Att zappa sand för att skapa sten kan hjälpa till att minska kusterosionen

Kustlinjer över hela världen har alltid varit sårbara för kusterosion, ett fenomen som blir mer skrämmande av stigande havsnivåer som följer med modern klimatförändring (SN: 9/29/22).

Kustingenjörer har få sätt att hantera denna erosion, säger Alessandro Rotta Loria, en civilingenjör vid Northwestern University i Evanston, Ill. En metod är att bygga en havsvall; en annan är att lasta in mer sand när vågverkan sveper bort en strands försörjning. Ingen av metoderna fungerar mer än några år, konstaterar han. Att injicera plast eller andra ämnen för att hjälpa till att konsolidera löst sand skulle ha skadliga effekter på miljön.

Science News samlar läsarfrågor om hur man navigerar i vår planets förändrade klimat.

Vad vill du veta om extrem värme och hur det kan leda till extrema väderhändelser?

Men att skicka lågspänning genom vattenmättade sandpartiklar kan inducera bildandet av mineraler som hjälper till att binda sedimenten, rapporterar Rotta Loria och hans kollegor online den 22 augusti i Communications Earth & Environment. De olika komponenterna i mineralerna är redan lösta i havsvattnet, noterar forskarna.

Att skicka bara 4 volt genom en sand- och havsvattenblandning i 28 dagar utlöste mineralisering. Användning av en stavliknande elektrod med en diameter på 2 centimeter kunde skapa en rörformad sten på upp till 80 centimeter i tvärsnitt. Kalciumkarbonat och magnesiumhydroxid var de vanligaste mineralerna. "Det är i princip kalksten", säger Rotta Loria.

Styrketester visade att den nybildade stenen var cirka en tiondel så stark som betong. Men även det kunde hjälpa kustlinjer att motstå erosion. Mineraliseringsprocessen skulle kunna hjälpa till att stärka sandiga områden vid klippornas bas, vilket skulle sakta ner erosionen som skulle underminera klipporna och sakta deras reträtt från stranden. Eller det kunde användas för att stabilisera grundarna under strandnära hus, antingen på plattor eller på stolpar. Det skulle även kunna användas för att "reparera" vissa sprickor i befintliga betongstrukturer, föreslår forskarna.

Mineraliseringsmetoden är miljövänlig – spänningarna är för låga för marint liv att känna – och bör också vara ekonomisk, noterar Rotta Loria. Processen skulle troligen kosta mellan $3–$6 för att förstärka en kubikmeter havsvattenmättad sand, uppskattar teamet. Att lasta in sand kan kosta ungefär $14–$30 per kubikmeter, vilket kan ta miljarder att fylla på en strand.

Frågor eller kommentarer om den här artikeln? E-posta oss på [email protected] | Reprints FAQ

A.L. Macias, S.D. Jacobsen och A.F. Rotta Loria. Elektrodeponering av kalkhaltig cement från havsvatten i marina kiselsand. Communications Earth & Environment. 22 augusti 2024. doi: 10.1038/s43247-024-01604-3.

Vi är vid en kritisk tidpunkt och att stödja klimatjournalistik är viktigare än någonsin. Science News och vår moderorganisation, Society for Science, behöver din hjälp för att stärka miljöläskunnigheten och säkerställa att vårt svar på klimatförändringar är informerat av vetenskap.

Var god prenumerera på Science News och lägg till $16 för att öka vetenskaplig läskunnighet och förståelse.