海底に残る古代のハリケーンの痕跡を解読中。数千年にわたる大西洋の嵐の証拠は沿岸部にとって良いニュースではない

1800 年代後半以降の大西洋ハリケーンの歴史を振り返ると、ハリケーンの頻度が増加しているように見えるかもしれません。

2020年は大西洋で31の熱帯低気圧が発生し、過去最多となった。2021年は2005年に次いで3番目に多い数となった。過去10年間には、近代史上最も破壊力のある大西洋ハリケーン6件のうち5件が発生した。

そして、2022年のような年がやって来る。9月下旬にフィオナとイアンが襲来するまで、大きなハリケーンが上陸することはなかった。11月30日に終了した大西洋のハリケーンシーズンには、8つのハリケーンと14の命名された嵐があった。これは、ハリケーンの行動傾向を評価する際に、サンプル数が少ないと誤解を招く可能性があることを思い出させるものだ。ハリケーンの行動には年ごと、さらには10年ごとに非常に大きな自然変動があるため、本当の傾向を明らかにするには、はるかに過去に遡って調べる必要がある。

幸いなことに、ハリケーンは数千年前に遡る証拠を残します。

2000 年にわたるこの証拠は、大西洋が近年よりもさらに激しい嵐に見舞われた時期があったことを示しています。これは良いニュースではありません。私のような沿岸海洋学者にとって、これは、将来カリブ海諸島や北米沿岸にハリケーンがもたらす脅威を私たちが大幅に過小評価している可能性があることを示唆しています。

ハリケーンが残す自然記録

ハリケーンが陸地に近づくと、その風によって強力な波と流れが巻き起こり、粗い砂や砂利が沼地や沿岸の深い池、陥没穴、ラグーンに押し流されることがあります。

通常の状態では、細かい砂や葉や種子などの有機物はこれらの領域に落ちて底に沈みます。そのため、粗い砂や砂利が流れ込むと、明確な層が残ります。

レイヤーケーキを切るところを想像してください。アイシングの層が一つ一つ見えます。科学者は、沿岸の沼地や池の底に長いチューブを差し込み、堆積物コアと呼ばれる堆積物を数メートル引き上げることで、同じ効果を見ることができます。堆積物の層を研究することで、ハリケーンによる沿岸の大規模な洪水を示唆する粗い砂がいつ現れたかがわかります。

これらの堆積物コアにより、数千年にわたる大西洋のハリケーンの活動の証拠を記録することができました。

現在、ニューイングランド、フロリダ湾岸、フロリダキーズ、ベリーズなど、さまざまな場所でのハリケーン活動の年表が数十件あり、ハリケーンの発生頻度の10年から100年規模のパターンが明らかになっています。

カナダ大西洋岸、ノースカロライナ州、フロリダ州北西部、ミシシッピ州、プエルトリコなどの他のハリケーンの画像は解像度が低く、数十年の間に堆積した個々のハリケーン層を識別することはほぼ不可能だ。しかし、沿岸生態系に重大な影響を及ぼす可能性のある最も激しいハリケーンの時期を判断する上で、非常に有益な情報となり得る。

しかし、ほぼ年間の解像度を持つバハマ諸島からの記録は、大西洋盆地の長期的な状況を把握する上で極めて重要です。

バハマがなぜ重要なのか

バハマ諸島は地理的な位置上、大規模なハリケーンの影響を受けやすい。

北大西洋では、すべての大型ハリケーンの 85% が、アフリカ西部沖のメイン発達地域と呼ばれる地域で発生します。過去 170 年間のハリケーンの軌跡だけを観察すると、私の分析では、バハマ諸島に影響を及ぼす大型ハリケーンの約 86% もこの地域で発生していることが示されており、バハマ諸島の頻度変動は、この流域の代表例である可能性があります。

北大西洋の嵐のかなりの割合もこれらの島々の上または近くを通過するため、これらの記録は時間の経過に伴う北大西洋のハリケーンの発生頻度の全体的な変化を反映しているようです。

バハマ諸島の沿岸堆積物の記録とさらに北の地点の記録を組み合わせることで、海面温度、海流、地球規模の風のパターン、気圧勾配の変化が地域のハリケーンの頻度にどのように影響するかを調べることができます。

海面温度が上昇すると、より温まった水がより多くのエネルギーを供給し、より強力で破壊的なハリケーンを生み出すことができます。しかし、ハリケーンの頻度、つまりハリケーンが発生する頻度は、必ずしも同じように影響を受けるわけではありません。

ブルーホールに隠された秘密

過去のハリケーンの活動を研究するのに最適な場所の一つは、ブルーホールとして知られる海岸近くの大きな陥没穴です。

ブルーホールは、その深い青色からその名が付けられました。炭酸塩岩が溶解して水中洞窟が形成された際に形成されました。最終的に、天井が崩壊し、陥没穴が残りました。バハマには何千ものブルーホールがあり、幅は 3 分の 1 マイル、深さは 60 階建てのビルほどのものもあります。

