science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe barrière-eilanden werken

Een zandbankbarrière-eiland beschermt het mangrovebos tegen oceaangolven. Fotografie door Mangiwau / Getty Images

Barrière-eilanden , soms genoemd barrière spuugt , zijn te vinden aan kusten over de hele wereld, maar zijn het meest opvallend langs de oostkust van Noord-Amerika, waar ze zich uitstrekken van New England langs de Atlantische kust, rond de Golf van Mexico en in het zuiden naar Mexico.

Barrière-eilanden zijn populaire vakantiebestemmingen, inclusief resortgemeenschappen uit Atlantic City, New Jersey, naar Miami Beach, Florida. Veel mensen bezitten vakantiehuizen of appartementen op barrière-eilanden, en er worden meer barrière-eilanden ontwikkeld voor toerisme. Echter, barrière-eilanden zijn kwetsbaar, voortdurend veranderende ecosystemen die belangrijk zijn voor kustgeologie en ecologie. De ontwikkeling heeft gevaren voor deze ecosystemen met zich meegebracht en heeft ook elk jaar het risico op materiële schade door orkanen en Nor'easters vergroot.

In dit artikel, we zullen de kwetsbare ecosystemen van barrière-eilanden onderzoeken. We zullen onderzoeken hoe deze eilanden worden gevormd, welke habitats en leven erop aanwezig zijn, hoe ze veranderen, de gevolgen van ontwikkeling en de recreatieve activiteiten die jaarlijks toeristen naar zich toe trekken.

Barrière-eiland strand Foto's met dank aan USGS

Barrière-eilanden zijn lang, smal, offshore-afzettingen van zand of sedimenten die evenwijdig aan de kustlijn lopen. Sommige barrière-eilanden kunnen 160 km of meer bedragen. De eilanden zijn van het vaste land gescheiden door een ondiepe geluid , baai of lagune . Barrière-eilanden worden vaak gevonden in ketens langs de kustlijn en zijn van elkaar gescheiden door smalle zeegaten , zoals de Outer Banks van North Carolina.

De vorming van barrière-eilanden is complex en wordt niet volledig begrepen. De huidige theorie is dat barrière-eilanden werden gevormd rond 18, 000 jaar geleden toen de laatste ijstijd eindigde. Toen de gletsjers smolten en zich terugtrokken, de zeespiegel begon te stijgen, en overstroomde gebieden achter de strandruggen op dat moment. Het stijgende water voerde sedimenten van die strandruggen mee en zette ze af langs ondiepe gebieden net buiten de nieuwe kustlijnen. Golven en stromingen bleven sedimenten binnenbrengen die zich opstapelden, de barrière-eilanden vormen. In aanvulling, rivieren spoelden sedimenten van het vasteland die zich achter de eilanden vestigden en hielpen bij de opbouw ervan.

Barrière-eilanden hebben twee hoofdfuncties. Eerst, zij de kustlijnen beschermen tegen zware stormschade . Tweede, zij herbergen verschillende habitats die toevluchtsoorden zijn voor dieren in het wild .

Laten we eens kijken naar de delen van een typisch barrière-eiland.

Inhoud
  1. Barrière-eilandzones
  2. Habitats op barrière-eilanden
  3. Effecten van de natuur op barrière-eilanden
  4. Bestrijding van erosie op barrière-eilanden
  5. Ontwikkelingseffecten op barrière-eilanden

Barrière-eilandzones

Verschillende zones van een typisch barrière-eiland Foto met dank aan USGS

De structuur van een typisch barrière-eiland bestaat uit de volgende zones, van de oceaanzijde naar het geluid:

