Wir entschlüsseln die Spuren alter Hurrikane auf dem Meeresboden – und Beweise aus Jahrtausenden atlantischen Stürmen sind keine gute Nachricht für die Küste

Wenn man auf die Geschichte der atlantischen Hurrikane seit dem späten 19. Jahrhundert zurückblickt, scheint es, als ob die Hurrikanhäufigkeit zunimmt.

Das Jahr 2020 hatte die die meisten tropischen Wirbelstürme im Atlantik mit 31, und 2021 hatte das dritthöchste, nach 2005.Das letzte Jahrzehnt sah fünf der sechs verheerendsten Atlantik-Hurrikane in der modernen Geschichte.

Dann kommt ein Jahr wie 2022, in dem bis dahin keine größeren Hurrikane auf Land treffen Fiona Und Ian Ende September zugeschlagen.Die atlantische Hurrikansaison, die im November endete.30, hatte acht Hurrikane und 14 benannte Stürme.Dies ist eine Erinnerung daran, dass kleine Stichprobengrößen bei der Beurteilung von Trends im Hurrikanverhalten irreführend sein können.Es gibt von Jahr zu Jahr und sogar von Jahrzehnt zu Jahrzehnt so große natürliche Schwankungen im Verhalten von Hurrikanen, dass wir viel weiter in die Vergangenheit blicken müssen, um die wahren Trends deutlich zu machen.

Glücklicherweise hinterlassen Hurrikane verräterische Beweise, die Jahrtausende zurückreichen.

Zweitausend Jahre dieser Beweise deuten darauf hin, dass der Atlantik in der Vergangenheit noch stürmischere Perioden erlebt hat, als wir in den letzten Jahren gesehen haben.Das sind keine guten Nachrichten.Es erzählt Küstenozeanographen wie ich dass wir die Bedrohung, die Hurrikane für die karibischen Inseln und die nordamerikanische Küste in Zukunft darstellen, möglicherweise erheblich unterschätzen.

Die natürlichen Rekorde, die Hurrikane hinterlassen

Wenn sich ein Hurrikan dem Land nähert, peitschen seine Winde starke Wellen und Strömungen auf, die groben Sand und Kies in Sümpfe und tiefe Küstenteiche, Dolinen und Lagunen fegen können.

Unter normalen Bedingungen fallen feiner Sand und organische Stoffe wie Blätter und Samen in diese Bereiche und setzen sich am Boden ab.Wenn also grober Sand und Kies eingeschwemmt werden, bleibt eine deutliche Schicht zurück.

Stellen Sie sich vor, Sie schneiden eine Torte durch – Sie können jede Schicht Zuckerguss sehen.Wissenschaftler können den gleichen Effekt beobachten, indem sie ein langes Rohr in den Boden dieser Küstensümpfe und Teiche eintauchen und mehrere Meter Sediment in einem sogenannten Sedimentkern hochziehen.Durch die Untersuchung der Sedimentschichten können wir erkennen, wann grober Sand auftauchte, was auf eine extreme Überschwemmung an der Küste durch einen Hurrikan schließen lässt.

Mit diesen Sedimentkernen konnten wir über Jahrtausende hinweg Hinweise auf atlantische Hurrikanaktivität dokumentieren.

Mittlerweile verfügen wir über Dutzende Chronologien der Hurrikanaktivität an verschiedenen Orten – darunter auch Neuengland, Die Golf von Florida Küste, Die Florida Keys Und Belize – die Muster der Hurrikanhäufigkeit im Jahrzehnt- bis Jahrhundertmaßstab offenbaren.

Andere, auch von atlantisch Kanada, North Carolina, Nordwesten Floridas, Mississippi und Puerto Rico, haben eine geringere Auflösung, was bedeutet, dass es nahezu unmöglich ist, einzelne Hurrikanschichten zu erkennen, die sich innerhalb von Jahrzehnten abgelagert haben.Sie können jedoch sehr aufschlussreich sein, um den Zeitpunkt der heftigsten Hurrikane zu bestimmen, die erhebliche Auswirkungen auf Küstenökosysteme haben können.