こうした穴は垂直に深く壁があり、強いハリケーンで運ばれた砂などの堆積物を閉じ込める傾向がある。幸いにも、深いブルーホールの底には酸素がほとんどないため、腐敗が遅くなり、堆積物中の有機物が長期間保存される。

堆積物のコアを割る

堆積物のコアを掘り起こすと、粗い砂の層が肉眼ではっきりと見えることがよくあります。しかし、さらに詳しく調べると、過去のハリケーンについてさらに多くのことがわかります。

私は、堆積物の密度の変化を測定するためにX線を使用し、堆積物が陸地から来たのか海から来たのかを明らかにする元素の変化を調べるために蛍光X線を使用し、そして粒子のサイズを調べる堆積物のテクスチャ分析を使用します。

各層の年代を割り出すには、通常、放射性炭素年代測定法を使用します。コアのさまざまな地点で見つかった貝殻やその他の有機物に含まれる放射性同位元素である炭素 14 の量を測定することで、コア全体の堆積物の年代を予測する統計モデルを作成できます。

これまでに、私と私の同僚は、バハマ諸島のブルーホールからほぼ毎年の詳細を記録した5つの古ハリケーン記録を発表した。

それぞれの記録は、数十年、時には数世紀にわたって嵐の頻度が大幅に増加した期間を示しています。

記録はさまざまであり、単一の場所が必ずしも広範な地域的傾向を反映していない可能性があることを示しています。

たとえば、バハマ北部のグレート アバコ島にあるサッチポイント ブルー ホールでは、1500 年から 1670 年の間に、1 世紀あたり少なくとも 13 回のカテゴリー 2 以上のハリケーンが発生したという証拠があります。これは、1850 年以降に記録された 1 世紀あたり 9 回という割合を大幅に上回っています。同じ期間 (1500 年から 1670 年) に、アバコ島から南にわずか 186 マイル (300 キロメートル) のアンドロス島のブルー ホールでは、過去 1,500 年間にこの地域で観測されたハリケーン活動の最低レベルが記録されました。

大西洋盆地のパターンを発見

しかし、これらの記録を合わせると、広範な地域的パターンを垣間見ることができる。また、海洋や大気の変化がハリケーンの頻度にどのような影響を与えるかについて、新たな知見も得られる。

海面温度の上昇により、より強力で破壊的なハリケーンを発生させるエネルギーが増加する一方で、ハリケーンの発生頻度、つまりハリケーンの発生頻度は必ずしも同じように影響を受けるわけではない。一部の研究では、ハリケーンの総数は将来的に減少すると予測されている。

まとめられたバハマの記録によれば、1300年から1850年頃の小氷期には、カリブ海北部で過去100年間に比べてハリケーンの発生頻度が大幅に高かったことが記録されている。

当時は、北大西洋の海面水温が現在よりも全般的に低かった。しかし、西アフリカのモンスーンの激化と重なっていた。モンスーンは、ハリケーンの低気圧の種となるアフリカ西海岸沖での雷雨を増大させた可能性がある。

操舵風と垂直風せん断も、時間の経過とともに地域のハリケーン発生頻度に影響を与える可能性が高い。バハマのほとんどの記録で見られる小氷期の活動期間は、1500年から1670年にかけて米国東海岸沿いでハリケーンが頻発した時期と一致しているが、同時にメキシコ湾、バハマ中央部、カリブ海南部では比較的静かな時期でもあった。

北の地点の記録は、気候についてより多くのことを教えてくれます。なぜなら、米国北東部やカナダ大西洋岸などの寒冷な気候条件が嵐に不利なことが多い地域では、海水温や気候条件の変化が地域的な影響を制御する上ではるかに重要になる可能性が高いからです。

島々への警告

私は現在、ニューファンドランドやメキシコなどの沿岸の嵐の記録を作成中です。これらの記録があれば、将来の気候変動が嵐の活動や沿岸の洪水に与える影響をより正確に予測することができます。

一方、バハマ諸島では海面上昇により島々が危険にさらされており、弱いハリケーンでも洪水による被害を引き起こす可能性がある。嵐の激しさが増すと予想されるため、嵐の頻度が少しでも高まると壊滅的な影響が出る可能性がある。

この記事は、複雑な世界を理解するのに役立つ事実と信頼できる分析を提供する非営利の独立系ニュース組織であるThe Conversationから転載されています。執筆者：タイラー・ウィンクラー ウッズホール海洋研究所

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タイラー・ウィンクラー氏は、この記事から利益を得るいかなる企業や組織にも勤務しておらず、コンサルタントもしておらず、株式を所有しておらず、資金提供も受けておらず、学術的任命以外に関連する提携関係を明らかにしていません。