本文是關於路易斯安那州迅速消失的海岸線的兩部分系列文章的第二部分。閱讀第一部分。
當準將杜克·德盧卡在 8 月份結束他在美國陸軍工程兵團 32 年的職業生涯時，他考慮了路易斯安那州為防止該州東南部被墨西哥灣吞噬而進行的 50 年、500 億美元大規模努力的關鍵。
德盧卡是海岸面臨的許多威脅方面的專家，他說：“這將需要在科學方面進行登月式的投資。”
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路易斯安那州沿海科學界的許多人認為德盧卡的描述非常準確，抓住了這項事業的艱鉅不確定性。
這項任務不可能在更具挑戰性的地形和更不合時宜的時間進行。
路易斯安那州東南部可能最恰當地被描述為由果凍製成的層層蛋糕，漂浮在不斷變暖、水位上升的旋轉按摩浴缸中。科學家和工程師必須防止果凍融化，同時無法控制按摩浴缸。
問題是人為造成的。在過去的 80 年裡，路易斯安那州的海岸線因河堤而缺乏沉積物，並因石油和天然氣開採而挖出的運河而被破壞。現在，隨著海灣的上升，路易斯安那州東南部正以地球上最快的速度之一下沉。
已經有 2,000 平方英里的土地滑入海灣。如果不採取行動，該州可能會在未來 50 年內再失去 1,750 平方英里的土地。
如果發生這種情況，70 年後，新奧爾良可能會被留在延伸到開闊海灣的一小片陸地上，遭受風暴襲擊，這些風暴會席捲受保護社群的水下墳墓。
經濟影響將在全國範圍內產生反響，因為海洋會淹沒該國一半的煉油廠和運輸該國 30% 石油和天然氣的管道。該國最大的港口是通往 31 個州的經濟大門，它很容易受到普通熱帶風暴的影響，導致停工，估計每天給美國經濟造成 3 億美元的損失。
路易斯安那州已做出回應，制定了海岸總體規劃，這是一項前所未有的努力，旨在在未來半個世紀內建造和保護多達 800 平方英里的溼地和屏障島嶼，並建造數英里的堤壩。
乍一看，該計劃似乎並不複雜：利用河流中的泥沙來重建三角洲。
該州已確定了兩種方法來做到這一點。
一種是將沙子泵入下沉的溼地，可以快速建造陸地，並且易於工程化。但這是一種臨時的解決方案。
另一種是從河流中轉移富含沉積物的淡水，模仿了數千年來建造三角洲的自然過程。這可能是一個持久的解決方案。但是它需要更多的前期成本，並且如果有效，也需要數年才能起作用。
該計劃的目的不是重建迄今為止失去的一切，甚至不是為現在仍然存在的一切而戰。相反，更適度的目標是恢復足夠的溼地，以緩衝社群免受風暴潮的影響，並提供功能正常的漁業。
即使那樣也不是確定無疑的事情。
為了使專案成功，科學家和工程師將不得不即時找出如何建立一個人造系統，以複製三角洲的自然造陸過程。
他們的解決方案必須符合河流可以輸送多少沉積物的限制，並且必須預測未來的海平面上升和陸地下沉。他們必須以某種方式平衡恢復的需要與航運、能源和漁業的需求。
與此同時，路易斯安那州必須找到一種方法來為此買單。儘管這場戰鬥對該國其他地區產生了影響，但到目前為止，國會拒絕了大部分資金請求。路易斯安那州是該國最貧窮的州之一，可能會在 10 年內耗盡用於海岸恢復的資金。
“我不認為公眾意識到這有多麼大的範圍，”路易斯安那州立大學的研究員哈里·羅伯茨說，他花了五十多年的時間研究河流和三角洲。
州議員承認了這些挑戰，要求指導這項工作的海岸保護和恢復管理局每五年修訂一次其恢復計劃。
該機構的執行董事凱爾·格雷厄姆說：“我們將邊走邊適應。”
如果說有什麼的話，德盧卡的“登月”類比可能是一種保守的說法。美國宇航局必須克服歷史性的科學和工程挑戰才能將人類送上月球。但城鎮的存在並不取決於結果。
“我們將不得不從小規模開始，並且在此過程中會出現失誤，”海岸地質學家保羅·肯普說，他是路易斯安那州立大學的一名研究員，曾對密西西比河三角洲進行了廣泛的研究。