  • strand - bestaat uit zand dat is afgezet door de werking van golven
  • duinen - gevormd uit zand gedragen en afgezet door wind. Duinen worden op natuurlijke wijze gestabiliseerd door planten (zeehaver, bitter pancum) en kunstmatig door hekken. Het primaire duin kijkt uit op de oceaan en kan worden gevolgd door secundaire en tertiaire duinen in het binnenland.
  • Barrière plat - (ook wel backdune genoemd, overspoeling of slik) gevormd door sedimenten die door stormen door het duinsysteem worden geduwd, zoals orkanen. Grassen groeien en stabiliseren deze gebieden.
Stormen duwen sedimenten door om de overwash te vormen Foto's met dank aan USGS Stormen duwen sedimenten door om de overwash te vormen Foto's met dank aan USGS
  • Zout moeras - een laaggelegen gebied aan de geluidszijde van een barrière-eiland. Kwelders worden over het algemeen onderverdeeld in hoge en lage kweldergebieden. Hoge moerasgebieden komen twee keer per maand onder water te staan ​​met springtij, terwijl laaggelegen moerasgebieden tweemaal per dag onder water komen te staan ​​bij vloed. Koordgrassen stabiliseren het kweldergebied, die een van de meest ecologisch productieve gebieden (hoeveelheid vegetatie per hectare) op aarde zijn. In feite, de kwelderecosystemen van de eilanden en de kust helpen om zuiveren van afvoerstromen van beken en rivieren op het vasteland .

Elk van deze zones heeft verschillende dieren en planten, die we in de volgende sectie zullen bespreken.

Habitats op barrière-eilanden

Barrière-eilandprofiel met verschillende habitats Foto met dank aan de Amerikaanse luchtmacht

Ook al zijn de barrière-eilanden smal, ze hebben verschillende verschillende habitats:

  • strand
  • Duin
  • Barrière plat
  • Zout moeras

Elke habitat heeft verschillende omstandigheden en dieren in het wild. We zullen er een aantal per habitat onderzoeken.

Strandhabitat

Aan de oceaanzijde is het barrière-eiland strand habitat . Het strand lijkt veel op een woestijn omdat het geen zoet water heeft, maar een groot deel van het strand wordt tweemaal per dag bijna volledig bedekt met zout water (bij storm wordt het hele strand tot aan de duinbasis bedekt). Dieren en planten in deze omgeving (bekend als de gebied tussen eb en vloed , tussen getijden) moeten lange perioden van blootstelling aan zout water en drogende lucht doorstaan. Op het strand, het enige plantenleven dat je zult zien, zijn wat algen die aangespoeld worden. Bacteriën leven in de ruimtes tussen de zandkorrels waar water van de branding doorheen sijpelt. De dieren op het strand zelf omvatten gravende dieren zoals molkrabben en kokkels die tijdens vloed filteren, gravende wormen die zich voeden met bacteriën in het zand, aaseters (spookkrabben) en verschillende kustvogels (strandlopers, meeuwen en pelikanen) die de krabben eten, gravende dieren en offshore vissen.

Bruine pelikanen voeden zich vaak zowel aan de oceaan als aan de gezonde kant van barrière-eilanden Foto met dank aan USGS

Duin Habitat

De duinen krijgen vocht van regen en branding en worden af ​​en toe overstroomd tijdens zware stormen. De duinen zijn nog steeds een relatief vijandige omgeving met een hoog zoutgehalte, zandgrond en weinig zoet water. Planten zoals zee haver en bitter pancum zorgen voor stabiliteit in de duinen. Hun wortelstelsels houden het zand op zijn plaats en hun scheuten vertragen de wind, waardoor zand kan worden gestort. Langs de duinen, je zult veel krabben vinden, vooral spookkrabben. Opnieuw, vindt u vogels (meeuwen, sternen) die zich voeden met de dieren die in de duinen leven.

Bomengemeenschap van een maritiem bos Foto met dank aan USGS

Na de duinen, sommige eilanden hebben maritieme bossen met struiken en bomen (Sand Live Oak, mirte eik, Slash Pine en Magnolia). Dieren in deze bossen zijn onder andere slangen, opossums, stinkdier, wasbeer en vos.

Barrière-flat Habitat

Op andere eilanden, de barrière flats kom achter de duinen. De primaire vegetatie omvat cordgrass en sawgrass. Deze gebieden staan ​​bij vloed vaak dagelijks onder water.

