Juli 14, 2024

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Wie schlimm sind Hurrikane? Wissenschaftler suchen in alten Stürmen nach Antworten.

CAMPBELL LAKE, Florida – Emily Elliott suchte im Wasser nach etwas Wertvollem.

Elliott, ein Wissenschaftler der University of Alabama, der antike Hurrikane untersucht, kam an diesen See an der Golfküste, um … Sedimente, die die Geheimnisse heftiger Stürme der Vergangenheit enthüllen könnten – und einen Ausblick auf zukünftige Stürme bieten könnten, wenn sich das Klima auf der Erde erwärmt.

Auf einer kleinen Boje ließ sich Elliott hinab, um ein starres Plastikrohr vertikal unter Wasser zu führen, während ihr Kollege Josh Briggi einen Metallstangenstabilisator über ihrem mit einem harten Helm bedeckten Kopf hob und senkte – Ding! Ding! Ding! – Verlegung des Rohres tief im Seegrund.

Nach stundenlanger Arbeit auf dem Wasser gelang es ihnen, einen anderthalb Fuß langen Zylinder vom Grund des Sees zu heben. Zwischen den Schlammabschnitten suchte Elliott nach einer Sandschicht, einem möglichen Überbleibsel des tödlichen Sturms, der Floridas Panhandle heimgesucht hatte.

„Es ist ein schönes Beispiel für eine Hurrikanschicht“, sagte sie., Sie streicht mit dem Finger durch die durchsichtige Röhre.

Diese nasse und schmutzige Arbeit ist Teil eines Forschungsgebiets namens Paläozystologie, das sich mit der Erforschung antiker Hurrikane befasst. Eine wachsende und relativ neue Wissenschaft versucht, die Stürme zu verstehen, die diese und andere Küsten heimsuchten, bevor der Mensch begann, das Wetter mit modernen Instrumenten aufzuzeichnen.

Was Forscher bisher in diesem uralten Schlamm entdeckt haben, ist eine Warnung. Durch das Durchsuchen der Sedimente haben Paläosturmforscher Perioden entdeckt, in denen heftige Stürme die Küste häufiger treffen, als aktuelle Aufzeichnungen zeigen. Ihre Arbeit legt nahe, dass die Ozeane in der Lage sind, Hurrikansaisons zu erzeugen, die extremer sind als alles, was die moderne Gesellschaft bisher erlebt hat.

Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und das Ausstoßen von Treibhausgasen in die Luft besteht nun die Gefahr, dass die Welt wieder zu noch stürmischeren Bedingungen führt. Meteorologen haben bereits vorhergesagt, dass die diesjährige Hurrikansaison, die am 1. Juni begann, eine der schlimmsten seit Jahrzehnten sein wird. Hurrikan Beryl, der sich am Sonntag zu einem gefährlichen Hurrikan der Kategorie 4 entwickelt hat, wird diese Woche voraussichtlich die Karibik treffen.

„Wenn die Vergangenheit einen Hinweis auf das gibt, was wir sehen werden, sind unsere Küstengebiete wirklich gefährdet“, sagte Elliott.

Auf der Suche nach alten Hurrikanen

Im Jahr 1989 hielt Professor Kam Pyu Liu von der Louisiana State University einen Vortrag über die Ascheschichten, die Vulkanausbrüche am Grund von Seen hinterlassen. Eine der Studierenden, Miriam Verne, fragte, ob Wissenschaftler auch die Spuren sehen könnten, die Hurrikane hinterlassen.

„Das brachte mich zum Nachdenken. Ich sagte: ‚Natürlich sollte es möglich sein.‘“ In diesem Sommer fanden er und Vern tief unter einem See in Alabama eine Sandschicht, die der Sturm von 1979 hinterlassen hatte.

Die Wissenschaft über antike Stürme wurde erheblich verbessert, nachdem der Hurrikan Andrew der Kategorie 5 1992 die Bahamas, Florida und Louisiana heimsuchte, Dutzende Menschen tötete und Schäden in Milliardenhöhe verursachte. Die Rückversicherungsbranche, die Heim- und andere Versicherungsunternehmen finanziell unterstützt, Investieren Sie Geld in die prähistorische Hurrikanforschung, um die Risiken schwerer Stürme besser zu verstehen.

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„Sie haben ihren Worten Taten folgen lassen und das Fachgebiet revolutioniert“, sagte Jeff Donnelly, ein weiterer Hurrikanforscher an der Woods Hole Oceanographic Institution.

Um vorherzusagen, wie sich Hurrikanmuster als Reaktion auf steigende Temperaturen verändern werden, haben Klimaforscher nicht viel zu sagen: Fast 170 Jahre automatisierte DatenDas war nur ein Wimpernschlag in der Erdgeschichte. Und die Paläosturmwissenschaft verspricht, die Sturmaufzeichnungen um Jahrtausende zurück zu verlängern und ein vollständigeres Bild davon zu zeichnen, wie schlimm Hurrikane sein können.

