Sono stati scritti centinaia di articoli sulla più grande eruzione vulcanica della storia documentata, sul Monte Tambora in Indonesia poco più di 200 anni fa. Ma per un piccolo gruppo di ricercatori con sede nel New England, un'altra storia di Tambora doveva essere raccontata, uno relativo ai suoi effetti catastrofici nel Golfo del Maine che potrebbe portare lezioni per i sistemi interconnessi uomo-naturale che affrontano i cambiamenti climatici in tutto il mondo oggi.

Nell'ultimo numero di Progressi scientifici , primo autore e ricercatore Karen Alexander presso l'Università del Massachusetts Amherst e altri 11 tra cui ecologi acquatici, gli scienziati del clima e gli storici dell'ambiente raccontano il loro multistrato, indagine multidisciplinare sugli effetti di Tambora sui pesci costieri e sulla pesca commerciale.

Alessandro dice, "Ci siamo avvicinati al nostro studio come un esame forense. Sapevamo che il freddo estremo di Tambora aveva afflitto il New England, Europa, Cina e altri luoghi fino a 17 mesi. Ma nessuno di cui sapevamo aveva studiato gli ecosistemi costieri e la pesca. Così, abbiamo cercato prove vicino a casa".

Nel lavoro che integra le scienze sociali e naturali, hanno usato dati storici sull'esportazione del pesce, letture meteorologiche, cronologie di costruzione di dighe e di crescita della città e altre fonti per scoprire gli effetti di Tambora sul complesso sistema umano e naturale del Golfo del Maine.

L'eruzione del 1815 causò una lunga evento climatico estremo nel 1816 noto come "l'anno senza estate". Quando l'inverno vulcanico si stabilì su gran parte dell'emisfero settentrionale, raccolti falliti, il bestiame morì e la carestia invase molte terre. Nel Nuova Inghilterra, i raccolti potrebbero essere diminuiti del 90%. I ricercatori hanno scoperto che il 1816 era anche chiamato "l'anno dello sgombro, "un indizio su cosa avrebbero trovato riguardo alla pesca.

Oltre agli effetti climatici di Tambora, gli autori hanno esaminato altre influenze a livello di sistema per spiegare le tendenze osservate. Questi includevano eventi storici come la guerra del 1812, crescita della popolazione umana, ostruzione dell'habitat ittico a causa della costruzione di dighe e dei cambiamenti negli attrezzi da pesca che potrebbero aver influenzato la pesca in quel momento. L'utilizzo di metodi storici in un approccio di sistemi adattivi complessi ha permesso loro di raggruppare e ordinare i dati a diverse scale di organizzazione e di identificare processi statisticamente significativi che corrispondevano a risultati noti, dice Alessandro.

Ad esempio, le fluttuazioni di temperatura hanno influenzato l'intero Golfo del Maine per brevi periodi di tempo, mentre la costruzione della diga ha interessato i singoli bacini idrografici durante la vita delle dighe. Le scale spaziali e temporali differiscono in ogni caso, ma sia le fluttuazioni di temperatura che le ostruzioni dell'habitat influiscono sui pesci, e quindi la pesca, allo stesso tempo. Tali interazioni sono caratteristiche dei sistemi complessi, lei nota.

Stabilire il tempismo è stata la chiave per risolvere il mistero, Alessandro aggiunge. Principali specie di esportazione tra cui alewives e alose riproduttrici d'acqua dolce e sgombri e aringhe riproduttrici di mare, hanno diverse tolleranze di temperatura e modelli e tempi di migrazione stagionali, o fenologia. Alewives e sgombri sono arrivati ​​prima quando l'acqua era più fredda, l'alosa e l'aringa arrivano più tardi dopo che l'acqua si è riscaldata. A causa della loro fenologia e vulnerabilità in fiumi e torrenti durante la deposizione delle uova, gli alewies hanno sofferto di più l'evento climatico estremo. Nel Massachusetts, dove i torrenti erano stati arginato per lungo tempo, i suoi effetti sono stati aggravati, i ricercatori hanno scoperto.

All'inizio del 1800 gli alewives erano un "pesce utilità, " un importante esportazione commerciale ma utilizzato anche come mangime per polli, fertilizzante da giardino e cibo umano in inverno. L'inverno del 1816 era così freddo, Alessandro dice, che "Penobscot Bay si è congelata da Belfast a Castine". Quando gli alewives arrivarono al loro tempo di deposizione stagionale, condizioni avverse probabilmente hanno interrotto la deposizione delle uova, aumento della mortalità naturale e, criticamente per le persone che dipendono da loro, diminuzione delle catture.

lei aggiunge, "Durante questa crisi climatica, la gente non riusciva a prendere abbastanza alewis per soddisfare i propri bisogni, così si trasformarono presto in sgombri, la prossima specie abbondante ad arrivare lungo la costa. Inseguire lo sgombro e distribuirlo rapidamente alle comunità prive di altre fonti di cibo ha sostanzialmente alterato l'infrastruttura della pesca costiera." "Le persone hanno risposto rapidamente ed efficacemente a Tambora in soli cinque anni e non si sono mai guardate indietro quando la crisi è passata".

I tassi di risposta umana e domestica si sono disaccoppiati e le soluzioni rapide, diventare permanente, in seguito raggiunse un'aria di inevitabilità, suggeriscono gli autori.

Aggiungono che "le soluzioni complesse sfuggono a semplici spiegazioni". Sottolineano i "molti e ovvi, "paralleli tra quell'evento estremo improvviso e gli attuali eventi di siccità, alluvione, devastazione della tempesta, interruzione del cibo e carestia attribuita al cambiamento climatico.

"Il passato può essere un laboratorio, " Alexander e colleghi scrivono. L'utilizzo di metodi storici all'interno di un approccio di sistemi adattivi complessi può offrire un modo semplice per esaminare sistemi complessi in cui scala, tasso e fenologia interconnettono processi umani e naturali, e aiutare a "promuovere la resilienza umana rafforzando la resilienza nel mondo naturale".

L'ecologo della pesca di UMass Amherst, Adrian Jordaan, aggiunge, "Quando le risorse sono disponibili localmente, possono aiutare le società a far fronte al cambiamento. Anche, durante eventi climatici estremi, possono verificarsi cambiamenti impensabili, inclusi grandi cambiamenti sociali. Queste sono cose a cui dobbiamo essere preparati nel mondo di oggi, dove gli eventi climatici estremi stanno diventando più frequenti e severi".

Michelle Staudinger, un ecologista del Northeast Climate Science Center di UMass Amherst, dice, "Le alewives e altri pesci che abitano sia i fiumi che gli oceani sono altamente vulnerabili ai cambiamenti climatici. Le lezioni apprese da questo studio ci aiuteranno ad anticipare meglio, prepararsi e far fronte a ulteriori impatti futuri sulle loro popolazioni e sulle comunità umane che dipendono da loro".

Alex Bryan, uno scienziato del clima e coautore del Geological Survey degli Stati Uniti, dice che studiare un evento di 200 anni è stata una sfida. "Le registrazioni della temperatura a lungo termine non iniziano fino all'inizio del XX secolo. Fortunatamente, abbiamo trovato il diario meteorologico di un medico residente a Salem, Messa., che ha registrato la temperatura dell'aria quattro volte al giorno dal 1780 al 1820. Senza la sua devozione al monitoraggio del tempo, questo studio non sarebbe stato possibile".