編譯／潘楠慕

在氣候變遷加劇下，海岸線侵蝕問題也日益嚴重，全球各地海灘常見以水泥消波塊來抵擋波浪對海岸的侵蝕，不過，美國西北大學科學家提出創新方式：用電流電一下沿海沙地，來鞏固海岸線。

西北大學研究團隊8月在《地球與環境通訊》（Communications Earth and the Environment）期刊發表這項研究成果，率領研究的土木與環境工程學副教授羅塔洛里亞（Alessandro Rotta Loria）指出，「全球超過40%的人口居住在沿海地區，由於氣候變遷和海平面上升，海岸線侵蝕對這些社區構成巨大威脅，造成的基礎設施破壞和土地流失，每年也為全球帶來數十億美元的損失」。

電流法的靈感來自蛤蜊和貽貝等海洋生物，利用自然溶於海水中的礦物質打造外殼，這項研究根據這項原理，但是使用電能，而非生物代謝過程，來利用礦物質形成天然黏著劑。

研究人員對浸泡於海水的沙子中施加4伏特的微弱電流，觸發化學反應，將其中天然存在的礦物質轉化為固態的碳酸鈣、氫氧化鎂，或水合碳酸鎂礦物「水菱鎂」（hydromagnesite）等，這些礦物質有效地將鬆散的沙子黏結形成類似岩石的物質。

實驗顯示，這項技術用在常見的矽砂（silica sand）、石灰質沙和鐵質砂等多種砂礫都有良好效果，突顯該技術的多功能性，而效果幾乎是立竿見影，不過較長時間電流刺激，效果會更顯著。羅塔洛里亞說：「僅僅幾天的電流刺激就有明顯效果。」微弱電流不致威脅海洋生物，還可在需要時溶解固化的沙子，既環保又可逆。

在成本上，電流固化過程每立方公尺地面處理成本約為3至6美元（約新台幣96到193元），而傳統方式處理相同體積的成本可能高達70美元（約新台幣2254元）。

目前預防海岸線侵蝕的策略，如建造防波堤或者灌注水泥等方式，除了成本昂貴，還可能損害環境。羅塔洛里亞指出，「這些方式不僅需要巨額花費，也可能無法維持長久」，他們開發的新技術旨在解決這些挑戰，同時兼顧低成本和不破壞生態系統。

未參與這項研究的英國地質調查局（BGS）海岸與河口部門主管帕約（Andres Payo）評論指出，這類天然固化方式雖然並不新鮮，但是在沿海地區的應用仍具有相當的潛力。

羅塔洛里亞認為，電流法應用範圍非常廣泛，可用來加強海堤下的海床、穩定沙丘、維持住不穩定的土坡，還可強化防護結構、海洋基礎設施等。這項技術未來經過進一步測試和發展，可望大規模應用於全球沿海地區。



創新混合光觸媒 2步驟消除PFAS

常用於不沾或防水塗料的全氟或多氟烷基物質（PFAS），帶來的環境和人體健康傷害，近年愈加受到重視。加拿大英屬哥倫比亞大學（UBC）化學工程師開發出一種新技術，用水和光就可同時捕捉並分解這種化學物質為無害成分，可望為解決這類難以分解的化學物質帶來新希望。

PFAS類物質因對化學反應、生物降解具有很強的抵抗性，而有「永久化學物質」之稱，可長期存在於環境中或人體內。率領這份研究的加國英屬哥倫比亞大學化學與生物工程系副教授福斯特（Johan Foster）指出，「PFAS無論是在環境中還是人體內都極難分解，我們的系統可使這些物質進入水源危害我們的健康之前，將其去除並分解」。

目前常用以活性碳吸附水中殘留的PFAS，但是這種方式一直有一大缺點，就是需要額外步驟處理吸附後的有毒物質，研究團隊著眼能同時吸附並瓦解，因此開發出由鐵氧化物和石墨烯碳製成的混合光觸媒。

福斯特說，整個處理過程只要兩步驟，就可吸附PFAS並瓦解為無害成分，「短短3小時就能消除水中多達90%的永久化學物質」，速度比市面上可相提並論的方式快得多。不同於一般光觸媒的是，這項技術不需要大量紫外線，即使是在低光照條件下，依然能分解超過85%的其中一種常見永久化學物全氟辛酸（PFOA），應用潛力更大。

這項研究成果8月在《通訊工程》（Communications Engineering）期刊發表。福斯特表示，這項技術「是永久化學物質問題的長期解決方案」，而且也具有去除其他持久性汙染物的潛力，為水源化學汙染問題，提供一個前景可期的方案。



格陵蘭峽灣大海嘯 震撼地球9天

2023年9月，位於北極圈內的格陵蘭峽灣發生一場巨大山崩，引發高達200公尺的海嘯，更令人驚訝的是，這場海嘯產生的巨浪「被困在」狹長的峽灣中來回震盪，「震撼地球」整整9天。

去年9月全球各地地震偵測儀捕捉到不明地震波信號，多國科學家備感困惑，經過15國40個機構的68名科學家聯合調查，今年9月在《科學》（Science）期刊發表報告解開謎團：該次信號是當年9月16日格陵蘭東部狄克遜峽灣（Dickson fjord）一座高1200公尺的山脈發生山崩，進而引發高達200公尺的海嘯，持續9天。

英國倫敦大學學院地震學家希克斯（Stephen Hicks）說，這個信號與任何地震跡象都不像，「每隔90秒就出現一次，連續9天」。研究團隊根據地震監測數據找出信號來源，再收集衛星照片等線索，發現狄克遜峽灣一座山脈在地震信號出現後已經崩塌。

估計這場山崩造成2500萬立方公尺的岩石夾帶冰河冰塊，傾瀉而下至少2200公尺，衝入峽灣引發巨大海嘯。一般海嘯在海洋傳播時迅速消散能量，但這場海嘯卻被峽灣地形困住。希克斯解釋，山崩發生在距開闊海洋約200公里的內陸，峽灣系統非常複雜，導致巨浪無法釋放能量，「我們從未見過如此大規模的水體運動，能持續這麼長時間」。

這場山崩的背後原因和氣候變遷脫不了關係。希克斯指出，隨著全球暖化，冰河逐漸融化，「冰河變得太薄弱，無法再支撐山體，因此發生山崩」。丹麥與格陵蘭地質調查所（GEUS）地質學家斯文內維格（Kristian Svennevig）說，這次事件規模空前，突顯進一步研究這類風險的必要性。