Nous marchons dessus, rouler dessus et construire dessus.

Encore, il est probablement prudent de dire, la plupart d'entre nous pensent rarement au sol sous nos pieds.

Sous l'herbe, béton, asphalte et autres matériaux dans notre environnement bâti, cependant, le sol apporte structure et stabilité à ce qui se trouve au-dessus.

L'armée américaine veut comprendre le rôle que joue le climat, comme les inondations, onde de tempête ou élévation du niveau de la mer, aura sur les sols de ses bases et installations militaires côtières, qui sont essentiels à la sécurité nationale.

Les conditions du sol peuvent affecter l'intégrité du sol sous-jacent des bâtiments, routes, ponts et plus. Par exemple, si le pH d'un sol devait augmenter de manière significative, en raison de l'augmentation de la teneur en sel des ions tels que le sodium provenant des ondes de tempête, cela pourrait créer des conditions salines qui pourraient entraver la capacité du sol à supporter cette infrastructure nécessaire.

La compréhension de ces menaces permettra un routage et une maniabilité plus rapides et plus précis pour les forces américaines.

Le Delaware Environmental Institute (DENIN) collabore avec l'Engineer Research and Development Center (ERDC) de l'US Army Corps of Engineers et la Louisiana State University pour comprendre comment les installations militaires vulnérables le long des côtes peuvent être affectées par les changements de sol dus à l'élévation du niveau de la mer et Inondations côtières.

DENIN a reçu 3,79 millions de dollars de financement pour la première et la deuxième année du département américain de la Défense pour commencer ce travail, et est admissible à un financement supplémentaire de 3,82 millions de dollars au cours des deux années suivantes. Dirigé par le directeur de DENIN Don Sparks, Chaire Unidel S. Hallock du Pont de chimie des sols et de l'environnement au Département des sciences des plantes et des sols de l'UD, l'effort UD comprend une collaboration interdisciplinaire avec Yan Jin, Edward F. et Elizabeth Goodman Rosenberg professeur de sciences végétales et du sol, et Chris Meehan, professeur au Département de génie civil et environnemental et directeur du Delaware Center for Transportation.

En particulier, Sparks a dit, il y a un manque d'informations sur ce qui se passera lorsque les sols actuellement non salins deviendront soudainement salés. C'est une question importante, comme un rapport de 2011 de la National Academy of Sciences estime qu'une élévation de 3 pieds du niveau de la mer aurait un impact sur 128 installations du DOD américain situées sur ou à proximité d'une côte.

« Il y a eu beaucoup de travail sur des sols déjà salés à l'ouest, dans des régions comme l'Arizona, parties de la Californie et de l'Utah. On en sait moins sur les sols qui ne sont pas déjà salins et sur ce qui se passera s'ils sont exposés à des inondations continues ou répétées d'eau de mer, " a déclaré Sparks. " L'une des choses que nous voulons faire dans ce projet est de collecter beaucoup de données sur les sols côtiers, y compris ceux des installations militaires américaines, grâce à une surveillance intensive des paramètres clés sur des sites de terrain sélectionnés. »

Sur la base de ces données, les chercheurs prélèveront des échantillons de sol sur les sites et les soumettront à différents régimes d'inondation et de salinité en laboratoire pour mieux comprendre les mécanismes affectant physiquement les sols, chimiquement et biologiquement.

Ces données permettront au DOD, en particulier l'ERDC, pour créer des outils géospatiaux et de modélisation sophistiqués pour comprendre à quoi s'attendre dans divers scénarios et conditions.

Par exemple, si des modifications du sol se produisent sous les routes ou les pistes des bases de l'US Air Force, comment cela affecte-t-il la mobilité des soldats et de l'équipement des chars aux camions, ou l'accès aux matériaux régulièrement déplacés sur et hors d'une base militaire ? L'information pourrait être utile aux décideurs non militaires, trop, en académique, gouvernement, secteurs des entreprises et à but non lucratif.

Dans certaines régions du Texas et dans l'ouest, les sols avec des niveaux élevés de sodium gonflent lorsqu'ils sont mouillés et rétrécissent par la suite lorsqu'ils deviennent secs. Si vous avez déjà enjambé prudemment un trottoir accidenté, vous avez peut-être été témoin de ce changement de sol de première main.

"Vous pouvez imaginer les effets que cela aurait sur des choses comme les fondations des bâtiments, " il a dit.

