שחיקת החופים כתוצאה משינויי האקלים ועליית מפלס הים, היא אחד האיומים העיקריים על אזורים שסמוכים אליהם. כעת, ייתכן כי נמצא הפתרון לבעיה במחקר חדש, שפורסם בכתב העת Communications Earth & Environment, אותו הובילו חוקרים מאוניברסיטת נורת'ווסטרן.
החוקרים השתמשו במינרלים מומסים המופקים באופן טבעי, כדי ליצור מלט טבעי. אלא שבמקום להשתמש באנרגיה מטבולית כמו רכיכות שהקונכיות שלהם נבנות על בסיס המינרלים הללו, החוקרים השתמשו באנרגיה חשמלית כדי ליצור את התגובה הכימית.
בניסויי המעבדה, זרם חשמלי מתון שינה מיידית את מבנה החול הימי, והפך אותו למוצק ובלתי ניתן להזזה. החוקרים מקווים שהאסטרטגיה הזו תוכל להציע פתרון בר קיימא וזול לחיזוק קווי החוף העולמיים. "יותר מ-40% מאוכלוסיית העולם חיה באזורי חוף", אומר פרופ' אלסנדרו רוטה לוריה, שהוביל את המחקר. "בגלל שינויי האקלים ועליית פני הים, השחיקה מהווה איום עצום על הקהילות הללו. באמצעות התפוררות התשתיות ואובדן הקרקע, השחיקה גורמת לנזק של מיליארדי דולרים בשנה ברחבי העולם. אולם בעוד שהגישות הנוכחיות להפחתת השחיקה כרוכות בבניית מבני הגנה או הזרקת חומרים מייצבים אל הקרקע, מטרת המחקר הייתה פיתוח גישה חדשה שתשנה את הסטטוס קוו בהגנה על החופים".
מסערות גשומות מתעצמות ועד לעלייה במפלס הים, שינויי האקלים הובילו לשחיקה הדרגתית של החופים, שחלקם הלא מבוטל נמצא בסכנה קיומית עד סוף המאה הנוכחית. כדי למתן את הנזקים, ננקטו כאמור מספר שיטות, אלא שהן התגלו כיקרות במיוחד, כשבנוסף הן לא חזיקו מעמד לאורך זמן.
"גם חומות הים סובלות משחיקה", אמר פרופ' רוטה לוריה. "לכן, עם הזמן, החול שמתחת לחומות הללו נשחק, מה שמוביל להתמוטטותן". על כן, פרופ' רוטה לוריה ועמיתיו פיתחו טכניקה פשוטה יותר, בהשראת אלמוגים ורכיכות. מי ים מכילים באופן טבעי אינספור יונים ומינרלים מומסים. כאשר מתח חשמלי מתון (2 עד 3 וולט) מופעל על המים, הוא מעורר תגובות כימיות. זה הופך חלק מהמרכיבים הללו לסידן פחמתי מוצק. כמו כן, עם מתח מעט גבוה יותר (4 וולט), ניתן להמיר את המרכיבים הללו בעיקר למגנזיום הידרוקסיד ולהידרומגנזיט, מינרל הנמצא בכל מקום באבנים שונות.
כאשר מינרלים אלו מתלכדים בנוכחות חול, הם פועלים כמו דבק הקושר את חלקיקים יחדיו. מניסויי המעבדה שערכו החוקרים עולה כי הדבר נכון למגוון סוגי חול, לרבות כאלה שנמצאים בקרבת הרי געש. "בסופו של התהליך, החול הופך מגרגירי ולא מגובש למוצק ויציב כסלע", מסביר פרופ' רוטה לוריה, תוך שימת דגש על כך שגירויים חשמליים ארוכים יותר, משיגים תוצאות משמעותיות יותר.
החוקרים מעריכים כי החול המטופל אמור לשמור על עמידותו, ולהגן בכך על קווי החוף והרכוש במשך עשרות שנים. פרופ' רוטה לוריה מדגיש בדבריו כי אין לתהליך השפעות שליליות על החיים הימיים, שכן מדובר על מתח חשמלי מתון. דבריו עולים בקנה אחד עם מחקרים נוספים, שבהם נעשה שימוש בתהליכים דומים כדי לחזק מבנים תת-מימיים או אפילו לשחזר שוניות אלמוגים - תהליך שעבר בשלום בכל הנוגע לעולם החי מתחת למים.
5 צפייה בגלריה
דגימות חול ספוג במי ים במעבדה של פרופ' אלסנדרו רוטה לוריה, עם אלקטרודות שנעוצות בהן
(צילום: Northwestern University)
5 צפייה בגלריה
דוגמה של חול שטופל בשיטה החדשה שמבוססת על מתח חשמלי, והפך למוצק ויציב
(צילום: Northwestern University)
אם קהילות יחליטו שהן לא רוצות יותר את החול המוצק, הרי שהתהליך, שעלותו נעה סביב 6-3 דולר למטר מעוקב, נחשב להפיך לחלוטין. כאשר מחליפים את האלקטרודות של האנודה והקתודה, החשמל ממיס את המינרלים, ומבטל למעשה את התהליך.
יתרה מכך, חלק ניכר מהתשתיות הקיימות לצד החוף עשויות בטון מזוין, המתפרק עקב השפעות מורכבות הנגרמות מעליית פני הים, שחיקה ומזג אוויר קיצוני. הגישה החדשה, מבטלת את הצורך בבנייה מחדש של התשתיות, כשזרם החשמל יכול לתקן סדקים שעלולים להיות הרסניים. "באמצעות השיטה החדשה ניתן לחזק את קרקעית הים מתחת לחומות הים או לייצב דיונות חול ולשמור על מדרונות לא יציבים. למעשה, ישנן דרכים רבות ליישם את השיטה ולהגן באמצעותה על אזורי החוף שנמצאים בסכנה עתידית", מסביר פרופ' רוטה לוריה, שהוא ועמיתיו מתכננים כעת לבדוק את יעילות התהליך גם מחוץ לכותלי המעבדה.