Es sind jedoch die Aufzeichnungen von den Bahamas mit nahezu jährlicher Auflösung, die für die langfristige Betrachtung des Atlantikbeckens von entscheidender Bedeutung sind.

Warum die Bahamas so wichtig sind

Aufgrund ihrer geografischen Lage sind die Bahamas besonders anfällig für die Auswirkungen schwerer Hurrikane.

Im Nordatlantik entstehen 85 % aller großen Hurrikane als sogenannter Hurrikan Hauptentwicklungsregion, vor Westafrika.Wenn ich mir nur die beobachteten Hurrikanspuren der letzten 170 Jahre ansehe, zeigt meine Analyse, dass etwa 86 % der großen Hurrikane, die die Bahamas betreffen, auch in dieser Region entstehen, was darauf hindeutet, dass die Häufigkeitsvariabilität auf den Bahamas für das Becken repräsentativ sein könnte.

Ein erheblicher Prozentsatz der Stürme im Nordatlantik ebenfalls über oder in der Nähe dieser Inseln vorbeifahren, Daher scheinen diese Aufzeichnungen Veränderungen in der Gesamthäufigkeit von Hurrikanen im Nordatlantik im Laufe der Zeit widerzuspiegeln.

Indem wir Küstensedimentaufzeichnungen von den Bahamas mit Aufzeichnungen von Orten weiter nördlich verknüpfen, können wir untersuchen, wie sich Änderungen der Meeresoberflächentemperaturen, Meeresströmungen, Windmuster auf globaler Ebene und atmosphärische Druckgradienten auf die regionale Hurrikanhäufigkeit auswirken.

Wenn die Meeresoberflächentemperaturen steigen, liefert wärmeres Wasser mehr Energie, die als Treibstoff genutzt werden kann mächtiger und zerstörerischer Hurrikane.Allerdings wird die Häufigkeit von Hurrikanen – also wie oft sie entstehen – nicht unbedingt in gleicher Weise beeinflusst.

Die Geheimnisse, die in blauen Löchern verborgen sind

Zu den besten Standorten für die Untersuchung vergangener Hurrikanaktivitäten gehören große, küstennahe Dolinen, sogenannte Blue Holes.

Blaue Löcher verdanken ihren Namen ihrer tiefblauen Farbe.Sie entstanden, als sich Karbonatgestein auflöste und Unterwasserhöhlen bildeten.Schließlich stürzten die Decken ein und hinterließen Dolinen.Auf den Bahamas gibt es Tausende von Blue Holes, von denen einige so breit sind wie ein Drittel einer Meile und so tief wie ein 60-stöckiges Gebäude.

Sie neigen dazu, tiefe vertikale Wände zu haben, die Sedimente – einschließlich Sand – festhalten können von starken Hurrikanen transportiert.Glücklicherweise haben tiefblaue Löcher am Boden oft wenig Sauerstoff, was den Zerfall verlangsamt und dazu beiträgt, organisches Material im Sediment über die Zeit zu bewahren.

Aufbrechen eines Sedimentkerns

Wenn wir einen Sedimentkern bergen, sind die groben Sandschichten oft mit bloßem Auge erkennbar.Doch eine nähere Betrachtung kann uns viel mehr über diese Hurrikane der Vergangenheit verraten.

Ich verwende Röntgenstrahlen, um Veränderungen in der Sedimentdichte zu messen. Röntgenfluoreszenz um elementare Veränderungen zu untersuchen, die Aufschluss darüber geben können, ob Sedimente vom Land oder vom Meer stammen, und Sedimentstrukturanalyse, die die Korngröße untersucht.

Um das Alter jeder Schicht herauszufinden, verwenden wir normalerweise Radiokarbondatierung.Indem ich die Menge an Kohlenstoff-14, einem radioaktiven Isotop, in Schalen oder anderem organischen Material an verschiedenen Stellen im Kern messe, kann ich ein statistisches Modell erstellen, das das Alter der Sedimente im gesamten Kern vorhersagt.

Bisher haben meine Kollegen und ich fünf Paläo-Hurrikan-Aufzeichnungen mit fast jährlichen Details von blauen Löchern auf Inseln auf den Bahamas veröffentlicht.