“但是我們必須成功，因為這確實是我們唯一的希望。”
將沙子泵入溼地
由於時間、資金和河流所能提供的資源有限，規劃人員必須決定哪些地區可以而且應該被拯救。
大部分重建工作都集中在保護新奧爾良的盆地中，不僅因為它是經濟和文化中心，還因為河流已經攜帶造陸沉積物流經該地區。
恢復海岸的第一種方法是使用泥漿管道從河床和近海疏浚泥沙，然後將其泵送到下沉的溼地和侵蝕的屏障島嶼。這種方法已用於全國各地的海灘修復專案。該州稱之為“沼澤創造”。
由州政府和聯邦政府共同出資的管道專案已經填補了靠近杜邦灣（900 英畝，耗資 6500 萬美元）和赫米蒂奇湖（700 英畝，4000 萬美元）附近的區域，以及部分沿海海灘。
但是，這些成果只是長期需求的一小部分。隨著海岸線以每年 16 平方英里的速度消失，大自然只需兩個月就可以沖走整個州在杜邦灣和赫米蒂奇湖創造的陸地面積。
另一個目標是比洛克西沼澤，這是該州最東端的一個孤立的溼地，可以保護大新奧爾良地區並提供重要的漁業棲息地。該專案將以 30 億美元的成本創造和恢復 33,000 英畝的溼地。
泥漿管道能迅速產生結果。它們可以在六個月內將 500 英畝的開闊水域填滿 2 英尺高的陸地。
但是它們有兩個嚴重的缺點。新陸地也會下沉，因此這些區域必須在 30 到 40 年內重建。而且，泵送沙子和泥漿的距離越遠，成本就越高。
模仿自然
重建溼地的第二種方法，即控制沉積物轉移，沒有這些問題。但是，從未建造過任何一個。
這個想法是將密西西比河中的一些淡水和沉積物轉移到最需要的地方。當河水水位高時，河堤中會開啟專門設計的閘門，使淡水和沉積物沖刷附近的區域。
這些轉移將在數十年而不是數月內建成陸地。從理論上講，只要河流流淌，它們就會起作用。
海灣水研究所的首席科學家丹尼斯·裡德說：“這個三角洲優於其他許多陷入困境的三角洲的一個優勢是，我們仍然有一條河流輸送材料來幫助我們擺脫困境。” “只要這條河把沉積物帶給我們，我們就有機會。”
與泥漿管道的數千萬美元相比，沉積物轉移的成本為數億美元，但一些研究表明，從長遠來看，這是值得的。
計劃進行五次沉積物轉移，以重建大新奧爾良和布拉斯之間約 60 英里處的廣闊溼地，布拉斯是河流到達海灣之前的最後一個大彎道。
恢復計劃呼籲在轉移上花費 40 億美元，以建造和保護 300 平方英里的土地，並在泥漿管道上花費 200 億美元，這將產生 200 平方英里的土地。
我們放棄了什麼
無論採用哪種方法，該州都不認為河流中有足夠的沉積物來拯救一切。沿著最後 40 英里到達海灣的溼地，包括河流口附近被稱為“鳥足三角洲”的溼地，都不在恢復計劃中。
這些溼地已經以每世紀 5 英尺的速度下沉，並且遠離任何大型社群，當上遊開放轉移時，它們將獲得更少的沉積物。
國家野生動物聯合會海灣恢復專案主任戴維·穆思說：“這是一個物理學和地質學的問題。”他說，目前的計劃“只是建議不要在一個沒有未來的地方浪費大量寶貴的恢復資金”。
即使是一些正在努力延長“鳥足”三角洲壽命的人，比如牧場主厄爾·阿姆斯特朗，也承認這個現實。他在皮洛特鎮的河邊出生長大，那裡距離最近的公路有九英里，現在他使用氣墊船來照看那些在不斷縮小的陸地上放牧的牛。
幾年前，阿姆斯特朗就西灣分流工程向工程兵團提供了建議，這是第一個透過在威尼斯以南的河岸上開洞來造陸的主要嘗試。他的建議非常重要，其中一個新興島嶼現在以他的名字命名。但他擔心自己正在打一場必敗之戰。
他說：“我們可能開始得太晚了。” “我希望我的孫子們能夠了解我在這條河上的所見所聞，但這不可能了。它消失得太快了。”
掌握一場複雜的遊戲
