Zappen von Sand, um Felsen zu erstellen, könnte helfen, die Küstenerosion einzudämmen

Küstenlinien weltweit waren schon immer anfällig für Küstenerosion, ein Phänomen, das durch den steigenden Meeresspiegel, der mit dem heutigen Klimawandel einhergeht, noch bedrohlicher wird (SN: 9/29/22).

Küsteningenieure haben nur wenige Möglichkeiten, dieser Erosion entgegenzuwirken, sagt Alessandro Rotta Loria, ein Bauingenieur an der Northwestern University in Evanston, Illinois. Eine Methode besteht darin, eine Seemauer zu bauen; eine andere besteht darin, mehr Sand anzuliefern, sobald die Wellenaktion den Vorrat eines Strandes wegfegt. Keiner der Ansätze funktioniert mehr als ein paar Jahre, bemerkt er. Und das Einspritzen von Kunststoffen oder anderen Substanzen zur Festigung von lockerem Sand würde schädliche Auswirkungen auf die Umwelt haben.

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Aber das Durchleiten von Niederspannung durch durchtränkte Sande kann die Bildung von Mineralien induzieren, die helfen, die Sedimente zu binden, berichten Rotta Loria und seine Kollegen online am 22. August in Communications Earth & Environment. Die Bestandteile der Mineralien sind bereits im Meerwasser gelöst, stellen die Forscher fest.

Das Durchleiten von nur 4 Volt durch eine Sand- und Meerwassermischung für 28 Tage löste eine Mineralisierung aus. Die Verwendung einer stangenförmigen Elektrode mit einem Durchmesser von 2 Zentimetern könnte einen bis zu 80 Zentimeter breiten Felsenschlauch erzeugen. Calciumcarbonat und Magnesiumhydroxid waren die häufigsten Mineralien. "Im Wesentlichen ist es Kalkstein", sagt Rotta Loria.

Festigkeitstests ergaben, dass der neu entstandene Fels etwa ein Zehntel so stark war wie Beton. Aber auch das könnte dazu beitragen, dass Küstenlinien der Erosion widerstehen. Der Mineralisierungsprozess könnte dazu beitragen, sandige Bereiche an den Basen von Klippen zu stärken, um so die Erosion zu verlangsamen, die die Klippen untergraben und ihren Rückzug vom Ufer verlangsamen würde. Oder er könnte verwendet werden, um die Fundamente unter Küstenhausen zu stärken, ob auf Betonplatten oder auf Stelzen. Er könnte sogar verwendet werden, um einige Risse in bestehenden Betonstrukturen zu "heilen", schlagen die Forscher vor.

Die Mineralisierungsmethode ist umweltfreundlich - die Spannungen sind zu niedrig, damit das Meeresleben sie spürt - und sollte auch wirtschaftlich sein, bemerkt Rotta Loria. Der Prozess würde wahrscheinlich zwischen $3 und $6 kosten, um einen Kubikmeter mit Meerwasser durchtränkten Sand zu verfestigen, schätzt das Team. Das Anliefern von Sand kann etwa $14-$30 pro Kubikmeter kosten, um einen Strand zu erneuern.

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A.L. Macias, S.D. Jacobsen und A.F. Rotta Loria. Elektrodeposition von kalkhaltigem Zement aus Meerwasser in marinen Silikatsanden. Kommunikation Erde & Umwelt. 22. August 2024. doi: 10.1038/s43247-024-01604-3.

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