Internationalt hold studerer verdens sidste ukendte store floddelta

Da cyklonen Nargis ramte Myanmars Irrawaddy-Salween-delta i 2008, det dræbte næsten 140, 000 mennesker og efterlod mere end 2 millioner indbyggere i denne lavtliggende region hjemløse.

Et binationalt forskerhold bruger nu en toårig, $545, 000 tilskud fra National Science Foundation til at studere de geologiske og oceanografiske processer, der styrer skæbnen for dette sårbare kystområde og dets 50 millioner indbyggere. For at sætte bevillingen i perspektiv, USA og FN ydede omkring 335 millioner dollars i nødberedskab og genopretningsmidler i månederne efter Nargis' tragiske landfald.

I spidsen for det amerikansk-baserede team er professorerne Steve Kuehl og Courtney Harris fra William &Mary's Virginia Institute of Marine Science, sammen med North Carolina State University professor Paul Liu. Myanmar-kontingentet ledes af professorerne Day Wa Aung fra University of Yangon og Yin Yin Aye fra Mawlamyine University. Medvirkende er også VIMS post-doc videnskabsmand Josh Williams og en række kandidatstuderende fra VIMS og NCSU.

Dag Wa Aung, leder af Yangon University's Institut for Geologi, siger, at han er "spændt over den kollaborative forskning, udveksling af studerende og lærde, og træningsprogrammer, " og bemærker, at de amerikanske samarbejdspartnere er "de første vestlige havforskere til at arbejde offshore med os."

Harris er enig i, at projektet har bred fortjeneste. "Videnskabeligt er det bestemt vigtigt, " hun siger, "men der er også et kulturelt element i, at der har været afholdt forskningsmøder i begge lande." tilføjer Kuehl, "Vi ønsker at engagere vores Myanmar-samarbejdspartnere i forskningsprojektet i videst muligt omfang. Projektet har også givet mulighed for at eksponere dem for USA og vores kultur, og ligeledes givet os muligheden for at udforske Myanmar. Det er kapacitetsopbygning og træning og udvikling af samarbejdsforbindelser – videnskab som et værktøj til at være gode borgere og en god nabo."

Myanmar-holdet afsluttede en 3-ugers rejse til USA i midten af ​​maj, som omfattede besøg på både VIMS og NCSU campus, og ekskursioner til Virginias barriereøer, de ydre bredder, og Washington, D.C. Hos VIMS, Kuehl, Harris, Williams, og kandidatstuderende Danielle Tarpley introducerede gruppen til de instrumenter og teknikker, de bruger i deres sediment- og computermodelleringslaboratorier. Hos NCSU, Liu og hans elever tilbød træning i behandling og fortolkning af seismiske data.

"Vi prøvede dybest set at vise dem, hvad vi laver med de prøver og data, vi indsamlede under vores krydstogt i december sidste år, " siger Kuehl, "hvordan vi aldersdaterer sedimentkernerne, analysere for grundstofforhold, og udvide vores resultater med modeller."

Forbandet hvis du gør det, forbandet hvis du ikke gør det

Holdets videnskabelige mål er at bruge feltstudier og computermodellering til bedre at forstå og forudsige, hvordan Irrawaddy-Salween-deltaet vil reagere på forventede ændringer i sedimentforsyning og kystdynamik på grund af klimaændringer og menneskelig udvikling i vandskel i de to floder. Irrawaddy er verdens tredjestørste flod med hensyn til sedimentudledning, og sammen med Salween leverer mere end 600 millioner tons mudder, silt, og sand hvert år til Myanmars deltaregion og det nærliggende Andamanhav og Martaban-bugten.

"En af grundene til, at vi er interessante i at se på dette system, " siger Kuehl, "er, at det er det sidste større ukendte deltasystem i verden. Det er også i en relativt naturlig tilstand i forhold til dets sedimentforsyning."

Forskernes bekymring - deles af både lokale borgere og globale organisationer - er, at den seneste dæmningsbygning og andre menneskelige aktiviteter langs de to floder vil mindske mængden af ​​sediment til rådighed for at opretholde Myanmars lavtliggende deltaslette. Landet planlægger i øjeblikket at bygge så mange som 45 dæmninger, inklusiv 7 større opsamlinger i udløbet af hver flodafvanding. Hovedformålet med disse dæmninger er at producere vandkraft - hårdt tiltrængt i en nation, hvor kun halvdelen af ​​husstandene har elektricitet.

