إمكانات الأعشاب البحرية القوية لكبح التآكل


إن تجربة معظم الناس مع الأعشاب البحرية ، إن وجدت ، لا تزيد عن مجرد دغدغة على كاحليهم أثناء الخوض في المياه الساحلية الضحلة. لكن اتضح أن هذه النباتات المنتشرة في كل مكان ، والتي توجد أنواعها حول العالم ، يمكن أن تلعب دوراً رئيسياً في حماية الشواطئ المعرضة للخطر أثناء مواجهتها لعمليات هجمة من ارتفاع منسوب مياه البحر.

البحث الجديد لأول مرة يحدد ، من خلال التجارب والنمذجة الرياضية ، مدى ضخامة وكم يجب أن يكون مرج مستمر من الأعشاب البحرية لتوفير التخميد الكافي للموجات في بيئة جغرافية ومناخية وأوقيانوغرافية معينة.

في زوج من الأوراق التي تظهر في القضايا مايو اثنين من المجلات البحثية، هندسة السواحل و مجلة السوائل والهياكل ، أستاذ معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الهندسة المدنية والبيئية هايدي Nepf وطالب الدكتوراه جيا روى لي وصف نتائجها وفوائد بيئية هامة العروض الحشائش البحرية. ولا يشمل ذلك منع تآكل الشواطئ وحماية الجدران البحرية وغيرها من الهياكل ، ولكن أيضًا تحسين جودة المياه وعزل الكربون للمساعدة في الحد من تغير المناخ في المستقبل.

هذه الخدمات ، إلى جانب الخدمات المعروفة مثل توفير الموائل للأسماك والغذاء للمخلوقات البحرية الأخرى ، تعني أن النباتات المائية المغمورة بما في ذلك الأعشاب البحرية توفر قيمة إجمالية تزيد على 4 تريليونات دولار على مستوى العالم كل عام ، كما أظهرت الدراسات السابقة. ومع ذلك ، فإن بعض مناطق الأعشاب البحرية المهمة مثل خليج تشيسابيك تنخفض إلى ما يقرب من نصف تغطيتها التاريخية للأعشاب البحرية (بعد أن ارتدت من 2 في المائة فقط) ، مما يحد من توافر هذه الخدمات القيمة.

أعاد تصميم Nepf و Lei نسخًا صناعية من الأعشاب البحرية ، تم تجميعها من مواد مختلفة الصلابة لإعادة إنتاج الشفرات الطويلة المرنة والقواعد الأكثر صلابة التي تعد نموذجية لنباتات الأعشاب البحرية مثل مرسى Zostera ، المعروف أيضًا باسم الحشيش البحرية المشتركة. أقاموا مجموعة تشبه المروج من هذه النباتات الاصطناعية في خزان طوله 79 قدمًا (24 مترًا) في مختبر بارسونز بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، والذي يمكنه محاكاة ظروف الأمواج الطبيعية والتيارات. تعرضوا المرج إلى مجموعة متنوعة من الظروف ، بما في ذلك المياه الساكنة ، والتيارات القوية ، والخفق يشبه موجة ذهابا وإيابا. نتائجهم التحقق من صحة التوقعات التي قدمت في وقت سابق باستخدام نموذج محوسب من النباتات الفردية.

استخدم الباحثون النماذج الفيزيائية والعددية لتحليل كيفية تفاعل الأعشاب البحرية والأمواج في ظل مجموعة متنوعة من الظروف من كثافة النبات ، أطوال الشفرة ، وحركات الماء. تصف الدراسة كيف تتغير حركة النبات مع تصلب الشفرة وفترة الموجة وسعة الموجة ، مما يوفر تنبؤًا أكثر دقة لتخميد الموجات فوق مروج الأعشاب البحرية. بينما قام بحث آخر بنمذجة لبعض هذه الشروط ، فإن العمل الجديد يستنسخ بأمانة الظروف الواقعية ويوفر منصة أكثر واقعية لاختبار الأفكار حول استعادة الأعشاب البحرية أو طرق تحسين التأثيرات المفيدة لمثل هذه المروج المغمورة.