儘管分流一直是恢復海岸線的討論焦點，但州政府甚至還沒有承諾建造一個分流工程。預計要到2015年秋季才會做出決定，因為科學和工程比口號更復雜。
羅伯茨說：“我擔心很多人認為，只要我們放任河流自由流淌，它就會填滿我們在三角洲中造成的所有空洞。” “當然，這不像在堤壩上打洞那麼簡單。”
每個分流專案都是與自然進行的一場持續的象棋比賽中的一步。每個專案都面臨著不同的變數和約束，工程師們正在努力預測他們採取的每一步行動的後果。
新奧爾良大學的研究員亞歷克斯·麥考闊代爾正在進行一項研究，以確定密西西比河下游的沉積物含量，他說：“你在河上的任何一點所做的一切——你拿走或放入的任何東西——都會對河流的其餘部分產生影響。”
隨著州政府開始規劃位於新奧爾良以南約30英里的默特爾格羅夫的中巴拉塔里亞分流工程，這些挑戰開始凸顯出來，這是一個耗資11億美元的專案。由於已經到位2.75億美元的初始資金，這將是第一個建造的分流工程。
該分流工程將位於巴拉塔里亞盆地的北端，該盆地是一個對於海鮮生產和保護新奧爾良地區免受風暴潮侵襲至關重要的河口。
如果什麼都不做，預計該地區將在50年內損失234平方英里的海岸線。根據計算機模型，如果在20年內為分流工程提供足夠數量的合適沉積物，使其流經合適的溼地基礎設施，就可以挽救其中的22平方英里。
州政府仍在努力回答許多可能決定這些計劃成敗的問題。
第一個問題是：河裡是否有足夠的沉積物來完成這項工作？
研究人員知道，這條河攜帶的沉積物只有原來的一半。大部分被困在中西部支流上的大壩後面，而現代耕作方法減少了土壤流失。他們現在才處於一項研究的最後階段，以確定是否有足夠多的沉積物到達河流的底部，以及它是否是建造陸地的合適型別的沉積物。
該分流工程將能夠每秒輸送250,000立方英尺的水，相當於尼亞加拉瀑布的峰值流量。但是計算機模型顯示，以這種能力執行分流工程可能會增加附近社群（如拉菲特）發生洪水的風險。
反過來，這可能會迫使州政府提高拉菲特周圍的堤壩。如果這樣做成本太高，州政府將不得不減少透過分流工程的水量。更少的水將建造更少的陸地。
高流量的水也可能損害漁業。
路易斯安那州的商業和休閒漁民在海灣的捕撈量中處於領先地位，該系統的鹽度由於侵蝕而逐漸增加。現在，一些人擔心，當淡水湧入時，他們的目標物種（如蝦、牡蠣和斑點鱒魚）將被取代。
一個漁業組織“拯救路易斯安那聯盟”希望州政府從其恢復計劃中刪除分流工程，只關注泥漿管道。
目前正在進行研究，以確定以不同水量執行分流工程會對漁業造成多大程度的破壞。規劃人員需要弄清楚，創造的陸地面積和對風暴防護的好處是否能夠抵消一些漁民認為會造成的經濟損失。
河流的流量和地質狀況變化莫測，這意味著你不能在任何地方建造分流工程。它必須位於可以捕獲合適型別的沙子和沉積物的地段，並且附近開闊的水域不能太深太寬，無法填滿。必須有足夠的原始三角洲框架來幫助建造陸地。而且，溼地必須建在可以保護社群免受颶風侵襲的地方。
河流通常以看似隨機的模式緩慢地建造三角洲，不斷變化的河道、島嶼和沙洲。對於不經意的觀察者來說，“它可能看起來像混亂，但對於像我這樣的地質學家來說，它就像詩歌，”路易斯安那州立大學的肯普說。
重現這首詩是建造陸地的關鍵。
肯普說：“在其中一些地區，我們透過運河疏浚造成了如此大的破壞，以至於河流過去所遵循的原始造陸系統——舊的河道和山脊——真的什麼都沒剩下。” “我們基本上是從一張白紙開始。”
如果科學家們設法克服所有這些潛在的陷阱，他們仍然需要確保通往美國最大港口的航運通道保持暢通。
這將限制可以輸送多少水來恢復垂死的溼地。必須在河流中保留足夠的水，以允許大型船隻透過。
