Estamos decodificando vestígios de antigos furacões no fundo do mar – e evidências de milênios de tempestades no Atlântico não são boas notícias para a costa

TheConversation

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Se olharmos para a história dos furacões no Atlântico desde o final do século XIX, pode parecer que a frequência dos furacões está a aumentar.

O ano de 2020 teve o a maioria dos ciclones tropicais no Atlântico, com 31, e 2021 teve o terceiro maior, depois de 2005.A última década viu cinco dos seis furacões atlânticos mais destrutivos da história moderna.

Então chega um ano como 2022, sem grandes furacões até Fiona e Ian atingido no final de setembro.A temporada de furacões no Atlântico, que terminou em novembro.30, tinha oito furacões e 14 tempestades nomeadas.É um lembrete de que amostras pequenas podem ser enganosas ao avaliar tendências no comportamento dos furacões.Há tanta variabilidade natural no comportamento dos furacões de ano para ano e até de década para década que precisamos de olhar muito mais para trás no tempo para que as tendências reais se tornem claras.

Felizmente, os furacões deixam evidências reveladoras que remontam a milênios.

Dois mil anos desta evidência indicam que o Atlântico passou por períodos ainda mais tempestuosos no passado do que os que vimos nos últimos anos.Isso não é uma boa notícia.Isso diz oceanógrafos costeiros como eu que podemos estar a subestimar significativamente a ameaça que os furacões representam para as ilhas das Caraíbas e para a costa norte-americana no futuro.

Os registros naturais que os furacões deixam para trás

Quando um furacão se aproxima da terra, os seus ventos provocam ondas e correntes poderosas que podem varrer areias grossas e cascalho para pântanos e lagoas costeiras profundas, buracos e lagoas.

Em condições normais, areia fina e matéria orgânica como folhas e sementes caem nessas áreas e depositam-se no fundo.Portanto, quando a areia grossa e o cascalho entram, uma camada distinta é deixada para trás.

Imagine cortar um bolo em camadas – você pode ver cada camada de cobertura.Os cientistas podem ver o mesmo efeito mergulhando um longo tubo no fundo destes pântanos e lagoas costeiras e retirando vários metros de sedimentos no que é conhecido como núcleo de sedimentos.Ao estudar as camadas de sedimentos, podemos ver quando apareceu areia grossa, sugerindo uma inundação costeira extrema causada por um furacão.

Com estes núcleos de sedimentos, conseguimos documentar evidências da atividade dos furacões no Atlântico ao longo de milhares de anos.

One sediment core with dates showing high levels of sand deposits and a photo of one section showing the sand layer.
Os pontos vermelhos indicam grandes depósitos de areia que datam de cerca de 1.060 anos.Os pontos amarelos são datas estimadas a partir da datação por radiocarbono de pequenas conchas. Tyler Winkler

Temos agora dezenas de cronologias de atividades de furacões em diferentes locais – incluindo Nova Inglaterra, o Golfo da Flórida Costa, o Chaves da Flórida e Belize – que revelam padrões à escala de décadas a séculos na frequência dos furacões.

Outros, inclusive de atlântico Canadá, Carolina do Norte, noroeste da Flórida, Mississipi e Porto Rico, são de resolução mais baixa, o que significa que é quase impossível discernir camadas individuais de furacões depositadas com décadas de diferença umas das outras.Mas podem ser altamente informativos para determinar o momento dos furacões mais intensos, que podem ter impactos significativos nos ecossistemas costeiros.

No entanto, são os registos das Bahamas, com resolução quase anual, que são cruciais para se ter uma visão a longo prazo da Bacia do Atlântico.

Por que as Bahamas são tão importantes

As Bahamas são excepcionalmente vulneráveis ​​aos impactos de grandes furacões devido à sua localização geográfica.

No Atlântico Norte, 85% de todos os grandes furacões formam-se no que é conhecido como Principal Região de Desenvolvimento, ao largo da África Ocidental.Olhando apenas para os rastos de furacões observados nos últimos 170 anos, a minha análise mostra que cerca de 86% dos grandes furacões que afectam as Bahamas também se formam nessa região, sugerindo que a variabilidade de frequência nas Bahamas pode ser representativa da bacia.

Satellite view of Atlantic showing tracks of each storm, most starting off Africa, heading west and then curving northward.
O furacão no Atlântico acompanha de 1851 a 2012. Nilfanion/Wikimedia

Uma percentagem substancial de tempestades no Atlântico Norte também passar por cima ou perto destas ilhas, portanto, esses registros parecem refletir mudanças na frequência geral dos furacões no Atlântico Norte ao longo do tempo.

Ao combinar registros de sedimentos costeiros das Bahamas com registros de locais mais ao norte, podemos explorar como as mudanças nas temperaturas da superfície oceânica, nas correntes oceânicas, nos padrões de vento em escala global e nos gradientes de pressão atmosférica afetam a frequência regional dos furacões.

À medida que a temperatura da superfície do mar aumenta, a água mais quente fornece mais energia que pode abastecer mais poderoso e destrutivo furacões.No entanto, a frequência dos furacões – a frequência com que se formam – não é necessariamente afetada da mesma forma.

Satellite image of a hurricane over The Bahamas, marked on the map, next to  Florida.
O furacão Dorian atingiu as Bahamas como uma poderosa tempestade de categoria 5 em 2019. Laura Dauphin/Observatório da Terra da NASA

Os segredos escondidos nos buracos azuis

Alguns dos melhores locais para estudar a atividade de furacões anteriores são grandes buracos próximos à costa, conhecidos como buracos azuis.

