta del Mississippi, uno dei più grandi al mondo, ha sperimentato la perdita di terreno catastrofico.

Isole Sandy Barrier: Le banche esterne, Stati Uniti

Le isole barriche come le Outer Banks of North Carolina sono intrinsecamente dinamiche, migrando naturalmente verso il livello del mare. Tuttavia, lo sviluppo denso e l'infrastruttura dura li hanno fissati in luogo, interrompendo il loro processo di rollover naturale. Il risultato è diffuso "l'erosione dell'isola di barricata".

Costiera artica

L'Artico sta riscaldando quasi quattro volte più velocemente della media globale, con un profondo impatto sulle sue coste. Molte coste artiche sono composte da permafrost ricco di ghiaccio. Come ritiri di ghiaccio marino, la costa è esposta a onde più grandi e tempeste di reazione per periodi più lunghi. Il clima caldo accelera il permafrost, riducendo drasticamente la sua forza.

Conseguenze per le Comunità e gli Ecosistemi

Costi socioeconomici e rischi per l'infrastruttura

I valori della proprietà sono direttamente correlati con la larghezza della costa. Una spiaggia che restringe di un singolo metro può ridurre i valori della proprietà vicino di migliaia di dollari. Il turismo, un'industria globale di trilioni di dollari, si basa su spiagge sane e ampie. Quando le spiagge scompaiono, così i visitatori e le entrate che portano. L'erosione delle infrastrutture è a rischio costante. Le strade come le piante della California autostrada 1 richiedono riparazioni acuta a causa di fronte di minacce di tempesta.

C'è anche una dimensione della giustizia sociale per l'instabilità della costa. I programmi di ritiro gestiti, dove le comunità vengono acquistate e trasferite, possono influenzare sproporzionalmente le popolazioni a basso reddito e marginalizzate. L'Isola di Jean Charles in Louisiana, una comunità della tribù di Biloxi-Chitimacha-Choctaw, è una delle prime comunità degli Stati Uniti ad essere completamente trasferita dal punto di vista della perdita del livello costiero.

Impatti ecologici: Habitats Under Pressure

Gli ecosistemi costieri sono intrappolati in un fenomeno noto come "coastal spremuta". Le paludi di sale, le mangrovie e i letti di erba marina forniscono un habitat vitale per il pesce, gli inquinanti del filtro e le sovratensioni della tempesta del buffer. Questi ecosistemi hanno bisogno di spazio per migrare nell'entroterra come aumento dei livelli di mare. Se la migrazione interna è bloccata da pareti di mare, paratie, o sviluppo denso, l', l'habitat, l'anne di habitat in posizione.

Le spiagge sabbiose sono il terreno di nidificazione per tartarughe marine e uccelli marini. La perdita di sabbia secca sopra la linea alta marea elimina l'habitat nidificante essenziale, minacciando direttamente specie in pericolo come la tartaruga a testa di logger e il piping plover. L'erosione aumentata può anche portare a una maggiore turbolenza (sedimento sospeso nell'acqua), che soffoca letti di erba marina e scogliere coralline, danneggiando gli ecosistemi molto di protezione costieri.

Mitigazione e adattamento: dalla resistenza alla resilienza

Ingegneria e le sue limitazioni

Le strutture dure sono state la risposta predefinita all'erosione costiera per secoli. Le pareti sono enormi barriere di cemento progettate per riflettere l'energia dell'onda. Tuttavia, le onde riflesse spesso flagellano il fondale di fronte alla parete, causando la spiaggia adiacente a scomparire. Le ghirlande sono basse pareti di legno o roccia costruite perpendicolari alla riva per intrappolare i sedimenti che si muovono attraverso la deriva lungo costa.

Soluzioni per l'ingegneria morbida e la natura

In risposta agli svantaggi delle strutture dure, i gestori costieri si stanno sempre più rivolgendo a approcci di ingegneria morbida che funzionano con processi naturali. L'alimentazione della beach comporta dragare la sabbia dall'alto mare aperto e pomparla su una spiaggia erosiva. Questo crea un ampio fascio che fornisce protezione dalle tempeste e spazio ricreativo.

Il ripristino di un certo] comporta la piantagione di erbe dune come erba da spiaggia americana per aiutare a costruire e stabilizzare le dune di sabbia naturale, che sono barriere altamente efficaci contro gli sbalzi di tempesta. Living litorali[] rappresentano un approccio più avanzato.

Ritiro e pianificazione integrata

Sempre più spesso gli scienziati e i pianificatori riconoscono che non possiamo tenere ogni linea costiera al posto. Il ritiro gestito è il trasferimento strategico di infrastrutture e persone da aree ad alto rischio. Permette alla costa di migrare naturalmente, preservando la spiaggia e i servizi ecosistemici. Esempi includono la ricollocazione del villaggio di Vunidogoloa in Fiji e l'acquisto di case in Staten Island, New York, dopo l'Huragano Sandy.

Soluzioni efficaci richiedono di passare da un approccio localizzato "sito-per-sito" a una prospettiva regionale su larga scala. Integrata Gestione delle zone costiere (ICZM) è un processo che coordina governo, comunità e scienza per gestire le risorse costiere in modo sostenibile.

Il futuro della stabilità della Shoreline

La stabilità della Shoreline non è una condizione statica da raggiungere, ma uno stato dinamico da gestire. Poiché i livelli del mare continuano ad aumentare e le pressioni di sviluppo, il paradigma tradizionale di resistere all'erosione costiera attraverso la forza bruta sta diventando finanziariamente e ambientale insostenibile. Il futuro deve risiedere nella resistenza alla costruzione. Ciò richiede investire in un monitoraggio robusto, come la maggior parte difficile USGS Costiera Cambiamento Portali