Nous décodons les traces d’anciens ouragans sur le fond marin – et les preuves de millénaires de tempêtes dans l’Atlantique ne sont pas de bonnes nouvelles

La dernière décennie a vu cinq des six ouragans atlantiques les plus destructeurs de l’histoire moderne.

Puis une année comme 2022 arrive, sans aucun ouragan majeur jusqu’à ce que Fiona et Ian frappent fin septembre.

La saison des ouragans dans l’Atlantique, qui s’est terminée le 30 novembre, a connu huit ouragans et 14 tempêtes nommées.

C’est un rappel que la petite taille des échantillons peut être trompeuse lors de l’évaluation des tendances du comportement des ouragans.

Il y a tellement de variabilité naturelle dans le comportement des ouragans d’une année à l’autre et même d’une décennie à l’autre que nous devons regarder beaucoup plus loin dans le temps pour que les véritables tendances se dégagent.

Heureusement, les ouragans laissent derrière eux des preuves révélatrices qui remontent à des millénaires.

Deux mille ans de ces preuves indiquent que l’Atlantique a connu des périodes encore plus orageuses dans le passé que celles que nous avons connues ces dernières années.

Cela indique aux océanographes côtiers comme moi que nous sous-estimons peut-être considérablement la menace que les ouragans représentent pour les îles des Caraïbes et la côte nord-américaine à l’avenir.

Les records naturels laissés par les ouragans

Lorsqu’un ouragan s’approche de la terre ferme, ses vents provoquent des vagues et des courants puissants qui peuvent balayer le sable grossier et le gravier dans les marais et les étangs côtiers profonds, les gouffres et les lagunes.

Dans des conditions normales, le sable fin et les matières organiques comme les feuilles et les graines tombent dans ces zones et se déposent au fond.

Ainsi, lorsque le sable grossier et le gravier s’infiltrent, une couche distincte est laissée derrière.

Imaginez couper un gâteau en couches – vous pouvez voir chaque couche de glaçage.

Les scientifiques peuvent voir le même effet en plongeant un long tube dans le fond de ces marais et étangs côtiers et en remontant plusieurs mètres de sédiments dans ce qu’on appelle une carotte de sédiments.

En étudiant les couches de sédiments, nous pouvons voir quand du sable grossier est apparu, suggérant une inondation côtière extrême due à un ouragan.

Grâce à ces carottes de sédiments, nous avons pu documenter les preuves de l’activité des ouragans de l’Atlantique sur des milliers d’années.

Nous avons maintenant des dizaines de chronologies de l’activité des ouragans à différents endroits – y compris la Nouvelle-Angleterre, la côte du golfe de Floride, les Florida Keys et le Belize – qui révèlent des modèles de fréquence des ouragans à l’échelle de la décennie au siècle.

D’autres, notamment du Canada atlantique, de la Caroline du Nord, du nord-ouest de la Floride, du Mississippi et de Porto Rico, ont une résolution inférieure, ce qui signifie qu’il est presque impossible de discerner les couches d’ouragan individuelles déposées à des décennies d’intervalle.

Mais ils peuvent être très instructifs pour déterminer le moment des ouragans les plus intenses, qui peuvent avoir des impacts importants sur les écosystèmes côtiers.

Ce sont les enregistrements des Bahamas, cependant, avec une résolution presque annuelle, qui sont cruciaux pour voir l’image à long terme du bassin atlantique.

Pourquoi les Bahamas sont si importantes

Les Bahamas sont exceptionnellement vulnérables aux impacts des ouragans majeurs en raison de leur situation géographique.

Dans l’Atlantique Nord, 85 % de tous les ouragans majeurs se forment dans ce que l’on appelle la principale région de développement, au large de l’Afrique de l’Ouest.

En regardant uniquement les trajectoires d’ouragans observées au cours des 170 dernières années, mon analyse montre qu’environ 86 % des ouragans majeurs qui affectent les Bahamas se forment également dans cette région, ce qui suggère que la variabilité de la fréquence aux Bahamas pourrait être représentative du bassin.

Un pourcentage substantiel des tempêtes de l’Atlantique Nord passent également au-dessus ou à proximité de ces îles, de sorte que ces enregistrements semblent refléter les changements dans la fréquence globale des ouragans de l’Atlantique Nord au fil du temps.

En couplant les enregistrements de sédiments côtiers des Bahamas avec des enregistrements de sites plus au nord, nous pouvons explorer comment les changements dans les températures de surface de l’océan, les courants océaniques, les modèles de vent à l’échelle mondiale et les gradients de pression atmosphérique affectent la fréquence régionale des ouragans.

À mesure que les températures de surface de la mer augmentent, l’eau plus chaude fournit plus d’énergie qui peut alimenter des ouragans plus puissants et destructeurs. Cependant, la fréquence des ouragans – la fréquence à laquelle ils se forment – n’est pas nécessairement affectée de la même manière.

Les secrets cachés dans les trous bleus

Certains des meilleurs endroits pour étudier l’activité passée des ouragans sont les grands gouffres proches du rivage appelés trous bleus.

Les trous bleus tirent leur nom de leur couleur bleu profond.