Wenn ein schwerer Hurrikan auf Land trifft, stürzt das Wasser auf die Strände und trägt Sandwellen ins Landesinnere. Wenn ein See direkt an der Küste liegt, treibt das Material hinein und setzt sich auf dem Grund ab. Durch die Messung des Radiokohlenstoffs in diesen Schichten können Paläontologen bestimmen, wann ein Sturm aufgetreten ist.

Mit der Zeit wird grober Strandsand, der durch Stürme abgelagert wurde, mit Schlamm bedeckt oder zwischen Schichten aus feinem Sand eingeschlossen. Im Allgemeinen gilt: Je heftiger der Sturm, desto gröber ist der Sand, da mehr Kraft erforderlich ist, um die schwereren Körner in die Seen zu befördern.

Es kann schwierig sein, eine Hurrikan-Sandschicht inmitten anderer Sandhaufen zu erkennen – so wie „die Suche nach Heu in einem Heuhaufen“, sagte Elliott.

Elliot kennt Ausdauer. Sie wuchs in Michigan auf und half ihrem Vater während der Sommerferien beim Hausbau, während sie am College Geologie studierte. Sie sagte, sie habe mit ihrem konservativeren Vater angespannte Gespräche über den Klimawandel geführt.

Aber vor kurzem habe ich mir die Zeit genommen, ihn durch die Daten zu führen und seine Fragen zu beantworten. „Wir haben uns einfach hingesetzt und darüber gesprochen“, sagte sie. „Und jetzt sind wir an einem Punkt angelangt, an dem er zumindest eher bereit ist, das Gespräch zu führen und anzuerkennen, dass sich etwas ändert.“

Hier am Campbell Lake, IN Topsail Hill Preserve State Park in Florida, ein Süßwasserkörper, der nur durch einen dünnen Grat aus blendend weißem Sand getrennt ist Aus dem Golf von Mexiko. Dies ist einer der wenigen Orte auf der Welt, der über Dünenlagunen an der Küste verfügt. Elliott, ein angehender Forscher antiker Hurrikane, glaubt, dass dies der perfekte Ort ist, um nach Anzeichen früherer Stürme zu suchen.

„Küstenlagunen sind ohne Zweifel unser Lieblingsort für die Forschung“, sagte sie.

Nachdem Elliott und Bregi, ein Wissenschaftler an der Clemson University, das Rohr auf dem Grund des Sees platziert hatten, bedienten sie abwechselnd den Kran und zogen mit der Hand an der Trommel, um ein Stück des wertvollen Seesediments herauszuholen.

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„Das ist besser Schlamm“, sagte Briggi. „Mach weiter, mach weiter, mach weiter. Der Schlamm muss raus“, drängte Elliot. Der erste Kern, anderthalb Fuß dick, enthielt eine Sandschicht von einem relativ neuen Sturm, wahrscheinlich Hurrikan Opal im Jahr 1995.

Um die ältesten Stürme zu finden, musste das Team tief in den Grund des Sees und in die Vergangenheit vordringen. Ohne einen Motor für das Floß verließen sich Elliott und Briggie auf ihre College-Studenten in Kajaks und Kanus, um es über den fast 100 Hektar großen See zu ziehen.

Hinter den schattigen Kiefern am Ufer des Sees zog die kleine Flotte das Dock in die Mitte des Sees der See. Eine andere Gruppe von Studenten saß am Strand – auf der Suche nach Krokodilen.

„Pass auf deinen Kopf auf“, sagte Briggie, bevor er anfing, auf ein weiteres hohles Plastikrohr auf dem Grund des Sees zu hämmern, hämmern, hämmern. Erschöpft begann er sich vorzustellen, was er an diesem Abend essen würde. „Ich werde mir heute Abend ein Eis holen“, sagte er. „Ich hole ein paar Erdbeeren.“

Der nächste Kern war größer: etwa 3 mal 13 Fuß. Der längste sei wahrscheinlich mehr als 10.000 Jahre alt, sagte Bregi. Sein kalkhaltiger Geruch deutet darauf hin, dass es winzige Meeresfossilien enthält, die reich an Kalziumkarbonat sind und den Forschern Aufschluss darüber geben können, welche Schichten aus dem Ozean gespült wurden.

Als sie wieder an Land waren, schüttelten Elliot und Briggie sich die Hände.

Andere Proben aus Sedimenten der Golfküste zeigen eine Periode intensiver Hurrikanaktivität in der Region – schlimmer als heute. Diese Periode dauerte Jahrhunderte, bevor sie vor etwa 600 bis 800 Jahren plötzlich endete.

