Bão mạnh đến mức nào? Các nhà khoa học tìm kiếm câu trả lời trong những cơn bão cổ đại

LAKE CAMPBELL, Fla. – Emily Elliott đang tìm kiếm thứ gì đó có giá trị trong nước.

Elliott, một nhà khoa học của Đại học Alabama chuyên nghiên cứu các cơn bão cổ xưa, đã đến hồ Bờ Vịnh này để… Trầm tích có thể tiết lộ bí mật về những cơn bão dữ dội trong quá khứ – và mang đến cái nhìn thoáng qua về những cơn bão trong tương lai khi khí hậu Trái đất ấm lên.

Trên một chiếc phao nhỏ, Elliott hạ xuống để dẫn một ống nhựa cứng theo phương thẳng đứng dưới nước trong khi đồng nghiệp của cô, Josh Briggi, nâng và hạ một thanh ổn định cột kim loại phía trên đầu được đội mũ bảo hiểm cứng của cô – Ding ding ding! – Lắp đặt đường ống sâu dưới đáy hồ.

Sau nhiều giờ ở dưới nước, họ đã nhấc được một hình trụ dài 1,5 mét lên khỏi đáy hồ. Giữa những phần bùn, Elliott đang tìm kiếm một lớp cát, có thể là tàn tích của cơn bão chết người đã tấn công Panhandle của Florida.

“Đó là một ví dụ điển hình về cấp độ bão,” cô nói, Chạy ngón tay của cô ấy dọc theo ống trong suốt.

Công trình ẩm ướt và bẩn thỉu này là một phần của lĩnh vực nghiên cứu gọi là cổ sinh vật học, chuyên nghiên cứu về các cơn bão cổ xưa. Một ngành khoa học tương đối mới đang phát triển nhằm tìm hiểu những cơn bão tấn công các bờ biển này và các bờ biển khác trước khi con người bắt đầu ghi lại thời tiết bằng các thiết bị hiện đại.

Những gì các nhà nghiên cứu phát hiện cho đến nay ở lớp bùn cổ xưa này chính là một lời cảnh báo. Bằng cách đào qua các lớp trầm tích, các nhà khoa học về bão cổ đã phát hiện ra những giai đoạn mà các cơn bão dữ dội đổ bộ vào bờ biển thường xuyên hơn so với các ghi chép hiện tại cho thấy. Công trình của họ cho thấy các đại dương có khả năng tạo ra những mùa bão khắc nghiệt hơn bất cứ điều gì mà xã hội hiện đại từng trải qua.

Giờ đây, bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch và bơm khí nhà kính vào không khí, thế giới có nguy cơ tái tạo lại những điều kiện bão tố đó. Các nhà khí tượng học đã dự đoán rằng mùa bão năm nay, bắt đầu từ ngày 1/6, có thể là một trong những mùa bão tồi tệ nhất trong nhiều thập kỷ. Bão Beryl, bùng phát thành bão cấp 4 nguy hiểm vào Chủ nhật, dự kiến ​​sẽ đổ bộ vào vùng biển Caribe trong tuần này.

Elliott nói: “Nếu quá khứ là “dấu hiệu cho những gì chúng ta sẽ thấy thì các khu vực ven biển của chúng ta thực sự gặp rủi ro”.

Đi tìm cơn bão cổ

Năm 1989, Giáo sư Kam Pyu Liu của Đại học Bang Louisiana đang giảng bài về các lớp tro còn sót lại sau các vụ phun trào núi lửa dưới đáy hồ. Một trong những sinh viên, Miriam Verne, hỏi liệu các nhà khoa học có thể nhìn thấy dấu vết do bão để lại hay không.

“Điều đó khiến tôi suy nghĩ. Tôi nói, 'Tất nhiên là có thể.” Mùa hè năm đó, anh và Vern tìm thấy một lớp cát sâu bên dưới hồ Alabama do cơn bão năm 1979 để lại.

READ  Nhà khoa học thừa nhận rằng "hình ảnh kính viễn vọng không gian" thực sự là một miếng chorizo

Khoa học về các cơn bão cổ đại đã được nâng cao đáng kể sau khi cơn bão cấp 5 Andrew tấn công Bahamas, Florida và Louisiana vào năm 1992, khiến hàng chục người thiệt mạng và gây thiệt hại hàng tỷ đô la. Ngành tái bảo hiểm, hỗ trợ tài chính cho các công ty bảo hiểm nhà và các công ty bảo hiểm khác, Bơm tiền vào nghiên cứu bão thời tiền sử để hiểu rõ hơn về rủi ro của các cơn bão lớn.

Jeff Donnelly, một nhà nghiên cứu bão cổ đại khác tại Viện Hải dương học Woods Hole, cho biết: “Họ đặt tiền vào miệng và thực sự bắt đầu lĩnh vực này.

Để dự đoán mô hình bão sẽ thay đổi như thế nào trước nhiệt độ tăng cao, các nhà khoa học khí hậu có rất ít điều để nói: Gần 170 năm dữ liệu hữu íchĐó chỉ là một cái chớp mắt trong lịch sử Trái đất. Và khoa học cổ bão hứa hẹn sẽ kéo dài kỷ lục về cơn bão hàng nghìn năm trước và vẽ ra một bức tranh hoàn chỉnh hơn về mức độ tồi tệ của các cơn bão.