De modder en sedimenten zitten vol met anaërobe bacteriën (er zit weinig zuurstof in de sedimenten). De bacteriën breken het rijke organische materiaal in de sedimenten en van dode planten en dieren af. Dieren die in de natte modder leven, filteren bacteriën en plankton uit het getijwater of voeden zich met bacteriën in de modder; deze dieren omvatten mosselen, mosselen, slakken en wormen. Verschillende vissen komen en gaan met de getijden. Fiddler-krabben voeden zich met de bacteriën in de modder. Spookkrabben en blauwe krabben voeden zich met de bacteriën, kleine ongewervelde dieren en kleine vissen. Diverse vogels (meeuwen, zilverreigers, pelikanen) voeden zich met de vissen, krabben en ongewervelde dieren.

Zaaggrasgemeenschap op een barrière vlak (boven) en kweldergemeenschap aan de gezonde zijde (onder) Foto met dank aan USGS Zaaggrasgemeenschap op een barrière vlak (boven) en kweldergemeenschap aan de gezonde zijde (onder) Foto met dank aan USGS

Kwelder Habitat

De geluidskant van een eiland wordt meestal gedomineerd door de zout moeras . De kwelders die je aan de gezonde kanten van barrière-eilanden aantreft, zijn vergelijkbaar met die op het vasteland aan de kust. Zoals de barrièreflats, kwelders worden bij vloed regelmatig met zeewater overstroomd en de dieren en planten die je aantreft zijn vergelijkbaar met die in de keringsplaten.

Wist u?

Omdat ontleding plaatsvindt in afwezigheid van zuurstof, de slikken in de habitat van de barrière-flats hebben de neiging om rot te ruiken.

Effecten van de natuur op barrière-eilanden

Veranderingen in Louisiana's Isle Dernieres barrière-eiland voor (bovenste afbeeldingen) en na (onderste afbeeldingen) orkaan Andrew in 1992. De pijlen geven identieke, overeenkomstige punten op de bovenste en onderste afbeeldingen. Foto met dank aan USGS

Barrière-eilanden veranderen voortdurend. Ze worden beïnvloed door de volgende omstandigheden:

  • Golven - Golven zetten en verwijderen voortdurend sedimenten van de oceaanzijde van het eiland.
  • Stromen - Longshore-stromingen die worden veroorzaakt door golven die het eiland onder een hoek raken, kunnen het zand van het ene uiteinde van het eiland naar het andere verplaatsen. Bijvoorbeeld, de offshore-stromingen langs de oostkust van de Verenigde Staten hebben de neiging om zand van de noordelijke uiteinden van barrière-eilanden te verwijderen en aan de zuidelijke uiteinden af ​​​​te zetten.
  • getijden - De getijden verplaatsen sedimenten naar de kwelders en vullen ze uiteindelijk op. de gezonde kanten van barrière-eilanden hebben de neiging zich op te bouwen naarmate de oceaankanten eroderen.
  • winden - Winden blazen sedimenten van de stranden om duinen en moerassen te helpen vormen, wat bijdraagt ​​aan hun opbouw.
  • Veranderingen op zeeniveau - Stijgende zeespiegels hebben de neiging om barrière-eilanden naar het vasteland te duwen.
  • Stormen - Orkanen en andere stormen hebben de meest dramatische effecten op barrière-eilanden door het creëren van overspoelde gebieden en eroderende stranden, evenals andere delen van barrière-eilanden.
Veranderingen in Louisiana's Isle Dernieres barrière-eiland voor (bovenste afbeeldingen) en na (onderste afbeeldingen) orkaan Andrew in 1992. De pijlen geven identieke, overeenkomstige punten op de bovenste en onderste afbeeldingen. Foto met dank aan USGS Veranderingen in Louisiana's Isle Dernieres barrière-eiland voor (bovenste afbeeldingen) en na (onderste afbeeldingen) orkaan Andrew in 1992. De pijlen geven identieke, overeenkomstige punten op de bovenste en onderste afbeeldingen. Foto met dank aan USGS Veranderingen in Louisiana's Isle Dernieres barrière-eiland voor (bovenste afbeeldingen) en na (onderste afbeeldingen) orkaan Andrew in 1992. De pijlen geven identieke, overeenkomstige punten op de bovenste en onderste afbeeldingen. Foto met dank aan USGS

