Das Konstant an den Stränden ist, dass sie immer im Fluss sind

Die Analyse, wie sich die Strände verändern und sich in Zukunft ändern können, ist keine leichte Aufgabe. Um genaue Vorhersagen zu treffen, benötigen Forscher Daten zu einer komplizierten Reihe von Kräften und Faktoren

The most constant thing about beaches is that they are always in flux. Wind, waves, and currents move sand around, building up shorelines in some places and eroding them elsewhere, with consequences for coastal wildlife, including birds. Analyzing how beaches change, and may change in the future, is no easy task. To make accurate predictions, researchers need data on a complicated array of forces and factors, from big-picture elements like topography and tides to the tiniest components of a coast: grains of sand.

Das Konstante an den Stränden ist, dass sie immer im Fluss sind. Wind, Wellen und Strömungen bewegen Sand herum, bauen an einigen Orten Küsten auf und erodieren sie an anderer Stelle, mit Konsequenzen für Küstenwildtiere, einschließlich Vögel. Die Analyse, wie sich die Strände verändern und sich in Zukunft ändern können, ist keine leichte Aufgabe. Um genaue Vorhersagen zu treffen, benötigen Forscher Daten zu einer komplizierten Reihe von Kräften und Faktoren, von großen Elementen wie Topographie und Gezeiten bis hin zu den kleinsten Komponenten einer Küste: Sandkörner.

But until recently, sand has been relatively understudied. Enter SandSnap—a collaborative project sponsored by the U.S. Army Corps of Engineers, James Madison University, and consultancy Marda Science LLC. Since 2022, the project has enlisted community scientists to build a database of beach sand across the United States, from both freshwater sites like the Great Lakes and ocean beaches. The information will support beach restoration projects, including habitat for at-risk shorebirds like Red Knots and terns

Aber bis vor kurzem wurde Sand relativ unterbesetzt. Geben Sie Sandsnap ein - ein kollaboratives Projekt, das vom US Army Corps of Engineers, der James Madison University und der Beratung Marda Science LLC gesponsert wird. Seit 2022 hat das Projekt Community -Wissenschaftler dazu veranlasst, eine Datenbank mit Strandsand in den USA zu bauen, von beiden Süßwassergebieten wie den Great Lakes und Ocean Beaches. Die Informationen werden Strandrestaurierungsprojekte unterstützen, einschließlich des Lebensraums für gefährdete Shorvögel wie Red Knots und Terns

The SandSnap database currently contains some 2,800 analyzed images of beach sand, along with their latitude, longitude, and a measure of grain size—a crucial factor in how beaches change over time. The process is simple: Participants go to a debris-free section of dry sandy beach, place any coin on the sand for scale, snap a photo with a cell phone, and upload the image to the project's web site. Analysts measure the sand’s grain size using a deep-learning neural network trained on a range of sediment samples from diverse locations. Slightly more than 70 percent of the existing images are from U.S. beaches; the rest are from sites worldwide.

Die Sandsnap -Datenbank enthält derzeit rund 2.800 analysierte Bilder von Strandsand sowie ihre Breite, Länge und ein Maß für die Korngröße - ein entscheidender Faktor für die Veränderung der Strände im Laufe der Zeit. Der Prozess ist einfach: Die Teilnehmer gehen zu einem abtriebfreien Abschnitt mit trockenem Sandstrand, legen Sie jede Münze auf den Sand, machen Sie ein Foto mit einem Handy und laden Sie das Bild auf die Website des Projekts hoch. Analysten messen die Korngröße des Sandes mit einem tief lernenden neuronalen Netzwerk, das auf einer Reihe von Sedimentproben von verschiedenen Orten ausgebildet ist. Etwas mehr als 70 Prozent der vorhandenen Bilder stammen von US -Stränden; Der Rest stammt von Standorten weltweit.

Sand comes in many sizes and shapes, reflecting the rocks and shells that produced it and the geologic processes that wore them down. “Beaches exist in a rough equilibrium between the size of the waves and the size of the sand-grains,” says David Young, an Army research engineer. The larger sand-grains are, the more energy it takes to move them, so the presence of finer sands and clays indicates that a beach has small, gentle waves. If bigger sand-grains start washing up, wave action is likely increasing. To build an accurate computer model of a shifting coastline, scientists need to know the exact size of the beach’s sand-grains. But no comprehensive database of sand-grain sizes in North America exists, and collecting this information would be prohibitively expensive for any single agency or laboratory, especially because the composition of beach sand changes over time. Since beaches are popular destinations, community scientists are well positioned to help fill the knowledge gaps.

Sand gibt es in vielen Größen und Formen und reflektiert die Felsen und Muscheln, die ihn produzierten, und die geologischen Prozesse, die sie abnutzten. „Strände bestehen in einem groben Gleichgewicht zwischen der Größe der Wellen und der Größe der Sandkörner“, sagt David Young, ein Forschungsingenieur der Armee. Je größer Sandkörner sind, desto mehr Energie benötigt, um sie zu bewegen, sodass das Vorhandensein von feineren Sand und Tonen darauf hinweist, dass ein Strand kleine, sanfte Wellen hat. Wenn größere Sandkörner sich waschen, nimmt die Wellenaktion wahrscheinlich zu. Um ein genaues Computermodell einer sich verändernden Küste zu bauen, müssen Wissenschaftler die genaue Größe der Sandkörner des Strandes kennen. Es gibt jedoch keine umfassende Datenbank mit Sandkorngrößen in Nordamerika, und das Sammeln dieser Informationen wäre für eine einzelne Agentur oder jedes Labor unerschwinglich teuer, insbesondere weil sich die Zusammensetzung von Strandsand im Laufe der Zeit ändert. Da Strände beliebte Ziele sind, sind Gemeindewissenschaftler gut positioniert, um die Wissenslücken zu schließen.

