Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Inden for synsvidde af New York City, en gammel skov står over for storme og havstigninger

Forskere finder vej gennem en sjælden gammel kystskov på New Jerseys Sandy Hook-halvø, en engangs militærbase. De fleste træer, der ses her, er røde cedertræer; mange blev dræbt af orkanen Sandy i 2012. Kredit:Kevin Krajick/Earth Institute

Afgrænsende den sydlige tilgang til New York havn, New Jersey er lavt, Den smalle Sandy Hook-halvø er hjemsted for en ekstremt sjælden skov:en 65-acre plet af østlige kristtorn og røde cedertræer, hvoraf nogle stammer fra begyndelsen af ​​1800 -tallet. Tæt på havoverfladen, forankret i næringsfattigt sand og udsat for vind fra alle retninger, sådanne skove dækkede engang meget af østkysten. Disse få træer har overlevet udviklingen, der har slugt næsten alt omkring dem, sammen med utallige storme, og - indtil videre - stigende havniveauer. I 2012 Orkanen Sandy slog igennem, dræber mange træer med saltvandsoversvømmelse og vind. De dødes skeletter hvidner nu i solen. Med den langsomme indlandsmarch af stigende havvand, og det stigende klimadrevne potentiale for fremtidige kraftige storme som Sandy, hvor længe resten må eksistere er et åbent spørgsmål.

Træringforsker Nicole Davi og flere kolleger besøgte skoven en nylig efterårsdag. David, en professor ved William Paterson University og forsker ved Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory, er interesseret i det relativt nye felt af palæotempestologi - studiet af tidligere storme. I særdeleshed, hun vil vide, om hun kan bruge de gamle træer til at fastslå hyppigheden og kraften af ​​kyststorme forud for de omkring 100 år med moderne meteorologiske optegnelser. En sådan viden ville være værdifuld ikke kun for at forstå tidligere begivenheder, men kunne hjælpe forskere med at projektere, hvordan dette og andre kystøkosystemer vil reagere på de stressfaktorer, der forventes i de kommende årtier.

Nylige undersøgelser fra kysten ved Virginia og Mississippi tyder på, at træer lider under traumer fra saltvand og vind, som er bragt af store storme, i form af nedsat vækst i deres ringe i flere år efter; nogle træer kan dø direkte. Og mange østkystskovområder langs østkysten bliver gradvist til spøgelsesskove, da saltvand nogle steder stiger op til 5 millimeter om året, dræber trærødder. Davi vil vide, om hun kan få øje på stormsignalet i kystnære træer her. "Hvordan reagerer træer på klimaet i realtid?" hun sagde. "Kan vi sammenholde det med optaget vejr og se, hvordan de reagerer, og så forlænge det tilbage før rekorden? Disse træer kan fange historien om storme, som vi ellers ikke kan fange. "

Sjældne kristtorntræer, nogle dateres til begyndelsen af ​​1800-tallet, er meget modstandsdygtige over for saltvand. Sådanne skove eksisterede engang langs store dele af den amerikanske østkyst, men er nu næsten alle væk. Kredit:Kevin Krajick/Earth Institute

Sandy Hook er syv miles lang og i dele kun 500 fod på tværs. Den gamle skov har overlevet af en måske kontraintuitiv grund:Halvøen har hovedsageligt været en militærbase, siden briterne besatte den under uafhængighedskrigen. Amerikanske styrker brugte den senere til at bevogte havnen og teste våben, opførelse af udførlige befæstninger, pistol batterier, og til sidst, Den kolde krig lancerer puder til atomraketter. Områder, der ikke var nødvendige, blev efterladt uberørte, skånet for den civile udvikling, der har spist næsten hver anden bid af kyststrækningen. Kystvagten optager stadig en lille smule Sandy Hook, men størstedelen blev overgivet til National Park Service i 1974, og fungerer nu som en kombination af rekreativt område og historisk park med nu stort set ødelagte militærstrukturer.

Skoven er indhegnet fra offentligheden, men bevæbnet med en officiel forskningstilladelse, David, Lamont Tree Ring Lab tekniker Troy Nixon, og to kolleger fra William Paterson klatrede over en låst port og gik ned i skoven, hvor det meste var åbent, sumpede områder adskilte pukler tæt befolket af træer. Et par træer stak ud af sumpgræsset, men de fleste var døde - sandsynligvis ofre for Sandy, eller måske stigende havniveau, målt til konstante 4 millimeter om året her siden 1930'erne.

Navigerer lidt, umarkeret sti, besætningen sammenfiltret med klamrende kratt og pigtrådslignende masser af catbrier, holde øje med produktive flåter og gift vedbend. På et tidspunkt, de passerede et tilsyneladende bombekrater, omkring seks fod dyb og 20 fod bred. Besøgende støder nogle gange stadig på ueksploderede ordinancer her omkring.

