نحن نعمل على فك رموز آثار الأعاصير القديمة في قاع البحر - والأدلة من آلاف السنين من العواصف الأطلسية ليست أخبارًا جيدة للساحل

إذا نظرت إلى تاريخ الأعاصير الأطلسية منذ أواخر القرن التاسع عشر، فقد يبدو أن تكرار الأعاصير آخذ في الارتفاع.

كان عام 2020 معظم الأعاصير المدارية في المحيط الأطلسي، مع 31، و2021 حصل على ثالث أعلى, بعد عام 2005.شهد العقد الماضي خمسة من الستة أعاصير المحيط الأطلسي الأكثر تدميرا في التاريخ الحديث.

ثم يأتي عام مثل عام 2022، دون حدوث أي إعصار كبير حتى ذلك الحين فيونا و إيان ضرب في أواخر سبتمبر.موسم الأعاصير في المحيط الأطلسي، الذي انتهى في نوفمبر.30، كان ثمانية أعاصير و 14 عاصفة مسماة.إنه تذكير بأن أحجام العينات الصغيرة يمكن أن تكون مضللة عند تقييم اتجاهات سلوك الإعصار.هناك قدر كبير من التقلبات الطبيعية في سلوك الأعاصير من سنة إلى أخرى، وحتى من عقد إلى عقد، مما يجعلنا بحاجة إلى العودة إلى الوراء في الوقت المناسب حتى تتضح الاتجاهات الحقيقية.

ولحسن الحظ، فإن الأعاصير تترك وراءها أدلة واضحة تعود إلى آلاف السنين.

وتشير ألفي عام من هذه الأدلة إلى أن المحيط الأطلسي شهد فترات عاصفة في الماضي أكثر مما شهدناه في السنوات الأخيرة.هذه ليست أخبار جيدة.يحكي علماء المحيطات الساحلية مثلي أننا قد نقلل بشكل كبير من التهديد الذي تشكله الأعاصير على جزر الكاريبي وساحل أمريكا الشمالية في المستقبل.

السجلات الطبيعية التي تتركها الأعاصير وراءها

عندما يقترب الإعصار من الأرض، تثير رياحه أمواجًا وتيارات قوية يمكن أن تجتاح الرمال الخشنة والحصى إلى المستنقعات والبرك الساحلية العميقة والأحواض والبحيرات.

في الظروف العادية، تسقط الرمال الناعمة والمواد العضوية مثل الأوراق والبذور في هذه المناطق وتستقر في القاع.لذلك، عندما يغسل الرمل الخشن والحصى، تبقى طبقة مميزة وراءها.

تخيل أنك تقطع طبقة من الكعكة - يمكنك رؤية كل طبقة من طبقة الزينة.يمكن للعلماء رؤية نفس التأثير من خلال غمر أنبوب طويل في قاع هذه المستنقعات والبرك الساحلية وسحب عدة أمتار من الرواسب فيما يعرف باسم قلب الرواسب.ومن خلال دراسة طبقات الرواسب، يمكننا أن نرى متى ظهرت الرمال الخشنة، مما يشير إلى حدوث فيضان ساحلي شديد بسبب الإعصار.

وباستخدام هذه الرواسب، تمكنا من توثيق الأدلة على نشاط الأعاصير في المحيط الأطلسي على مدى آلاف السنين.

لدينا الآن العشرات من التسلسلات الزمنية لنشاط الإعصار في مواقع مختلفة - بما في ذلك نيو انغلاند, ، ال خليج فلوريدا ساحل, ، ال فلوريدا كيز و بليز - التي تكشف عن أنماط تمتد من عقد إلى قرن من الزمن في تواتر الأعاصير.

الآخرين، بما في ذلك من الأطلسي كندا, ولاية كارولينا الشمالية, شمال غرب فلوريدا, ، ميسيسيبي و بورتوريكو, ، ذات دقة أقل، مما يعني أنه من المستحيل تقريبًا تمييز طبقات الأعاصير الفردية المترسبة خلال عقود من بعضها البعض.ولكنها يمكن أن تكون مفيدة للغاية لتحديد توقيت الأعاصير الأكثر شدة، والتي يمكن أن يكون لها آثار كبيرة على النظم البيئية الساحلية.

ومع ذلك، فإن السجلات الواردة من جزر البهاما، والتي تتمتع بدقة سنوية تقريبًا، هي التي تعتبر حاسمة لرؤية الصورة طويلة المدى لحوض المحيط الأطلسي.

