إن إمداد الشواطئ بالكهرباء يمكن أن ينتج “أسمنتًا طبيعيًا” حيث نحتاج إليه بشدة

يهدد تآكل السواحل الممتلكات والأنظمة البيئية، لكن ربما وجد العلماء حلاً صادمًا في شكل الصعقات الكهربائية. وباستخدام شحنات صغيرة، تمكنوا من إنشاء رابطة تشبه الأسمنت بين حبيبات الرمل.

وأشار أليساندرو روتا لوريا، الأستاذ المساعد في جامعة نورث وسترن، في بيان له إلى أن حوالي 40٪ من سكان العالم يعيشون في المناطق الساحلية، وأن ارتفاع منسوب مياه البحر يشكل “تهديدا هائلا لهذه المجتمعات”.

ولإيجاد حل، استلهم لوريا وفريقه من الكائنات البحرية مثل المحار وبلح البحر، التي تستخدم طاقتها الأيضية لتحويل معادن مياه البحر إلى هياكلها العظمية وأصدافها. قررت روتا لوريا اللجوء إلى مصدر طاقة مختلف، على شكل صدمات كهربائية.

نظرًا لأن مياه البحر تحتوي على عدد كبير من المعادن الذائبة، بالإضافة إلى عدد كبير من الأيونات، فإن إضافة الشحنة يمكن أن يولد معدنين شائعين: هيدروكسيد المغنيسيوم وكربونات الكالسيوم. والأخيرة هي المادة الأساسية الموجودة في أصداف الرخويات، في حين أن الأولى شائعة في العديد من الحجارة.

قالت روتا لوريا: “كان هدفي هو تطوير نهج قادر على تغيير الوضع الراهن في مجال الحماية الساحلية – وهو نهج لا يتطلب إنشاء هياكل حماية ويمكنه تدعيم الركائز البحرية دون استخدام الأسمنت الفعلي”.

في دراسة نشرت في مجلة اتصالات الأرض والبيئة، وصفت روتا لوريا التجارب التي تم فيها تطبيق الشحنات الكهربائية على الرمال المغمورة بمياه البحر. وقد تلاعب الفريق بفولتية مختلفة، وطول الفترة الزمنية التي تم فيها تطبيق الفولتية على الرمال، وكثافة التربة، ومتغيرات أخرى. ووجدوا أنه على الرغم من أن تغيير الطاقة التي استخدموها من شأنه أن يغير النسبة الدقيقة للمعادن التي تم إنتاجها، إلا أنهم في النهاية احتاجوا فقط إلى تيار خفيف يبلغ 2 أو 3 فولت للحصول على ما كانوا يبحثون عنه: مادة لها خصائص الأسمنت الطبيعي. ، عقد جزيئات الرمل معا.

وقالت روتا لوريا: “بعد معالجتها، تبدو الرمال وكأنها صخرة”. “إنها ثابتة وصلبة، وليست حبيبية وغير متماسكة. والمعادن نفسها أقوى بكثير من الخرسانة، وبالتالي فإن الرمال الناتجة يمكن أن تصبح قوية وصلبة مثل جدار البحر.

ونظرًا لأن الفولتية المطلوبة منخفضة للغاية، قالت روتا لوريا إنها لن تشكل أي تهديد للحياة البحرية الساحلية.

وقال: “إن تطبيقات هذا النهج لا تعد ولا تحصى”. “يمكننا استخدامه لتقوية قاع البحر تحت الجدران البحرية أو تثبيت الكثبان الرملية والحفاظ على منحدرات التربة غير المستقرة. يمكننا أيضًا استخدامه لتعزيز هياكل الحماية والمؤسسات البحرية وأشياء أخرى كثيرة. هناك طرق عديدة لتطبيق ذلك لحماية المناطق الساحلية.

من المحتمل أن تكون هذه أخبارًا جيدة لأي شخص يستمتع بالاسترخاء على الشاطئ. ووفقاً لمجموعة أدوات القدرة على التكيف مع تغير المناخ في الولايات المتحدة، فإن تآكل السواحل يتسبب في خسائر في الممتلكات تبلغ قيمتها نحو 500 مليون دولار كل عام. وبالإضافة إلى الضربة المالية، يؤدي التآكل أيضاً إلى خسارة سنوية قدرها 80 ألف فدان من الأراضي الرطبة، التي تلعب دوراً حيوياً في الحماية من الفيضانات والحفاظ على جودة المياه، ناهيك عن قيمتها بالنسبة للتنوع البيولوجي والترفيه. وجدت دراسة أجريت عام 2020 أنه بحلول نهاية القرن، يمكن أن يختفي ما يصل إلى 26% من شواطئ الكوكب بسبب التآكل.