Jeder Datensatz zeigt Perioden mit deutlichem Anstieg der Sturmhäufigkeit, die Jahrzehnte und manchmal Jahrhunderte andauern.

Die Aufzeichnungen variieren und zeigen, dass ein einzelner Standort möglicherweise nicht breitere regionale Trends widerspiegelt.

Zum Beispiel, Thatchpoint Blue Hole Auf der Insel Great Abaco im Norden der Bahamas gibt es Hinweise auf mindestens 13 Hurrikane pro Jahrhundert der Kategorie 2 oder höher zwischen 1500 und 1670.Das liegt deutlich über der seit 1850 dokumentierten Rate von neun pro Jahrhundert.Im gleichen Zeitraum, 1500 bis 1670, Blaue Löcher auf der Insel Andros, nur 186 Meilen (300 Kilometer) südlich von Abaco, dokumentierte die niedrigste lokale Hurrikanaktivität, die in dieser Region in den letzten 1.500 Jahren beobachtet wurde.

Erkennungsmuster im gesamten Atlantikbecken

Zusammengenommen bieten diese Aufzeichnungen jedoch einen Einblick in weitreichende regionale Muster.Sie geben uns auch neue Einblicke in die Art und Weise, wie Veränderungen im Ozean und in der Atmosphäre die Häufigkeit von Hurrikanen beeinflussen können.

Während steigende Meeresoberflächentemperaturen mehr Energie liefern, die als Treibstoff dienen kann mächtiger und zerstörerischer Bei Hurrikanen wird ihre Häufigkeit – wie oft sie sich bilden – nicht unbedingt in gleicher Weise beeinflusst.Einige Studien haben vorhergesagt, dass die Gesamtzahl der Hurrikane in Zukunft tatsächlich abnehmen wird.

Die zusammengestellten bahamaischen Aufzeichnungen dokumentieren eine wesentlich höhere Hurrikanhäufigkeit in der nördlichen Karibik während des Jahres Kleine Eiszeit, etwa 1300 bis 1850, als in den letzten 100 Jahren.

Das war eine Zeit, in der die Meerestemperaturen an der Oberfläche des Nordatlantiks lagen generell kühler als sie heute sind.Es fiel aber auch mit einem verstärkten westafrikanischen Monsun zusammen.Der Monsun könnte vor der Westküste Afrikas weitere Gewitter hervorgerufen haben, die als solche wirken Niederdrucksamen für Hurrikane.

Lenkwinde und vertikale Windscherung beeinflussen im Laufe der Zeit wahrscheinlich auch die Hurrikanhäufigkeit einer Region.Das aktive Intervall der Kleinen Eiszeit, das in den meisten bahamaischen Aufzeichnungen beobachtet wird stimmt mit erhöht überein Hurrikan-Einschläge entlang der USAOstküste von 1500 bis 1670, aber gleichzeitig war es ein Ruhigere Zeit am Golf von Mexiko, Zentral-Bahamas Und südliche Karibik.

Aufzeichnungen von weiter nördlich gelegenen Standorten verraten uns mehr über das Klima.Das liegt daran, dass Änderungen der Meerestemperatur und der Klimabedingungen wahrscheinlich weitaus wichtiger für die Kontrolle regionaler Auswirkungen in Gebieten wie dem Nordosten der USA sind.und Atlantik-Kanada, wo kühlere Klimabedingungen oft ungünstig für Stürme sind.

Eine Warnung für die Inseln

Ich erstelle derzeit Aufzeichnungen über Küstenstürme an Orten wie Neufundland und Mexiko.Mit diesen Aufzeichnungen können wir die Auswirkungen des zukünftigen Klimawandels auf Sturmaktivitäten und Küstenüberschwemmungen besser vorhersagen.

Auf den Bahamas wiederum gefährdet der Anstieg des Meeresspiegels die Inseln zunehmend, sodass selbst schwächere Hurrikane verheerende Überschwemmungen verursachen können.Da mit stärkeren Stürmen zu rechnen ist, könnte jede Zunahme der Sturmhäufigkeit verheerende Auswirkungen haben.