لماذا تعتبر جزر البهاما مهمة جدًا؟

جزر البهاما معرضة بشكل استثنائي لتأثيرات الأعاصير الكبرى بسبب موقعها الجغرافي.

في شمال المحيط الأطلسي، يتشكل 85% من جميع الأعاصير الكبرى فيما يعرف باسم منطقة التنمية الرئيسية, ، قبالة غرب أفريقيا.وبالنظر فقط إلى مسارات الأعاصير المرصودة منذ 170 عامًا الماضية، يُظهِر تحليلي أن حوالي 86% من الأعاصير الكبرى التي تؤثر على جزر البهاما تتشكل أيضًا في تلك المنطقة، مما يشير إلى أن تقلب التردد في جزر البهاما قد يكون ممثلاً للحوض.

هناك نسبة كبيرة من عواصف شمال الأطلسي أيضًا المرور فوق هذه الجزر أو بالقرب منها, ، لذلك يبدو أن هذه السجلات تعكس التغيرات في إجمالي تكرار الأعاصير في شمال المحيط الأطلسي عبر الزمن.

ومن خلال ربط سجلات الرواسب الساحلية من جزر البهاما مع سجلات من مواقع أبعد شمالًا، يمكننا استكشاف كيف تؤثر التغيرات في درجات حرارة سطح المحيط، وتيارات المحيط، وأنماط الرياح العالمية النطاق، وتدرجات الضغط الجوي على تواتر الأعاصير الإقليمية.

ومع ارتفاع درجات حرارة سطح البحر، توفر المياه الدافئة المزيد من الطاقة التي يمكن أن تغذيها أكثر قوة وتدميرا الأعاصير.ومع ذلك، فإن تكرار الأعاصير - عدد مرات تشكلها - لا يتأثر بالضرورة بنفس الطريقة.

الأسرار المخفية في الثقوب الزرقاء

بعض أفضل المواقع لدراسة نشاط الإعصار الماضي هي الفجوات الكبيرة القريبة من الشاطئ والمعروفة باسم الثقوب الزرقاء.

حصلت الثقوب الزرقاء على اسمها من لونها الأزرق العميق.لقد تشكلت عندما ذابت الصخور الكربونية لتشكل كهوفًا تحت الماء.وفي نهاية المطاف، انهارت الأسقف، مخلفة وراءها فجوات.يوجد في جزر البهاما الآلاف من الثقوب الزرقاء، بعضها يصل عرضه إلى 1.5 متر ثلث ميل وعميقة مثل أ مبنى مكون من 60 طابقا.

تميل إلى أن تكون لها جدران عمودية عميقة يمكنها حبس الرواسب - بما في ذلك الرمال يتم نقلها بواسطة الأعاصير القوية.ومن حسن الحظ أن الثقوب الزرقاء العميقة غالبًا ما تحتوي على كمية قليلة من الأكسجين في القاع، مما يؤدي إلى إبطاء عملية التحلل، مما يساعد في الحفاظ على المادة العضوية في الرواسب عبر الزمن.

تكسير فتح جوهر الرواسب

عندما نحضر قلبًا رسوبيًا، غالبًا ما تكون طبقات الرمل الخشنة واضحة للعين المجردة.لكن الفحص الدقيق يمكن أن يخبرنا بالمزيد عن أعاصير الماضي.

أستخدم الأشعة السينية لقياس التغيرات في كثافة الرواسب، مضان الأشعة السينية لفحص التغيرات العنصرية التي يمكن أن تكشف ما إذا كانت الرواسب جاءت من الأرض أو البحر، وتحليل تركيب الرواسب الذي يفحص حجم الحبوب.

لمعرفة عمر كل طبقة، نستخدم عادة التعارف عن طريق الكربون المشع.ومن خلال قياس كمية الكربون 14، وهو نظير مشع، في الأصداف أو المواد العضوية الأخرى الموجودة في نقاط مختلفة في القلب، يمكنني إنشاء نموذج إحصائي يتنبأ بعمر الرواسب في جميع أنحاء القلب.

لقد قمت أنا وزملائي حتى الآن بنشر خمسة سجلات للأعاصير القديمة تحتوي على تفاصيل سنوية تقريبًا من الثقوب الزرقاء الموجودة في الجزر عبر جزر البهاما.

