Нідерландські науковці буквально привезли шматок дикого узбережжя до шторму: вони викопали 306 квадратних метрів справжнього солончака й перенесли його в найбільшу у світі хвильову установку Delta Flume. Там цей «живий берег» витримав 21 годину безперервних штормових хвиль, показавши, наскільки ефективно природні екосистеми можуть гасити енергію моря. Про експеримент розповідає видання ScienceAlert.
Як перенесли справжній солончак у хвильову машину
Інженер-гідротехнік Пім Віллемсен (Pim Willemsen) з колегами вирізали великі блоки солончака з узбережжя Вадденського моря, у заповіднику Peazemerlannen. Кожен блок важив від 3 000 до 6 000 кілограмів і містив шар ґрунту завглибшки 0,4–0,7 метра разом із рослинністю — переважно Elymus athericus, а також деякими видами Atriplex і Aster tripolium.
Щоб зберегти природний стан екосистеми, блоки обережно транспортували закритою вантажівкою приблизно на 250 кілометрів до міста Делфт, де розташований Delta Flume. Дослідники постійно контролювали вагу блоків, аби переконатися, що вони не пересихають і не руйнуються під час дороги.
У флюмі з цих блоків зібрали повномасштабну модель солончака й підготували її до випробувань екстремальними хвилями, які в природі трапляються дуже рідко.
Чому потрібні такі екстремальні експерименти
Чверть території Нідерландів лежить нижче рівня моря, тому країна історично вразлива до повеней, особливо під час штормових нагонів. Захист забезпечує система дамб, дюнів, морських стін і гребель, відома як Delta Works — класичні «сірі» інженерні споруди.
Однак через спалювання викопного палива й викиди парникових газів клімат змінюється: стає спекотніше, вітряніше й штормовіше. Штормові нагони піднімають рівень моря вище, ніж розраховано для більшості захисних споруд, і в майбутні десятиліття ситуація, за прогнозами, лише погіршуватиметься.
Як зазначає команда Віллемсена, жорсткі інженерні конструкції є статичними й не пристосовуються до змін середовища. Натомість солончаки — динамічні системи, здатні рости, відновлюватися й розсіювати енергію хвиль ще до того, як вони досягнуть дамб чи забудови.
Що показав 21-годинний шторм у Delta Flume
У флюмі солончак послідовно піддавали хвилям, висота яких зростала від 0,75 до 2 метрів. За словами Віллемсена, це рівні води й хвиль, що в реальних умовах трапляються раз на сотні або навіть тисячі років.
Очікувалося, що солончак поглинатиме частину енергії хвиль, але результати виявилися ще вражаючішими. Після 21 години безперервного шторму солончак втратив лише 7 міліметрів осаду. Тобто ґрунт виявився дуже стійким до розмивання навіть за екстремальних умов.
Рослинність постраждала більше. Уже після першого прогону хвиль зникло близько 33 відсотків надземної біомаси. У міру продовження експерименту пошкодження наростали, і через 21 годину залишилося лише 20–25 відсотків початкової надземної маси, а довжина стебел скоротилася на 47 відсотків.
Попри це, на відміну від бетонної дамби, рослини можуть відновитися після шторму. Команда робить висновок, що рослинність суттєво сприяє послабленню хвиль у широкому діапазоні умов, а сам солончак виявився «навіть міцнішим, ніж очікували».
Межі можливостей солончаків і гібридний захист узбережжя
Експеримент показав, що ефективність солончаків залежить від енергії хвиль. У відносно спокійних умовах, коли висота хвиль не перевищувала 1 метр, солончак міг зменшувати їхню енергію до 50 відсотків. У високоеенергетичних умовах, за хвиль понад 1 метр, послаблення не перевищувало приблизно 10 відсотків.
Це означає, що солончаки не можуть повністю замінити дамби й морські стіни, але можуть істотно доповнити їх. У Нідерландах відновлення та збереження солончаків поруч із дамбами потенційно дає змогу зменшити витрати на підвищення чи перебудову існуючої інфраструктури.
За словами Віллемсена, результати вказують на великий потенціал включення солончаків із їхньою рослинністю до схем прибережного захисту як гібридної оборони, де інженерні споруди поєднуються з природними екосистемами. Такі рішення можуть стати важливою частиною адаптації узбереж до посилення штормів унаслідок зміни клімату.