Saltkärr är en grundläggande livsmiljö för fiskar och fåglar, kan fånga upp och gräva ner stora mängder organiskt kol, och spelar en viktig roll för att skydda kustsamhällen från stormfloder. Består av en delikat balans av precis tillräckligt med organisk och oorganisk avlagring för att hålla dem ovanför vattnet, kustkärr är hem för en rik variation av växter och djur.

Men när havsnivån stiger i snabbare takt, dessa livsviktiga ekosystem drunknar.

Orencio Duran Vinent, biträdande professor vid Institutionen för havsteknik vid Texas A&M University, och hans team har upptäckt att stigande vattennivåer inte behöver överstiga den genomsnittliga tillväxten av saltkärr för att de ska sväljas av havet. Istället, det räcker med att vattennivåerna ökar i en takt som är något högre än de långsammare växande områdena inom kärret för att leda till omfattande drunkning. Teamet hittade, genom beräknings- och analytisk modellering, att den traditionella strategin för att bekämpa träskdränkning kanske inte är den mest effektiva för det pågående bevarandet av dessa kustnära ekosystem.

Deras fullständiga resultat publicerades i En jord , en systerdagbok till Cell , i en artikel med titeln "Onset of Runaway Fragmentation of Salt Marshes."

Med hjälp av data som samlats in av Virginia Institute of Marine Sciences, teamet konstruerade beräknings- och analytiska modeller för att undersöka hur stigande havsnivåer och transport av sediment påverkade kärrarnas motståndskraft. Vad de upptäckte var en ny form av kärrdestabilisering, kallas flyktig fragmentering, och slutligen, att ekosystemen skulle kunna drunkna i en betydligt lägre takt av havsnivåhöjningen än man tidigare trott. Faktiskt, deras modell förutspår att den nuvarande takten med vilken havsnivåerna stiger är nära en tipppunkt för utbredd drunkning av träsk.

Splittring av skenande och åtföljande drunkning av salta kärr inträffar när den stigande havsnivån långsamt dränker inre områden inom kärret, att skapa små dammar över tiden i en process som kallas dammar. Varje damm blir större i storlek, stabiliseras så småningom när nytt oorganiskt sediment deponeras vid marginalerna som förhindrar ytterligare drunkning. Dock, fler och fler dammar dyker upp med tiden, skapa en miljö som ser ut som schweizerost.

"Vår forskning tyder på att grubblande inte bara är en isolerad händelse utan ett tidigt tecken på omfattande framtida träskförlust, även vid nuvarande havsnivåhöjningar, " sa Duran Vinent.

Duran Vinent sa att det är ett multidisciplinärt problem som behöver en multidisciplinär lösning. Och, som förväntat, det är komplicerat.

Till exempel, att ge stöd till saltmarker var teoretiskt sett att komma i form av att återinföra sediment i miljön, liknar att fylla i hål i sin trädgård för att hjälpa till med dränering. Tvärtom, teamets data tyder på hälsan hos saltkärr – och, därför, sannolikheten för skenande fragmentering – beror mindre på sedimenttillgången än på dess vegetation och dess organiska material.

Det här är för att, som Duran Vinent förklarade, i lågvattenmiljöer som Mexikanska golfen, sediment avsätts aldrig långt från en träskkant, skapa en ring av oorganiskt material runt utsidan av träskmarker. Detta gör att det inre av ett träsk är beroende av organiskt material för att överleva havsnivåhöjningen.

"När man tittar på tekniska ingrepp i kustområden, det är mycket lättare att bygga något från grunden efter traditionella tekniska metoder, " sa han. "Du har ett tydligt problem, du har en tydlig procedur, du har ditt material och sedan bygger du det. Men närhelst du flyttar ditt fokus till naturliga landskap eller ekosystem och hur du upprätthåller dem, saker och ting blir mycket svårare. Sättet som ett naturligt landskap håller balansen på är ibland mycket komplicerat. Du kan inte göra blinda ingripanden."

Grundläggande och korrekt förståelse av naturliga processer är avgörande för utvecklingen och innovationen av nya kustbevarandemetoder.

"Vi vill så småningom bidra till utvecklingen av nya tillvägagångssätt för kustteknik och ekosystemrestaurering som använder kustekosystemens kapacitet för att stödja och återuppbygga sig själva. Där ligger potentialen för en hållbar utveckling och framtida motståndskraft för våra kuster, " sa Duran Vinent.