Мы расшифровываем следы древних ураганов на морском дне, и свидетельства тысячелетних атлантических штормов не являются хорошей новостью для побережья.

Если вы оглянетесь назад на историю ураганов в Атлантике с конца 1800-х годов, может показаться, что частота ураганов растет.

В 2020 году был большинство тропических циклонов в Атлантике — 31, а в 2021 году — третий по величине, после 2005 года.Прошедшее десятилетие увидело пять из шести самые разрушительные ураганы в Атлантике в современной истории.

Затем наступает такой год, как 2022, когда крупных ураганов не выйдет на сушу до тех пор, пока Фиона и Ян ударил в конце сентября.Сезон ураганов в Атлантике, завершившийся 1 ноября.30, имел восемь ураганов и 14 названных штормов.Напоминаем, что небольшие размеры выборки могут ввести в заблуждение при оценке тенденций поведения ураганов.В поведении ураганов из года в год и даже из десятилетия в десятилетие существует такая естественная изменчивость, что нам нужно заглянуть гораздо дальше в прошлое, чтобы прояснить реальные тенденции.

К счастью, ураганы оставляют после себя красноречивые свидетельства, насчитывающие тысячелетия.

Две тысячи лет этих свидетельств указывают на то, что в прошлом Атлантика переживала даже более бурные периоды, чем мы видели в последние годы.Это не очень хорошая новость.Это говорит прибрежные океанографы вроде меня что мы, возможно, значительно недооцениваем угрозу, которую ураганы будут представлять для Карибских островов и побережья Северной Америки в будущем.

Природные рекорды, которые оставляют после себя ураганы

Когда ураган приближается к суше, его ветры поднимают мощные волны и течения, которые могут снести крупный песок и гравий в болота и глубокие прибрежные пруды, воронки и лагуны.

В обычных условиях мелкий песок и органические вещества, такие как листья и семена, попадают в эти области и оседают на дно.Поэтому, когда примывается крупный песок и гравий, остается отчетливый слой.

Представьте, что вы разрезаете слоеный торт – вы можете видеть каждый слой глазури.Ученые могут увидеть тот же эффект, погрузив длинную трубку на дно этих прибрежных болот и прудов и вытащив несколько метров осадка в так называемом керне отложений.Изучая слои отложений, мы можем увидеть, когда появился крупный песок, что указывает на сильное прибрежное наводнение в результате урагана.

Благодаря этим кернам отложений мы смогли задокументировать свидетельства активности ураганов в Атлантике на протяжении тысячелетий.

Теперь у нас есть десятки хронологий активности ураганов в разных местах, в том числе Новая Англия, Флоридский залив Побережье, Флорида-Кис и Белиз – которые выявляют закономерности частоты ураганов в масштабе от десятилетия до столетия.

Другие, в том числе из Атлантический Канада, Северная Каролина, северо-западная Флорида, Миссисипи и Пуэрто-Рико, имеют более низкое разрешение, а это означает, что практически невозможно различить отдельные слои ураганов, образовавшиеся с разницей в десятилетия друг от друга.Но они могут быть весьма информативными для определения времени наиболее сильных ураганов, которые могут оказать существенное воздействие на прибрежные экосистемы.

Однако именно записи с Багамских островов с почти годовым разрешением имеют решающее значение для представления долгосрочной картины Атлантического бассейна.

Почему Багамы так важны

Багамские Острова исключительно уязвимы к воздействию сильных ураганов из-за своего географического положения.

В Северной Атлантике 85% всех крупных ураганов формируются в так называемом Основной регион развития, у берегов Западной Африки.Глядя только на наблюдаемые траектории ураганов за последние 170 лет, мой анализ показывает, что около 86% крупных ураганов, поражающих Багамские острова, также формируются в этом регионе, что позволяет предположить, что изменчивость частоты на Багамских островах может быть репрезентативной для бассейна.

Значительный процент штормов в Северной Атлантике также пройти над этими островами или рядом с ними, поэтому эти записи, похоже, отражают изменения общей частоты ураганов в Северной Атлантике с течением времени.

Сопоставляя записи прибрежных отложений с Багамских островов с записями из мест, расположенных дальше на север, мы можем изучить, как изменения температуры поверхности океана, океанских течений, ветров глобального масштаба и градиентов атмосферного давления влияют на региональную частоту ураганов.

По мере повышения температуры поверхности моря более теплая вода обеспечивает больше энергии, которая может служить топливом. более мощный и разрушительный ураганы.Однако частота ураганов – то, как часто они образуются – не обязательно влияет таким же образом.

Тайны, спрятанные в голубых дырах

Одними из лучших мест для изучения прошлой активности ураганов являются большие прибрежные воронки, известные как голубые дыры.

