Береговая эрозия — это потеря или перемещение суши или долгосрочное удаление отложений и камней вдоль береговой линии из-за действия волн , течений , приливов , воды, переносимой ветром, водного льда или других воздействий штормов. [1] [2] Отступление береговой линии в сторону суши можно измерить и описать во временной шкале приливов, сезонов и других краткосрочных циклических процессов. [3] Береговая эрозия может быть вызвана гидравлическим воздействием, истиранием , ударом и коррозией ветра и воды, а также другими силами, естественными или искусственными. [3]
На некаменистых побережьях береговая эрозия приводит к образованию горных пород в районах, где береговая линия содержит слои горных пород или зоны разломов с различной устойчивостью к эрозии. Более мягкие области подвергаются эрозии гораздо быстрее, чем более твердые, что обычно приводит к образованию таких форм рельефа, как туннели , мосты , колонны и столбы . Со временем берег в целом выравнивается. Более мягкие участки заполняются осадками, размытыми из твердых участков, а горные породы размываются. [4] Также эрозия обычно происходит в районах с сильными ветрами, рыхлым песком и мягкими камнями. Выдувание миллионов острых песчинок создает эффект пескоструйной обработки . Этот эффект помогает разрушать, сглаживать и полировать камни. Определение эрозии – это измельчение и истирание поверхности камня в результате механического воздействия других частиц камня или песка.
По данным МГЭИК, повышение уровня моря, вызванное изменением климата, усилит эрозию берегов во всем мире, значительно изменив побережья и низменные прибрежные районы. [5]
Гидравлическое действие происходит, когда волны, ударяющиеся о скалу , сжимают воздух в трещинах на скале. Это оказывает давление на окружающую породу и может постепенно раскалываться и удалять куски. Со временем трещины могут разрастаться, иногда образуя пещеру . Осколки падают на морское дно, где подвергаются дальнейшему воздействию волн.
Истирание происходит, когда волны заставляют рыхлые куски обломков породы ( осыпи ) сталкиваться друг с другом, измельчая и скалывая друг друга, постепенно становясь меньше, гладче и округлее. Осыпь также сталкивается с основанием скалы, откалывая от скалы небольшие куски камня или вызывая коррозию (истирание), аналогичную наждачной бумаге.
Растворение — это процесс, при котором кислоты, содержащиеся в морской воде, растворяют некоторые типы горных пород, например мел или известняк. [6]
Истирание , также известное как коррозия , происходит, когда волны разбиваются о скалы и медленно разрушают их. Когда море ударяет по скалам, оно также использует осыпи от других волновых воздействий, чтобы разбивать и отламывать куски скалы, расположенные выше по склону скалы, которые можно использовать для того же волнового воздействия и истощения.
Коррозия или растворенное/химическое выветривание происходит, когда pH моря (все, что ниже pH 7,0) разъедает камни на скале. Особенно страдают от этого известняковые скалы с умеренно высоким уровнем pH. Волновое воздействие также увеличивает скорость реакции за счет удаления прореагировавшего материала.
Способность волн вызывать эрозию скалы зависит от многих факторов.
Твердость (или, наоборот, эрозионная способность ) скал, обращенных к морю, контролируется прочностью породы и наличием трещин , разломов и пластов несвязных материалов, таких как ил и мелкий песок .
Скорость, с которой обломки обрыва удаляются с береговой линии , зависит от силы волн, пересекающих пляж . Эта энергия должна достичь критического уровня, чтобы удалить материал из доли обломков. Доли мусора могут быть очень стойкими, и для их полного исчезновения может потребоваться много лет.
Пляжи рассеивают энергию волн на прибрежной полосе и обеспечивают определенную защиту прилегающей территории.
Устойчивость береговой линии, или ее устойчивость к опусканию. Став стабильным, прибрежная полоса должна расшириться и стать более эффективной в рассеивании энергии волн, чтобы все меньше и менее мощные волны достигали ее пределов. Наличие восходящего материала, поступающего на береговую полосу под скалой, помогает обеспечить устойчивость пляжа.