De impact van stormen op barrière-eilanden hangt af van de kwaliteit van de storm (stormvloed, golven) en op de verhoging van het barrière-eiland bij aanlanding. Om de impact van stormschade te kwantificeren, de U.S. Geological Survey (USGS) heeft een "gevarenschaal" als volgt bedacht:

  • Impact 1 - Golferosie is beperkt tot het strand. Het geërodeerde zand zal binnen enkele weken tot maanden worden aangevuld en er treedt geen significante verandering in het systeem op.
  • Impact 2 - Golven eroderen het duin en zorgen ervoor dat het duin zich terugtrekt. Dit is een semi-permanente of permanente wijziging van het systeem.
  • Impact 3 - Golfactie overschrijdt de hoogte van het duin, vernietigt het duin en duwt sediment van het duin landwaarts (ongeveer 300 yards/100 m), waardoor overspoeling ontstaat. Deze verandering in het systeem duwt het barrière-eiland landwaarts.
  • Impact 4 - De stormvloed bedekt het barrière-eiland volledig, vernietigt het duinsysteem en duwt sedimenten landwaarts (ongeveer 0,6 mijl/1 km). Dit is een permanente wijziging van het barrière-eiland of delen ervan.
De storminslaggevarenschaal (linksboven:inslag 1, rechtsboven:inslag 2, linksonder:impact 3, rechtsonder:impact 4) Foto met dank aan USGS De storminslaggevarenschaal (linksboven:inslag 1, rechtsboven:inslag 2, linksonder:impact 3, rechtsonder:impact 4) Foto met dank aan USGS De storminslaggevarenschaal (linksboven:inslag 1, rechtsboven:inslag 2, linksonder:impact 3, rechtsonder:impact 4) Foto met dank aan USGS De storminslaggevarenschaal (linksboven:inslag 1, rechtsboven:inslag 2, linksonder:impact 3, rechtsonder:impact 4) Foto met dank aan USGS

Voor meer details, zie USGS:Risico's voor kustverandering in kaart brengen.

Bestrijding van erosie op barrière-eilanden

In 1999, de vuurtoren van Cape Hatteras werd voorzichtig en langzaam ongeveer een halve mijl (0,8 km) landinwaarts verplaatst. Foto met dank aan National Park Service

Omdat barrière-eilanden populaire vakantiebestemmingen zijn, veel worden ontwikkeld. Er worden resortgemeenschappen op gebouwd, waaronder hoogbouwhotels, appartementen en golfbanen. Om deze structuren op te vangen, zandduinen worden vernietigd en kwelders en barrièreplaten worden gedempt. In sommige gevallen mensen hebben geprobeerd de natuurlijke erosieprocessen op barrière-eilanden te bestrijden, met gemengde resultaten. Laten we eens kijken naar twee voorbeelden.

Vuurtoren van Cape Hatteras

Barrière-eilanden zoals Hatteras Island, NC, waar de Vuurtoren van Cape Hatteras bevindt, veranderen voortdurend. Offshore-stromingen voeren zand weg van het ene uiteinde van het eiland en deponeren het aan het andere uiteinde, waardoor de vorm van het eiland verandert.

De vuurtoren van Cape Hatteras begeleidt zeelieden sinds de jaren 1800. Vanwege het eroderende strand eromheen, de vuurtoren dreigde in de Atlantische Oceaan te vallen. In 1989, Ambtenaren besloten om de vuurtoren te verplaatsen van de plaats waar hij meer dan 100 jaar had gestaan ​​naar een nieuwe plaats landinwaarts, ongeveer 2900 voet (ongeveer 0,5 mijl / 0,8 km). Jarenlange rapporten, studies en openbare hoorzittingen vertraagden de verhuizing tot 1999. De verhuizing bracht veel technische uitdagingen met zich mee die worden beschreven in verschillende persberichten en artikelen in Cape Hatteras Lighthouse Relocation Articles and Images.

