Texas Gulf Coast er blandt de mest dynamiske miljøer på Jorden. Jeffrey Paine taler om den tilbagetrækkende kystlinje og risiciene og værdien af menneskelig aktivitet der.
Du har skrevet, at kystlinjen nogle steder langs Texas Gulf Coast kører tilbage med 1,6 meter hvert år. Fortæl os mere om det, og hvordan det kan sammenlignes med andre kystlinjer på denne planet.
Kort og instrumenter, der bruges til at overvåge historisk ændring af kystlinjen.
Vi henter det antal fra undersøgelser her på kontoret, der begyndte i 1970'erne. Dette antal er faktisk en gennemsnitlig sats for den øverste Texas-kyst, den del af Texas-kysten, der eroderer hurtigst. For Texas-kysten som helhed er den gennemsnitlige sats ca. 1,2 meter om året. Og for den nedre kyst er det cirka en meter om året. Det er blandt de hurtigste priser på tilbagetog i kystlinjen i USA. Du finder hurtigere priser på steder som Louisiana og Mississippi og lavere priser på steder som vestkysten, den nordøstlige kyst og Florida.
De slags materialer, vi har brugt til at bestemme disse satser, inkluderer topografiske diagrammer, der omhyggeligt er lavet af US Coast i Geodetic Survey i slutningen af 1800-tallet ved hjælp af både og luftfotos, der begyndte på kysten omkring 1930, til meget nyere og moderne teknikker, herunder globale positionssystemersatellitter og -modtagere og endda et luftbårent laserbaseret system til fjernkartning af skår i kystlinjen. Alle disse ting har gjort det muligt for os at bestemme tidligere kystlinjepositioner relativt nøjagtigt. Vi sammenligner disse positioner over tid for at bestemme de langsigtede satser for ændring af kystlinjen.
Hvad får Texas-kystlinjen til at ændre sig? Jeg forstår, at det er en kombination af naturlige og menneskelige faktorer, der har ført til, hvad nogle forskere beskriver som en dramatisk kystlinie tilbagetog ved Texas Gulf Coast. Hvad er kendt om årsagerne?
Virkningen af orkanen Ike på Galveston Island.
De fleste af os antager, at det miljø, vi er i, vil være stabilt over tid. Men enhver, der har været på en strand ved, at stranden er et dynamisk miljø, der ændrer sig fra time til time og dag til dag med tidevandscyklusser og bølgeenergi og vind og storme og alle disse funktioner.
I en bredere con har kystlinjerne langs Texas-kysten trukket sig tilbage i det meste af de sidste 20.000 år i løbet af den sidste is-interglaciale cyklus. Toppen af den sidste glaciation var for ca. 20.000 år siden. Havniveauet var ca. 100 til 120 meter lavere end det er i dag, og kystlinjerne var ude nær kanten af kontinentalsokklen.
Da den glaciation sluttede, og alle disse gletschere og isplader smeltede, blev masser af vand dumpet i oceanerne, og havniveauet steg hurtigt indtil for ca. 5.000 år siden og derefter meget langsommere i løbet af de sidste 5.000 år. Så de fleste kystlinjer langs Texas-kysten og Mexicogolfen er eroderet naturligt i de sidste 10 til 20.000 år.
Meget af Texas-kystsletten er sammensat af ukonsoliderede sedimenter. Hvad jeg mener med ikke-konsoliderede sedimenter er, at sedimenter, der er lavet af sand og silter og ler, der ikke er hærdet til en klippe. De er noget, du kan grave op eller trække fra hinanden med en spade eller en rake. De er ikke lithified som en granit eller en sandsten eller en skifer ville være. De er på vej til at være det, men de er ikke der endnu. Og ukonsoliderede sedimenter på kysten angribes af bølgerne, der genereres af vinde. Bølgeaktionen ved kysten forstærkes af hver dags tidevandscyklus, der skaber erosionspotentialet, der får strandene til at trække sig tilbage.
Der er også storme, der påvirker kysten. Vi har et gennemsnit på noget som fire tropiske storme og fire orkaner pr. Årti, der skaber forhøjede tidevand og stærke vinddrevne bølger. Storm 'bølge' og bølger angriber kystlinjerne og bevæger en enorm mængde sediment rundt. Noget af det så forlader det systemet og er ikke tilgængeligt for stranden at komme sig, når stormen er gået. Disse sedimenter går i dybere vand eller afsættes på land som vask over aflejringer.