Os buracos azuis recebem esse nome devido à sua cor azul profunda.Eles se formaram quando a rocha carbonática se dissolveu para formar cavernas subaquáticas.Eventualmente, os tetos desabaram, deixando buracos.As Bahamas têm milhares de buracos azuis, alguns tão largos quanto um terço de milha e tão profundo quanto um Prédio de 60 andares.

Eles tendem a ter paredes verticais profundas que podem reter sedimentos – incluindo areia transportado por fortes furacões.Felizmente, os buracos azuis profundos têm frequentemente pouco oxigénio no fundo, o que retarda a decomposição, ajudando a preservar a matéria orgânica nos sedimentos ao longo do tempo.

Images showing the depth of a blue hole
O Blue Hole de Hine, nas Bahamas, tem cerca de 100 metros de profundidade.Imagens sísmicas mostram cerca de 200 pés (mais de 60 metros) de sedimentos acumulados. Pete van Hengstum;Tyler Winkler

Abrir um núcleo de sedimentos

Quando trazemos à tona um núcleo de sedimentos, as camadas de areia grossa são frequentemente evidentes a olho nu.Mas um exame mais atento pode nos dizer muito mais sobre esses furacões do passado.

Eu uso raios X para medir mudanças na densidade dos sedimentos, Fluorescência de raios X para examinar mudanças elementares que podem revelar se os sedimentos vieram da terra ou do mar, e análise textural dos sedimentos que examina o tamanho do grão.

Para descobrir a idade de cada camada, normalmente usamos datação por radiocarbono.Ao medir a quantidade de carbono-14, um isótopo radioativo, em conchas ou outro material orgânico encontrado em vários pontos do núcleo, posso criar um modelo estatístico que prevê a idade dos sedimentos em todo o núcleo.

Até agora, meus colegas e eu publicamos cinco registros de paleofuracões com detalhes quase anuais de buracos azuis em ilhas nas Bahamas.

Cada registro mostra períodos de aumento significativo na frequência de tempestades que duram décadas e às vezes séculos.

A map showing hurricane frequency from 1850 to 2019, with parts of Florida, Louisiana and North Carolina showing nine to 10 storms.
Os pontos vermelhos mostram os locais de registros de paleofuracões em alta resolução.O mapa mostra a frequência de furacões classificados como Categoria 2 ou superior de 1850 a 2019. Tyler Winkler

Os registos variam, mostrando que um único local pode não reflectir tendências regionais mais amplas.

Por exemplo, Buraco Azul Thatchpoint na Ilha Great Abaco, no norte das Bahamas, inclui evidências de pelo menos 13 furacões por século de categoria 2 ou superior entre os anos de 1500 e 1670.Isso excede significativamente a taxa de nove por século documentada desde 1850.Durante o mesmo período, 1500 a 1670, buracos azuis na ilha de Andros, a apenas 300 quilómetros a sul de Abaco, documentou os níveis mais baixos de actividade de furacões locais observados nesta região durante os últimos 1.500 anos.

Detectando padrões em toda a Bacia do Atlântico

No entanto, em conjunto, estes registos oferecem um vislumbre de padrões regionais amplos.Eles também estão nos dando uma nova visão sobre como as mudanças oceânicas e atmosféricas podem influenciar a frequência dos furacões.

Embora o aumento da temperatura da superfície do mar forneça mais energia que pode abastecer mais poderoso e destrutivo furacões, a sua frequência – a frequência com que se formam – não é necessariamente afetada da mesma forma.Alguns estudos previram que o número total de furacões diminuirá no futuro.

Eight chronologies of hurricane evidence stacked to show corresponding periods of higher hurricane frequency.
A comparação dos registros de paleofuracões de vários locais mostra períodos de maior frequência.Os períodos destacados abrangem a Pequena Idade do Gelo, uma época de condições mais frias no Atlântico Norte de 1300 a 1850, e o Período Quente Medieval, de 900 a 1250. Tyler Winkler

Os registros compilados das Bahamas documentam uma frequência de furacões substancialmente maior no norte do Caribe durante o Pequena Idade do Gelo, por volta de 1300 a 1850, do que nos últimos 100 anos.

Essa foi uma época em que as temperaturas da superfície oceânica do Atlântico Norte estavam geralmente mais frio do que são hoje.Mas também coincidiu com uma intensificação das monções na África Ocidental.A monção poderia ter produzido mais tempestades na costa ocidental de África, que actuam como sementes de baixa pressão para furacões.

Os ventos direcionais e o cisalhamento vertical do vento provavelmente também afetam a frequência dos furacões em uma região ao longo do tempo.O intervalo ativo da Pequena Idade do Gelo observado na maioria dos registros das Bahamas coincide com o aumento ataques de furacão ao longo dos EUACosta Leste de 1500 a 1670, mas ao mesmo tempo foi um período mais calmo no Golfo do México, centro das Bahamas e sul do Caribe.

Os registos de locais mais a norte dizem-nos mais sobre o clima.Isso ocorre porque as mudanças na temperatura dos oceanos e nas condições climáticas são provavelmente muito mais importantes para controlar os impactos regionais em áreas como o Nordeste dos EUA.e o Canadá Atlântico, onde as condições climáticas mais frias são frequentemente desfavoráveis ​​para tempestades.

Um aviso para as ilhas

Atualmente estou desenvolvendo registros de tempestades costeiras em locais como Terra Nova e México.Com esses registos, podemos antecipar melhor os impactos das futuras alterações climáticas nas actividades de tempestades e inundações costeiras.

Entretanto, nas Bahamas, a subida do nível do mar está a colocar as ilhas em risco crescente, pelo que mesmo furacões mais fracos podem produzir inundações prejudiciais.Dado que se espera que as tempestades sejam mais intensas, qualquer aumento na frequência das tempestades poderá ter impactos devastadores.

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