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標題: 科學家靠電流讓海砂成天然水泥 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2024-8-31 12:31 AM 標題: 科學家靠電流讓海砂成天然水泥

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　　全世界都在為暖化引發的各種極端氣候做各種適應準備﹐其中海平面上升與極端風暴正在侵蝕沿海地區﹐傳統方法需要耗費鉅資﹐興建堤防﹑架高地面或是最壞情況下搬遷社區﹐但往往礙於時間與資金而進度緩慢﹐遇到自然災害總是措手不及。現在美國科學家想到一個解決方案﹐只要電流就可以自然強化海砂﹐讓沙灘自然成為堅固的海岸防線。
　　美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)高級沿海災害專家表示﹐全球海平面正在上升﹐原因是海洋溫度升高導致海水膨脹﹐然後是冰川﹐主要是大型大陸冰川的影響。全球四成人口聚集在沿海城市﹐美國也是一樣﹐根據NOAA的預測﹐到2050年美國海岸線的海平面預計將平均上升20公分以上﹐相當於1920年至2020年的成長總量。
　　然而﹐面對氣候變遷和海平面上升﹐以及愈來愈強烈的風暴﹐沿海工程師幾乎沒有辦法解決沿岸侵蝕問題﹐他們只會建造海堤﹐或是波浪沖走海灘砂石之後﹐就用卡車運來更多沙子﹐這兩種方法的效果都不會超過幾年。注入塑膠或其他物質來幫助固結鬆散的沙子則會對環境產生有害影響。
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　　美國科學家從蛤蜊和貽貝等海洋生物中汲取靈感﹐這種生物會自然利用海水中溶解的礦物質來形成貝殼。科學家發現﹐只要對浸有海水的沙子施加溫和的電流﹐引發化學反應﹐就可將天然存在的礦物質﹐轉化為固體碳酸鈣﹑氫氧化鎂或水菱鎂礦﹐等於在沙粒之間形成天然水泥。
　　實驗室實驗顯示各種類型的砂子﹐包括普通矽砂﹑鈣質砂和鐵砂都有很好的結果。研究指出﹐只需向沙子和海水混合物施加4伏特電壓﹐持續28天就會引發礦化。強度測試顯示﹐新形成的岩石強度約為混凝土的十分之一﹐但海岸線已足夠抵禦侵蝕的力量。這種方法可以用來加固海岸線房屋下方的地基﹐也可以用來修復現有混凝土結構中的一些裂縫。
　　礦化方法使用的電壓很低﹐因此海洋生物感覺不到。比起傳統方法﹐成本也很低﹐研究表示﹐每立方公尺處理過的地面﹐電固結製程的成本約為3至6美元﹐而相同體積的傳統黏結技術的成本可能高達70美元。此外﹐這種方法也可逆﹐在需要時可以溶解凝固的沙子。
　　目前的緩解沿岸遭受侵蝕的策略﹐例如建造海堤或打入水泥成本很高﹐且可能對環境造成破壞﹐也無法持久﹐年久失修後容易倒塌﹐禁不起海水的衝擊。這項只以電流打造天然水泥的新技術﹐可以以最低的成本或對生態系統影響最小的的情況下解決這些難題﹐目前研究團隊現在進行實地測試﹐進一步驗證該技術在現實條件下的有效性。該研究已刊登在《通訊地球與環境》期刊。

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