Die Golfküste von Texas gehört zu den dynamischsten Gegenden der Erde. Jeffrey Paine spricht über die sich zurückziehende Küste und die Risiken und den Wert menschlicher Aktivitäten dort.
Sie haben geschrieben, dass sich die Küste an einigen Orten entlang der Golfküste von Texas jedes Jahr um 1,6 Meter zurückzieht. Erzählen Sie uns mehr darüber und wie das im Vergleich zu anderen Küsten auf diesem Planeten ist.
Karten und Instrumente zur Überwachung historischer Veränderungen an der Küste.
Wir leiten diese Zahl aus Studien hier im Büro ab, die in den 1970er Jahren begannen. Diese Zahl ist eigentlich ein Durchschnittswert für die obere Küste von Texas, den Teil der Küste von Texas, der am schnellsten untergeht. Für die gesamte texanische Küste liegt dieser Durchschnittswert bei 1,2 Metern pro Jahr. Und für die untere Küste ist es ungefähr ein Meter pro Jahr. Dies ist eine der schnellsten Rückzugsraten an der Küste in den USA. An Orten wie Louisiana und Mississippi finden Sie schnellere Preise, an Orten wie der Westküste, der Nordostküste und Florida niedrigere Preise.
Die Arten von Materialien, die wir zur Bestimmung dieser Raten verwendet haben, umfassen topografische Karten, die Ende des 19. Jahrhunderts von der US-Küste in Geodetic Survey mit Booten erstellt wurden, und Luftaufnahmen, die an der Küste um 1930 begannen, bis hin zu viel neueren und moderneren Techniken, einschließlich Satelliten und Empfänger mit globalen Positionierungssystemen und sogar luftgestützte laserbasierte Systeme zur Fernkartierung von Küstenstreifen. All diese Dinge haben es uns ermöglicht, frühere Küstenlinienpositionen relativ genau zu bestimmen. Wir vergleichen diese Positionen über die Zeit, um die langfristigen Änderungsraten an der Küste zu bestimmen.
Was verändert die Küste von Texas? Ich verstehe, dass es eine Kombination aus natürlichen und menschlichen Faktoren ist, die zu dem geführt hat, was einige Wissenschaftler als dramatischen Küstenrückzug an der Golfküste von Texas bezeichnen. Was ist über die Ursachen bekannt?
Auswirkungen des Hurrikans Ike auf Galveston Island.
Die meisten von uns gehen davon aus, dass die Umgebung, in der wir uns befinden, im Laufe der Zeit stabil sein wird. Aber jeder, der an einem Strand war, weiß, dass der Strand eine dynamische Umgebung ist, die sich von Stunde zu Stunde und von Tag zu Tag mit Gezeitenzyklen und Wellenenergie und Wind und Stürmen und all diesen Eigenschaften ändert.
Im weiteren Sinne haben sich die Küstenlinien entlang der texanischen Küste in den letzten 20.000 Jahren während des letzten glazial-interglazialen Zyklus zum größten Teil zurückgezogen. Der Höhepunkt der letzten Vereisung lag vor etwa 20.000 Jahren. Der Meeresspiegel war ungefähr 100 bis 120 Meter niedriger als heute und die Küstenlinien befanden sich am Rande des Festlandsockels.
Als diese Vereisung endete und all diese Gletscher und Eisschilde schmolzen, wurde viel Wasser in die Ozeane abgelassen und der Meeresspiegel stieg bis vor etwa 5.000 Jahren rapide an, und dann in den letzten 5.000 Jahren viel langsamer. Die meisten Küstenlinien entlang der texanischen Küste und des Golfs von Mexiko erodieren also seit 10 bis 20.000 Jahren auf natürliche Weise.
Ein Großteil der texanischen Küstenebene besteht aus nicht konsolidierten Sedimenten. Was ich unter nicht konsolidierten Sedimenten verstehe, sind Sedimente aus Sand, Schlick und Ton, die nicht zu einem Gestein ausgehärtet sind. Sie sind etwas, das man mit einer Schaufel oder einem Rechen ausgraben oder auseinandernehmen könnte. Sie sind nicht wie Granit, Sandstein oder Schiefer lithografiert. Sie sind auf dem Weg, das zu sein, aber sie sind noch nicht da. Und nicht konsolidierte Sedimente am Ufer werden von den Wellen angegriffen, die von den Winden erzeugt werden. Die Wellenbewegung an der Küste wird durch den täglichen Gezeitenzyklus verstärkt, der das Erosionspotential erzeugt, das zum Rückzug der Strände führt.
Es gibt auch Stürme, die die Küste betreffen. Wir haben einen Durchschnitt von ungefähr vier tropischen Stürmen und vier Hurrikanen pro Jahrzehnt, die zu erhöhten Gezeiten und starken windgetriebenen Wellen führen. Sturmfluten und Wellen greifen die Küstenlinien an und bewegen eine enorme Menge an Sedimenten. Ein Teil davon verlässt dann das System und steht dem Strand nicht zur Verfügung, um sich nach dem Sturm zu erholen. Diese Sedimente gehen in tieferes Wasser über oder werden an Land abgelagert, um sich über Ablagerungen zu waschen.