Though the Corps is best known for dredging rivers, harbors, and channels to keep ship traffic moving nationwide, the agency also restores or creates tens of thousands of acres of wetlands every year, sometimes using dredged sand to do so. “The Corps used to dump a lot of valuable dredged sediments offshore, but they’ve become better partner in reusing some of it,” says Brad Winn, vice president for resilient habitats at Manomet Conservation Sciences. Currently, the agency reuses about 30 to 35 percent of the material it dredges from waterways for so-called “beneficial purposes,” such as habitat restoration, and aims to increase that figure to 70 percent by 2030.

Obwohl das Corps am besten für Baggerflüsse, Häfen und Kanäle bekannt ist, um den Schiffsverkehr landesweit in Bewegung zu halten, stellt die Agentur jedes Jahr Zehntausende Morgen Feuchtgebiete wieder her oder schafft es manchmal, um dies zu tun. „Das Corps warf viele wertvolle Baggeredimente vor der Küste ab, aber sie sind bessere Partner bei der Wiederverwendung eines Teils davon geworden“, sagt Brad Winn, Vizepräsident für widerstandsfähige Lebensräume bei Manomet Conservation Sciences. Derzeit gibt die Agentur etwa 30 bis 35 Prozent des von ihr ausgebrochenen Materials für sogenannte „vorteilhafte Zwecke“ wie die Wiederherstellung der Lebensräume wieder aus und zielt darauf ab, diese Zahl bis 2030 auf 70 Prozent zu erhöhen.

But to meet that goal, federal engineers need more information about sand sizes and types at specific locations. Dredged material can’t be dumped randomly on the shore. “The sand needs to match the sand on the beach in size and color,” Young says. If the sand size and composition doesn’t match what’s already present, dredged material can wash away or change the profile of the beach—and that could harm shorebird species that rely on the habitat to nest or to feed during migration. Intertidal shoals, zones exposed at low tide and underwater at high tide, are “a grocery store for species like plovers, oystercatchers and migratory sandpipers,” Winn says. Foraging shorebirds pluck invertebrates from wet sands and small fish from tidal pools. On dry beaches, birds find insects and marine organisms trapped in seaweed at the wrack line.

Um dieses Ziel zu erreichen, benötigen die Bundesingenieure mehr Informationen zu Sandgrößen und -typen an bestimmten Orten. Baggermaterial kann nicht zufällig am Ufer abgeladen werden. "Der Sand muss den Sand am Strand in Größe und Farbe entsprechen", sagt Young. Wenn die Sandgröße und -zusammensetzung nicht zu dem übereinstimmen, was bereits vorhanden ist, kann Baggermaterial das Profil des Strandes wegspülen oder verändern - und dies könnte Schorbird -Arten schaden, die sich auf den Lebensraum verlassen, um zu nisten oder während der Migration zu füttern. Gezeitenschwärme, Zonen, die bei Ebbe und Unterwasser bei Flut exponiert sind, sind „ein Lebensmittelgeschäft für Arten wie Plovers, Oystercatcher und wandernde Sandpiper“, sagt Winn. Die Futtersuche suchern wirbellose aus feuchten Sand und kleine Fische aus Gezeitenbecken. An trockenen Stränden finden Vögel Insekten und Meeresorganismen, die an der Wrack -Linie in Seetang gefangen sind.

In recent years the Corps has used dredged sand and mud to restore or create bird habitat in locations around the country, from Cape May County, New Jersey, to Hampton Roads, Virginia, and Savannah, Georgia. Environmentalists would like to see this work expand. “Sea level rise, erosion of dry sand beaches, and loss of intertidal areas are serious threats to beach-nesting and migratory birds,” Winn says.

In den letzten Jahren hat das Corps aus gebaggertem Sand und Schlamm verwendet, um an Orten im ganzen Land, von Cape May County, New Jersey, bis nach Hampton Roads, Virginia, und Savannah, Georgia, einen Vogellebensraum zu restaurieren oder zu schaffen. Umweltschützer möchten diese Arbeit erweitern. "Anstieg des Meeresspiegels, die Erosion trockener Sandstrände und der Verlust von Gezeitengebieten sind ernsthafte Bedrohungen für Strandnisten und Zugvögel", sagt Winn.

For anyone inspired to submit images, Brian McFall, an Army coastal engineer, offers some tips. Your photograph should capture an area slightly larger than a business card, with the coin in the corner. “Make sure you can see the sand-grains in your image, and that they aren’t blurry,” McFall says. SandSnap data has already been included in a few

Für alle, die inspiriert wurden, Bilder einzureichen, bietet Brian McFall, ein Küsteningenieur der Armee, einige Tipps. Ihr Foto sollte einen Bereich erfassen, der etwas größer als eine Visitenkarte mit der Münze in der Ecke ist. "Stellen Sie sicher, dass Sie die Sandkörner in Ihrem Bild sehen können und dass sie nicht verschwommen sind", sagt McFall. Sandsnap -Daten wurden bereits in wenigen enthalten