Vi har også stigning i havniveauet. De globale gennemsnitlige stigninger i havoverfladen i det sidste århundrede er overalt fra 1 til ca. 3 millimeter om året. Hvad det gør ved Texas-kysten er, at det forårsager nedsænkning af lavtliggende myrer og tidevandslejligheder. Det bringer også bølgeenergi højere op på stranden, hvilket øger erosionspotentialet.
Så vi har global havstandstigning, men vi har også en medvirkende faktor på Texas-kysten, kaldet forsyn, som er en naturlig komprimering af ukonsoliderede sedimenter, der er under os. Subsidensen kan fremskyndes ved fjernelse af væsker - enten tilbagetrækning af grundvand eller olie- og gasproduktion i områder, hvor vi har strande. Landbundenhed fører til, hvad der faktisk er en højere sats på i forhold stigning i havniveauet - det vil sige, at havniveauet ville stige i forhold til den lokale landoverflade kan være højere end de gennemsnitlige gennemsnitlige stigninger i havniveauet.
Fortæl os dine indtryk om, hvad der virkelig sker med disse årsager bag denne dramatiske tilbagetrækning af Texas-kystlinjen.
Lidar-billede af Bolivar-halvøen, en kystbarriere, der beskytter Galveston Bay
De potentielle årsager til den nedfald, som vi ser ved Texas-kysten, inkluderer naturlig komprimering. Vi ved, at disse sedimenter er ukonsoliderede, og at de kan komprimere under deres egen vægt. Og derfor kan jordoverfladen synke.
Andre årsager, der er nævnt af andre forskere, inkluderer tilbagetrækning af grundvand, hvor du pumper vand fra jorden. Vand bevæger sig fra lerpartikler ind i sandede reservoirer, og derefter komprimerer leret, hvilket forårsager en nettofortynding af lagene over det område, hvor vandet produceres.
Produktion fra relativt lavt olie- og gasreservoirer kan også bidrage til sænkning. Disse reservoirer er under pres, når de produceres, og presset falder over tid. Noget af det pres kan have været med til at holde sedimenterne over dem. Nogle mennesker har teoretiseret, at når dette pres falder, er der et netto synkende land over disse olie- og gasreservoirer.
Hvad vil du sige til nogen, der er bekymret for den tilbagetrækkende kystlinje langs Texas-kysten. Og måske kunne du også tale om langsigtede løsninger.
Kystlinie tilbagetog har været en langvarig naturlig proces. Kystlinie tilbagetog er kun en trussel mod os, fordi vi har bygget strukturer og lever i kysten i større og større antal. Hvis vi ikke var der, ville der virkelig ikke være nogen store trusler mod os fra tilbagetrækning af kystlinjen. Men når nogen bygger et hjem eller en virksomhed på det lave land langs Texas-kysten, risikerer de at storme og langvarig tilbagetrækning af kystlinjen. Der er mange eksempler på boliger, der blev bygget i et æstetisk ønskeligt sted på den første række mod stranden. Mange af disse hjem var på selve stranden inden for år til årtier som følge af tilbagetrækning af kystlinje og erosion under storme. I Texas beskytter Open Beaches Act den offentlige adgang til stranden. Så når strukturer kommer ud på stranden, skal der gøres noget, for da begrænser de den offentlige adgang til den strand.
Kystlinie tilbagetog fungerer også som en 'kanarie i minen' til overvågning af globale klimaændringer. Retreat-priser er påvirket af stigning i havoverfladen, og det er naturligvis relateret til global opvarmning, uanset årsagen, uanset om du mener, at den er naturlig eller menneskelig fremkaldt. Det er bestemt en kendsgerning, at havniveauet stiger, og at stigningen påvirker kystlinjens ændringshastigheder langs Texas-kysten. Så vi kan indirekte se på klimaændringer og stigning i havoverfladen ved at overvåge kystlinjens position.
For dem, der er bekymrede for tilbagetrækning af kystlinjen, er der ikke for mange praktiske muligheder for at afbøde virkningerne af erosion i kystlinjen. I nogle områder, for eksempel byen Galveston, har vi for eksempel truffet en beslutning om at bevare, hvad der er der, og støttede opførelsen af konstruerede konstruktioner som Galveston havvæg.