Ils se sont formés lorsque la roche carbonatée s’est dissoute pour former des grottes sous-marines.

Finalement, les plafonds se sont effondrés, laissant derrière eux des gouffres.

Les Bahamas ont des milliers de trous bleus, certains aussi larges qu’un tiers de mile et aussi profonds qu’un immeuble de 60 étages.

Ils ont tendance à avoir des parois verticales profondes qui peuvent piéger les sédiments, y compris le sable transporté par de puissants ouragans.

Fortuitement, les trous bleus profonds ont souvent peu d’oxygène au fond, ce qui ralentit la décomposition, aidant à préserver la matière organique dans les sédiments au fil du temps.

Fissuration d’une carotte de sédiment

Lorsque nous remontons une carotte de sédiments, les couches de sable grossier sont souvent visibles à l’œil nu.

Mais un examen plus approfondi peut nous en dire beaucoup plus sur ces ouragans du passé.

J’utilise les rayons X pour mesurer les changements de densité des sédiments, la fluorescence des rayons X pour examiner les changements élémentaires qui peuvent révéler si les sédiments proviennent de la terre ou de la mer, et l’analyse de la texture des sédiments qui examine la taille des grains.

Pour déterminer l’âge de chaque couche, nous utilisons généralement la datation au radiocarbone. En mesurant la quantité de carbone 14, un isotope radioactif, dans les coquilles ou d’autres matières organiques trouvées à divers points du noyau, je peux créer un modèle statistique qui prédit l’âge des sédiments dans tout le noyau.

Jusqu’à présent, mes collègues et moi avons publié cinq enregistrements de paléoouragans avec des détails presque annuels sur les trous bleus des îles des Bahamas.

Chaque enregistrement montre des périodes d’augmentation significative de la fréquence des tempêtes durant des décennies et parfois des siècles.

Les enregistrements varient, ce qui montre qu’un seul emplacement peut ne pas refléter les tendances régionales plus larges.

Par exemple, Thatchpoint Blue Hole sur l’île de Great Abaco dans le nord des Bahamas comprend des preuves d’au moins 13 ouragans par siècle qui étaient de catégorie 2 ou plus entre les années 1500 et 1670.

Cela dépasse largement le taux de neuf par siècle documenté depuis 1850.

Au cours de la même période, de 1500 à 1670, des trous bleus sur l’île d’Andros, à seulement 300 kilomètres au sud d’Abaco, ont documenté les niveaux les plus bas d’activité cyclonique locale observés dans cette région au cours des 1500 dernières années.

Modèles de repérage à travers le bassin atlantique

Ensemble, cependant, ces documents offrent un aperçu des grandes tendances régionales.

Ils nous donnent également un nouvel aperçu de la façon dont les changements océaniques et atmosphériques peuvent influencer la fréquence des ouragans.

Alors que la hausse des températures de surface de la mer fournit plus d’énergie qui peut alimenter des ouragans plus puissants et destructeurs, leur fréquence – la fréquence à laquelle ils se forment – n’est pas nécessairement affectée de la même manière.

Certaines études ont prédit que le nombre total d’ouragans diminuera à l’avenir.

Les archives compilées des Bahamas documentent une fréquence des ouragans nettement plus élevée dans le nord des Caraïbes pendant le petit âge glaciaire, vers 1300 à 1850, qu’au cours des 100 dernières années.

C’était une époque où les températures des océans de surface de l’Atlantique Nord étaient généralement plus froides qu’elles ne le sont aujourd’hui.

Mais cela a également coïncidé avec une mousson ouest-africaine intensifiée.

La mousson aurait pu produire plus d’orages au large de la côte ouest de l’Afrique, qui agissent comme des graines de basse pression pour les ouragans.

Les vents directeurs et le cisaillement vertical du vent affectent probablement aussi la fréquence des ouragans d’une région au fil du temps.

L’intervalle actif du petit âge glaciaire observé dans la plupart des enregistrements des Bahamas coïncide avec une augmentation des frappes d’ouragans le long de la côte est des États-Unis de 1500 à 1670, mais en même temps, c’était une période plus calme dans le golfe du Mexique, le centre des Bahamas et le sud des Caraïbes.

Les enregistrements des sites plus au nord nous en disent plus sur le climat.

En effet, les changements de température des océans et des conditions climatiques sont probablement beaucoup plus importants pour contrôler les impacts régionaux dans des régions telles que le nord-est des États-Unis et le Canada atlantique, où les conditions climatiques plus fraîches sont souvent défavorables aux tempêtes.

Un avertissement pour les îles

Je suis actuellement en train de développer des enregistrements de tempêtes côtières dans des endroits comme Terre-Neuve et le Mexique.

Grâce à ces enregistrements, nous pouvons mieux anticiper les impacts du futur changement climatique sur l’activité des tempêtes et les inondations côtières.

Aux Bahamas, pendant ce temps, l’élévation du niveau de la mer expose les îles à un risque croissant, de sorte que des ouragans encore plus faibles peuvent provoquer des inondations destructrices.

Étant donné que les tempêtes devraient être plus intenses, toute augmentation de la fréquence des tempêtes pourrait avoir des effets dévastateurs.