Wir haben auch Meeresspiegelanstieg. Die weltweiten durchschnittlichen Anstiegsraten des Meeresspiegels im letzten Jahrhundert liegen zwischen 1 und 3 Millimetern pro Jahr. An der texanischen Küste führt dies zum Überfluten tief liegender Sümpfe und Wattflächen. Es erhöht auch die Wellenenergie am Strand und erhöht das Erosionspotential.
Wir haben also einen globalen Anstieg des Meeresspiegels, aber wir haben auch einen Faktor an der texanischen Küste, der als Senkung bezeichnet wird. Dies ist eine natürliche Verdichtung von nicht konsolidierten Sedimenten, die sich unter uns befinden. Das Absinken kann durch die Entfernung von Flüssigkeiten beschleunigt werden - entweder durch Grundwasserentnahme oder durch Öl- und Gasförderung in Gebieten, in denen wir Strände haben. Landabsenkungen führen zu einer effektiv höheren Rate von relativ Anstieg des Meeresspiegels - das heißt, die Rate, mit der der Meeresspiegel im Verhältnis zur lokalen Landoberfläche ansteigt, kann höher sein als die global gemittelten Anstiegsraten des Meeresspiegels.
Erzählen Sie uns Ihre Eindrücke darüber, was wirklich mit diesen Ursachen hinter diesem dramatischen Rückzug an der Küste von Texas passiert.
Lidar-Bild von Bolivar-Halbinsel, eine Küstensperre, die Galveston-Bucht schützt
Zu den möglichen Ursachen für das Absinken an der texanischen Küste gehört die natürliche Verdichtung. Wir wissen, dass diese Sedimente nicht konsolidiert sind und sich unter ihrem eigenen Gewicht verdichten können. Und deshalb kann die Bodenoberfläche sinken.
Andere Ursachen, die von anderen Forschern genannt wurden, sind Grundwasserentnahmen, bei denen Sie Wasser aus dem Boden pumpen. Wasser wandert von Tonpartikeln in sandige Reservoire, und der Ton verdichtet sich, wodurch die Schichten über dem Gebiet, in dem das Wasser erzeugt wird, netto dünner werden.
Die Produktion aus relativ flachen Öl- und Gasspeichern kann ebenfalls zum Absinken beitragen. Diese Reservoire stehen unter Druck, wenn sie hergestellt werden, und dieser Druck nimmt mit der Zeit ab. Ein Teil dieses Drucks hat möglicherweise dazu beigetragen, die Sedimente über ihnen zu halten. Einige Leute haben angenommen, dass, wenn dieser Druck abnimmt, das Land über diesen Öl- und Gasspeichern netto versinkt.
Was möchten Sie jemandem sagen, der sich Sorgen um die sich zurückziehende Küste entlang der Küste von Texas macht? Und vielleicht könnten Sie auch über langfristige Lösungen sprechen.
Der Rückzug an der Küste ist seit langem ein natürlicher Prozess. Der Rückzug an der Küste ist für uns nur deshalb eine Bedrohung, weil wir Strukturen gebaut haben und in immer größerer Zahl an der Küste leben. Wenn wir nicht dort wären, gäbe es für uns keine großen Bedrohungen durch den Rückzug an der Küste. Aber sobald jemand ein Haus oder ein Geschäft auf dem Tiefland entlang der texanischen Küste baut, besteht die Gefahr von Sturmfluten und langfristigen Rückzügen an der Küste. Es gibt viele Beispiele von Häusern, die in einer ästhetisch begehrenswerten Lage in der ersten Reihe landwärts des Strandes gebaut wurden. Viele dieser Häuser befanden sich innerhalb von Jahren bis Jahrzehnten am Strand, was auf den Rückzug an der Küste und die Erosion während der Stürme zurückzuführen war. In Texas schützt der Open Beaches Act den öffentlichen Zugang zum Strand. Wenn also Gebäude am Strand stehen, muss etwas unternommen werden, weil sie dann den öffentlichen Zugang zu diesem Strand einschränken.
Küstenrückzug dient auch als „Kanarienvogel in der Mine“ zur Überwachung des globalen Klimawandels. Die Rückzugsraten werden durch den Anstieg des Meeresspiegels beeinflusst, und dies hängt natürlich mit der globalen Erwärmung zusammen, unabhängig von der Ursache, unabhängig davon, ob Sie glauben, dass sie von Natur aus oder vom Menschen verursacht wird. Es ist sicher eine Tatsache, dass der Meeresspiegel steigt und dass sich dieser Anstieg auf die Küstenänderungsraten entlang der Küste von Texas auswirkt. Indirekt können wir also den Klimawandel und den Anstieg des Meeresspiegels untersuchen, indem wir die Küstenposition überwachen.
