5700年前的风暴揭示了正在酝酿的加勒比危机

从伯利兹“大蓝洞”提取的 30 米沉积物岩心提供了大西洋最长的连续风暴频率记录。灯塔礁环礁位于伯利兹海岸 80 公里（50 英里）外的浅水区，海底陡峭地俯冲至一个引人注目的水下构造。这个被称为“大蓝洞”的天坑深 125 米（410 英尺），周围环绕着珊瑚礁，从上方看，形似一只深蓝色的眼睛。

无人机拍摄的“大蓝洞”上方 200 米处的图像，显示钻井平台锚定在中心。背景中可见灯塔礁环礁的边缘。图片来源：Eberhard Gischler，歌德大学

它形成于数千年前，由石灰岩岛上的一个喀斯特洞穴形成。在上一个冰河时期，洞穴的顶部坍塌，随着全球海平面随着冰盖融化而上升，洞穴被洪水淹没。

经分析的钻芯 (BH8-18/2) 位于 100-140 厘米深处，显示出灰绿色、细粒海洋沉积物，具有年分层。总共 13 个粗粒事件层（风暴岩，EL36 至 47）因其白色和米色以及与晴天沉积物不同的成分而显得格外突出。图片来源：Schmitt 等人 2025；补充材料

2022 年夏天，由法兰克福歌德大学生物沉积学研究小组负责人埃伯哈德·吉施勒教授领导、由德国研究基金会 (DFG) 资助的科学家团队将一个钻井平台运送到公海对岸的“大蓝洞”。在那里，他们从水下洞穴中提取了一个 30 米长（100 英尺）的沉积物岩心。这个岩心包含近 20，000 年的沉积物积累，随后由法兰克福、科隆、哥廷根、汉堡和伯尔尼大学的研究人员进行了分析。

大约 7200 年前，这座曾经的石灰岩岛（后来成为灯塔礁）被海水淹没。此后，“大蓝洞”底部的沉积物记录了 5700 年来极端天气事件，包括热带风暴和飓风。

生物沉积学研究小组的研究员、这项研究的主要作者 Dominik Schmitt 博士解释说：“由于独特的环境条件——包括无氧底层水和几个分层水层——细小的海洋沉积物可以在‘大蓝洞’中基本不受干扰地沉淀下来。在沉积物核心内部，它们看起来有点像树的年轮，年层的颜色根据有机物含量在灰绿色和浅绿色之间交替。”

风暴波和海浪将环礁东部礁石边缘的粗颗粒冲入塌陷坑，形成了独特的层状结构，称为风暴岩。“风暴岩的颗粒大小、成分和颜色从米色到白色不等，与晴天灰绿色沉积物截然不同，”施密特指出。

研究小组在过去 5700 年中识别并精确确定了总共 574 次风暴事件的发生时间，为了解西南加勒比海地区的气候波动和飓风周期提供了前所未有的见解。迄今为止可用的仪器数据和人工记录仅涵盖过去 175 年。

沉积物核心中风暴事件层的分布表明，过去六千年来，加勒比海西南部热带风暴和飓风的发生频率稳步上升。施密特解释说：“一个关键因素是赤道低压区的南移。这个区域被称为热带辐合区，它影响着大西洋主要风暴形成区的位置，并决定了热带风暴和飓风的移动方式以及它们在加勒比海的登陆地点。”

100 年计数窗口中“大蓝洞”的事件层频率。黑线代表加勒比海西南部 5，700 年来风暴频率增加的趋势。条形图突出显示了上位短期波动（活动增加 = 红色；活动减少 = 蓝色），这与更暖和和更冷的全新世气候时期相关。绿色和棕色条：与风暴无关的事件层，来自“大蓝洞”完全淹没之前的时期，因此未包括在频率重建中。来源：Schmitt 等人，2025 年，补充材料

研究小组还能够将更高的海面温度与风暴活动的增加联系起来。施密特表示：“这些短期波动与五个不同的暖季和冷季相吻合，这也影响了热带大西洋的水温。”

在过去的六千年中，每个世纪有四到十六次热带风暴和飓风经过“大蓝洞”。然而，过去 20 年的九次风暴层表明，21 世纪该地区的极端天气事件将更加频繁。

吉施勒警告说：“我们的研究结果表明，仅在本世纪，就有大约 45 次热带风暴和飓风可能经过该地区。这将远远超过过去几千年的自然变化。”研究人员强调，自然气候波动无法解释这种增长，而是指出工业时代持续的变暖导致海洋温度上升和全球拉尼娜现象加剧，从而为频繁形成风暴及其快速加剧创造了最佳条件。

编译自/ScitechDaily