Upham-strand, Florida

Zanderosie door kuststromingen en golfbewegingen kunnen een strand drastisch veranderen. Om het strand te behouden, mensen moeten het verrijken met zand dat uit andere bronnen is gebaggerd, een proces dat bekend staat als strand voeding . Strandsuppletie is een dure aangelegenheid, kost vaak miljoenen dollars. Zoals je hieronder kunt zien, strandsuppletie in Upham Beach, Florida, duurde niet. Binnen een jaar, de offshore stromingen eroderen het aangevulde zand. Op zijn best, strandsuppletie is een dure, tijdelijke inspanning om het onvermijdelijke stuifzand van barrière-eilanden een halt toe te roepen.

Strandsuppletie in Upham Beach, FL (boven:voor; midden:kort daarna; onder:een jaar later) Foto met dank aan USGS Strandsuppletie in Upham Beach, FL (boven:voor; midden:kort daarna; onder:een jaar later) Foto met dank aan USGS Strandsuppletie in Upham Beach, FL (boven:voor; midden:kort daarna; onder:een jaar later) Foto met dank aan USGS

In de volgende sectie, we zullen kijken naar enkele dramatische effecten die ontwikkeling heeft gehad op barrière-eilanden.

Kustattracties

Mensen gaan elk jaar op vakantie op barrière-eilanden. Activiteiten zijn zwemmen, zonnen, surfen vissen, snorkelen, diepzee-/geluidsvissen, varen, natuur kijken en kajakken op zee.

Ontwikkelingseffecten op barrière-eilanden

Oceaan stad, MD -- een verstedelijkt barrière-eiland Foto met dank aan USGS

Ontwikkeling heeft belangrijke effecten op ecosystemen van barrière-eilanden, die van nature dynamische systemen zijn. Verschillende milieuactivisten en de bekende geoloog Orrin Pilkey, van Duke University, hebben gesproken over de gevaren van bouwen op barrière-eilanden. Laten we eens kijken naar twee barrière-eilanden die drastisch zijn veranderd door ontwikkeling.

Oceaan stad, Maryland

Oceaan stad, die is gelegen aan de zuidkant van Fenwick Island langs de oostkust van Maryland, is al lange tijd een populaire badplaats. In de jaren 1920, er werden verschillende grote hotels gebouwd, en tegen de jaren vijftig, ontwikkeling nam een ​​enorme vlucht en duurde bijna 30 jaar. In de jaren zeventig, ecologische zorgen over het eiland werden geuit, en wetten werden uitgevaardigd om het uitbaggeren van kanalen en het opvullen van wetlands te stoppen.

Een orkaan opende de Ocean City Inlet in 1933 (de inlaat scheidt Fenwick Island van Assateague Island naar het zuiden). Om het kanaal bevaarbaar te houden naar het vasteland, het US Army Corps of Engineers bouwde twee rotssteigers. Hoewel de steigers de inlaat stabiliseerden, ze veranderden het normale noord-naar-zuid-zandtransport door de kuststromingen. Het resultaat is dat zand zich achter de noordsteiger ophoopte en het zand onder de zuidsteiger snel wegslijt. De versnelde erosie heeft Assateague Island bijna een halve mijl (0,8 km) landinwaarts verschoven. In een zeer korte tijd, menselijk ingrijpen heeft het profiel van de barrière-eilanden permanent veranderd.

