Seberapa burukkah badai? Para ilmuwan mencari jawabannya dalam badai kuno.

Di atas ponton kecil, Elliott turun untuk memandu tabung plastik kaku secara vertikal di bawah air sementara rekannya Josh Brigge mengangkat tiang logam ke atas dan ke bawah di atas kepalanya yang tertutup topi keras – Ding! Ding! Ding! – Untuk mengubur pipa jauh di dasar danau.

Setelah menghabiskan waktu berjam-jam di dalam air, mereka mengangkat sebuah silinder sepanjang satu setengah kaki dari dasar danau. Di antara serpihan tanah liat, Elliott mencari apa yang dia cari: lapisan pasir, kemungkinan sisa-sisa badai mematikan yang melanda Florida Panhandle.

“Ini adalah contoh indah dari lapisan badai,” katanya., Menjalankan jarinya ke dalam tabung bening.

Pekerjaan basah dan kotor ini merupakan bagian dari bidang penelitian yang disebut paleocystologi, yaitu studi tentang badai purba. Ilmu pengetahuan yang berkembang dan relatif baru berupaya memahami badai yang melanda pantai ini dan pantai lainnya sebelum manusia mulai merekam cuaca dengan instrumen modern.

Apa yang ditemukan para peneliti sejauh ini di lumpur purba ini adalah sebuah peringatan. Dengan menggali sedimen, para ilmuwan paleostorm telah menemukan periode ketika badai hebat lebih sering melanda pantai daripada yang ditunjukkan oleh catatan saat ini. Penelitian mereka menunjukkan bahwa lautan mampu menghasilkan musim badai yang lebih ekstrem dibandingkan apa pun yang pernah dialami masyarakat modern.

Kini, dengan membakar bahan bakar fosil dan melepaskan gas rumah kaca ke udara, dunia berisiko menciptakan kembali kondisi yang lebih buruk lagi. Para peramal cuaca telah memperkirakan bahwa musim badai tahun ini, yang dimulai pada tanggal 1 Juni, akan menjadi salah satu yang terburuk dalam beberapa dekade. Badai Beryl, yang menjadi badai Kategori 4 yang berbahaya pada hari Minggu, diperkirakan akan melanda Karibia minggu ini.

“Jika masa lalu merupakan indikasi apa yang akan kita lihat, maka wilayah pesisir kita benar-benar terancam,” kata Elliott.

Mencari badai kuno

Pada tahun 1989, Profesor Kam Pyu Liu dari Louisiana State University memberikan ceramah tentang lapisan abu yang tertinggal akibat letusan gunung berapi di dasar danau. Salah satu siswanya, Miriam Verne, bertanya apakah para ilmuwan juga dapat melihat bekas badai.

“Hal itu membuat saya berpikir. Saya berkata, 'Tentu saja, hal ini mungkin terjadi.'” Musim panas itu, dia dan Vern menemukan lapisan pasir jauh di bawah danau Alabama yang ditinggalkan oleh badai tahun 1979.

Ilmu pengetahuan tentang badai kuno berkembang pesat setelah Badai Andrew Kategori 5 melanda Bahama, Florida, dan Louisiana pada tahun 1992, menewaskan puluhan orang dan menyebabkan kerusakan senilai miliaran dolar. Industri reasuransi, yang secara finansial mendukung rumah dan perusahaan asuransi lainnya, Mengalokasikan dana untuk penelitian badai prasejarah untuk lebih memahami risiko badai besar.

“Mereka telah mengeluarkan uang mereka dan merevolusi bidang ini,” kata Jeff Donnelly, peneliti badai kuno lainnya di Woods Hole Oceanographic Institution.

Untuk memprediksi bagaimana pola badai akan berubah sebagai respons terhadap kenaikan suhu, para ilmuwan iklim tidak punya banyak hal untuk dilakukan: Data otomatis selama hampir 170 tahunItu hanyalah sekejap mata dalam sejarah bumi. Dan ilmu pengetahuan paleostorm menjanjikan untuk memperpanjang rekor badai ribuan tahun yang lalu dan memberikan gambaran yang lebih lengkap tentang betapa buruknya badai.

Saat badai hebat melanda, air menghantam pantai dan membawa gelombang pasir ke daratan. Jika sebuah danau ditempatkan tepat di sepanjang pantai, material tersebut akan hanyut ke dalamnya dan mengendap di dasar. Dengan mengukur radiokarbon pada lapisan tersebut, ahli paleontologi dapat menentukan kapan badai terjadi.

Seiring berjalannya waktu, pasir pantai kasar yang diendapkan oleh badai menjadi tertutup lumpur atau terperangkap di antara lapisan pasir halus. Secara umum, semakin kuat badai yang terjadi, semakin kasar pasirnya, karena dibutuhkan lebih banyak tenaga untuk memindahkan butiran yang lebih berat ke dalam danau.

Sulit untuk menemukan lapisan pasir badai di tengah tumpukan pasir lainnya – seperti “mencari jerami di tumpukan jerami,” kata Elliott.

Elliott tahu ketekunan. Dia dibesarkan di Michigan, di mana dia membantu ayahnya membangun rumah selama liburan musim panas saat dia masih kuliah di bidang geologi. Dia mengatakan dia sering melakukan percakapan yang menegangkan dengan ayahnya yang lebih konservatif tentang perubahan iklim.