Für diejenigen, die sich Sorgen um den Küstenrückzug machen, gibt es nicht allzu viele praktische Möglichkeiten, um die Auswirkungen der Küstenerosion zu mildern. In einigen Gegenden, beispielsweise in der Stadt Galveston, haben wir uns als breite Öffentlichkeit dafür entschieden, das zu bewahren, was sich dort befindet, und den Bau von Konstruktionsstrukturen wie dem Galveston-Damm unterstützt.
Küstenrückzug entlang schlammiger Ufer in der Nähe von High Island an der oberen Küste von Texas.
Aber an Orten, an denen weniger Menschen leben und an denen es keine wirtschaftlichen Auswirkungen im Zusammenhang mit Küstenrückzügen gibt, sind Ihre Möglichkeiten, mit Rückzügen umzugehen, begrenzt. Sie schließen das Bewegen ein. Sie können die Strände mit Sand versorgen oder die Landoberfläche künstlich aufbauen. Wir haben einen Mangel an Sedimenten an der texanischen Küste, der durch das Stauen von Flüssen und den Bau von Stegen und Schiffskanälen verursacht wurde, die Sedimente auffangen, was zu lokalen und möglicherweise regionalen Erhöhungen der Rückzugsraten an der Küste geführt hat.
Auf diese Weise können konstruierte Strukturen dazu beitragen, die Auswirkungen des Küstenrückzugs zu mildern. Aber es gibt nicht nur die Kosten für den Bau, sondern auch für die zukünftige Wartung. Für eine Küste, die so lang ist wie unsere mit mehr als 500 Kilometern Küste, wäre eine ausgereifte Lösung unerschwinglich teuer.
Wenn ich jemand wäre, der erwägen würde, ein Bauwerk an der Küste zu errichten, und sich Gedanken über dessen langfristige Überlebensfähigkeit machen würde, würde ich mir einige der Datenquellen ansehen, die es gibt, um zu bestimmen, wie hoch die langfristigen Änderungsraten sind. Einige Gebiete der Küste sind relativ stabil. Andere ziehen sich sehr schnell zurück, manchmal bis zu 15 Meter pro Jahr oder mehr. Der Standort ist also wichtig. Aber all diese Orte an der Küste wären anfällig für Gefahren wie Wirbelstürme, tropische Stürme und Sturmfluten. Kein Wunder also, dass es an der Küste des Golfs von Texas wirklich keinen absolut sicheren Ort gibt, an dem man bauen kann.
Würden Sie uns etwas über die Barriereinseln erzählen, die die Küste des Golfs von Mexiko säumen? Was ist wichtig zu wissen?
Historische Küstenrückzugsraten an der oberen Küste von Texas.
Die Barriereinseln an der texanischen Küste gelten als erste Verteidigungslinie für Gebiete im Landesinneren vor tropischen Stürmen und Wirbelstürmen, vor allem, weil es sich um große Sandflächen handelt, hinter denen sich gut entwickelte Dünen befinden. In einigen Fällen sind diese Dünen kilometerweit der höchste Punkt. Sie sind ein natürlicher Damm für die Gebiete hinter den Dünen.
Die Dünen sind entlang der gesamten Küste nicht gut entwickelt. Gebiete wie die obere Küste von Texas haben nicht unbedingt gut entwickelte Dünen, teils wegen mangelnder Sedimentversorgung, teils wegen langfristiger Erosion und teils wegen der Auswirkungen der jüngsten Stürme in diesen Gebieten. Die Dünen werden immer von starken Stürmen beschädigt und es dauert eine Weile, bis sie sich erholt haben.Zum Beispiel traf der Hurrikan Ike 2008 die obere Küste von Texas. Es war nur ein Sturm der Kategorie 2, aber es war ein riesiger Sturm. Es verursachte eine enorme Menge an Strand-, Dünen- und Küstenschäden entlang der oberen Küste von Texas. Dieser Teil der Küste erholt sich immer noch von Ike und einige Gebiete werden sich nie vollständig erholen.
Was ist das Wichtigste, das Sie den Menschen heute über Veränderungen an der Golfküste von Texas mitteilen möchten?
Wir leben an einer sehr dynamischen Küste hier in Texas und überall im Norden des Golfs von Mexiko. Es ist ein Umfeld, das von Natur aus dynamisch ist und das schon so lange funktioniert, bis wir in die Vergangenheit blicken können. Es ist eine Zone, die sich im Laufe der Zeit stark verändert und die meisten von uns sind das nicht gewohnt. Wir gehen in ein Gebiet und lassen unser Stück Land vermessen. Wir gehen davon aus, dass es dort für unser Leben und für viele weitere Leben bleiben wird.
Dies ist an der Küste von Texas nicht der Fall. Sie können ein Gebiet überblicken, aber Wellen und Meeresspiegel steigen und Stürme achten nicht wirklich darauf, wo sich die Vermessungsmarkierungen befinden. Viele Menschen an der Küste haben die schwierige Lektion gelernt, dass das, was Sie dort bauen, möglicherweise nicht für immer Bestand hat. Ich denke, die große Lehre, die wir bei der Untersuchung von Veränderungen an der Küste im Laufe der Zeit ziehen, ist, dass dies ein Beweis dafür ist, wie dynamisch die Küstenzone ist und bleiben wird.