يُظهر كل سجل فترات زيادة كبيرة في وتيرة العواصف تدوم عقودًا وأحيانًا قرونًا.

وتختلف السجلات، مما يدل على أن الموقع الواحد قد لا يعكس الاتجاهات الإقليمية الأوسع.

على سبيل المثال، ثاتشبوينت بلو هول في جزيرة أباكو الكبرى في شمال جزر البهاما، يتضمن دليلاً على ما لا يقل عن 13 إعصارًا في كل قرن كانت من الفئة 2 أو أعلى بين عامي 1500 و1670.وهذا يتجاوز بشكل كبير معدل تسعة كل قرن الموثق منذ عام 1850.وفي نفس الفترة من 1500 إلى 1670، الثقوب الزرقاء في جزيرة أندروس, ، على بعد 186 ميلاً (300 كيلومترًا) جنوب أباكو، وثقت أدنى مستويات نشاط الأعاصير المحلية التي لوحظت في هذه المنطقة خلال الـ 1500 عام الماضية.

أنماط الإكتشاف عبر حوض الأطلسي

ومع ذلك، تقدم هذه السجلات معًا لمحة عن الأنماط الإقليمية الواسعة.كما أنها تمنحنا رؤية جديدة حول الطرق التي يمكن أن تؤثر بها تغيرات المحيطات والغلاف الجوي على تكرار الأعاصير.

في حين أن ارتفاع درجات حرارة سطح البحر يوفر المزيد من الطاقة التي يمكن أن تغذيها أكثر قوة وتدميرا أما الأعاصير، فإن تواترها - عدد مرات تشكلها - لا يتأثر بالضرورة بنفس الطريقة.وتوقعت بعض الدراسات أن العدد الإجمالي للأعاصير سينخفض ​​بالفعل في المستقبل.

توثق سجلات جزر البهاما المجمعة تكرارًا أعلى بكثير للأعاصير في شمال البحر الكاريبي خلال فترة الأعاصير العصر الجليدي الصغير, ، حوالي 1300 إلى 1850، مما كانت عليه في المائة عام الماضية.

كان ذلك الوقت الذي كانت فيه درجات حرارة سطح المحيط الأطلسي الشمالي أكثر برودة بشكل عام مما هم عليه اليوم.لكنه تزامن أيضًا مع الرياح الموسمية الشديدة في غرب إفريقيا.كان من الممكن أن تنتج الرياح الموسمية المزيد من العواصف الرعدية قبالة الساحل الغربي لأفريقيا، والتي تكون بمثابة عواصف رعدية بذور الضغط المنخفض للأعاصير.

من المحتمل أيضًا أن تؤثر الرياح التوجيهية وقص الرياح العمودية على تواتر الأعاصير في المنطقة بمرور الوقت.تمت ملاحظة الفاصل الزمني النشط للعصر الجليدي الصغير في معظم سجلات جزر البهاما يتزامن مع زيادة ضربات الإعصار على طول الولايات المتحدةالساحل الشرقي من 1500 إلى 1670، لكنه كان في نفس الوقت أ فترة هدوء في الخليج المكسيك, وسط جزر البهاما و جنوب البحر الكاريبي.

تخبرنا السجلات من المواقع الواقعة في أقصى الشمال بالمزيد عن المناخ.وذلك لأن التغيرات في درجة حرارة المحيطات والظروف المناخية من المرجح أن تكون أكثر أهمية بكثير للسيطرة على التأثيرات الإقليمية في مناطق مثل شمال شرق الولايات المتحدة.وكندا الأطلسية، حيث غالبًا ما تكون الظروف المناخية الباردة غير مواتية للعواصف.

تحذير للجزر

أقوم حاليًا بتطوير سجلات للعواصف الساحلية في مواقع تشمل نيوفاوندلاند والمكسيك.وبفضل هذه السجلات، يمكننا توقع تأثيرات تغير المناخ المستقبلي على نشاط العواصف والفيضانات الساحلية بشكل أفضل.

وفي الوقت نفسه، في جزر البهاما، يؤدي ارتفاع مستوى سطح البحر إلى تعريض الجزر لخطر متزايد، لذا فإن الأعاصير الأضعف يمكن أن تؤدي إلى فيضانات مدمرة.وبالنظر إلى أنه من المتوقع أن تكون العواصف أكثر شدة، فإن أي زيادة في تواتر العواصف يمكن أن يكون لها آثار مدمرة.