Соседняя батиметрия , или конфигурация морского дна, контролирует энергию волн, достигающую побережья, и может оказывать важное влияние на скорость эрозии скал. Мелководья и отмели обеспечивают защиту от волновой эрозии, заставляя штормовые волны разбиваться и рассеивать свою энергию, прежде чем достичь берега. Учитывая динамичный характер морского дна, изменения в расположении отмелей и отмелей могут привести к изменению положения места эрозии пляжа или скалы вдоль берега. [7]
Повышение уровня моря во всем мире сильно повлияло на береговую эрозию. На восточном побережье Соединенных Штатов наблюдался значительный рост береговой эрозии. В таких местах, как Флорида, наблюдается усиление береговой эрозии. В ответ на этот рост Флорида и ее отдельные округа увеличили бюджеты на восполнение эродированных песков, которые привлекают посетителей во Флориду и помогают поддерживать ее многомиллиардную туристическую отрасль.
Существует три распространенных метода борьбы с береговой эрозией. К этим трем относятся: контроль мягкой эрозии, контроль жесткой эрозии и переселение.
.jpg/1280px-Seawall_(Phetchaburi_Province).jpg)
Методы борьбы с жесткой эрозией обеспечивают более надежное решение, чем методы борьбы с мягкой эрозией. Волны и волноломы служат полупостоянной инфраструктурой. Эти конструкции не застрахованы от нормального износа и их придется ремонтировать или перестраивать. По оценкам, средняя продолжительность жизни дамбы составляет 50–100 лет, а средняя продолжительность жизни волн – 30–40 лет. [8] Из-за их относительного постоянства предполагается, что эти структуры могут быть окончательным решением проблемы эрозии. Морские дамбы также могут лишить людей доступа к пляжу и радикально изменить естественное состояние пляжа. Волны также радикально меняют естественное состояние пляжа. Некоторые утверждают, что буны могут сократить интервал между проектами по питанию на пляже, хотя они не рассматриваются как решение проблемы питания на пляже. [9] Другая критика дамб заключается в том, что они могут быть дорогими, сложными в обслуживании и иногда могут нанести дополнительный ущерб пляжу, если построены неправильно. [10] Поскольку мы узнаем больше о жесткой борьбе с эрозией, можно с уверенностью сказать, что эти структурные решения вызывают больше проблем, чем решают. Они мешают естественным течениям воды и предотвращают перемещение песка вдоль побережья, а также требуют высоких затрат на их установку и обслуживание, их склонность вызывать эрозию прилегающих пляжей и дюн, а также непреднамеренное отведение ливневых вод на другие объекты недвижимости. [11]
Естественные формы борьбы с жесткой эрозией включают посадку или поддержание местной растительности, такой как мангровые леса и коралловые рифы.
