Первое в своем роде исследование песчаных береговых линий мира с помощью спутниковых данных показало, что за последние три десятилетия они немного увеличились в глобальном масштабе, но уменьшились в охраняемых морских районах, где многие пляжи подвергаются эрозии.
Эрозия в охраняемых морских районах может угрожать видам растений и животных и объектам культурного наследия. Во всем мире исследование показало, что 24 процента песчаных пляжей Земли подвержены эрозии, а расстояние до береговой линии составляет почти 50 000 миль.
Вид из космоса предоставил исследователям более точную картину того, какая часть береговой линии Земли представляет собой пляжи. Они обнаружили, что около трети (31 процент) всех свободных ото льда береговых линий песчаные или гравийные. В Африке самая высокая доля песчаных пляжей (66 процентов), а в Европе - самая низкая (22 процента).
Обработка спутниковых изображений: волна будущего
Команда ученых и инженеров из Нидерландов использовала машинное обучение, чтобы «научить» свое программное обеспечение для классификации точно определять песчаные пляжи на изображениях, сделанных спутниками Landsat от НАСА и Геологической службы США. Это позволило им быстро и автоматически изучить данные за 30 лет и определить, сколько земных пляжей песчаные, а не каменистые или ледяные, и как эти песчаные пляжи меняются со временем.
В прошлом для ответа на эти вопросы требовались годы дорогостоящих и трудоемких исследований, а результаты предыдущих попыток измерить пляжи Земли сильно различались.
«Потребовалось всего около двух месяцев расчетов, чтобы создать этот набор данных о годовых береговых линиях в период с 1984 по 2016 год для всего мира», - сказал Арьен Луйендийк, эксперт по развитию прибрежных районов Deltares, независимого исследовательского института, изучающего дельты., бассейны рек и побережья.«Альтернатива аэрофотосъемке, размещению изображений в мировых координатах, а иногда и ручному обнаружению береговой линии, требует недель или месяцев, чтобы захватить побережье протяженностью более 50 миль».
Такой глобальный снимок дает ученым более четкое представление о том, какие крупномасштабные процессы управляют ростом и сокращением пляжей по всему миру, сказал Луиендийк.
Команда обнаружила, что многие незащищенные пляжи мира также претерпевают изменения, но неравномерно. Около 24 процентов песчаных пляжей во всем мире разрушаются, а 27 процентов растут.
Кроме того, около 16 процентов всех пляжей разрушаются со скоростью, обозначенной как «интенсивная» или «экстремальная», а 18 процентов растут с той же скоростью.
В глобальном масштабе все это приводит к небольшому среднему увеличению за последние 30 лет, а это означает, что общее количество песчаных пляжей немного увеличивается.
Исследователи смогли разбить эти результаты по континентам, чтобы обнаружить, что пляжи в Австралии и Африке больше подвержены эрозии, чем росту. Этот процесс ученые называют аккрецией. Противоположное верно для всех других континентов. Они обнаружили, что в Азии наблюдается самый высокий уровень общего прироста. Скорее всего, это связано с искусственным развитием береговой линии в Китае и рекультивацией земель или осушением земель и превращением их в пригодные для использования человеком в таких местах, как Гонконг и Сингапур..
«На данный момент мы считаем, что континентальные различия в эрозии и аккреции пляжей в значительной степени зависят от вмешательства человека вдоль побережья», - сказал Луйендийк. «Наши следующие шаги будут сосредоточены на том, чтобы отличить влияние человека от естественной динамики и тенденций».
Исследователи приводят несколько примеров мест, где деятельность человека ускорила эрозию или нарастание: добыча песка из дельты реки Меконг во Вьетнаме для использования в производстве бетона и асфальта вызвала постоянно высокие темпы эрозии, которые могут поставить под угрозу этот биологически разнообразный регион., а также угрожают устойчивости его рыбной промышленности. С другой стороны, проект обхода песка у входа в реку Твид, начатый в 2001 году в Новом Южном Уэльсе, Австралия, перекачивает песок из реки Твид на три пляжа в Квинсленде, расширяя эти пляжи и улучшая навигацию в устье реки.
Охраняемые морские районы: под угрозой
В охраняемых морских районах, сказал Луиендийк, у нас есть представление о том, что может произойти в районах без вмешательства человека. Поскольку влияние человека в этих областях, как правило, намного меньше, ученые могут увидеть, что естественные процессы могут сделать с песчаными берегами мира.
Охраняемые морские районы включают заповедники и заповедники, национальные парки, заповедники дикой природы и национальные памятники и могут быть определены за их биологическую, экологическую или культурную ценность. В Соединенных Штатах насчитывается более 1200 таких зон, охватывающих более 1 миллиона квадратных миль, включая национальный морской берег Кейп-Код в штате Массачусетс, парк штата Индиана-Дюнс, национальный морской заповедник Флорида-Кис и национальный морской памятник Папахнаумокукеа на Гавайском архипелаге..
Некоторые из этих территорий были предназначены для защиты уязвимых видов растений и животных или соединения уязвимых экосистем. В этих районах обитают горбатые киты и морские черепахи, рифы и мангровые заросли, защищающие землю от эрозии и стихийных бедствий, а также виды, которые встречаются только в одном месте обитания в мире. Потеря территории может нарушить баланс этих территорий и поставить под угрозу их будущее.
Другие охраняемые территории окружают важные культурные артефакты или места, такие как затонувшие корабли, гавани или каменные идолы (кии) на Гавайях. Эти районы не только хранят историю культур со всего мира, но и приносят стране экономическую выгоду, привлекая туристов и исследователей.
Следующие шаги
Следующим шагом команды является расширение модели и использование ее для изучения более мелких деталей пляжей мира: сезонных изменений береговой линии, изучения различий между антропогенными и естественными процессами и их последствий, а также добавления больше данных для изучения приливов и уровней воды на отдельных спутниковых снимках, а не на композитах. Они также будут смотреть не только на песчаные пляжи, но и на прибрежные скалы.
«Изучение поведения песчаных пляжей в глобальном масштабе дает уникальную информацию об универсальных причинах и процессах, управляющих отступанием и увеличением берегов по всему миру», - сказал Луйендийк.