Arvet från två världskrig, träningsövningar för levande eld och avsiktligt bortskaffande av ammunition i kustvatten av militärer i USA och nationer över hela världen har orsakat oro när några av dessa områden används för fritids- och kommersiell verksamhet, t.ex. offshore -energisatsningar.

Oexploderad ammunition har tvättat upp på stränder i flera år, med en förvånad fiskare som rullar i en marinraket från Rock Harbor, Massachusetts i april 2018. Ytterligare oro är att kemikalier från dessa ammunition potentiellt kan läcka ut i och förorena grundvatten.

Även om det har gjorts många studier om hur vågor och strömmar flyttar ammunition i sandiga miljöer, många av de platser där denna krigsmateriel dumpades ligger i siltiga, leriga inställningar.

På grund av detta, University of Delaware's Art Trembanis och doktorand Carter DuVal ville lära sig hur oexploderade ammunition rör sig i dessa leriga, estuarinmiljöer.

Projektet finansieras av försvarsdepartementet under det strategiska utvecklingsprogrammet för miljöforskning (SERDP) och är ett av de första som undersökte hur oexploderade munstycken rör sig i denna typ av miljöer.

"Vi ville ta reda på om våra antaganden och modeller för hur vi verkar se oexploderade munstycken röra sig i sandiga miljöer, om vi kunde använda samma antaganden i leriga inställningar, "sa Trembanis, docent vid UD's College of Earth, Ocean and Environment (CEOE). "Om inte, behöver vi ändra hur vi förhåller oss till och modellera och förutsäga hur dessa kan röra sig? "

Från 1917 till 1970, USA disponerade aktivt över ammunition i havet tills kongressen satte stopp för övningen.

UD-forskare kunde identifiera mer än 100 tidigare använda försvarsplatser som hade en del av sina gränser i tidvattendrivna, grund, leriga flodmynningar.

"Det övergripande målet är att försöka hjälpa till att informera om en effektiv och säker hantering av dessa kända webbplatser, "Trembanis sa varför forskningen är viktig.

Delaware Bay testplats

Eftersom Delaware Bay är en av de största mynningarna på östkusten, det fungerade som en perfekt testplats för deras studie.

"Delaware Bay är en flodmynning som har grunt, leriga platser inom den, så vi ville använda det som en proxy för att få en bättre förståelse för dynamiken som är involverad i explosiva ämnen i oroande miljöer, "sa DuVal, en doktorand vid School of Marine Science and Policy i CEOE.

Sedan 2017 har forskargruppen har gjort tre utplaceringar i de grunda områdena i Delaware Bay.

De tillverkade ammunitionssurrogater som liknade egenskaperna till verklig ammunition, bosätter sig i tre olika storlekar. Den tillverkade ammunitionen baserades på input från försvarsdepartementet och direktörer för tidigare använda försvarsplatser som identifierade mer vanligt använda ammunition:60 millimeter och 81 millimeter murbruk och 155 millimeter howitzer-skal.

Dessa ammunition sträckte sig från de mycket små, hand-bärbar storlek, till en medium ammunition till en som vägde nästan 100 pund.

Forskarna lade till sensorer till den tillverkade ammunition som liknar sensorer som finns i mobiltelefoner - som registrerar när de rör sig med hjälp av en datalogger.

De utrustade också den tillverkade ammunitionen med VEMCO -positioneringssystem (VPS) som gjorde det möjligt för dem att sätta upp ett rutnät med akustiska mottagare, sätta akustiska taggar på deras ammunition, och spåra dem över tid i hög frekvens och hög trohet. Dessa akustiska taggar gjorde att de kunde få noggrannheter ner till 20 centimeters positionering.

Att ställa ut surrogaterna

År 2017, med hjälp av Delaware State Police Scuba Team, ledd av Corp. Brian Greene, de tappade surrogaterna i fyra meter vatten och lät dem stanna där i en månad. Inga stormar hände, men de kunde undersöka systemet och se att det fungerade bra, eftersom de fick exakta taggplatser för surrogaterna.

Våren 2018, det var fyra intensiva nordöstra som träffade studieplatsen. När dykarna återfick surrogaterna, de noterade för DuVal att de två mindre ammunitionen till stor del var, om inte helt, begravd, medan den större ammunitionen satt utsatt i stora skurgropar. (En skurgrop är ett hål som skapas när vatten rör sig snabbt förbi ett stort föremål.) DuVal sa att forskarna också kunde verifiera detta med sina data.

De hade också tur, eftersom vindhastigheterna var övre nivå och outlier -händelser jämfört med de senaste två eller tre decennierna av vinddata som var tillgänglig.

Trots att hon begravdes på plats eller hamnade i en skurgrop, ammunitionen rörde sig inte horisontellt.

"Det vi såg var ungefär lika hög energi av stormar som vi räknar med skulle hända i denna region under den tiden på året och vi såg ingen horisontell rörelse, "sa DuVal.

När de tittade närmare på några av de akustiska spårningsdata från en av de mindre surrogaterna, de såg att energin från en av stormarna var tillräckligt hög för att den gungade fram och tillbaka på plats, men ändå, det rörde sig knappt.

När gruppen gick ut igen hösten 2018, de drabbades igen av några stora stormar, varav en välte sensorer och flyttade en stor instrumentram som innehöll deras hydroakustiska sensorer 316 meter söderut, helt ur studieplatsen.

"Vi var tvungna att plocka upp det och ställa om saker på webbplatsen, "sa DuVal." När vi gjorde det, vi laddade ner data och fann att trots att instrumentramen rörde sig, surrogaterna rörde sig inte. De började begrava. "

Gruppens forskning har visat att under fyra månaders utplaceringar som fångade sex Noreaeaster -händelser, ammunitionssurrogaterna som de har lagt ut har inte rört sig. De har bara skurat och begravt.

"Det ger fortfarande ett intressant resultat när det gäller, hur hittar du dem när de har skurat och begravt? "sa DuVal.

Förutom studien som leds av Trembanis och DuVal, Jack Puleo, professor och docent vid UD:s institution för civil- och miljöteknik, genomför en liknande SERDP -finansierad studie för ammunitionsmobilitet i swashzonen, zonen med vågåtgärder på stranden, på sandiga platser.