Стратегии мягкой эрозии относятся к временным вариантам замедления последствий эрозии. Эти варианты, включая мешки с песком и питание на пляже , не предназначены для долгосрочного или постоянного решения. [8] Другой метод, очистка пляжа или снос пляжа бульдозерами, позволяет создать искусственную дюну перед зданием или в качестве средства сохранения фундамента здания. Однако в США действует федеральный мораторий на снос пляжей бульдозерами во время сезона гнездования черепах, с 1 мая по 15 ноября. [12] Одним из наиболее распространенных методов борьбы с мягкой эрозией являются проекты по питанию пляжей. Эти проекты включают в себя выемку песка и его транспортировку на пляжи в качестве средства восстановления песка, утраченного в результате эрозии. [8] В некоторых ситуациях удобрение пляжа не является подходящей мерой для борьбы с эрозией, например, в районах с песчаными провалами или частыми и сильными штормами. [10] Динамическая облицовка , в которой используется рыхлый булыжник, имитирующий функцию естественного штормового пляжа , может быть альтернативой борьбы с мягкой эрозией в средах с высоким уровнем энергии, таких как открытые береговые линии. [13]
С годами подкормка пляжей стала весьма спорной мерой по защите берега: она потенциально может негативно повлиять на некоторые природные ресурсы. Некоторые серьезные проблемы с этими проектами по питанию пляжей заключаются в том, что они должны соблюдать широкий спектр сложных законов и правил, а также в высоких затратах, необходимых для реализации этих проектов. Тот факт, что песок добавлен на пляж, не означает, что он там и останется. Некоторые общины неоднократно привозят большие объемы песка только для того, чтобы его смыло следующим большим штормом. Несмотря на эти факторы, во многих общинах по-прежнему часто используется пляжное питание. Недавно Инженерный корпус армии США подчеркнул необходимость рассмотрения совершенно нового спектра решений проблемы береговой эрозии, а не только структурных решений. Потенциальные решения включают местную растительность, защиту и восстановление водно-болотных угодий, а также перемещение или удаление построек и мусора. [11]
Решения проблемы береговой эрозии, включающие растительность, называются «живыми береговыми линиями». Живые береговые линии используют растения и другие природные элементы. Установлено, что живые береговые линии более устойчивы к штормам, улучшают качество воды, увеличивают биоразнообразие и обеспечивают среду обитания для рыболовства. Болота и устричные рифы являются примерами растительности, которую можно использовать для создания живых береговых линий; они действуют как естественные барьеры для волн. Пятнадцать футов болота могут поглотить пятьдесят процентов энергии набегающих волн. [11]
Также возможен перенос инфраструктуры и любого жилья подальше от побережья. При восстановлении учитываются естественные процессы как абсолютного, так и относительного повышения и эрозии уровня моря . В зависимости от таких факторов, как степень эрозии, а также природный ландшафт объекта, переселение может означать просто перемещение вглубь страны на небольшое расстояние или переселение может означать полное удаление улучшений из района. [10] Подход совместного производства [14] в сочетании с управляемым отступлением был предложен в качестве решения, учитывающего экологическую справедливость . Как правило, «отступление» пользуется низкой общественной поддержкой. [15] Однако, если сообщество все же решит переместить свои здания вдоль побережья, обычно они затем превращают землю в общественное открытое пространство или передают ее в земельные фонды, чтобы защитить ее. Такая практика переселения очень эффективна с точки зрения затрат, может смягчать штормовые волны, защищать прибрежные дома и предприятия, снижать выбросы углекислого газа и других загрязнителей, создавать места нагула важных видов рыб, восстанавливать открытые пространства и дикую природу, а также возвращать культуру этих прибрежных сообществ. [11]
Штормы могут вызвать эрозию в сотни раз быстрее, чем обычная погода. Сравнение «до» и «после» можно провести, используя данные, собранные с помощью ручной съемки, лазерного высотомера или устройства GPS, установленного на квадроцикле. [16] Данные дистанционного зондирования , такие как снимки Landsat, могут использоваться для крупномасштабных и многолетних оценок береговой эрозии. [17] [18] [19] Кроме того, геостатистические модели могут применяться для количественной оценки эффектов эрозии и естественной временной и пространственной эволюции отслеживаемых прибрежных прибрежных профилей. Результаты могут быть использованы для определения необходимых временных и пространственных расстояний между измеренными профилями для экономического отслеживания. [20]
Место, где произошла эрозия скалистого побережья, находится в Вамберале в регионе центрального побережья Нового Южного Уэльса, где дома, построенные на вершинах скал, начали рушиться в море. Это происходит из-за волн, вызывающих эрозию преимущественно осадочного материала, на котором лежит фундамент зданий. [21]
Данвич , столица английской средневековой торговли шерстью , исчез в течение нескольких столетий из-за перераспределения наносов волнами. Человеческое вмешательство также может усилить береговую эрозию: Холлсэндс в Девоне , Англия, представлял собой прибрежную деревню, смытую в течение 1917 года, непосредственно из-за более ранней выемки гальки в заливе перед ней.
