今年夏天，数百万美国人将前往新英格兰的海滩消暑，在海浪中嬉戏并沐浴阳光。到目前为止，决定哪些海滩逐渐向大海倾斜，哪些海滩突然陡峭下降的因素在很大程度上是未知的。然而，马萨诸塞大学阿默斯特分校的新研究以前所未有的细节揭示了海滩沙子的粒度与海滩本身的坡度之间的关系。这些新发现对于了解新英格兰海滩将如何应对海平面上升和风暴活动增加至关重要。
新英格兰的许多海滩都是由沙子和小石头混合而成的。或者，更准确地说，这些海滩上的颗粒大小是“双峰”的——由非常大的砾石(10 到 64 毫米)和中到粗沙(0.25 到 1 毫米)组成，但是中间很少。
麻省大学阿默斯特分校地球科学系教授、第一作者乔恩伍德拉夫说：“我挑战你从新英格兰海滩上找到一把直径约 5 毫米(或略低于四分之一英寸)的谷物。”最近发表在《海洋地质学》上的一篇论文详细介绍了他的团队的研究。“只是数量不多。”
事实证明，颗粒大小是海滩坡度的关键决定因素之一，研究人员早就知道，沙子越细，海滩的坡度就越平缓——在一定程度上。“对于粗粒度的海滩，粒度和坡度之间的关系就不存在了，”伍德拉夫说。尽管许多新英格兰海滩通常由粗粒颗粒组成，但它们仍然逐渐向水边倾斜。直到现在，没有人知道为什么。
“过去的研究人员一直关注平均或中值晶粒尺寸，”伍德拉夫说。这是一种适用于细粒度海滩的方法。但在新英格兰的双峰海滩中，颗粒大小的中值正好落在 1 到 10 毫米之间的间隙中。Woodruff 和他的团队从马萨诸塞州的 18 个海滩采集了 1000 多个样本，他们从中收集了新英格兰海滩上最大的、公开可用的数据集。
麻省大学的研究小组还包括马萨诸塞州地质调查局的史蒂夫·马比和尼克·文蒂，以及麻省理工学院的合著者道格·比奇和艾莉西亚·迪特罗亚领导的一群学生。Woodruff 的团队发现，在双峰海滩中，只有细粒沙子决定了海滩的坡度。“那一小撮沙粒，”伍德拉夫说，“这就是为什么海滩游客在新英格兰有地方晒日光浴。”
这项新研究是与马萨诸塞州海岸带管理办公室合作进行的，并得到联邦海洋能源管理局和东北气候适应科学中心的支持，其影响远远超出了您的下一个暑假。“了解海滩沙粒大小如何影响我们海滩的构成对于预测海滩将如何应对风暴和海平面上升至关重要，”伍德拉夫说。“特别是考虑到保护海滩免受侵蚀的尝试，每年花费数百万美元，我们需要知道是什么决定了这些海滩的形状和定义的颗粒大小特征。”