Khi một cơn bão mạnh đổ bộ vào đất liền, nước tràn vào các bãi biển và mang theo sóng cát vào đất liền. Nếu hồ nằm dọc theo bờ biển, những vật liệu này sẽ thấm vào đó và lắng xuống đáy. Bằng cách đo lượng carbon phóng xạ trong các lớp này, các nhà cổ sinh vật học có thể xác định thời điểm xảy ra bão.

Theo thời gian, cát thô do bão đọng lại trên bãi biển sẽ bị bao quanh bởi bùn hoặc bị kẹp giữa các lớp cát mịn. Nhìn chung, cơn bão càng dữ dội thì cát càng thô vì cần nhiều lực hơn để di chuyển những hạt nặng hơn vào hồ.

Elliott nói: Việc phát hiện một lớp cát bão giữa một đống cát khác có thể khó khăn – giống như “tìm cỏ khô trong đống cỏ khô”.

Elliott biết kiên trì. Cô lớn lên ở Michigan, nơi cô đã giúp cha mình xây nhà trong kỳ nghỉ hè khi ông đang học đại học địa chất. Cô cho biết cô từng có những cuộc trò chuyện căng thẳng với người cha bảo thủ hơn của mình về vấn đề biến đổi khí hậu.

Nhưng gần đây, tôi đã dành thời gian để hướng dẫn anh ấy về dữ liệu và trả lời các câu hỏi của anh ấy. “Chúng tôi chỉ ngồi xuống và nói về nó,” cô nói. “Và bây giờ chúng tôi đã chuyển đến một nơi mà ít nhất anh ấy sẵn sàng trò chuyện hơn và thừa nhận rằng có điều gì đó đang thay đổi.”

Ở đây trên hồ Campbell, IN Công viên bảo tồn bang Topsail Hill ở Florida, một vùng nước ngọt chỉ cách nhau bởi một dải cát trắng mỏng Từ Vịnh Mexico. Đây là một trong số ít nơi trên thế giới có đầm phá cồn cát ven biển. Elliott, một nhà nghiên cứu mới về các cơn bão cổ đại, tin rằng đây là nơi hoàn hảo để tìm kiếm dấu hiệu của các cơn bão cổ đại.

Cô nói: “Các đầm phá ven biển cho đến nay vẫn là địa điểm yêu thích của chúng tôi.

Sau khi chôn chiếc ống xuống đáy hồ, Elliott và Bragi, nhà khoa học tại Đại học Clemson, lần lượt xoay cần và kéo trống bằng tay để kéo một phần nhỏ trầm tích quý giá xuống hồ.

READ  Thử nghiệm COVID tại nhà mới có thể phát hiện một số biến thể nhất định chỉ trong một giờ

“Tốt nhất là nên bùn đi,” Briggi nói. “Tiếp tục đi, tiếp tục đi. Bùn sắp chảy ra rồi,” Elliot thúc giục. Lõi đầu tiên, dày 1 foot rưỡi, chứa một lớp cát từ một cơn bão tương đối gần đây, có lẽ là cơn bão Opal năm 1995.

Để tìm ra những cơn bão lâu đời nhất, nhóm phải đào sâu hơn vào đáy hồ – và vào quá khứ. Không có động cơ cho chiếc bè, Elliott và Briggie phải nhờ đến các sinh viên đại học của họ chèo thuyền kayak và ca nô để kéo nó qua hồ rộng gần 100 mẫu Anh.

Vượt qua những rặng thông rợp bóng mát dọc bờ hồ, đoàn thuyền nhỏ kéo bến về phía giữa hồ. Hồ. Một nhóm học sinh khác ngồi trên bãi biển để tìm cá sấu.

“Hãy cẩn thận cái đầu của bạn,” Briggie nói trước khi bắt đầu phóng một ống nhựa rỗng khác xuống đáy hồ. Kiệt sức, anh bắt đầu tưởng tượng tối nay mình sẽ ăn gì. “Tối nay tôi sẽ ăn kem. Tôi sẽ ăn dâu tây,” anh nói.

Lõi tiếp theo lớn hơn: khoảng 3 feet x 13 feet. Bregi cho biết, thời gian dài nhất có thể là hơn 10.000 năm. Mùi phấn của nó cho thấy nó chứa các hóa thạch biển nhỏ giàu canxi cacbonat có thể cho các nhà nghiên cứu biết lớp nào đã bị cuốn trôi từ đại dương.

Khi trở lại vùng đất khô ráo, Elliot và Briggie bắt tay nhau.

Các lõi trầm tích khác của Bờ Vịnh cho thấy thời kỳ hoạt động bão dữ dội trong khu vực, tệ hơn những gì chúng ta thấy ngày nay. Nó tiếp tục trong nhiều thế kỷ trước khi kết thúc đột ngột vào khoảng 600 đến 800 năm trước.