Veranderingen in Assateague Island als gevolg van versnelde erosie van de kunstmatige rotssteigers van Ocean City Inlet (boven:foto van de inlaat, onder:kaart van het gebied met omlijning van de ligging van het eiland in 1849). Foto met dank aan USGS Veranderingen in Assateague Island als gevolg van versnelde erosie van de kunstmatige rotssteigers van Ocean City Inlet (boven:foto van de inlaat, onder:kaart van het gebied met omlijning van de ligging van het eiland in 1849). Foto met dank aan USGS

Topsail eiland, Noord Carolina

Topsail Island is een populaire strandvakantieplek langs de kust van North Carolina. Dit barrière-eiland is uitgebreid ontwikkeld voor toerisme met de bouw van flatgebouwen en strandhuizen. In september 1996, Orkaan Fran kwam aan land in de buurt van Wilmington, NC. De luchtcirculatie tegen de klok in rond het oog van de orkaan veroorzaakte zware golfslag en stormvloeden boven Topsail Island. De storm heeft een groot deel van het eiland uitgehold, overspoelingen veroorzaken. Verschillende plaatsen op het eiland zijn geërodeerd, en de enige snelweg van het eiland werd ernstig beschadigd. Woonhuizen werden vernield, en materiële schade bedroeg enkele honderden miljoenen dollars.

Orkaan Fran beschadigde Topsail Island in 1996 (boven:voor, onder:na). Merk op hoe de overspoeling de weg beschadigde en op sommige plaatsen zelfs door het eiland brak. Foto's met dank aan USGS Foto's met dank aan USGS Orkaan Fran beschadigde Topsail Island in 1996 (boven:voor, onder:na). Merk op hoe de overspoeling de weg beschadigde en op sommige plaatsen zelfs door het eiland brak. Foto's met dank aan USGS Foto's met dank aan USGS Orkaan Fran beschadigde Topsail Island in 1996 (boven:voor, onder:na). Merk op hoe de overspoeling de weg beschadigde en op sommige plaatsen zelfs door het eiland brak. Foto's met dank aan USGS Foto's met dank aan USGS Orkaan Fran beschadigde Topsail Island in 1996 (boven:voor, onder:na). Merk op hoe de overspoeling de weg beschadigde en op sommige plaatsen zelfs door het eiland brak. Foto's met dank aan USGS Foto's met dank aan USGS

Hoewel de ontwikkeling van barrière-eilanden een riskante onderneming is, deze eilanden blijven populaire vakantie- en recreatieve attracties. Omdat barrière-eilanden belangrijke functies hebben (de kust beschermen tegen stormschade, het koesteren van ecosystemen en het beschermen van dieren in het wild), er is een balans nodig tussen behoud en verdere ontwikkeling.

Voor meer informatie over barrière-eilanden, bekijk de links op de volgende pagina.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-links

  • Hoe The Nature Conservancy werkt
  • Hoe orkanen werken
  • Hoe overstromingen werken
  • Waarom zijn de golven aan de Amerikaanse westkust groter dan de golven aan de oostkust?
  • Als de opwarming van de aarde ervoor zorgt dat de poolkappen smelten, hoeveel zullen de oceanen stijgen?
  • Wat veroorzaakt hoogwater en laagwater? Waarom zijn er elke dag twee getijden?
  • Hoe meten ze "zeeniveau"?
  • Hoeveel water is er op aarde?
  • Wat is een Nor'easter?
  • Waarom zou er over 40 jaar geen vis meer zijn?

Meer geweldige links

  • USGS:"Kusten in crisis"
  • The Fragile Fringe:een gids voor lesgeven over kustwetlands:barrière-eilanden als onderdeel van en bescherming voor de wetlands
  • Kustuitdagingen:een gids voor kust- en mariene problemen
  • Dienst Nationale Parken:Natuur &Wetenschap

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Chloroplast & Mitochondria: wat zijn de overeenkomsten en verschillen?
  2. 5 mensen die niet begraven kunnen blijven
  3. Waarom heeft een regenworm een ​​gesloten bloedsomloop?
  4. Waarom hebben we enzymen nodig voor de spijsvertering?
  5. Hoe beïnvloeden Genotype en Fenotype hoe je eruit ziet?
  6. Voedselketen: definitie, soorten, belang en voorbeelden (met diagram)
  7. Mensen waren de Neanderthalers niet te slim af,
  8. Basiscelfuncties
  9. Hoe te lezen Proteïne elektroforese

Wetenschap