Se hai visitato le Outer Banks o altre isole barriera, probabilmente hai sperimentato le loro personalità separate:luoghi in cui le onde alte possono battere la riva sabbiosa dell'oceano mentre gli aironi inseguono le placide acque delle paludi salmastre a breve distanza verso terra.

Una nuova ricerca di un team di William &Mary e del suo Virginia Institute of Marine Science mostra che questi ecosistemi apparentemente disparati sono in realtà strettamente accoppiati, e che la rapida migrazione verso terra delle sabbie delle isole barriera sta portando alla perdita su larga scala delle paludi salmastre adiacenti. Il loro studio, pubblicato di recente online in Geologia —si concentra sulle incontaminate isole barriera della costa orientale della Virginia, ma è probabilmente applicabile a sistemi di isole barriera simili in tutto il mondo.

La ricerca del team mostra che le isole barriera della Virginia si stanno erodendo o migrando verso terra da 3 a 18 piedi all'anno. Stimano che la migrazione verso terra consumi almeno 60 acri di barena salmastra all'anno, e ne ha sepolti quasi 8, 000 acri di queste paludi salmastre dal 1870, quasi il 10 percento della superficie storica della Virginia come habitat delle paludi salmastre. La perdita di paludi è una preoccupazione ambientale significativa dato il loro ruolo benefico come terreno di alimentazione per gli uccelli acquatici, vivai di numerose specie marine, e capacità di assorbire carbonio, inquinanti, e l'energia delle onde.

L'autore principale Charlie Deaton, che ha condotto la ricerca mentre era studente presso il Dipartimento di Geologia di W&M, dice che la squadra è arrivata ai risultati, "digitalizzando e analizzando centinaia di mappe e fotografie risalenti al 1851, e confrontandoli con i dati LIDAR che mostrano le recenti posizioni della costa".

Il coautore dello studio Chris Hein, un assistente professore al VIMS, attribuisce le mutevoli coste delle isole all'azione delle tempeste costiere. "Gli uragani e il nord-est causano sia l'erosione delle spiagge che la migrazione delle barriere, " dice Hein. "L'innalzamento del livello del mare e altri fattori giocano un ruolo importante creando le condizioni per le mareggiate che erodono la costa e trasportano le sabbie dell'isola barriera verso la terraferma nella palude".

Il terzo coautore dello studio, assistente professore VIMS Matt Kirwan, rileva che, "Le isole barriera della Virginia sono esposte ad alcuni dei più alti tassi di innalzamento relativo del livello del mare lungo la costa atlantica degli Stati Uniti". Uno studio VIMS del 2015 mette il tasso di aumento a Kiptopeke sulla costa orientale della Virginia a ~ 3,7 millimetri all'anno negli ultimi 50 anni. Questo è un decimo di pollice all'anno, o più di mezzo piede di innalzamento del livello del mare dalla metà degli anni '60.

Osservazioni e modellazione

Lo studio del team di ricerca riflette un crescente interesse per il modo in cui le barene salmastre potrebbero stabilizzare o destabilizzare le isole barriera. dice Hein, "I geologi costieri hanno trattato storicamente l'evoluzione delle barene e delle isole barriera separatamente, ma nell'ultimo decennio abbiamo davvero iniziato a riconoscere come i cambiamenti nell'uno possono influenzare l'altro".

Un'ipotesi, sulla base sia di modelli informatici che di osservazioni sul campo, è che il trasporto di sabbia su un'isola barriera e nelle paludi, guidato dalle tempeste, aiuta quest'ultima a tenere il passo verticale con l'innalzamento dei mari, mentre la presenza di paludi a ridosso dell'isola barriera stabilizza l'isola e agisce per rallentare la sua migrazione verso terra.

Un'alternativa, Il modello concettuale suggerisce che l'innalzamento dei mari stia affogando le paludi di barriera. In questo scenario, perché più acqua può riempire le baie costiere quando la marea si inonda, più acqua deve defluire da loro mentre la marea diminuisce. Ciò richiede canali di barriera trasversali più grandi per accogliere l'aumento del "prisma di marea"; questi a loro volta trasportano sabbie barriera nei delta di marea di piena e bassa marea, rimuovendo efficacemente i sedimenti di cui le isole barriera hanno bisogno per sopravvivere. Affamato di sabbia, il litorale si ritira, e l'isola barriera si restringe, o migra ancora più velocemente.

I risultati della ricerca attuale contraddicono questo concetto di "trasgressione incontrollata". "Abbiamo scoperto che nelle isole barriera della Virginia, l'aumento dei tassi di ritiro della costa è effettivamente correlato a una diminuzione del prisma di marea, " dice Hein. "Il prisma di marea sta di solito diminuendo perché le isole della barriera stanno migrando così rapidamente che stanno riducendo l'area tra loro e la terraferma affinché l'acqua si riempia durante l'alta marea".

Deaton, Hein, e Kirwan affermano che l'accoppiamento principale tra le isole barriera della Virginia e gli ambienti retro-barriera è la rapida migrazione verso terra delle isole. Stimano che questo rappresenti più della metà della diminuzione storica della regione nell'area delle barene, e dire che la perdita di barene indotta dalla migrazione può essere prevista anche in sistemi di barriera a energia mista simili, come quelli della Carolina del Sud e del New Jersey, così come in Germania e lungo altri lidi lontani.

I ricercatori attribuiscono la perdita residua dell'area delle barene a vari processi di barriera posteriore. Un fattore importante nelle baie costiere più grandi è l'erosione del bordo della palude da parte delle onde spinte dal vento.

Il team di ricerca è attento a distinguere la migrazione verso terra di un'isola barriera dal ritiro del suo litorale. "Troviamo che la perdita su larga scala dell'area delle barene salmastre è specifica per le isole in fase di migrazione verso terra, e non semplicemente l'erosione del litorale, " dice Hein. "Un'isola barriera che sta migrando verso terra può ancora mantenere la sua larghezza; chi soffre per l'erosione del litorale si restringerà invariabilmente, e alla fine iniziano a migrare in una forma molto ristretta."

I ricercatori sono più preoccupati per la perdita di barene nelle aree sostenute da scogliere costiere o ostacoli umani come paratie o argini. dice Hein, "La migrazione verso terra delle isole barriera supera di gran lunga la migrazione della palude negli altopiani. La perdita di paludi è particolarmente preoccupante nelle aree in cui gli altipiani ripidi impediscono alla palude di migrare sulle coste della terraferma, in quanto ciò impedisce al sistema di bilanciare le perdite dovute alla migrazione verso terra dell'isola barriera".

"Indipendentemente dalla capacità di una palude di tenere il passo con l'innalzamento del livello del mare crescendo verticalmente, "aggiunge Kirwan, "La perdita di paludi su larga scala può essere inevitabile poiché i sistemi di barriera in tutto il mondo si equilibrano all'innalzamento del livello del mare migrando verso terra".