На побережье Калифорнии, которое имеет мягкие скалы из осадочных пород и густонаселено, регулярно происходят случаи повреждения домов из-за эрозии скал. [22] Регулярно страдают Слайд Дьявола , Санта-Барбара , побережье к северу от Энсенады и Малибу .
Береговая линия Холдернесса на восточном побережье Англии, к северу от устья Хамбера , является одной из наиболее быстро разрушающихся береговых линий в Европе из-за мягких глинистых скал и мощных волн. Волны и другие искусственные меры, призванные держать его под контролем, только ускорили этот процесс дальше по побережью, поскольку береговой дрейф лишает песчаные пляжи песчаных пляжей, делая их более незащищенными. Белые скалы Дувра также пострадали.
Береговая линия Норт-Коув, штат Вашингтон, разрушается со скоростью более 100 футов в год, за что этот район получил прозвище «Пляж Уошэуэй». Большая часть первоначального города рухнула в океан. Говорят, что этот район является самым быстро разрушающимся берегом западного побережья США. Наконец были приняты меры по замедлению эрозии, причем существенное замедление процесса было отмечено в 2018 году. [23]
_02_ies.jpg/1280px-Malta_-_Kalkara_-_Fort_Ricasoli_(MSTHC)_02_ies.jpg)
Форт Рикасоли , историческая крепость 17-го века на Мальте , находится под угрозой береговой эрозии, поскольку он был построен на разломе мыса, склонном к эрозии. Небольшая часть одной из стен бастиона уже обрушилась, так как земля под ней размылась, в других стенах тоже есть трещины.
В Эль-Кампельо , Испания, разрушение и разрушение римской рыбной фермы, выкопанной в скале в первом веке до нашей эры, усугубилось строительством закрытой спортивной гавани. [24]
Хэмптон-он-Си также страдает от этой проблемы. Хэмптон-он-Си расположен в графстве Кент, Англия. Когда-то он был очень популярен благодаря ловле устриц и очень зависел от моря. Хэмптон-он-Си подвергался последствиям береговой эрозии еще до 1800-х годов. Эрозия берегов Хэмптона-он-Си усугубилась с усилением глобального потепления и изменения климата. Глобальное потепление вызывает повышение уровня моря, более интенсивные и частые штормы, а также повышение температуры океана и уровня осадков. Другая причина, по которой в Хэмптоне-он-Си произошел такой ужасающий случай береговой эрозии, связана с увеличением частоты и интенсивности штормов, которые он испытывал. [11] Эти природные явления разрушили пирс Хэмптона, сады Хернеклифф, ряд вилл, несколько дорог и многие другие постройки, которые когда-то лежали на Хэмптон-он-Си. После этого разрушения в 1899 году начали строить дамбу, чтобы защитить остальную часть оставшейся земли и построек. Однако дамба не оказала особой помощи: здания продолжали подвергаться эрозии. Затем пришел шторм и разрушил морскую стену, а затем затопил землю за ней. Эти события заставляют многих инвесторов в землю отступать. В конце концов, Хэмптон-он-Си пришлось покинуть, поскольку эрозия охватила большую часть суши. К 1916 году Хэмптон-он-Си был полностью заброшен. К 1920-м годам уцелело всего несколько построек. Говорят, что именно в этот момент Хэмптон-он-Си окончательно затонул. Сегодня только три достопримечательности пережили трагедию, с которой столкнулся Хэмптон-он-Си. В число этих достопримечательностей входят гостиница Hampton Inn, пирс Хэмптон и несколько дорог. Хотя пирс Хэмптона не такого размера, как оригинал, он по-прежнему остается отличным местом для рыбалки. Сегодня гостиница Hampton Inn превратилась в популярный небольшой паб, известный своей вкусной едой и прекрасным видом на закат. По сей день они делятся историей Хэмптона-он-Си с другими.