"Hvis du vil forstå og forudsige, hvordan udsultning af sedimenter og havniveaustigning kan påvirke denne region, du skal vide, hvordan massen er opdelt på tværs af deltaet, " siger Kuehl. "Forståelse af massebalancerne og sedimentbudgetterne i forhold til havniveauændringer er nøglen. Det er et af de første ordens spørgsmål, du skal stille."

Holdets feltarbejde og computermodellering er designet til at karakterisere, hvor sedimenter akkumuleres, og de mekanismer, der flytter dem, grundlæggende viden, der er afgørende for at forstå, hvordan floderne, delta, og kystlinjen kan reagere på fremtidige ændringer. Under sidste decembers to-ugers krydstogt på Andamanhavet, forskerne kortlagde tidligere og nuværende fordeling af forskellige sedimenttyper. De analyserer disse data nu. I et relateret projekt finansieret af Office of Naval Research, et hold fra University of Washington samarbejder med videnskabsmænd fra Myanmar for at overvåge mængden og typerne af sedimenter, som Irrawaddy fører ind i sit delta.

Ved beskrivelse af mulige scenarier, Kuehl spørger, "Er al sedimentet fanget i deltasletten, måske så det bare følger med havniveaustigningen? Hvis så, hvis du opdæmmer floderne, vil du miste deltalandet ret hurtigt. Eller går det meste offshore? Offshore-delen af ​​deltaet er som et fundament, platformen, hvorpå resten af ​​deltaet vokser mod havet og opad over tid. At miste sediment der ville underminere dette fundament og kunne få deltaet til at trække sig tilbage."

Et videnskabeligt puslespil

Et træk, der især fascinerer forskerholdet, er, at offshore, neddykket del af Irrawaddy-Salween-deltaet udviser to drastisk forskellige former.

"Disse to store floder løber ud i havet inden for et par hundrede miles fra hinanden, " siger Harris. "Uden for mundingen af ​​Irrawaddy har du en hylde, der ramper mod havet fra floddeltaet. Men ud for Salween, du har en tragtformet flodmunding. Det er, som om du har Mississippi-deltaet lige ved siden af ​​mundingen af ​​Chesapeake Bay. Hvorfor har du så forskellige former for disse floder inden for et par hundrede miles?"

En sandsynlig forklaring stammer fra regionens geologi. "Der er en fejl, der løber lige igennem systemet, " siger Kuehl. "Du kan have hævning på den ene side og relativ nedsynkning på den anden, der skaber forskellige sediment-spredningsmønstre og geometrier."

Harris fokuserer på virkningerne af klimatologi. "Min rolle er at modellere sedimenttransport under forskellige årstider - de har en stærk monsun - og se på sedimenteksporten under forskellige forhold." Monsunerne påvirker deltaområdet på mindst to måder. Kraftig regn øger sedimentudledningen ved at skylle eroderede sedimenter ud i floderne, mens øget stormfuldhed offshore løfter og omfordeler havbundens sedimenter.

Monsunen dikterede også holdets feltplan. "Vi timede vores krydstogt i december til lige efter afslutningen af ​​monsunsæsonen, " siger Kuehl, "når havene er roligere, men sedimenter, der stammer fra monsunen, stadig overskygger offshorefarvande."

Hvorvidt skæbnen for Irrawaddy-Salween-deltaet afhænger af geologi, monsuner, stigning i havniveauet, sediment sult, eller højst sandsynligt en kombination af alle disse faktorer, én ting er klar:en bedre forståelse af disse dynamiske systemer kan have verdensomspændende fordele.

siger Kuehl, "En halv milliard mennesker bor på floddeltaer - i byer som Bangkok, Dhaka, Ho Chi Minh City, New Orleans, Shanghai, og Yangon – og mange af disse regioner anses nu for at være i fare. For at forstå og forudsige skæbnen for disse områder og mennesker, vi har brug for at vide, hvordan flodsedimenter transporteres og leveres til de onshore og offshore dele af deltaet, da dette er det materiale, hvorfra deltaer opstår."