Kystlinie trækker sig langs mudrede kyster nær High Island på den øverste Texas-kyst.
Men på steder, hvor færre mennesker bor, og hvor der ikke er en sådan økonomisk indflydelse relateret til tilbagetrækning af kystlinjen, er dine muligheder for at håndtere tilbagetog begrænsede. De inkluderer flytning. De kan omfatte næring af strande ved at tilføje sand eller kunstigt opbygge landoverfladen. Vi har en mangel på sedimenter ved Texas-kysten, der er forårsaget af dæmning af floder og konstruktion af brygge og skibskanaler, der fælder sediment, hvilket har ført til lokale og måske regionale stigninger i antallet af tilbagetrækning af kystlinjen.
Og så konstruerede strukturer kan hjælpe os med at forbedre virkningerne af kystlinie tilbagetog. Men der er ikke kun omkostningerne ved at konstruere dem, der er også omkostningerne ved at vedligeholde dem i fremtiden. For en kystlinje, der er så lang som vores med mere end 300 miles kystlinje, ville en konstrueret løsning være uoverkommelig dyr.
Hvis jeg var nogen, der overvejede at opbygge en struktur ved kysten og var bekymret over dens langsigtede levedygtighed, ville jeg se på nogle af de datakilder, der er derude for at bestemme, hvad de langsigtede ændringshastigheder er. Nogle kystområder er relativt stabile. Andre trækker sig tilbage i meget hurtige hastigheder, undertiden så meget som 15 meter om året eller mere. Så placering er vigtig. Men alle disse steder på kysten ville være modtagelige for farer som orkaner, tropiske storme og stormflod. Så det burde ikke være nogen overraskelse, at der virkelig ikke er noget absolut sikkert sted at bygge på Texas Gulf-kysten.
Vil du fortælle os om barriereøerne, der strækker sig over Mexicogolfen? Hvad er vigtigt at vide?
Historiske kystlinie tilbagetrækning satser på den øverste Texas Coast.
Barriereøerne på Texas-kysten anses for at være den første linje i et forsvar for indre områder fra bølge, der er forbundet med tropiske storme og orkaner, stort set fordi de er store sandede træk, der har veludviklede klitter bag stranden. I nogle tilfælde er klitterne det højeste punkt for miles rundt. De er en naturlig havmur for områdene bag klitterne.
Klitterne er ikke veludviklede langs hele kysten. Områder som den øvre Texas-kyst har ikke nødvendigvis veludviklede klitter, dels på grund af mangel på sedimentforsyning, dels på grund af langvarig erosion, dels på grund af virkningerne af de nylige storme i disse områder. Klitterne er altid beskadiget af store storme, og det tager et stykke tid at komme sig.For eksempel ramte orkanen Ike den øverste Texas-kyst i 2008. Det var kun en kategori 2-storm, men det var en enorm storm. Det forårsagede en enorm mængde strand og klitter og kystskader langs den øverste Texas-kyst. Den del af kysten er stadig i bedring fra Ike, og nogle områder vil aldrig komme sig fuldt ud.
Hvad er det vigtigste, du ønsker, at folk i dag skal vide om ændringer, der sker i Texas Gulf Coast?
Vi bor på en meget dynamisk kyst her i Texas, og overalt virkelig rundt om den nordlige Mexicanske Golf. Det er et miljø, der er naturligt dynamisk og har været på den måde, så længe vi kan se på fortiden. Det er en zone, der ændrer sig meget over tid, og de fleste af os er ikke vant til det. Vi går til et område, og vi har kortlagt vores stykke jord, og vi forventer, at det vil forblive der i vores levetid og mange levetider fremover.
Det er ikke tilfældet ved Texas-kysten. Du kan undersøge et område, men bølger og havoverfladen stiger, og storme er ikke rigtig opmærksomme på hvor undersøgelsesmarkører er. Mange mennesker på kysten har lært den vanskelige lektie, at det, du bygger der, muligvis ikke varer evigt. Jeg tror, at den store lektion i studiet af kystlinjeforandringer over tid er, at det er en demonstration af, hvor dynamisk kystzonen er og vil fortsætte med at være.