Wielkie fale niszczą brzegi. Pomóc mają ogromne wahadła

Włoscy inżynierowie proponują oryginalny sposób na ochronę morskich brzegów przed erozją. Opracowane przez nich urządzenie ma uspokajać morskie fale, które powoli, ale systematycznie wydzierają kawałki lądu. 

Urządzenie składa się z systemu odwróconych wahadeł przymocowanych do morskiego dna. Ich działanie mogłoby znacznie zmniejszyć rozmiar fal, pozwalając ograniczyć erozję plaż. 

Erozja morskich brzegów jest bardzo poważnym, choć jeszcze niedocenianym problemem związanym z ocieplaniem klimatu. Według badań Wspólnego Centrum Badawczego Komisji Europejskiej z 2020 r., do końca wieku znacznie cofnie się połowa piaszczystych plaż na świecie. To zagraża dzikiej przyrodzie i może spowodować ogromne straty w nadmorskich miejscowościach, które nie będą już miały stref buforowych chroniących je przed sztormami. 

W ciągu 30 lat, w najbardziej optymistycznym scenariuszu erozja zniszczy 36 097 km, czyli 13,6% piaszczystych wybrzeży zidentyfikowanych na podstawie zdjęć satelitarnych. Sytuacja pogorszy się w drugiej połowie stulecia, powodując zmycie kolejnych 95 061 km, czyli 25,7% plaż na całym świecie. W czarnym scenariuszu, w którym emisje CO2 nie spadają, pod wodą znajdzie się aż 131 tys. km plaż. 

Istnieją już sposoby na częściową ochronę plaż. Robi się to np. budując biegnące równolegle do brzegu skalne ściany. Ale te konstrukcje są trudne do budowy i uciążliwe. Mogą też mieć niekorzystne efekty uboczne. Mogą chociażby uwięzić w strefie między ścianą a plażą błotnistą wodę. 

Paolo Pezzutto z Włoskiej Narodowej Rady ds. Badań Naukowych w Instytucie Nauk o Morzu stworzył więc prototyp mniejszego urządzenia o nazwie MetaReef, które uspokaja fale, pochłaniając ich energię spod wody.

Włosi użyli wąskiego zbiornika o długości 50 metrów wypełnionego wodą, aby przetestować system. Przymocowali do jego dna stalowymi linkami linię 11 półmetrowych, plastikowych cylindrów, Kable były wystarczająco napięte, aby każdy cylinder był zanurzony, ale na tyle luźne, że nadal pozwalały mu poruszać się jak odwrócone wahadło, gdy przez powierzchnię wody przechodziła fala.

Następnie zespół stworzył fale o różnych częstotliwościach za pomocą urządzenia podobnego do tłoka i przetestował idealne rozmieszczenie cylindrów. Urządzenie zmniejszało amplitudę fal nawet o około 80 proc. 

Pezzutto mówi, że choć pomysł MetaReef wydaje się prosty, diabeł tkwi w szczegółach. Kluczowe okazało się odpowiednie rozmieszczenie cylindrów tak, aby nie wchodziły ze sobą w interakcje i nie wytwarzały nowych fal, które mogłyby się łączyć i stać się jeszcze silniejsze. Dostosowując odstępy lub rozmiar cylindrów, urządzenie można dostosować do poszczególnych plaż, na których fale mają różne częstotliwości.

Naukowcy twierdzą, że ta zdolność adaptacji sprawia, że system MetaReef jest bardziej odporny na zmiany w oceanach, w tym na podnoszenie się poziomu mórz. Jest jednak narażony na uszkodzenie czy zniszczenie przez wyjątkowo silne sztormy. Aby poprawić właściwości urządzenia, naukowcy planują teraz kolejną serię testów, w ramach których system będzie poddany działaniu złożonych konfiguracji fal o wielu różnych częstotliwościach, co lepiej odpowiada sytuacji, z jaką system będzie musiał radzić sobie w naturze.