Træringforsker Nicole Davi prøver et kirsebærtræ ved hjælp af en tegn, der fjerner et lille tværsnit af vækstringe. Kredit:Kevin Krajick/Earth Institute

Davi tog den første træringprøve fra en knudret, stærkt lænet rød cedertræ omkring halvanden fod på tværs. "Jeg kan godt lide træer, der læner sig - de ældste læner altid, " sagde hun. Prøveudtagning sker med en kerne - en hul tegn, som man vrider med hånden ind i træet, fylder dets indre med et halmlignende tværsnit af træets ringe. Processen producerer en tør, kvækkende lyd. At få det både ind og ud kræver masser af muskler; David, hvem har gjort dette hundredvis af gange, grimasserede, mens hun arbejdede det ind. Da hun ramte, hvad hun troede var dødt centrum et par minutter senere, hun bakkede tegnene lidt tilbage, og trak kernen ud. Inspicerer det kort, hun vurderede, at træet var omkring 150 år gammelt. Dens nøjagtige alder og hvilke stormbegivenheder eller andre forstyrrelser, ringene måtte afsløre, skulle afvente laboratorieanalyser.

Længere fremme, besætningen ankom til en stand af hollies, med stammer så tykke som tre fod. Bredt spredt og med kunstfærdige kroner så meget som 50 fod i himlen, de skabte en katedrallignende effekt. Nogle eksemplarer kan være så gamle som 200 år, og de er de ultimative overlevende i denne form for miljø. Mange træarter dør hurtigt, når deres rødder eller grene udsættes for saltvand, men kristtorn har en høj modstand. Det samme gør cedertræerne, men ikke så meget; de fleste af de døde træer spredt omkring syntes at være cedertræer.

Et par timer senere, besætningen havde to kerner hver fra et dusin kristtorner og et dusin cedertræer, sammen med et par gamle kirsebærtræer. (Sidstnævnte er for det meste døde eller døende; de ​​ser ud til at klare sig mindre godt med salt.) Davi og William Paterson laboratorietekniker Mike DaSilva udnyttede også et par væltede træstammer til at save hele tværsnit ud - en destruktiv teknik, der aldrig blev brugt i livet eksemplarer. Ud over at inspicere ringe for uregelmæssigheder, der kan signalere stormskader, Davi har også til hensigt at bruge en ny teknik til at måle ændringer i iltisotoper i ringene, som kan afspejle sammensætningen af ​​regnvand, og kunne bruges til at identificere store tropiske cyklonbegivenheder.

  • En kerne fra et rødt cedertræ, ved første øjekast anslået til at være 150 år gammel. Variationer i ringene kan signalere forbi storme eller andre forstyrrelser. Kredit:Kevin Krajick/Earth Institute

  • Træringtekniker Troy Nixon prøver en gammel kristtorn. Kredit:Kevin Krajick/Earth Institute

  • På klitterne ud mod åbent vand, store storme og gradvist stigende havniveau dræber træer. I baggrunden, en forladt missilsilo. Halvøen var besat af militære styrker i århundreder, som reddede skoven indtil nu. Yderligere i baggrunden:det højt udviklede fastland i New Jersey. Kredit:Kevin Krajick/Earth Institute

Andre naturlige arkiver kan producere palæotempestologiske optegnelser, herunder lag af skaller, der periodisk skylles i land af store storme på strande eller ind i damme eller laguner. Nogle af disse fuldmagter kan producere optegnelser, der går så langt tilbage som 6, 000 år, men træringe er Davids favorit. "Det fantastiske ved træringvidenskab er, at det er meget præcist, " sagde Davi. "Ringene vil fortælle dig det absolutte år, hvor der skete noget." I en bred sump, tre metalrør stak ud af græsset - overvågningsboringer installeret af U.S. Geological Survey, at måle grundvandets saltholdighed på forskellige niveauer. Det kan være svært at måle den gradvise indtrængen af ​​havvand ved hjælp af træringe, sagde Davi, men brøndene giver en direkte registrering.

Kun to andre lignende gammelvækst maritime skove er tilbage i denne region:en 50-acre område på Fire Island, ud for Long Island, beskyttet af National Park Service; og en større skov nær Montauk, på spidsen af ​​Long Island, på statens grund. Begge indeholder træer, der går tilbage til begyndelsen af ​​1700-tallet. Davi har tænkt sig at arbejde der også. Hun har også studeret træer i Mongoliet, Peru, Alaska, Yukon, og andre steder, men siger, at dem tættere på hjemmet er specielle for hende. "Det er utroligt, at de er her, alt presset taget i betragtning, " sagde hun. "De er bemærkelsesværdige optegnere af klima, og vi ved ikke, nogle af dem er kun et par hundrede meter fra en parkeringsplads."