Camminiamo su di esso, passaci sopra e costruisci su di esso.

Ancora, è probabilmente sicuro di dire, la maggior parte di noi pensa raramente al terreno sotto i piedi.

Sotto l'erba, calcestruzzo, asfalto e altri materiali nel nostro ambiente costruito, però, il suolo fornisce struttura e stabilità a ciò che sta sopra.

L'esercito degli Stati Uniti vuole capire il ruolo che il clima ha, come le inondazioni, mareggiata o innalzamento del livello del mare, avrà sui suoli presso le sue basi e strutture militari costiere, che sono fondamentali per la sicurezza nazionale.

Le condizioni del suolo possono influenzare l'integrità del terreno alla base degli edifici, strade, ponti e altro. Per esempio, se il pH di un terreno dovesse aumentare notevolmente, a causa di un aumento del contenuto di ioni contenenti sale come il sodio da mareggiata, potrebbe creare condizioni saline che potrebbero ostacolare la capacità del terreno di supportare questa infrastruttura necessaria.

La comprensione di queste minacce consentirà un percorso e una manovrabilità più rapidi e precisi per le forze statunitensi.

Il Delaware Environmental Institute (DENIN) sta collaborando con l'Engineering Research and Development Center (ERDC) dell'US Army Corps of Engineers e la Louisiana State University per capire come le installazioni militari vulnerabili lungo le coste possono essere influenzate dai cambiamenti del suolo dovuti all'innalzamento del livello del mare e inondazioni costiere.

DENIN ha ricevuto 3,79 milioni di dollari in finanziamenti per il primo e il secondo anno dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti per iniziare questo lavoro, ed ha diritto a ulteriori 3,82 milioni di dollari in finanziamenti continuati nei due anni successivi. Guidato dal direttore di DENIN Don Sparks, Unidel S. Hallock du Pont Cattedra di Chimica del suolo e dell'ambiente presso il Dipartimento di scienze vegetali e del suolo dell'UD, lo sforzo dell'UD include la collaborazione interdisciplinare con Yan Jin, Edward F. e Elizabeth Goodman Rosenberg Professore di Scienze delle piante e del suolo, e Chris Meehan, professore nel Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale e direttore del Delaware Center for Transportation.

In particolare, Scintille ha detto, mancano informazioni su cosa accadrà quando i terreni attualmente non salini diventeranno improvvisamente salati. è una questione importante, come un rapporto del 2011 della National Academy of Sciences stima che un aumento di 3 piedi del livello del mare avrebbe un impatto su 128 strutture DOD degli Stati Uniti situate su o vicino a una costa.

"C'è stato molto lavoro sui terreni che sono già salati a ovest, in zone come l'Arizona, parti della California e dello Utah. Si sa meno sui suoli che non sono già salini e cosa accadrà se saranno esposti a inondazioni continue o ripetute dall'acqua di mare, " ha detto Sparks. "Una delle cose che vogliamo fare in questo progetto è raccogliere molti dati sui suoli costieri, compresi quelli presso le installazioni militari statunitensi, attraverso un monitoraggio intensivo dei parametri chiave in siti selezionati."

Sulla base di questi dati, i ricercatori raccoglieranno campioni di suolo dai siti e li sottoporranno a diversi regimi di inondazione e salinità in laboratorio per ottenere una comprensione più dettagliata dei meccanismi che influenzano fisicamente i suoli, chimicamente e biologicamente.

Questi dati consentiranno al DOD, in particolare il FESR, costruire sofisticati strumenti geospaziali e di modellazione per capire cosa aspettarsi in vari scenari e condizioni.

Per esempio, se si verificano cambiamenti del suolo sotto le strade o le piste delle basi dell'aeronautica statunitense, in che modo questo influisce sulla mobilità dei soldati e delle attrezzature dai carri armati ai camion, o l'accesso a materiali regolarmente spostati dentro e fuori una base militare? Le informazioni potrebbero essere utili per i decisori non militari, pure, in ambito accademico, governo, settore delle imprese e del non profit.

In alcune zone del Texas e ad ovest, i terreni con alti livelli di sodio si gonfiano quando si bagnano e successivamente si restringono quando diventano secchi. Se hai mai calpestato con cautela un marciapiede irregolare, potresti aver assistito in prima persona a questo terreno che si sposta.

"Puoi immaginare gli effetti che questo avrebbe su cose come le fondamenta degli edifici, " Egli ha detto.

I ricercatori utilizzeranno molti strumenti in tre siti di ricerca lungo la costa orientale e la costa del Golfo per un monitoraggio continuo nei prossimi anni. Due dei siti di studio a lungo termine saranno situati in Delaware e Louisiana, poiché entrambi sono stati costieri. È probabile che un terzo sito sia situato in un'importante struttura militare della costa atlantica o del Golfo che ha subito una serie di eventi di inondazione negli ultimi anni a causa degli uragani.

