Onderzoek naar verdwijnende kustlijnen in Egypte biedt oplossingen voor de bescherming van kuststeden, ook in Californië

De kusten van Alexandrië ondergaan aanzienlijke veranderingen met een dramatische terugtrekking van de westelijke en oostelijke kusten tussen 1935 en 2022. Een nieuwe studie van USC onthult een schokkende toename van gebouwinstortingen in de oude Egyptische havenstad Alexandrië, die rechtstreeks verband houdt met stijgende zeespiegels en zoutwaterintrusie.

Voorheen een zeldzaam verschijnsel, zijn de instortingen van gebouwen in Alexandrië – een van de oudste steden ter wereld, vaak de “bruid van de Middellandse Zee” genoemd om zijn schoonheid – de afgelopen tien jaar versneld van ongeveer één per jaar naar maar liefst 40 instortingen per jaar, aldus de onderzoekers. “De werkelijke kosten van dit verlies reiken veel verder dan bakstenen en cement. We zijn getuige van de geleidelijke verdwijning van historische kuststeden, waarbij Alexandrië het alarm slaat. Wat eens leek op verre klimaatrisico’s, is nu een actuele realiteit,” zegt Essam Heggy, hydrologe aan de USC Viterbi School of Engineering en de corresponderende auteur van de studie.

Sara Fouad, een landschapsarchitect aan de Technische Universiteit van München (TUM) en de eerste auteur van de studie, voegt daaraan toe: “Gedurende eeuwen stonden de structuren van Alexandrië als wonderen van veerkrachtige techniek, die aardbevingen, stormvloeden, tsunamis en meer doorstonden. Maar nu maken stijgende zeeën en intensiverende stormen, aangedreven door klimaatverandering, in decennia ongedaan wat millennia van menselijke vindingrijkheid heeft gekost.”

Kusterosie: Zakkende steden en stijgende zeeën Zelfs kleine stijgingen van de zeespiegel – slechts een paar centimeter – kunnen verwoestende effecten hebben, aldus Heggy, die zelfs steden als Alexandrië, die historisch veerkrachtig zijn geweest, bedreigen. Dit geldt ook voor moderne metropolen zoals Los Angeles, waar plotselinge overstromingen en modderstromen nu het herstel na recente bosbranden bemoeilijken.

Gepubliceerd in Earth’s Future, valt de studie samen met verontrustende bevindingen van NASA en NOAA die aantonen dat delen van Californië – waaronder de San Francisco Bay Area, de Central Valley en het kustgebied van Zuid-Californië – zinken. Deze kleine hoogteveranderingen kunnen het risico op overstromingen en zoutwaterintrusie aanzienlijk verhogen, waarschuwen wetenschappers.

Net als Alexandrië staan de kuststeden van Californië voor groeiende bedreigingen door zoutwaterintrusie, die de infrastructuur verzwakt, de watervoorzieningen degradeert en de kosten van levensonderhoud opdrijft. “Onze studie daagt de gebruikelijke misvatting uit dat we ons alleen zorgen hoeven te maken als de zeespiegel met een meter stijgt,” zegt Heggy. “Wat we hier laten zien, is dat kusten over de hele wereld, vooral Middellandse Zeekusten zoals die van Californië, al veranderen en gebouwinstortingen veroorzaken met een ongekend tempo.”

Het volgen van kusterosie in Alexandrië De onderzoekers gebruiken een driedelige aanpak om de impact van veranderingen in de kustlijn op de gebouwen van Alexandrië te beoordelen. Ten eerste creëerden ze een gedetailleerde digitale kaart met behulp van geografische informatiesystemen om de locaties van ingestorte gebouwen in zes wijken van het historische stedelijke gebied van de stad in kaart te brengen, een van de dichtstbevolkte regio’s.

De kaart bevat belangrijke details over elke structuur, waaronder locatie, grootte, bouwmaterialen, leeftijd, funderingsdiepte en aantal verdiepingen. De gegevens, verzameld uit sitebezoeken, overheidsrapporten, nieuwsarchieven en verklaringen van particuliere bouwbedrijven, beslaan de periode van 2001 tot 2021 en omvatten zowel volledig als gedeeltelijk ingestorte gebouwen.

Vervolgens combineerden ze satellietbeelden met historische kaarten uit 1887, 1959 en 2001 om de beweging van de kustlijn te volgen en een dieper inzicht te krijgen in hoe delen van Alexandrië’s 80 kilometer lange kustlijn de afgelopen twee decennia tientallen meters landinwaarts zijn verschoven.

Door de snelheid van de terugtrekking van de kustlijn in de afgelopen eeuw te berekenen, bestudeerden de onderzoekers hoe de krimpende kustlijn de grondwaterstanden verhoogt, waardoor ze in contact komen met de fundamenten van kustgebouwen. Ten slotte analyseerde het team chemische “vingerafdrukken” die isotopen worden genoemd in bodemmonsters om de effecten van zoutwaterintrusie te onderzoeken. Ze meeten specifieke isotopen, zoals B7, in elk monster om de mechanische eigenschappen van de bodem te beoordelen. Hogere B7-niveaus duiden op sterkere, stabielere grond, terwijl lagere niveaus op erosie wijzen.

Volgens Ibrahim H. Saleh, een bodemstralingswetenschapper aan de Universiteit van Alexandrië en een van de co-auteurs van de studie, “toonde onze isotopenanalyse aan dat gebouwen van onderaf instorten, omdat zoutwaterintrusie de fundamenten erodeert en de bodem verzwakt. Het zijn niet de gebouwen zelf, maar de grond eronder die wordt beïnvloed.”

Ontwikkeling van waterwegen helpt de stad om klimaatextremen het hoofd te bieden en verbindt mensen met goed onderhouden stedelijke ruimtes, waardoor de binnenstad met de kust wordt verbonden. De strategie voor toekomstige kustweerbaarheid in Alexandrië omvat het onderhouden, verbeteren of herstellen van een groene zone langs de kustlijn. “Onze studie toont aan dat kustgebouwen ook een risico lopen op instorting, zelfs zonder direct in contact te komen met het zoutwater, zoals vaak wordt gedacht,” voegde Heggy eraan toe.

Een natuurgebaseerde oplossing voor kuststeden Om kusterosie en zoutwaterintrusie tegen te gaan, stellen de onderzoekers een natuurgebaseerde oplossing voor: het creëren van zandduinen en vegetatiebarrières langs de kustlijn om het binnendringende zoutwater te blokkeren en zo te voorkomen dat zoutwaterintrusie de grondwaterstanden naar de fundamenten van gebouwen duwt. Deze duurzame, kosteneffectieve benadering kan wereldwijd in veel dichtbevolkte kustgebieden worden toegepast, aldus Steffen Nijhuis, een landschapsgebaseerde urbanist van de Technische Universiteit Delft in Nederland en co-auteur van de studie.

Udo Weilacher, landschapsarchitect aan de TUM en co-auteur van de studie, zegt: “Het behouden van de diverse architectonische kenmerken van historische mediterrane steden is een krachtige herinnering aan hoe landschapsverandering een cruciale rol heeft gespeeld in het creëren van klimaatbestendige samenlevingen.” “Historische steden zoals Alexandrië, die de wieg van culturele uitwisseling, innovatie en geschiedenis vertegenwoordigen, zijn cruciaal voor het beschermen van ons gezamenlijke menselijke erfgoed,” aldus Heggy. “Naarmate de klimaatverandering de stijging van de zeespiegel en kusterosie versnelt, gaat het beschermen van hen niet alleen om het redden van gebouwen; het gaat om het behouden van wie we zijn.”