Голубые дыры получили свое название из-за своего темно-синего цвета.Они образовались, когда карбонатная порода растворилась, образовав подводные пещеры.В конце концов потолки рухнули, оставив после себя провалы.На Багамах есть тысячи голубых дыр, некоторые шириной с треть мили и так глубоко, как 60-этажное здание.

Они, как правило, имеют глубокие вертикальные стены, которые могут задерживать отложения, в том числе песок. переносимый сильными ураганами.По счастливой случайности, глубокие голубые дыры часто имеют мало кислорода на дне, что замедляет распад, помогая сохранять органические вещества в осадке с течением времени.

Взламывание ядра отложений

Когда мы извлекаем керн отложений, слои грубого песка часто видны невооруженным глазом.Но более пристальное изучение может рассказать нам гораздо больше об этих ураганах прошлого.

Я использую рентгеновские лучи для измерения изменений плотности осадка. Рентгеновская флуоресценция для изучения элементарных изменений, которые могут выявить, пришли ли отложения с суши или моря, а также текстурного анализа отложений, который исследует размер зерен.

Чтобы определить возраст каждого слоя, мы обычно используем радиоуглеродное датирование.Измеряя количество углерода-14, радиоактивного изотопа, в ракушках или другом органическом материале, обнаруженном в различных точках ядра, я могу создать статистическую модель, которая предсказывает возраст отложений по всему ядру.

На данный момент мы с коллегами опубликовали пять записей палеоураганов с почти ежегодной детализацией голубых дыр на островах Багамских островов.

Каждая запись показывает периоды значительного увеличения частоты штормов, продолжающиеся десятилетия, а иногда и столетия.

Данные различаются, показывая, что одно и то же место может не отражать более широкие региональные тенденции.

Например, Тэтчпойнт Голубая дыра на острове Грейт-Абако на севере Багамских островов имеются свидетельства возникновения по меньшей мере 13 ураганов за столетие категории 2 или выше в период с 1500 по 1670 годы.Это значительно превышает показатель девять за столетие, зарегистрированный с 1850 года.В тот же период с 1500 по 1670 гг. голубые дыры на острове Андрос, всего в 186 милях (300 километрах) к югу от Абако, зафиксирован самый низкий уровень местной ураганной активности, наблюдавшийся в этом регионе за последние 1500 лет.

Обнаружение закономерностей в Атлантическом бассейне

Однако вместе эти данные дают представление о широких региональных закономерностях.Они также дают нам новое представление о том, как изменения океана и атмосферы могут влиять на частоту ураганов.

В то время как повышение температуры поверхности моря обеспечивает больше энергии, которая может подпитывать более мощный и разрушительный ураганов, их частота – то, как часто они формируются – не обязательно влияет таким же образом.Некоторые исследования предсказывают, что общее количество ураганов в будущем уменьшится.

Собранные данные Багамских островов свидетельствуют о значительно более высокой частоте ураганов в северной части Карибского бассейна во время Маленький ледниковый период, примерно с 1300 по 1850 год, чем за последние 100 лет.

Это было время, когда температура поверхности океана в Северной Атлантике составляла вообще круче чем они сегодня.Но это также совпало с усилением муссонов в Западной Африке.Муссон мог вызвать больше гроз у западного побережья Африки, которые подействовали бы как семена низкого давления для ураганов.

Поворотные ветры и вертикальный сдвиг ветра, вероятно, также влияют на частоту ураганов в регионе с течением времени.Активный интервал Малого ледникового периода наблюдается в большинстве записей на Багамских островах. совпадает с увеличением ураганные удары вдоль СШАВосточное побережье с 1500 по 1670 год, но в то же время это был более спокойный период в Персидском заливе Мексики, центральные Багамы и южный Карибский бассейн.

Записи из мест, расположенных дальше на север, говорят нам больше о климате.Это связано с тем, что изменения температуры океана и климатических условий, вероятно, гораздо важнее для контроля региональных воздействий в таких регионах, как северо-восток США.и Атлантическая Канада, где более прохладные климатические условия часто неблагоприятны для штормов.

Предупреждение для островов

В настоящее время я веду записи прибрежных штормов в таких местах, как Ньюфаундленд и Мексика.Благодаря этим записям мы сможем лучше предвидеть влияние будущего изменения климата на штормовую активность и прибрежные наводнения.

Тем временем на Багамах повышение уровня моря подвергает острова растущему риску, поэтому даже более слабые ураганы могут вызвать разрушительные наводнения.Учитывая, что ожидается, что штормы будут более интенсивными, любое увеличение частоты штормов может иметь разрушительные последствия.