science >> Wetenschap >  >> Natuur

In het zicht van New York City, een oerbos wordt geconfronteerd met stormen en zeespiegelstijging

Onderzoekers banen zich een weg door een zeldzaam oud bos aan de kust op het schiereiland Sandy Hook in New Jersey, een eenmalige militaire basis. De meeste bomen die hier te zien zijn, zijn rode ceders; velen werden gedood door orkaan Sandy in 2012. Credit:Kevin Krajick/Earth Institute

Grenzend aan de zuidelijke benadering van de haven van New York, New Jersey is laag, het smalle schiereiland Sandy Hook herbergt een uiterst zeldzaam bos:een stuk van 65 hectare met oostelijke hulst- en rode cederbomen, waarvan sommige dateren uit het begin van de 19e eeuw. Dicht bij zeeniveau, geworteld in voedselarm zand en blootgesteld aan wind uit alle richtingen, dergelijke bossen bedekten ooit een groot deel van de oostkust. Deze paar bomen hebben de ontwikkeling overleefd die bijna alles om hen heen heeft opgeslokt, samen met talloze stormen, en - tot nu toe - stijgende zeespiegels. In 2012, Orkaan Sandy raasde door, het doden van veel bomen met zoutwateroverstroming en wind. De skeletten van de doden worden nu wit in de zon. Met de langzame opmars van het stijgende oceaanwater, en het toenemende klimaatgedreven potentieel voor toekomstige krachtige stormen zoals Sandy, hoe lang de rest nog mag bestaan ​​is een open vraag.

Boomringwetenschapper Nicole Davi en verschillende collega's bezochten het bos op een recente herfstdag. Davi, een professor aan de William Paterson University en onderzoeker aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University, is geïnteresseerd in het relatief nieuwe gebied van paleotempestologie - de studie van stormen uit het verleden. Vooral, ze wil weten of ze de oude bomen kan gebruiken om de frequentie en kracht vast te stellen van kuststormen voorafgaand aan de ongeveer 100 jaar moderne meteorologische gegevens. Dergelijke kennis zou niet alleen waardevol zijn voor het begrijpen van gebeurtenissen uit het verleden, maar zou wetenschappers kunnen helpen te voorspellen hoe dit en andere kustecosystemen zullen reageren op de stressoren die voor de komende decennia worden geprojecteerd.

Recente studies van de kusten van Virginia en Mississippi suggereren dat bomen schade oplopen door zout water en wind veroorzaakt door grote stormen, in de vorm van verminderde groei in hun ringen gedurende enkele jaren daarna; sommige bomen kunnen ronduit sterven. En veel bossen aan de oostkust langs de oostkust veranderen geleidelijk in spookbossen, aangezien zout water op sommige plaatsen tot 5 millimeter per jaar stijgt, het doden van boomwortels. Davi wil weten of ze het stormsignaal in kustbomen hier kan zien. "Hoe reageren bomen in realtime op het klimaat?" ze zei. "Kunnen we dat vergelijken met het opgenomen weer en kijken hoe ze reageren, en dat dan verlengen voor het record? Deze bomen kunnen de geschiedenis van stormen vastleggen die we anders niet kunnen vastleggen."

Zeldzame hulstbomen, sommige dateren uit het begin van de 19e eeuw, zijn zeer goed bestand tegen zout water. Dergelijke bossen bestonden ooit langs een groot deel van de Amerikaanse oostkust, maar zijn nu bijna allemaal weg. Krediet:Kevin Krajick/Earth Institute

Sandy Hook is zeven mijl lang en in delen slechts 500 voet breed. Het oerwoud heeft het overleefd om een ​​misschien contra-intuïtieve reden:het schiereiland is voornamelijk een militaire basis geweest sinds de Britten het tijdens de Revolutionaire Oorlog bezetten. Amerikaanse troepen gebruikten het later om de haven te bewaken en wapens te testen, het bouwen van uitgebreide vestingwerken, geweer batterijen, en eventueel, Koude Oorlog lanceerplatforms voor kernraketten. Gebieden die niet nodig waren, werden onaangeroerd gelaten, gespaard van de civiele ontwikkeling die bijna elk ander stukje van de kustlijn heeft opgegeten. De kustwacht bezet nog steeds een klein stukje van Sandy Hook, maar het merendeel werd in 1974 overgedragen aan de National Park Service, en dient nu als een combinatie van recreatiegebied en historisch park met nu grotendeels verwoeste militaire structuren.

Het bos is omheind van het publiek, maar gewapend met een officiële onderzoeksvergunning, Davi, Lamont Tree Ring Laboratoriumtechnicus Troy Nixon, en twee collega's van William Paterson klommen over een gesloten poort en daalden af ​​naar de bossen waar ze grotendeels open waren, moerassige gebieden gescheiden heuveltjes dichtbevolkt door bomen. Een paar bomen staken uit het moerasgras, maar de meesten waren dood - waarschijnlijk slachtoffers van Sandy, of misschien stijgende zeespiegel, gemeten op een constante 4 millimeter per jaar hier sinds de jaren 1930.

Navigeren een karige, ongemarkeerd pad, de bemanning verstrikt in vastklampend kreupelhout en prikkeldraad-achtige massa's catbrier, let op vruchtbare teken en gifsumak. Op een bepaald moment, ze passeerden een schijnbare bomkrater, ongeveer zes voet diep en 20 voet breed. Bezoekers komen hier soms nog niet-ontplofte munitie tegen.