Điều gì đã khiến giông tố nổi lên rồi dịu đi? Một giả thuyết cho rằng sự thay đổi vị trí của hệ thống áp suất cao trên Đại Tây Dương được gọi là… trường trung học Bermuda Điều này có thể đã đẩy các cơn bão ra khỏi Bờ Vịnh về phía Bờ Đông. Điều này giải thích tại sao các hồ ở New England ghi nhận mực nước dâng do bão ngay sau khi hoạt động của bão dọc theo Bờ Vịnh giảm bớt.

Một yếu tố khác là một dòng nước ấm gọi là Vòng hiện tại, đi qua Vịnh Mexico. Nó từng chảy sát bờ trước khi trượt về phía nam vào vùng Vịnh, một sự thay đổi làm giảm nhiệt độ nước và tước đi năng lượng gió của các cơn bão.

Việc nhiệt độ bề mặt vùng Vịnh ngày nay tăng trở lại do biến đổi khí hậu là điều đáng lo ngại đối với những người nghiên cứu các cơn bão cổ đại.

Donnelly nói: “Điều mà những hồ sơ này cho thấy rõ ràng là hệ thống khí hậu, không phụ thuộc vào sự can thiệp của con người, thực sự có khả năng tự sửa đổi theo những cách mang lại cho chúng ta những hoạt động chưa từng thấy trong khoảng thế kỷ trước”. “Câu hỏi lớn là bây giờ chúng ta thực sự tự mình điều chỉnh các nút điều chỉnh khí hậu, kết quả có thể xảy ra là gì?”

Để tìm câu trả lời, các nhà cổ sinh vật học đang nhìn xa hơn các lớp cát để tìm bằng chứng khác về lốc xoáy: khám phá hang động để tìm lốc xoáy. trầm tích nhỏ giọt Bão được hình thành do mưa, tìm kiếm các hồ đá san hô bị bão cuốn trôi và lùng sục các thư viện để tìm các mẩu báo, nhật ký tàu và nhật ký về các báo cáo về cơn bão.

READ  Điểm nổi bật từ cuộc đổ bộ thành công lên mặt trăng của tàu vũ trụ Odysseus

Liu nói: “Khi bạn có các công nghệ khác nhau hoạt động cùng nhau, đây có thể là cách tiếp cận tốt nhất.

Phần lớn công việc của Eliot và Bregi tập trung vào các vòng thân cây. Bão để lại những dấu vết khó nhận thấy trên cây cối ven biển – ít nhất là khi chúng không bị gió bật gốc – vì các vành đai của chúng ghi lại những trận mưa lớn và lũ lụt nước mặn trong quá khứ.

Brigi đã nỗ lực rất nhiều để tìm gỗ cổ, khai thác nó từ những thân cây còn sót lại và thậm chí cả những chiếc quan tài được chạm khắc. Gần đây anh ấy đã tiêm phòng uốn ván sau khi bị một chiếc đinh rỉ sét đâm khi đang lấy gỗ trên một căn gác xép cũ.

Brigge nói: “Vấn đề ở miền đông Hoa Kỳ là có rất nhiều hoạt động khai thác gỗ. “Thật khó để tìm thấy những cây sống lâu năm.”

Trở lại bờ, Elliott quỳ xuống và dùng dụng cụ điện để cắt một trong các lõi trầm tích làm đôi. Một dải nhựa mỏng vỡ ra khi cô dẫn thiết bị dọc theo ống. Vì luôn sẵn sàng dạy bài nên cô đã giúp một học sinh của mình hoàn thành bài tập.

“Đẹp,” cô nói, khen ngợi công việc của anh. Anh dừng lại một lúc, nhưng cô thúc giục anh tiếp tục. “Anh ổn, anh ổn.”

Một loạt các dải tối trong lõi trầm tích bị chia đôi có thể là tầng lốc xoáy, mặc dù chỉ có phân tích toàn diện trong phòng thí nghiệm mới tiết lộ sự thật. Phòng thí nghiệm Elliott và Bregi sẽ tìm kiếm hóa thạch biển, đo kích thước hạt cát và phân tích mức độ đồng vị để đánh giá cường độ của các cơn bão cổ xưa và tìm ra thời điểm chúng tấn công.

“Đây là sự khởi đầu cho công việc kinh doanh của chúng tôi,” Elliott nói.

Sau một ngày dài làm việc ở Campbell Lake, Elliot gọi điện cho bố cô tại khách sạn nơi cô đang ở. Cô nhớ anh đã hỏi cô: “Em đã thấy gì? Em đã học được gì?”

Sau đó trong một cuộc phỏng vấn qua điện thoại, cha của Elliott, Tony Timmons, thừa nhận rằng khí hậu đang thay đổi, mặc dù ông “không thể hiểu rằng tất cả đều do con người tạo ra.” Việc có thêm nhiều nhà khoa học như con gái ông nghiên cứu về biến đổi khí hậu có thể khiến mọi người có xu hướng chấp nhận điều đó hơn.

“Tôi sẽ giải thích mọi thứ cho tôi và khiến nó trở nên thú vị đối với tôi, tôi hiểu điều đó,” anh nói.

“Những gì bạn làm đều quan trọng,” anh ấy nói thêm.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *