Bờ biển Đại tây dương của nước Mỹ được viền quanh bởi chuỗi đảo hàng rào dài nhất thế giới. Nhiều bãi tắm, khu nghỉ mát đã được xây dựng trên những hòn đảo này. Song các nhà phát triển thường lờ đi một thực tế là họ chỉ làm ăn nhất thời và đang làm thay đổi hình thái đất (Hình 16.29). Nếu tốc độ xói mòn vượt quá tốc độ lắng đọng trầm tích liên tục trong vài năm, thì một đảo hàng rào có thể co lại hoặc biến mất hoàn toàn, dẫn tới sự phá hủy của nhà cửa và các khu nghỉ mát trên bãi biển. Ngoài ra, các đảo hàng rào rất dễ bị ảnh hưởng bởi bão. Bão có thể làm ngập các đảo thấp và di chuyển một lượng lớn trầm tích chỉ trong một thời gian rất ngắn. Vào tháng 9 năm1996, trận bão Fran đã san phẳng nhiều Hòn đảo Topsail, một đảo hàng rào thấp ở Bắc Carolina. Các nhà địa chất không ngạc nhiên vì nhà cửa không chỉ được xây dựng trên cát bình thường- mà chúng được xây dựng trên loại cát mà hầu như đã được báo trước là sẽ di chuyển. As a second example, Long Island extends eastward from New York City and is separated from Connecticut by Long Island Sound. Longshore currents flow westward, eroding sand from glacial deposits at the eastern end of the island and depositing it to form beaches and barrier islands on the south side of the island (~ Figure 16.30). At any point along the beach, the currents erode and deposit sand at approximately the same rates (~Figure 16.31A). Geologists calculate that supply of sand at the eastern end of the island is large enough to last for a few hundred years. When the glacial deposits at the eastern end of the island become exhausted, the flow of sand will cease. Then the entire coastline will erode and the barrier islands and beaches will disappear.
Một ví dụ thứ 2 là đảo Long – hòn đảo mở rộng từ thành phố New York về phía đông và được tách biệt khỏi eo biển đảo Long. Các dòng hoạt động ở bờ biển chảy về phía tây, gây xói mòn cát từ lớp trầm tích sông băng ở đầu phía đông của đảo và làm lắng đọng cát tạo nên các bãi biển và các đảo hàng rào ở mặt nam của đảo. Ở bất cứ điểm nào dọc bờ biển, các dòng hoạt động cũng gây xói mòn và làm lắng đọng cát với tốc độ gần như nhau. Các nhà địa chất tính toán rằng sự lắng đọng cát ở đầu phía đông của đảo có thể kéo dài đến vài trăm năm. Khi lớp trầm tích sông băng ở đầu phía đông của đảo đã hết, sự chảy cát sẽ dừng lại. Khi đó, toàn bộ bờ biển sẽ xói mòn dần và các đảo hàng rào và các bãi biển sẽ biến mất.
However, if we narrow our time perspective and look at a Long Island beach over a season or during a single storm, the rates of erosion and deposition are not equal. Thus beaches shrink and expand with the seasons or the passage of violent gales. In the winter, violent waves and currents erode beaches, whereas sand accumulates on the beaches during the calmer summer months. In an effort to prevent these seasonal fluctuations and to protect their personal beaches, Long Island property owners have built stone barriers called groins from shore out into the water. The groin intercepts the steady flow of sand moving from the east and keeps that particular part of the beach from eroding. But the groin impedes the overall flow of sand. West of the groin the beach erodes as usual,
but the sand is not replenished because the upstream groin traps it. As a result, beaches downcurrent from the groin erode away (~ Figure 16.31B). The landowner living downcurrent from a groin may then decide to build another groin to protect his or her beach (~ Figure 16.31C). The situation has a domino effect, with the net result that millions of dollars are spent in ultimately futile attempts to stabilize a system that was naturally stable in its own dynamic manner (~ Figure 16.32).