لاختبار صحة النموذج ، قام الفريق بعد ذلك بإجراء مقارنة للآثار المتوقعة للأعشاب البحرية على الأمواج ، بالنظر إلى مرج واحد محدد من الأعشاب البحرية قبالة شاطئ جزيرة مايوركا الإسبانية ، في البحر الأبيض المتوسط ​​، والمعروف أنه يخفف من قوة الأمواج القادمة بعامل حوالي 50 في المئة في المتوسط. باستخدام قياسات مورفولوجيا المرج وسرعات الأمواج التي تم جمعها في دراسة سابقة بقيادة البروفيسور إدواردو إينفانتس ، حاليًا من جامعة غوتنبرغ ، تمكن لي من تأكيد التنبؤات التي وضعها النموذج ، والتي حللت الطريقة التي تم بها تلميحات الشفرات والجزيئات المعلقة في الماء يميل كلاهما إلى اتباع مسارات دائرية مع مرور الأمواج ، وتشكيل دوائر الحركة المعروفة باسم المدارات.

تقول لي إن الملاحظات هناك تطابقت بشكل جيد مع التنبؤات ، حيث تبين مدى تباين قوة الموجة وحركة الأعشاب البحرية مع اختلاف المسافة من حافة المروج إلى داخلها المتفق عليه مع النموذج. لذلك ، "مع هذا النموذج ، يمكن للمهندسين والممارسين تقييم السيناريوهات المختلفة لمشاريع ترميم الأعشاب البحرية ، وهي مشكلة كبيرة في الوقت الحالي" ، كما يقول ، وهذا يمكن أن يحدث فرقًا كبيرًا ، لأن بعض مشاريع الترميم تعتبر الآن مكلفة للغاية تعهد ، في حين أن التحليل الأفضل يمكن أن يظهر أن مساحة أصغر ، أقل تكلفة لاستعادتها ، قد تكون قادرة على توفير المستوى المطلوب من الحماية. في مناطق أخرى ، قد يظهر التحليل أن المشروع لا يستحق القيام به على الإطلاق ، لأن خصائص الأمواج أو التيارات المحلية ستحد من فعالية الأعشاب.

من المعروف أن مرج الأعشاب البحرية المعينة في مايوركا الذي درسوه كثيف وموحد للغاية ، لذلك فإن أحد المشاريع المستقبلية هو توسيع نطاق المقارنة بمناطق الأعشاب البحرية الأخرى ، بما في ذلك تلك التي هي أغصان متقطعة أو أقل كثافة من النباتات ، كما يقول نيبف ، لإثبات أن النموذج يمكن أن تكون مفيدة بالفعل في ظل مجموعة متنوعة من الظروف.

من خلال تخفيف الأمواج وبالتالي توفير الحماية ضد التآكل ، يمكن للأعشاب البحرية حبس الرواسب الدقيقة في قاع البحر. هذا يمكن أن يقلل بشكل كبير أو يمنع النمو السريع للطحالب التي تغذيها العناصر الغذائية المرتبطة بالرسوبيات الدقيقة ، والتي بدورها تتسبب في نضوب الأكسجين الذي يمكن أن يقتل الكثير من الحياة البحرية ، وهي عملية تسمى التخثث.

تمتلك الأعشاب البحرية أيضًا إمكانات كبيرة لعزل الكربون ، سواء من خلال الكتلة الحيوية الخاصة بها أو عن طريق تصفية المواد العضوية الدقيقة من المياه المحيطة بها ، وفقًا لـ Nepf ، وهذا هو محور بحثها المستمر ولي. يمكن لفدان من الحشائش البحرية تخزين حوالي ثلاثة أضعاف كمية الكربون في فدان من الغابات المطيرة ، ويقول لي إن الحسابات الأولية تشير إلى أن مروج الأعشاب البحرية على المستوى العالمي مسؤولة عن أكثر من 10 في المائة من الكربون المدفون في المحيط ، على الرغم من أنها تشغل 0.2 في المائة فقط في المنطقه.

شارك المقالة عبر:

اترك تعليقا:

اعلانك هنا

الاكتر شيوعا

إجمالي مرات مشاهدة الصفحة

Wikipedia

نتائج البحث

نموذج الاتصال

الاسم

بريد إلكتروني *

رسالة *

نموذج الاتصال

الاسم

بريد إلكتروني *

رسالة *