Boomringonderzoeker Nicole Davi neemt monsters van een kersenboom met een boor die een kleine doorsnede van jaarringen verwijdert. Krediet:Kevin Krajick/Earth Institute

Davi nam het eerste boomringmonster van een knoestige, zwaar leunende rode ceder van ongeveer anderhalve meter breed. "Ik hou van bomen die leunen - de oudste leunen altijd, " zei ze. De bemonstering wordt gedaan met een boormachine - een holle boor die men met de hand in de boom draait, het vullen van het interieur met een stro-achtige doorsnede van de ringen van de boom. Het proces levert een droge, krakend geluid. Om het zowel in als uit te krijgen, heb je veel spieren nodig; Davi, wie heeft dit honderden keren gedaan, trok een grimas terwijl ze het inwerkte. Toen ze een paar minuten later raakte wat ze dacht dat dood was, ze schoof de voorspelling een beetje terug, en trok de kern eruit. Even inspecteren, ze schatte dat de boom ongeveer 150 jaar oud was. De exacte leeftijd en welke stormgebeurtenissen of andere verstoringen de ringen ook zouden kunnen onthullen, zouden moeten wachten op laboratoriumanalyse.

Verder, de bemanning arriveerde bij een stand van hollies, met stammen zo dik als drie voet. Ver uit elkaar en met uitgebreide kronen tot wel 50 voet in de lucht, ze creëerden een kathedraalachtig effect. Sommige exemplaren kunnen wel 200 jaar oud zijn, en zij zijn de ultieme overlevenden in dit soort omgeving. Veel boomsoorten sterven snel als hun wortels of takken worden blootgesteld aan zout water, maar hollies hebben een hoge weerstand. Zo ook de ceders, maar niet zo veel; de meeste dode bomen die verspreid lagen, leken ceders te zijn.

Een paar uur later, de bemanning had elk twee kernen van een dozijn hollies en een dozijn ceders, samen met een paar oude kersenbomen. (De laatste zijn meestal dood of stervende; ze lijken minder goed te doen met zout.) Davi en William Paterson, laboratoriumtechnicus Mike DaSilva, maakten ook gebruik van een paar omgevallen boomstammen om hele dwarsdoorsneden uit te zagen - een destructieve techniek die nooit bij het leven werd gebruikt exemplaren. Naast het inspecteren van ringen op onregelmatigheden die kunnen wijzen op stormschade, Davi is ook van plan een nieuw opkomende techniek te gebruiken om veranderingen in zuurstofisotopen in de ringen te meten, die een weerspiegeling kunnen zijn van de samenstelling van het regenwater, en kan worden gebruikt om grote tropische cycloongebeurtenissen te identificeren.

  • Een kern van een rode cederboom, op het eerste gezicht geschat op 150 jaar oud. Variaties in de ringen kunnen wijzen op stormen of andere storingen in het verleden. Krediet:Kevin Krajick/Earth Institute

  • Boomringtechnicus Troy Nixon proeft een oude hulst. Krediet:Kevin Krajick/Earth Institute

  • Op de duinen aan het open water, grote stormen en geleidelijk stijgende zeespiegel doden bomen. Op de achtergrond, een verlaten raketsilo. Het schiereiland werd eeuwenlang bezet door strijdkrachten, die het bos tot nu toe heeft gered. Verder op de achtergrond:het hoogontwikkelde vasteland van New Jersey. Krediet:Kevin Krajick/Earth Institute

Andere natuurlijke archieven kunnen paleotempestologie-records produceren, waaronder lagen schelpen die periodiek aanspoelen door grote stormen op stranden of in vijvers of lagunes. Sommige van deze proxy's kunnen records produceren die teruggaan tot 6, 000 jaar, maar boomringen zijn Davi's favoriet. "Het mooie van boomringwetenschap is dat het heel precies is, "zei Davi. "De ringen zullen je het absolute jaar vertellen waarin er iets is gebeurd." In een breed moeras, drie metalen buizen staken uit het gras - peilbuizen geïnstalleerd door de U.S. Geological Survey, om het zoutgehalte van grondwater op verschillende niveaus te meten. Het kan moeilijk zijn om de geleidelijke indringing van zeewater te meten met behulp van boomringen, zei Davi, maar de putten bieden een direct record.

Er zijn nog maar twee andere soortgelijke oerbossen in deze regio:een stuk land van 50 hectare op Fire Island, bij Long Island, beschermd door de National Park Service; en een groter bos bij Montauk, op het uiterste puntje van Long Island, op staatsgrond. Beide bevatten bomen die teruggaan tot het begin van de 18e eeuw. Davi is van plan daar ook te gaan werken. Ze heeft ook bomen bestudeerd in Mongolië, Peru, Alaska, de Yukon, en andere plaatsen, maar zegt dat degenen die dichter bij huis zijn speciaal voor haar zijn. "Het is verbazingwekkend dat ze hier zijn, gezien alle druk, "zei ze. "Het zijn opmerkelijke recorders van het klimaat, en we beseffen niet, sommigen van hen zijn slechts een paar honderd voet van een parkeerplaats."