есчаные дюны на островах с прибрежными барьерами защищают атлантическое побережье США и побережье Персидского залива от надвигающихся ураганов. Каждый год миллионы государственных и частных долларов финансируют восстановление этих барьерных островов, но менеджеры часто сосредотачиваются на восстановлении более мелких песчаных дюн и стремятся сделать их больше для лучшей защиты от штормов.

Но новое исследование, представленное на осеннем собрании AGU в 2018 году в прошлом месяце, обнаруживает, что песчаные дюны на этих барьерных островах не восстанавливаются с одинаковой скоростью. Маленькие дюны возвращаются в маленькие дюны; большие дюны превращаются в большие дюны; и они обычно не становятся больше, чем они были до того, как разразилась буря.

Крис Хаузер, прибрежный геолог из Университета Виндзора, Канада, который представил результаты, испытал ураган Иван на следующий день после того, как он прибыл в Пенсаколу, штат Флорида, в 2004 году. Хаузер стал свидетелем ущерба, нанесенного барьерным островам вдоль Пенсаколы, и потери фронтов дюн. , что побудило его изучить процесс восстановления песчаных дюн после штормов.

«Мы хотели знать, как быстро выздоравливают узкие участки острова по сравнению с более широкими участками с большими дюнами», — сказал он.

Недавние исследования показали, что для восстановления дюн до высоты перед штормом может потребоваться до 10 лет. В новом исследовании команда Хаузера хотела увидеть, как восстановление дюн варьируется для дюн разных размеров.

Исследователи обследовали пять барьерных островов, пострадавших от урагана Иван — острова Санта-Роза и Сент-Джордж во Флориде, остров Ассатиг в Мэриленде и острова Фоллетс и Галвестон в Техасе. Они сравнили трехмерные карты этих островов в период между 2004 и 2010 годами, включающие данные непосредственно перед ураганом и после него. Используя эти карты, исследователи измерили высоту дюн, ближайших к морю, а затем оценили изменение высоты дюн после шторма.

Они обнаружили, что когда штормы обрушиваются на маленькие дюны, песок откладывается в виде веер на задней части дюн. В случае больших дюн отложения переносятся на ближайший берег.

«Восстановление самых маленьких дюн было исключительно быстрым», — сказал Хаузер. «Не так много песка, чтобы его вернуть». Острова, такие как Санта-Роза и Ассатиг, которые имеют относительно небольшие дюны, быстро восстановились после урагана. Но как только они восстановились, по словам Хаузера, песка больше не осталось. «Вы начинали как маленькие дюны и быстро восстанавливались, как маленькие дюны», — сказал он.

В случае более крупных дюн ветер возвращает прибрежный песок, но обратная миграция требует времени. «Это медленное восстановление, но вы получите свои большие дюны обратно», сказал Хаузер. Растительные остатки в виде семенного банка и подземных стеблей растений также помогают растительности восстанавливать и стабилизировать эти большие дюны после шторма.

Но дюны среднего размера показали самое медленное восстановление. Когда штормы обрушиваются на эти дюны, некоторое количество песка транспортируется за дюнами, даже за пределы, где откладываются мелкие песчаные дюны, а некоторое количество песка перемещается в боковом направлении вблизи берега. По словам Хаузера, не только требуется время, чтобы песок накапливался в предбурильном регионе, но почти все растительные остатки в песке теряются и возвращаются долго.

«Это высота дюн от 1 до 1,5 метра (три-пять футов), ниже которой вы, вероятно, будете продолжать получать дюны все меньшего и меньшего размера, потому что они могут быть легко уничтожены следующим штормовым нагоном», — сказал Хаузер.

По словам Хаузера, если ураганы станут более частыми или интенсивными в ближайшие годы, дюны могут быть вынуждены снизить свою высоту восстановления. Кроме того, антропогенная деятельность, такая как строительство и тяжелые шаги вдоль береговой линии, может ускорить изменчивость высоты дюны вдоль береговой линии, создавая множество меньших дюн. Из-за того, что все больше и больше песка выталкивается за дюны после шторма, песка будет мало для восстановления, и береговая линия, вероятно, отступит.

«Во многих случаях мысль состоит в том, чтобы восстановить эти маленькие дюны, чтобы сделать их больше», — сказал Хаузер. «Но если вы не собираетесь накапливать огромное количество песка и сажать новую растительность, это не сработает».

Он предлагает сохранить большие дюны, так как они поставляют песок на соседние участки.