إن تآكل السواحل يهدد الممتلكات والنظم البيئية، ولكن العلماء ربما وجدوا حلاً صادماً في هيئة صعقات كهربائية. فباستخدام شحنات صغيرة، تمكنوا من إنشاء رابطة تشبه الأسمنت بين حبيبات الرمل.
وأشار أليساندرو روتا لوريا، الأستاذ المساعد بجامعة نورث وسترن، في بيان، إلى أن حوالي 40% من سكان العالم يعيشون في المناطق الساحلية، وأن ارتفاع مستوى سطح البحر يشكل “تهديدا هائلا لهذه المجتمعات”.
وللتوصل إلى حل، استلهم لوريا وفريقه الفكرة من الكائنات البحرية مثل المحار وبلح البحر، التي تستخدم طاقتها الأيضية لتحويل المعادن الموجودة في مياه البحر إلى هياكلها العظمية وأصدافها. وقرر روتا لوريا استخدام مصدر مختلف للطاقة، في هيئة صدمات كهربائية.
ولأن مياه البحر تحتوي على عدد كبير من المعادن المذابة، فضلاً عن عدد كبير من الأيونات، فإن إضافة الشحنة يمكن أن تولد معدنين شائعين: هيدروكسيد المغنيسيوم وكربونات الكالسيوم. والأخير هو المادة الأساسية الموجودة في أصداف الرخويات، في حين أن الأول شائع في العديد من الأحجار.
“كان هدفي هو تطوير نهج قادر على تغيير الوضع الراهن في حماية السواحل – نهج لا يتطلب بناء هياكل حماية ويمكنه تثبيت الركائز البحرية دون استخدام الأسمنت الفعلي”، قال روتا لوريا.
في دراسة نشرت في مجلة Communications Earth and the Environment، وصف روتا لوريا تجارب تم فيها تطبيق شحنات كهربائية على الرمال المغمورة في مياه البحر. وقد أجرى الفريق تجارب مختلفة باستخدام الفولتات، وطول الوقت الذي يتم فيه تطبيق الفولتات على الرمال، وكثافة التربة، ومتغيرات أخرى. ووجدوا أنه في حين أن تغيير الطاقة التي يستخدمونها من شأنه أن يغير النسبة الدقيقة للمعادن التي يتم إنتاجها، إلا أنهم في النهاية يحتاجون فقط إلى تيار خفيف يبلغ 2 أو 3 فولت للحصول على ما كانوا يبحثون عنه: مادة لها خصائص الأسمنت الطبيعي، التي تربط جزيئات الرمل معًا.
“بعد المعالجة، تبدو الرمال وكأنها صخرة”، كما يقول روتا لوريا. “إنها ثابتة وصلبة، بدلاً من أن تكون حبيبية وغير متماسكة. المعادن نفسها أقوى بكثير من الخرسانة، لذا فإن الرمال الناتجة يمكن أن تصبح قوية وصلبة مثل جدار البحر”.
وقال روتا لوريا إن الفولتية المطلوبة منخفضة للغاية، وإنها لا تشكل أي تهديد للحياة البحرية الساحلية.
وأضاف أن “تطبيقات هذا النهج لا تعد ولا تحصى. ويمكننا استخدامه لتعزيز قاع البحر تحت الجدران البحرية أو تثبيت الكثبان الرملية والحفاظ على منحدرات التربة غير المستقرة. ويمكننا أيضًا استخدامه لتعزيز هياكل الحماية والأساسات البحرية والعديد من الأشياء الأخرى. وهناك العديد من الطرق لتطبيق هذا لحماية المناطق الساحلية”.
وهذا خبر جيد محتمل لأي شخص يستمتع بالاسترخاء على الشاطئ. فوفقًا لمجموعة أدوات التكيف مع المناخ في الولايات المتحدة، يتسبب تآكل السواحل في خسارة ممتلكات تقدر بنحو 500 مليون دولار سنويًا. وبالإضافة إلى الضرر المالي، يؤدي التآكل أيضًا إلى خسارة سنوية تبلغ 80 ألف فدان من الأراضي الرطبة، والتي تلعب دورًا حيويًا في الحماية من الفيضانات والحفاظ على جودة المياه، ناهيك عن قيمتها للتنوع البيولوجي والترفيه. ووجدت دراسة أجريت عام 2020 أنه بحلول نهاية القرن، قد يختفي ما يصل إلى 26٪ من شواطئ الكوكب بسبب التآكل.