最近的一項研究得出結論，如果以每秒250,000立方英尺的最大流量開放一個計劃中的分流工程，將大大減少下游河流中剩餘的水量。如果所有五個分流工程同時開放，它們是否會帶走如此多的水以至於危及航運？沒有人知道。
州海岸機構負責人格雷厄姆說：“航運只是我們在進行建模時必須考慮的限制之一。”
考慮到還有多少未知數，一些科學家會問，為什麼路易斯安那州在分流工程上下了如此大的賭注。他們擔心，州政府可能會把最後一次拯救海岸線的機會浪費在一種他們認為會對其棲息地造成威脅，並且只存在於計算機模型中的技術上。
路易斯安那州立大學著名的海岸研究員吉恩·特納指出，研究表明，來自上游肥料的高含量營養物質會透過破壞高有機土壤地區的植物而導致溼地損失。他擔心，如果州政府的計算機模型是錯誤的，那麼它就沒有後備計劃。
他說：“每一部建築規範都要求有消防出口，而目前的計劃中沒有。” “說‘這會奏效’不是一個後備計劃，尤其是在你做一些以前從未做過的事情時，除了在計算機上。”
特納在海岸科學界持有少數觀點。儘管如此，州海岸機構已要求海灣水務研究所召集一個外部海岸專家小組來調查這些問題。
特納說：“我們只有一次做對的機會，所以我們不應該忽視任何這些警告訊號。”
陸地沉降，水位上升
即使默特爾格羅夫和其他造陸專案通過了這些測試，其他挑戰也可能使它們脫軌。
美國國家海洋和大氣管理局表示，路易斯安那州東南部是世界上任何大型沿海景觀中沉降速度最快的地區之一。
這種沉降在該地區並不是均勻的，也不是逐年均勻的，因為它由數千年來用不同材料建造的幾個三角洲組成。因此，專案中設計的沉降估算只是最佳猜測。
負責監督新奧爾良周圍防洪牆和堤壩的東南路易斯安那州防洪管理局東區負責人、土木工程師斯蒂芬·埃斯托皮納爾說：“這裡的土地從不休眠。它一直在兩個方向——垂直和水平方向——移動。”
包括舍伍德·“伍迪”·加利亞諾在內的地質學家認為，州規劃人員沒有充分考慮導致陸地沉降的廣闊的地下斷層系統，他在1970年代初對海岸損失進行了開創性的研究。
羅伯茨擔心，沉降的速度可能“使我們試圖填補的空洞比我們在河流中擁有的材料更深”。
最大的不確定因素是氣候變化。
恢復計劃考慮了海平面上升的最壞情況預測。但氣候科學家現在警告說，溫室氣體排放量的增加和冰原融化可能導致全球海洋上升幅度更大。
這可能會導致海灣上升向上遊推進，從而減緩河流的流速，進一步減少到達下游河流分流工程的沉積物量。
氣候變化也將給全球帶來天氣波動，這可能會影響分流工程可以建造多少陸地的預測。
為了估算河流中的水量和沉積物量，科學家必須依靠阿巴拉契亞山脈和落基山脈之間的年降雪量和降雨量記錄。由於氣候科學家預測更頻繁、更惡劣的天氣，這些平均值可能會變得不太可靠。
這種不確定性最近登上了頭條新聞。2011年，密西西比河的流量達到了有史以來的最高水平之一。然後在2012年，有史以來最低的河流之一使路易斯安那州北部地區的航運量減少到涓涓細流。
格雷厄姆有時在簡報中使用普拉克明斯郡的影像，這突顯了路易斯安那州面臨的巨大挑戰。
影像的大部分是紅色的，顯示了到2010年為止損失的土地。一些綠色的微小斑點顯示了他的機構在該地區重建的東西。
它們看起來像夜空中遙遠的小月亮。
這個故事由《透鏡報》的鮑勃·馬歇爾撰寫。資料報告、地圖和設計由ProPublica的阿爾·肖和Knight-Mozilla OpenNews的布萊恩·雅各布斯完成。圖片由埃德蒙·D·方丹為ProPublica/《透鏡報》拍攝。
本專案衛星影像培訓由哥倫比亞新聞學院的托爾數字新聞中心提供。
由珍妮弗·斯塔爾進行額外研究。傑夫·拉爾森進行額外軟體開發。
該專案的額外資金由騎士-Mozilla OpenNews 提供。
來自 ProPublica.org（在此處查詢原始報道）；經許可轉載。