Forskning kaster nyt lys over kræfter, der truer følsomme kyststrækninger

Vinddrevet udvidelse af sumpdamme på Mississippi River Delta er en væsentlig faktor i tabet af afgørende jord i Delta-regionen, ifølge forskning offentliggjort af forskere ved Indiana University og North Carolina State University.

Undersøgelsen viste, at 17 procent af jordtabet i området skyldtes damudvidelse, meget af det forårsaget af bølger, der eroderede bort dammens kanter.

Resultaterne bidrager til videnskabsmænds forståelse af de processer, der former deltaet, og præsenterer nye udfordringer for forskere og ingeniører, der søger måder at beskytte følsomme kyststrækninger på.

"Mississippi-deltaet er ved at kollapse, da land forsvinder fra kysten og moserne, " sagde studie medforfatter Douglas Edmonds, adjunkt og Malcolm og Sylvia Boyce-stolen i Institut for Jord- og Atmosfæriske Videnskaber ved IU Bloomington. "Alligevel ved vi overraskende lidt om, hvilke processer der driver jordtab."

Floddeltaer er økologisk vigtige og yderst produktive, og de er hjemsted for omkring 5 procent af verdens befolkning. Under naturligt forekommende processer, kystland opstår i deltaer, når flodsediment deponeres. Men stigning i havniveau og menneskelig konstruktion af flodkanaler har sultet Mississippi-deltaet af sediment, skaber et udbredt jordtab. Ethvert håb om at vende udviklingen, Edmonds sagde, kræver en klar forståelse af processerne på arbejdet.

For at gennemføre undersøgelsen, forskerne analyserede satellitbilleder taget fra 1982 til 2016 på tværs af deltaet.

"I alt, vi så på 10, 000 billeder og klassificerede cirka 1,29 milliarder pixels i land eller vand, " sagde Samapriya Roy, en ph.d.-studerende ved IU i geografi og en anden medforfatter på papiret. "For at gøre dette udnyttede vi supercomputing-ressourcerne på Indiana University."

En stor del af damudvidelsen, som forskerne observerede, var i sydvestlig retning, drevet af fremherskende vinde fra nordøst. Udvidelsen var betydeligt større i damme større end 300 meter i diameter, hvor større bølger var mere tilbøjelige til at erodere kanterne.

"Vores analyse viser, at damme på tværs af deltasletten bevæger sig og udvider sig i samme retning som vinden, "sagde Alejandra Ortiz, undersøgelsens hovedforfatter og en adjunkt i civil, bygge- og miljøteknik ved North Carolina State University. "At sådanne beviser dukkede op over dette ekspansive undersøgelsesområde var overraskende, fordi vi troede havstigning ville være den dominerende kontrol ved damudvidelse. Vi blev også overrasket over, hvor vigtig damudvidelse er for det totale jordtab ved Mississippi -floddeltaet. "

Undersøgelsen peger på vigtigheden af ​​flodbåren sediment. Fordi forskerne troede, at havniveaustigning og stormfloder var dominerende trusler mod kystlinjer, kystbeskyttelsen har i høj grad fokuseret på at bygge mure, volde og andre strukturer for at bekæmpe stigende hav og tilføjelse af land til at erstatte det, der er tabt eller efterladt under vandet. Men udvidelsen af ​​damme ville finde sted, selvom havniveauet ikke steg.

"De fleste nuværende genopretningsstrategier kræver omledning af sediment til kystlinjen, hvor stigende havniveau er en trussel, "Edmonds sagde." Vores arbejde påpeger, at sediment også skal omdirigeres til marskedamme for at standse ekspansionen. "

På Mississippi, dæmninger og oversvømmelseskontrolbarrierer har ændret flodens strømning og reduceret mængden af ​​sediment aflejret ved deltaet for at erstatte jord, der går tabt på grund af oversvømmelser og erosion. Men det er også muligt at bygge omledninger, der leder flodsedimentet derhen, hvor det er nødvendigt.

"Gendannelse af disse veje for sedimentbevægelse er nøglen til at vende tendensen med tab af jord, " sagde Edmonds. "Sediment er en værdifuld ressource i Mississippi-deltaet, men det er desværre en mangelvare."