Les chercheurs utiliseront de nombreux instruments sur trois sites de recherche le long de la côte est et de la côte du golfe pour une surveillance continue au cours des prochaines années. Deux des sites d'étude à long terme seront situés au Delaware et en Louisiane, puisque les deux sont des États côtiers. Un troisième site est susceptible d'être situé dans une importante installation militaire de l'Atlantique ou de la côte du Golfe qui a connu un certain nombre d'inondations ces dernières années en raison d'ouragans.

L'équipe UD collectera des échantillons et des données de sol et d'eau après différentes inondations ou événements météorologiques extrêmes pour les aider à comprendre ce qui se passe au niveau du terrain afin de reproduire ces conditions dans des expériences de laboratoire.

Sparks se concentrera sur la compréhension des changements chimiques du sol qui se produisent sous différents niveaux de salinité et à mesure que les conditions d'oxygène varient d'oxique (riche en oxygène) à anoxique (gravement appauvri en oxygène). Des mesures sur le terrain permettront à l'équipe Sparks de mettre en place un microcosme en laboratoire pour explorer comment le calcium élémentaire, les changements du cycle du sodium et du carbone se produisent à la fois dans la solution et sur les solides du sol en réponse à une gamme de conditions et de pH oxiques et anoxiques. Ces données seront utiles pour aider à évaluer les impacts sur les propriétés du sol sous différents régimes d'inondation et de salinité, qui pourraient avoir un impact sur les infrastructures militaires.

Pendant ce temps, Jin, un physicien des sols, examinera les effets de ces changements sur les propriétés et les processus physiques et hydrologiques du sol. Cela pourrait inclure l'étude de la façon dont le sol rétrécit ou gonfle en réponse à une augmentation du sodium ou du calcium, et si cela change la façon dont l'eau est retenue, comment l'eau s'écoule ou est transportée à travers le sol, tout cela peut avoir un impact sur la fonction écologique du sol et les opérations militaires.

L'ingénieur civil Chris Meehan utilisera ces données pour mieux comprendre comment le comportement physique et mécanique du sol change en réponse à l'élévation du niveau de la mer et à l'intrusion d'eau salée dans le sol. Les domaines d'intérêt incluront les changements dans la résistance et la compressibilité du sol ou les changements dans la façon dont l'eau s'écoule dans et à travers les sols. Ces propriétés sont d'une importance particulière car elles ont un effet important sur les structures d'ingénierie qui sont construites sur le sol, comme les trottoirs, bâtiments ou ponts. Pour les sites contaminés, ils peuvent également affecter le comportement et le mouvement des contaminants dans le sous-sol.

Les étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs et les chercheurs postdoctoraux de l'UD joueront un rôle actif dans les travaux, acquérir une expérience de terrain et de laboratoire, concevoir des expériences et interagir avec des collègues des institutions partenaires ayant différents domaines d'expertise.

La Louisiana State University apporte une expertise complémentaire dans la modélisation et la compréhension des impacts écosystémiques des inondations. Spécifiquement, Les chercheurs de LSU s'intéressent à la façon dont la forme de la terre, connue sous le nom de géomorphologie, sera modifié dans les contextes militaires côtiers.

Sparks partage leur inquiétude. Les zones frontalières telles que les marais qui séparent les côtes des zones intérieures où les changements de topographie sont assez importants. Inondation fréquente ou prolongée d'eau salée, par exemple, peut altérer la capacité de l'écosystème à soutenir la végétation, ouvrant la porte à d'autres changements plus à l'intérieur des terres.

Bien que les gens ne relient pas toujours ces impacts climatiques à la sécurité nationale, Sparks a déclaré que ces problèmes sont liés. Les données collectées formeront une image plus claire de ce qui est à venir, permettant aux forces armées américaines de planifier à l'avance partout où il y aura des installations militaires ou des mouvements de soldats.

En tant qu'État côtier, Le Delaware est sensible aux impacts climatiques étudiés, y compris l'élévation du niveau de la mer et les inondations. En outre, Le Delaware abrite une importante installation militaire, la base aérienne de Dover. Ces facteurs font du Delaware un endroit idéal pour poser ce genre de questions. L'expertise d'UD en sciences du sol, ressources en eau et autres recherches environnementales, et des installations de base exceptionnelles, comme ceux du Laboratoire interdisciplinaire de sciences et d'ingénierie Patrick T. Harker, rendent les chercheurs UD et DENIN particulièrement aptes à y répondre.

« Au Delaware, nous avons non seulement les inondations mais il y a des affaissements, ou naufrage, également. Ceci est important là où vous avez des installations, " a déclaré Sparks. " Est-ce que cela provoquera d'autres changements dans l'ensemble du relief, qui peuvent affecter les opérations militaires ? Ce sont quelques-unes des questions auxquelles nous espérons répondre. »