教师研究变化的海岸线
海因的研究可以帮助社会更好地适应海平面上升
据预测,到2040年,大西洋中部海平面每上升1英尺,海平面以上不到1英尺的地方就会被淹没,海平面以上的地方就会变得又高又干,这似乎是常识。
的研究助理教授克里斯·海因威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的几位新教员之一表明,实际的淹没过程可能要复杂得多,海岸线轮廓本身会随着沉积物供应、沿海风暴和其他因素的自然和人类驱动的变化而变化。
海因在马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所做了两年的博士后研究后,于今年7月开始担任VIMS的助理教授。2012年,他在波士顿大学(Boston University)获得博士学位,在那里,他利用在埃及、巴西和新英格兰的实地考察,研究了上一个冰河时代之后海平面上升时海岸线的演变。他在康奈尔大学获得地质科学学士学位。
VIMS院长兼主任约翰·威尔斯说:“海平面上升可以说是弗吉尼亚在未来一个世纪面临的最严重的自然威胁。克里斯的研究帮助我们更好地了解我们的海岸线在过去是如何因海平面上升而变化的,它们现在是如何变化的,未来可能会如何变化,以及我们作为一个社会如何最好地应对。我们非常高兴他能加入我们。”
海因说,弗吉尼亚是一个绝佳的学习地点,因为它“位于美国最容易受到气候变化和海平面上升影响的沿海地区之一的中心。”他补充说:“VIMS为我的研究提供了自然的契合和坚实的基础。”“这是一个充满活力的协作社区,为与来自各个领域的顶尖科学家合作应对这些挑战提供了几乎无限的可能性。”
卡尔·弗里德里希斯教授是海因现在称之为家的物理科学系的系主任。他说:“我们部门的很多工作都处于泥泞的一端,研究像切萨皮克湾这样的河口细颗粒沉积物的行为。克里斯更擅长沙滩研究,他在海岸地质学方面拥有全面的专业知识,尤其是与堰洲岛有关的知识。这很适合我们研究弗吉尼亚的东海岸和外滩。”
弗里德里希斯说,海因还有其他优势。“克里斯是一个伟大的思想家,他将沿海地质学的经典方法与尖端的地球化学技术结合起来,并对河流感兴趣。他填写的一些专业知识我们失去了与约翰的退休立。”
早期的利益
海因第一次对地质学产生兴趣是在与家人一起去美国西部国家公园的旅行中,并在他的家乡长岛的海岸线上集中了这种兴趣。
海因说:“我一直对景观的形成方式很着迷。“在大峡谷,你可以向下凝视,认出数十亿年的沉积物沉积和数百万年的侵蚀,这些都是形成这一惊人特征所需要的。在海滩上,你可以看到景观随着潮汐的涨落和每一次海浪的影响而变化。海岸带是动态的——它们每天、每个季节看起来都不一样。对于那些想要了解景观如何演变的人来说,它们是一个迷人的研究场所。”
沿海地区也是人类与气候变化交汇的前线。“超过6亿人生活在海拔不到30英尺的地区,”海因说。“他们拥有200个人口超过5万的城市,以及数万亿美元的基础设施。”
海因指出,随着气候变暖,沿海地区将对三个相互关联的过程做出反应:海平面的变化风暴强度和频率的变化,以及沉积物供应的变化。他对后者特别感兴趣,他的研究是确定过去气候的自然变化如何影响沉积物的侵蚀及其通过河流向海岸的运输;人类是如何通过筑坝、疏浚、建造码头和海堤来改变沉积物供应的;以及这些过程如何随着全球变暖和海平面上升而改变。
海因说:“我对不同的海滩和堰洲岛过去对这些因素的反应很感兴趣,以便更好地理解和预测它们未来的反应。”“这很重要,因为气候变化和海平面上升的影响可能是高度局部化的、不均匀的和非线性的。”
例如,海因指出:“气候变化不会简单地导致各地的海岸侵蚀。在一些地方,更强的降雨和沿海风暴实际上可能会从河流和岬角侵蚀中提供足够的新沉积物,从而导致海滩和屏障变得更高更宽。”
然而,他警告说,这种情况可能只是例外,而不是普遍现象。事实上,让他担心的是,“世界上许多最脆弱的人口生活在地势最低的沿海地区——随着海平面上升,这些地区将发生一些最剧烈的变化。”
未来的研究计划
自从四个月前来到VIMS以来,海因已经获得了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的两项研究资助,弗里德里希斯称这是一项“了不起的”成就。
第一笔拨款将允许Hein和合作者研究恒河和雅鲁藏布江携带的沉积物和碳的数量和类型的长期变化,并使用这些数据来跟踪印度季风的变化以及印度次大陆和喜马拉雅山脉植被覆盖的变化。
第二个项目,“加速海岸侵蚀的沉积物供应:古视角、人为影响和未来挑战”,由美国国家科学基金会新的可持续发展科学、工程和教育项目授予,该项目旨在为更好地制定有关国家环境的决策提供科学指导。
展望未来,海因认为有必要对气候变化及其对沿海生态系统的影响进行越来越详细的研究和了解。
“这是我看到的科学发展方向,”他说,“一个对决策者和利益相关者更有用的区域和地方预测的趋势。创造这些将需要对预测的气候变化影响有一个精细的理解,这正是让我兴奋的科学。”
“人类可以适应沿海地区的变化,”海因补充说,“但这需要建立在最好的信息科学基础上的适当规划和管理。”