ビーチの最も一定のことは、それらが常に流動的であるということです

ビーチがどのように変化し、将来変化する可能性があるかを分析することは、簡単なことではありません。正確な予測を行うために、研究者は複雑な力と要因に関するデータを必要とします

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.

ビーチの最も一定のことは、彼らが常に流動的であるということです。風、波、流れは砂を動き回り、鳥を含む沿岸の野生生物に影響を与えて、いくつかの場所で海岸線を蓄積し、他の場所で侵食します。ビーチがどのように変化し、将来変化する可能性があるかを分析することは、簡単なことではありません。正確な予測を行うために、研究者は、地形や潮などの大きさの要素から、海岸の最も小さな成分、つまり砂の穀物まで、複雑な一連の力と要因に関するデータを必要とします。

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

しかし、最近まで、砂は比較的研究されていました。 SANDSNAPを入力します。これは、米国陸軍工兵隊、ジェームズマディソン大学、コンサルタントマルダサイエンスLLCが後援する共同プロジェクトです。 2022年以来、このプロジェクトはコミュニティの科学者に参加して、五大湖やオーシャンビーチなどの淡水サイトの両方から、全米にビーチサンドのデータベースを構築しています。情報は、赤い結び目やアジサシなどのリスクのあるショアバードの生息地を含むビーチの修復プロジェクトをサポートします

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.

Sandsnapデータベースには現在、ビーチサンドの約2,800の分析された画像が含まれており、緯度、経度、穀物サイズの尺度が含まれています。これは、ビーチが時間とともに変化する方法の重要な要素です。プロセスは簡単です。参加者は、ドライサンディビーチの破片のないセクションに行き、砂の上にコインをスケールのために置き、携帯電話で写真を撮り、画像をプロジェクトのWebサイトにアップロードします。アナリストは、多様な場所からのさまざまな堆積物サンプルで訓練された深い学習ニューラルネットワークを使用して、砂の粒度を測定します。既存の画像の70％をわずかに超えて、米国のビーチからのものです。残りは世界中のサイトからのものです。

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.

砂には多くのサイズと形があり、それを生成した岩と貝殻と、それらを装着した地質学的プロセスを反映しています。 「波のサイズと砂粒のサイズとの間の大まかな平衡状態にビーチが存在します」と陸軍の研究エンジニアであるデイビッド・ヤングは言います。砂粒が大きいほど、それらを動かすのに必要なエネルギーが多いため、細かい砂や粘土の存在は、ビーチに小さく穏やかな波があることを示します。より大きな砂粒が洗い流し始めると、波の作用が増加する可能性があります。変化する海岸線の正確なコンピューターモデルを構築するには、科学者はビーチの砂粒の正確なサイズを知る必要があります。しかし、北米の砂粒サイズの包括的なデータベースは存在しません。この情報を収集することは、特にビーチサンドの構成が時間とともに変化するため、単一の機関または研究室では法外に高価です。ビーチは人気の目的地であるため、コミュニティの科学者は知識のギャップを埋めるのに役立つ位置にあります。

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.

軍団は川、港、港、船の交通を全国的に動かし続けることで最もよく知られていますが、代理店は毎年数万エーカーの湿地を復元または作成し、時にはdredされた砂を使用してそうすることもできます。 「軍団は洋上沖で多くの貴重なdr堆積物を捨てていましたが、彼らはそのいくつかを再利用するのに優れたパートナーになりました」と、マノメット保護科学の弾力性のある生息地の副社長であるブラッド・ウィンは言います。現在、代理店は、生息地の修復など、いわゆる「有益な目的」のために水路からdrする材料の約30〜35％を再利用し、2030年までにその数値を70％に増やすことを目指しています。

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.

しかし、その目標を達成するために、連邦政府のエンジニアは、特定の場所で砂のサイズとタイプに関するより多くの情報を必要としています。 dredされた素材は、海岸にランダムに捨てることはできません。 「砂はビーチの砂をサイズと色でマッチする必要があります」とヤングは言います。砂のサイズと構成がすでに存在するものと一致しない場合、drされた素材は洗い流されたり、ビーチのプロフィールを変えたりすることがあります。そして、それは生息地に依存して巣を作り、移動中に餌を与えるために害を及ぼす可能性があります。潮間帯、干潮時に露出したゾーン、潮の水中では、「羽毛、オイスターキャッチャー、渡り鳥のサンドパイパーなどの種の食料品店」です。採餌シェアバードは、濡れた砂と潮のプールから小さな魚から無脊椎動物を引き抜きます。乾燥したビーチでは、鳥は昆虫や海藻に閉じ込められたラックラインに閉じ込められた海洋生物を見つけます。

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.

近年、軍団はdr砂と泥を使用して、ニュージャージー州ケープメイ郡からバージニア州ハンプトンロード、ジョージア州サバンナまで、全国の場所に鳥の生息地を回復または作成しました。環境保護主義者は、この作業が拡大することを望んでいます。 「海面上昇、乾燥した砂浜の侵食、潮間帯の喪失は、ビーチネスティングや渡り鳥に対する深刻な脅威です」とウィンは言います。

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

画像を提出するように触発された人のために、陸軍沿岸のエンジニアであるブライアン・マクフォールはいくつかのヒントを提供しています。写真は、隅にコインを置いて、名刺よりもわずかに大きいエリアをキャプチャする必要があります。 「あなたのイメージに砂粒を見ることができること、そしてそれらがぼやけていないことを確認してください」とマクフォールは言います。 SandSnapデータはすでにいくつかに含まれています