Tropische cyclonen zijn frequenter geworden in de afgelopen 5.700 jaar, blijkt uit sedimentkernanalyses

Onderzoek naar klimaatgeschiedenis in Belize

Onderzoekers van de universiteiten van Frankfurt, Keulen, Göttingen, Hamburg en Bern hebben een sedimentkern geanalyseerd die is genomen uit het Great Blue Hole, gelegen aan de kust van Belize. Deze studie richtte zich op de lokale klimaatgeschiedenis van de afgelopen 5.700 jaar.

De analyse van de sedimentlagen uit de 30 meter lange kern toonde aan dat stormen op de lange termijn zijn toegenomen en dat tropische cyclonen in de afgelopen decennia veel frequenter zijn geworden. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances onder de titel “An annually resolved 5700-year storm archive reveals drivers of Caribbean cyclone frequency”.

Het Great Blue Hole is tot 125 meter diep en ongeveer 300 meter breed, en bevindt zich in het ondiepe Lighthouse Reef, een atol voor de kust van Belize. Het gat ontstond uit een stalactietengrot die instortte aan het einde van de laatste ijstijd en vervolgens werd overstroomd door de stijgende zeespiegel als gevolg van het smelten van de continentale ijskappen.

Eerdere studies, geleid door professor Dr. Eberhard Gischler en Dr. Dominik Schmitt van de Universiteit van Frankfurt, hebben aangetoond dat de sedimenten aan de bodem van het Great Blue Hole een zeer nauwkeurige reconstructie mogelijk maken van de tropische cyclonen in de regio, waarvan de sterkste bekend staan als orkanen.

De stormen roeren de deeltjes op het atol op, die in het Great Blue Hole worden gedragen en kenmerkende lagen aan de bodem vormen. Deze lagen verschillen aanzienlijk in samenstelling van de normale sedimenten en kunnen zeer precies worden gedateerd op basis van de jaarlijkse stratificatie van de normale sedimenten.

Geïnspireerd door deze initiële bevindingen hebben onderzoekers van de Universiteit van Keulen en de Universiteit van Frankfurt in de zomer van 2022 een boorplatform ingezet in het Great Blue Hole, waardoor het voor het eerst mogelijk werd om het volledige sedimentrecord te recupereren.

Professor Dr. Martin Melles, geoloog en leider van het onderzoeksteam van de Universiteit van Keulen, verklaarde: “Onze boortechnologie was oorspronkelijk ontworpen voor meren en is meerdere keren gebruikt in het Russische Arctische gebied.” In dit geval werd het platform ongeveer 70 kilometer van het vasteland naar het Great Blue Hole getrokken en daar verankerd.

De verzamelde sedimentkern weerspiegelt drie fasen van afzetting: 12.500 jaar geleden ontstond er een meer in de ingestorte grot, waarin veel organische resten uit een omliggend regenwoud werden gewassen. Vervolgens steeg 7.200 jaar geleden de zeespiegel na de laatste ijstijd tot aan de rand van het Great Blue Hole. Het water werd brakkig en het omliggende regenwoud werd vervangen door mangrove-moerassen. Ongeveer 5.700 jaar geleden begon een volledige inundatie van het Great Blue Hole met mariene koraalgroei in plaats van terrestrische vegetatie rond de rand.

Sindsdien worden mariene sedimenten afgezet met bijna geen verstoring, wat de tropische stormen in de regio documenteert in de vorm van stormlagen. De resultaten tonen aan dat er in het Great Blue Hole in de afgelopen 5.700 jaar in totaal 574 stormlagen zijn gevormd. Dit is veruit de langste jaarlijkse tijdreeks van tropische cyclonen in het Caribisch gebied. Het voegt vele millennia toe aan de meteorologische gegevens en menselijke registraties, die slechts 175 jaar teruggaan. Dit biedt gedetailleerde inzichten in de natuurlijke fluctuaties in stormfrequentie in tijden waarin mensen nog niet op grote schaal in het klimaatsysteem ingrepen.

De stormfrequentie van de afgelopen 5.700 jaar toont een langetermijnstijging die wordt overschaduwd door kortetermijnfluctuaties. Deze twee trends kunnen worden verklaard door bekende veranderingen in de zonne-irradiantie, veroorzaakt door veranderingen in de cirkelbeweging van de aardas en zonnecycli. De gereconstrueerde stormen vertonen ook een frequentie voor de afgelopen decennia die vele malen hoger is dan de frequentie in de oudere sedimenten.

Professor Melles verklaarde: “Deze maximale frequentie kan niet worden toegeschreven aan de langetermijnstijging of de kortetermijnfluctuaties van de afgelopen 5.700 jaar, dus het is waarschijnlijk een gevolg van de huidige klimaatverandering veroorzaakt door menselijke activiteit. Onze geologische resultaten ondersteunen dus de voorspellingen van sommige klimaatmodellen dat progressieve wereldwijde opwarming zal leiden tot een verdere toename van de frequentie van tropische stormen.”