Il team dell'UD raccoglierà campioni di suolo e acqua e dati dopo diverse inondazioni o eventi meteorologici estremi per aiutarli a capire cosa sta succedendo a livello di campo al fine di riprodurre queste condizioni negli esperimenti di laboratorio.

Sparks si concentrerà sulla comprensione dei cambiamenti nella chimica del suolo che si verificano sotto diversi livelli di salinità e poiché le condizioni dell'ossigeno variano da ossico (ricco di ossigeno) ad anossico (gravemente povero di ossigeno). Le misurazioni sul campo consentiranno al team di Sparks di allestire un microcosmo in laboratorio per esplorare come il calcio elementare, i cambiamenti del ciclo del sodio e del carbonio si verificano sia in soluzione che sui solidi del suolo in risposta a una gamma di condizioni ossiche e anossiche e al pH. Tali dati saranno utili per aiutare a valutare gli impatti sulle proprietà del suolo in diversi regimi di inondazioni e salinità, che potrebbe avere un impatto sulle infrastrutture militari.

Nel frattempo, Jin, un fisico del suolo, esaminerà gli effetti di questi cambiamenti sulle proprietà e sui processi fisici e idrologici del suolo. Ciò potrebbe includere lo studio di come si verifica il restringimento o il rigonfiamento del suolo in risposta all'aumento di sodio o calcio, e se questo cambia il modo in cui l'acqua viene trattenuta, come l'acqua scorre o viene trasportata attraverso il suolo, tutto ciò può avere un impatto sulla funzione ecologica del suolo e sulle operazioni militari.

L'ingegnere civile Chris Meehan utilizzerà questi dati per comprendere meglio come cambia il comportamento fisico e meccanico del suolo in risposta all'innalzamento del livello del mare e all'intrusione di acqua salata nel suolo. Le aree di interesse includeranno i cambiamenti nella resistenza del suolo e la compressibilità del suolo o cambiamenti nel modo in cui l'acqua scorre dentro e attraverso i suoli. Queste proprietà sono di particolare importanza perché hanno un forte effetto sulle strutture ingegnerizzate che sono costruite sopra il terreno, come marciapiedi, edifici o ponti. Per i siti contaminati dall'ambiente, possono anche influenzare il comportamento e il movimento dei contaminanti nel sottosuolo.

Studenti universitari e laureati UD e ricercatori post-dottorato svolgeranno un ruolo attivo nel lavoro, acquisire esperienza sul campo e in laboratorio, progettare esperimenti e interagire con i colleghi delle istituzioni partner con diverse aree di competenza.

La Louisiana State University offre competenze complementari nella modellazione e nella comprensione degli impatti delle inondazioni sull'ecosistema. Nello specifico, I ricercatori della LSU sono interessati a come la forma del terreno, noto come geomorfologia, sarà cambiato nelle impostazioni militari costiere.

Sparks condivide la loro preoccupazione. Aree di confine come le paludi che separano le coste dalle zone interne dove i cambiamenti topografici sono piuttosto importanti. Inondazioni frequenti o prolungate da acqua salata, Per esempio, può alterare la capacità dell'ecosistema di sostenere la vegetazione, aprendo la porta ad altri cambiamenti più nell'entroterra.

Sebbene le persone non mettano sempre in relazione questi impatti climatici con la sicurezza nazionale, Sparks ha detto che questi problemi sono collegati. I dati raccolti formeranno un'immagine più chiara di ciò che verrà, consentendo alle forze armate statunitensi di pianificare in anticipo ovunque ci saranno installazioni militari o movimenti di soldati.

Come stato costiero, Il Delaware è suscettibile agli impatti climatici oggetto di studio, compreso l'innalzamento del livello del mare e le inondazioni. Inoltre, Il Delaware è sede di un'importante struttura militare:la Dover Air Force Base. Questi fattori rendono il Delaware un luogo ideale per porre questo tipo di domande. L'esperienza di UD nella scienza del suolo, risorse idriche e altre ricerche ambientali, e strutture di base eccezionali, come quelli del Patrick T. Harker Interdisciplinary Science and Engineering Laboratory, rendono i ricercatori UD e DENIN particolarmente adatti a rispondervi.

"Nel Delaware, non solo abbiamo l'inondazione ma c'è la subsidenza, o sprofondare nel terreno, anche. Questo è importante dove hai installazioni, " disse Sparks. "Questo causerà ulteriori cambiamenti nell'intera morfologia del terreno, che può influenzare le operazioni militari? Queste sono alcune delle domande a cui speriamo di rispondere".