Atolls et îles, comme l'atoll de Huvadhoo, Maldives, pourrait subir un stress environnemental accru lors de l'élévation du niveau de la mer et des tempêtes causées par le changement climatique. Comprendre comment les sables les protègent est une partie importante de l'atténuation et de la gestion. Crédit :Ana Vila-Concejo, L'université de Sydney
Les humains voient le sable comme une ressource infinie. Nous sommes stupéfaits de découvrir qu'il y a plus d'étoiles dans l'univers que de grains de sable sur nos plages.
Pourtant, dans certaines régions, le sable est rare et les scientifiques ont découvert que la façon dont nous gardons une trace de cette ressource nous a donné des informations trompeuses.
Dans de nombreux cas, nous avons simplement mesuré le sable dans le mauvais sens.
"Tout le sable n'est pas pareil, " a déclaré la professeure agrégée Ana Vila-Concejo de l'école des géosciences de l'Université de Sydney. " Pourtant, les modèles d'évaluation du sable et de son mouvement reposent principalement sur un seul type. Cela signifie que nous avons une image inexacte de ce qui se passe, en particulier dans les zones côtières qui sont vulnérables au changement climatique."
Le Dr Amin Riazi de l'Université de la Méditerranée orientale a travaillé avec le professeur agrégé Vila-Concejo lors d'un court séjour à l'Université de Sydney pour développer de nouveaux modèles d'ingénierie qui tiennent compte des différentes formes de grains de sable. Les modèles standard supposent que les grains de sable sont sphériques, ce qui est bien pour les sables communs constitués de silice broyée et de roches de quartz.
Cependant, sables carbonatés dérivés de coquillages, les coraux et les squelettes d'animaux marins ont tendance à être elliptiques, moins dense et ont plus de trous et de bords. La nouvelle recherche a pris cela en compte avec des résultats étonnants, constatant que les modèles existants sous-estiment la superficie des sables carbonatés de 35 pour cent.
Publié aujourd'hui dans le La nature journal Rapports scientifiques , L'équipe du professeur agrégé Vila-Concejo a montré que les modèles d'ingénierie standard surestiment également le transport des sables carbonatés sur le fond marin de plus de 20 pour cent et sous-estiment le transport en suspension de ce sable d'au moins 10 pour cent.
"Cela signifie que nous ne comptabilisons pas correctement le sable, " dit-elle. " Bien que cela ait un impact sur la construction et la fabrication, cela pourrait également avoir un effet important sur la gestion des zones côtières affectées par le changement climatique. »
Le sable est utilisé dans toute l'industrie. De la vitre de votre téléphone portable à la base pour les routes, le sable est utilisé dans toute notre économie. En réalité, le sable et le gravier sont les matériaux les plus extraits de la planète, dépassant celui des combustibles fossiles.
La nature l'année dernière a rapporté que l'extraction illégale de sable se déroule dans environ 70 pays et que des centaines de personnes ont été tuées dans des batailles pour le sable au cours de la dernière décennie.
Le professeur agrégé Vila-Concejo a déclaré :« Bien que les guerres du sable ne se produisent pas en Australie, nous avons des zones d'érosion côtière chronique et de perte de sable, comme à Jimmys Beach à Port Stephens."
Professeur agrégé Ana Vila-Concejo, École des géosciences, L'Université de Sydney collecte du sable à Tomales Bay, Californie. Crédit :Université de Sydney
Nouveaux modèles mathématiques
Son équipe a prélevé du sable carbonaté près de l'île Heron sur la Grande Barrière de Corail et a observé comment il réagissait dans des conditions expérimentales. Sur la base de ces observations, ils ont développé de nouvelles équations mathématiques qui prédisent beaucoup mieux comment les sables carbonatés se déplacent.
L'équipe a confirmé cela en appliquant leurs équations aux données existantes sur le mouvement du sable carbonaté accumulées sur six ans à partir d'observations au large de la côte nord d'Oahu, Hawaii.
« Garder une trace du sable carbonaté deviendra de plus en plus important, " a déclaré le Dr Tristan Salles, également de l'École des géosciences de la Faculté des sciences.
« Si les îles et les atolls sont menacés par l'érosion causée par l'élévation du niveau de la mer, il sera vital de comprendre comment les sables qui les protègent réagiront aux courants océaniques, les vagues et les houles de mer à haute énergie les battent."
Il a déclaré que ces nouvelles équations seraient probablement utilisées pour mettre à jour tous les modèles de transport de sédiments. « Cela comprendra l'évaluation des réponses des plages et des atolls à l'hydrodynamique océanique dans les régions riches en sable carbonaté, dont certains sont les plus vulnérables aux impacts du changement climatique, " dit le Dr Salles.
Maintenant, l'ingénierie côtière utilise des modèles basés sur les sables silicoclastiques. Le professeur agrégé Vila-Concejo espère que les modèles développés par son équipe pourront être utilisés pour améliorer la gestion des zones côtières.
"Cela signifie que nous pouvons développer une image beaucoup plus précise de la façon dont les océans changeants affecteront les écosystèmes marins où les sables carbonatés sont dominants, " a déclaré le professeur agrégé Vila-Concejo.
"Comprendre comment, pourquoi et quand les sédiments se déplacent est crucial pour gérer et prédire les effets du changement climatique et nos nouveaux travaux aideront à l'élaboration de stratégies d'atténuation et d'adaptation. »
