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

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! – Das Rohr tief am Grund des Sees vergraben.

Nachdem sie Stunden im Wasser verbracht hatten, hoben sie einen anderthalb Fuß langen Zylinder vom Grund des Sees. 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 fuhr mit dem Finger über das durchsichtige Röhrchen.

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. Beim 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.

„Sie haben ihrem Wort Taten folgen lassen und das Fachgebiet revolutioniert“, sagte Jeff Donnelly, ein weiterer alter Hurrikanforscher am Woods Hole Oceanographic Institution.

Um vorherzusagen, wie sich Hurrikanmuster als Reaktion auf steigende Temperaturen verändern werden, haben Klimaforscher wenig 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 starker Hurrikan Land trifft, stürzt das Wasser auf die Strände und trägt Sandwellen ins Landesinnere. Liegt der See direkt an der Küste, versickern diese Stoffe und setzen sich am 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 stärker 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 Schicht Hurrikan-Sand inmitten einer Menge anderen Sandes zu erkennen – so als würde man „in einem Heuhaufen nach Stroh suchen“, sagte Elliott.

Elliott kennt Ausdauer. Sie wuchs in Michigan auf, wo sie ihrem Vater während seines Geologie-Studiums in den Sommerferien beim Hausbau half. Sie sagte, sie habe mit ihrem konservativeren Vater immer wieder 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 atemberaubendem 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 Bragi, ein Wissenschaftler an der Clemson University, das Rohr am Grund des Sees vergraben hatten, drehten sie abwechselnd den Hebel und zogen von Hand an der Trommel, um einen kleinen Teil des kostbaren Sediments in den See zu ziehen.

„Das ist besser Schlamm“, sagte Briggie. „Mach weiter, mach weiter, mach weiter“, drängte Elliot. „Ich muss raus.“ Dieser erste 1-Fuß-Kern enthält eine Sandschicht von einem relativ neuen Sturm, möglicherweise Hurrikan Opal im Jahr 1995.

Um die ältesten Stürme zu finden, musste das Team tiefer in den Seeboden vordringen – und in die Vergangenheit. 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 Sedimentkerne der Golfküste zeigen eine Periode intensiver Hurrikanaktivität in der Region, schlimmer als heute. Es dauerte Jahrhunderte, bevor es vor etwa 600 bis 800 Jahren plötzlich endete.

Was führte dazu, dass die Stürme ausbrachen und sich dann beruhigten? Eine Theorie besagt, dass die Änderung der Lage eines Hochdrucksystems über dem Atlantischen Ozean als … bezeichnet wird. 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 Sturzbach warmen Wassers namens… 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?“

Um die Antwort zu finden, suchen Paläontologen über Sandschichten hinaus nach anderen Hinweisen auf Tornados: Sie erkunden Höhlen nach … Tropfsediment Hurrikane entstehen durch Regen, durchsuchen Seen nach von Stürmen weggeschwemmten Korallensteinen und durchsuchen Bibliotheken nach Zeitungsausschnitten, Schiffsprotokollen und Tagebucheinträgen nach Berichten über Hurrikane.

„Wenn verschiedene Technologien zusammenarbeiten, ist das 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 USA ist, dass viel Holz abgeholzt wird“, sagte Brigge. „Es ist schwer, alte lebende Bäume zu finden.“

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 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 Menschenhand verursacht wurde“. Wenn sich mehr Wissenschaftler wie seine Tochter mit dem Klimawandel befassen, könnte dies die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass die Menschen ihn akzeptieren.

„Ich werde mir die Dinge erklären und sie für mich interessant machen, und das verstehe ich“, sagte er.

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