Tuy nhiên, nếu chúng ta thu hẹp thời gian và theo dõi bãi biển ở đảo Long trong suốt một mùa, hoặc trong một mùa mưa bão, chúng ta sẽ thấy tốc độ xói mòn và tốc độ lắng đọng không giống nhau. Vì vậy, các bãi biển chìm xuống dưới mặt nước và mở rộng theo mùa hoặc theo sự di chuyển của các cơn gió mạnh. Vào mùa đông, các đợt sóng mạnh và các dòng hoạt động làm xói mòn bãi biển, còn vào những tháng hè biển lặng gió hơn thì cát lại tích lũy ở các bãi biển. Nhằm phòng chống những sự biến đổi theo mùa này và bảo vệ bãi biển riêng của mình, những người chủ đất và nhà cửa trên đảo Long đã xây dựng các barie chắn bằng đá gọi là “háng” bên bờ biển để chắn nước biển. Các háng này đã chặn đứng dòng chảy đều đặn của cát từ phía đông và giữ cho các khu vực nhất định của bãi biển không bị xói mòn. Nhưng các háng cản trở tất cả các dòng chảy của cát. Ở phía tây của háng, bãi biển bị xói mòn như thường lệ, nhưng cát không được làm đầy vì háng ở đầu dòng (thượng nguồn) đã giữ cát lại. Kết quả là phần bãi biển ở xuôi dòng hoạt động so với háng bị xói mòn. Những người chủ đất sống ở khu vực xuôi dòng hoạt động có thể sẽ quyết định xây dựng một cái háng khác để bảo vệ bãi biển của họ. Tình huống này có một tác dụng lôi kéo và kết quả cuối cùng là hàng triệu USD sẽ được chi ra một cách vô ích nhằm củng cố một hệ thống vốn đã được ổn đinh một cách tự nhiên theo cách riêng của nó.
Storms pose another dilemma. Hurricanes commonly strike Long Island in the late summer and fall, generating storm waves that completely overrun the barrier islands, flattening dunes and eroding beaches. When the storms are over, gentler waves and longshore currents carry sediment back to the beaches and rebuild them. As the sand accumulates again, salt marshes rejuvenate and the dune grasses grow back within a few months.
Các trận bão lại đặt ra một tình thế khó xử khác. Các cơn bão thường tấn công đảo Long vào cuối mùa hè và mùa thu, tạo ra các đợt sóng lớn tràn qua cả các đảo hàng rào, san bằng các đụn cát và làm xói mòn bãi biển. Khi trận bão đi qua, những đợt sóng lặng hơn và các dòng hoạt động ở bờ biển lại chở trầm tích vào bãi biển và dựng lại các đụn cát. Khi cát tích lũy lại, các đầm lầy mặn trẻ lại và cỏ phát triển trở lại chỉ trong vài tháng.
These short-term fluctuations are incompatible with human ambitions. People build houses, resorts, and hotels on or near the shifting sands. The owner of a home or resort hotel cannot allow the buildings to be flooded or washed away. Therefore, property owners construct large sea walls along the beach. When a storm wave rolls across an undeveloped low-lying beach, it dissipates its energy
gradually as it flows over the dunes and transports sand. The beach is like a judo master who defeats an opponent by yielding with the attack, not countering it head on. A sea wall interrupts this gradual absorption of wave energy. The waves crash violently against the barrier and erode sediment at its base until the wall collapses. It may seem surprising that a reinforced concrete sea wall is more likely to be permanently destroyed than a beach of grasses and sand dunes, yet this is often the case (Figure 16.33).
Các biến đổi ngắn kỳ này trái ngược với ý muốn của con người. Chúng ta xây dựng nhà cửa, các khu nghỉ mát và các khách sạn trên hoặc gần các vùng cát chảy. Chủ nhà nghỉ hay khu nghỉ mát không thể để các tòa nhà của họ bị nước ngập hay đất bồi. Do đó, chủ các tài sản này phải xây dựng các đê chắn biển dọc bờ biển. Khi sóng lớn dạt vào một bãi biển thấp, không phát triển, chúng phát thải năng lượng một cách từ từ khi nước tràn qua các đụn cát và vận chuyển cát. Bãi biển giống như 1 võ sĩ Judo chuyên nghiệp - người đánh bại đối thủ của mình bằng cách nhường sự tấn công, mà không phản công. Đê chắn biển phá vỡ sự hấp thụ năng lượng sóng từ từ này. Sóng đánh mạnh vào đê chắn và làm xói mòn trầm tích ở đế của nó cho đến khi đê chắn vỡ vụn và sụp đổ. Thật ngạc nhiên nhưng một đê chắn bằng bê tông cốt thép lại dễ bị phá hủy hoàn toàn hơn là một bãi biển đầy cỏ và các đụn cát. Tuy nhiên, điều đó lại thường xuyên xảy ra.