Was führte dazu, dass die Stürme ausbrachen und sich dann beruhigten? Es gibt eine Theorie, die als Ortsveränderung ein Hochdrucksystem über dem Atlantischen Ozean bezeichnet Bermuda hoch Dies könnte die Stürme von der Golfküste in Richtung Ostküste verschoben haben. Dies würde erklären, warum die Seen Neuenglands unmittelbar nach dem Rückgang der Hurrikanaktivität entlang der Golfküste einen Anstieg der Sturmflut verzeichnen.

Ein weiterer Faktor ist ein Schwall warmen Wassers Aktuelle RundeDie durch den Golf von Mexiko führt. Es floss einst in Küstennähe, bevor es nach Süden in den Golf abrutschte, eine Verschiebung, die die Wassertemperaturen senkte und den Stürmen die Windenergie entzog.

Die Tatsache, dass die Oberflächentemperatur des Golfs aufgrund des Klimawandels heute wieder ansteigt, ist für diejenigen, die antike Hurrikane untersuchen, besorgniserregend.

„Was diese Aufzeichnungen deutlich zeigen, ist, dass das Klimasystem unabhängig von menschlichen Eingriffen tatsächlich in der Lage ist, sich selbst auf eine Weise zu verändern, die uns Aktivitäten beschert, die wir im letzten Jahrhundert oder so nicht gesehen haben“, sagte Donnelly. „Die große Frage ist, was ist das wahrscheinliche Ergebnis, wenn wir jetzt tatsächlich anfangen, selbst am Klimaknopf zu drehen?“

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Um die Antwort zu finden, suchen Paläontologen über die Sandschichten hinaus nach anderen Hinweisen auf Tornados: Sie erkunden Höhlen nach Tornados. Tropfsediment Entstanden aus Hurrikanregen, der Suche in Lagunen nach vom Sturm überschwemmten Korallenfelsen und der Durchsuchung von Bibliotheken nach Zeitungsausschnitten, Schiffsprotokollen und Tagebucheinträgen nach Hurrikanberichten.

„Wenn verschiedene Technologien zusammenarbeiten, ist dies möglicherweise der beste Ansatz“, sagte Liu.

Ein Großteil der Arbeit von Eliot und Bregi konzentriert sich auf Baumringe. Hurrikane hinterlassen subtile Spuren auf Küstenbäumen – zumindest wenn sie nicht vom Wind entwurzelt werden –, da ihre Ringe schwere Regenfälle und Salzwasserüberschwemmungen aus der Vergangenheit aufzeichnen.

Brigi unternimmt große Anstrengungen, um altes Holz zu finden und sammelt es von den Überresten von Baumstämmen bis hin zu geschnitzten Särgen. Er erhielt kürzlich eine Tetanusimpfung, nachdem er beim Holzsammeln auf einem alten Dachboden von einem rostigen Nagel erstochen worden war.

„Das Problem hier im Osten der Vereinigten Staaten besteht darin, dass die Abholzung sehr intensiv war und es schwierig ist, alte lebende Bäume zu finden“, sagte Brigge.

Als Elliott an Land zurückkehrte, kniete er nieder und schnitt mit einem Elektrowerkzeug einen der Sedimentkerne in zwei Hälften. Als sie das Gerät am Rohr entlangführte, brach ein dünner Plastikstreifen ab. Da sie immer bereit war, eine Lektion zu erteilen, half sie einem ihrer Schüler, die Aufgabe zu erledigen.

„Wunderschön“, sagte sie und lobte seine Arbeit. Er hielt einen Moment inne, aber sie drängte ihn, weiterzumachen. „Du bist gut, du bist gut.“

Eine Reihe dunkler Bänder im Kern des in zwei Hälften geteilten Sediments könnten Tornadoschichten sein, obwohl nur umfassende Laboranalysen die Wahrheit ans Licht bringen können. Die Labore von Elliott und Bregi werden nach Meeresfossilien suchen, die Größe von Sandkörnern messen und Isotopenwerte analysieren, um die Intensität früherer Stürme abzuschätzen und herauszufinden, wann sie zuschlugen.

„Das ist der Anfang unseres Geschäfts“, sagte Elliott.

Nach einem Arbeitstag in Campbell Lake rief Elliott in ihrem Hotel ihren Vater an. „‚Was hast du gesehen?‘ ‚Was hast du gelernt?‘“, erinnerte sie sich an seine Frage.

Später gab Elliotts Vater Tony Timmons in einem Telefoninterview zu, dass sich das Klima verändere, obwohl er „nicht begreifen konnte, dass das alles von Menschen verursacht wurde“. Wenn sich mehr Wissenschaftler wie seine Tochter mit dem Klimawandel befassen, könnte dies die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass die Menschen ihn akzeptieren.

„Er wird mir Dinge erklären und sie für mich interessant machen, und das verstehe ich“, sagte er.

„Was Sie tun, ist wichtig“, fügte er hinzu.