Namun baru-baru ini, saya meluangkan waktu untuk menjelaskan data kepadanya dan menjawab pertanyaannya. “Kami duduk dan membicarakannya. Sekarang kami sudah sampai pada titik di mana dia setidaknya lebih bersedia untuk melakukan pembicaraan dan mengakui bahwa ada sesuatu yang berubah,” katanya.

Di sini, di Danau Campbell, IN Taman Negara Bagian Cagar Alam Topsail Hill di Florida, perairan tawar yang hanya dipisahkan oleh punggung tipis pasir putih yang menakjubkan Dari Teluk Meksiko. Ini adalah salah satu dari sedikit tempat di dunia yang memiliki laguna pesisir dengan bukit pasir. Elliott, yang sudah lama menjadi peneliti badai, berpendapat bahwa ini adalah tempat yang ideal untuk mencari tanda-tanda badai kuno.

“Laguna pesisir tidak diragukan lagi adalah tempat favorit kami untuk melakukan penelitian,” katanya.

Setelah mengubur pipa di dasar danau, Elliott dan Bragi, seorang ilmuwan di Universitas Clemson, bergantian memutar tuas dan menarik drum dengan tangan untuk menarik sebagian kecil sedimen berharga ke dalam danau.

“Sebaiknya ini lumpur,” kata Briggie. “Teruskan, teruskan, teruskan,” desak Elliot. “Saya harus keluar.” Inti pertama setinggi 1 kaki ini berisi lapisan pasir dari badai yang relatif baru, mungkin Badai Opal pada tahun 1995.

Untuk menemukan badai tertua, tim harus menggali lebih dalam dasar danau – dan ke masa lalu. Tanpa motor untuk rakit, Elliott dan Briggie mengandalkan mahasiswa mereka yang menggunakan kayak dan kano untuk menarik rakit melintasi danau seluas hampir 100 hektar.

Di balik pepohonan pinus yang rindang di sepanjang tepi danau, armada kecil menarik ponton ke arah tengah Danau. Sekelompok siswa lainnya duduk di tepi pantai mencari buaya.

“Awasi kepalamu,” kata Briggie sebelum dia mulai meluncurkan tabung plastik berongga lainnya ke dasar danau. Karena kelelahan, dia mulai membayangkan apa yang akan dia makan malam itu. “Aku akan makan es krim malam ini. Aku akan makan stroberi,” katanya.

Inti berikutnya lebih besar: sekitar 3 kaki kali 13 kaki. Yang terpanjang kemungkinan berumur lebih dari 10.000 tahun, kata Bregi. Bau kapurnya menunjukkan bahwa ia mengandung fosil laut kecil yang kaya akan kalsium karbonat yang dapat memberi tahu para peneliti lapisan mana yang tersapu dari laut.

Sekembalinya ke daratan, Elliot dan Briggie berjabat tangan.

Sampel lain dari sedimen Gulf Coast mengungkapkan periode aktivitas badai yang intens di wilayah tersebut—lebih buruk dari yang kita lihat saat ini. Periode ini berlangsung selama berabad-abad sebelum berakhir secara tiba-tiba sekitar 600 hingga 800 tahun yang lalu.

Apa yang menyebabkan badai itu bertiup lalu mereda? Ada teori yang menyebut perubahan letak sistem bertekanan tinggi di atas Samudera Atlantik Tinggi bermuda Hal ini mungkin mendorong badai menjauh dari Gulf Coast menuju Pantai Timur. Hal ini menjelaskan mengapa danau-danau di New England mencatat lonjakan gelombang badai segera setelah aktivitas badai menurun di sepanjang Gulf Coast.

Faktor lainnya adalah semburan air hangat yang disebut Lingkaran saat ini, yang melewati Teluk Meksiko. Air ini pernah mengalir dekat pantai sebelum meluncur ke selatan menuju Teluk, sebuah perubahan yang menurunkan suhu air dan menghilangkan energi angin dari badai.

Fakta bahwa suhu permukaan Teluk meningkat lagi saat ini akibat perubahan iklim mengkhawatirkan bagi mereka yang mempelajari badai kuno.

“Apa yang ditunjukkan dengan jelas oleh catatan-catatan ini adalah bahwa sistem iklim, yang tidak bergantung pada campur tangan manusia, sebenarnya mampu memodifikasi dirinya sendiri sedemikian rupa sehingga menghasilkan aktivitas yang belum pernah kita lihat dalam satu abad terakhir ini,” kata Donnelly. “Pertanyaan besarnya adalah, setelah kita benar-benar mulai mengendalikan perubahan iklim, apa kemungkinan hasilnya?”

Untuk menemukan jawabannya, ahli paleontologi mencari bukti lain dari tornado di balik lapisan pasir: menjelajahi gua untuk… Sedimen tetes Badai terbentuk karena hujan, mencari bebatuan karang di danau yang tersapu badai, dan menjelajahi perpustakaan untuk mencari kliping koran, catatan kapal, dan entri buku harian untuk mencari catatan badai.

“Ketika Anda memiliki teknologi berbeda yang bekerja sama, itu mungkin merupakan pendekatan terbaik,” kata Liu.

Sebagian besar karya Eliot dan Bregi berfokus pada lingkaran pohon. Badai meninggalkan bekas yang tidak kentara pada pepohonan di pesisir pantai — setidaknya jika tidak tertiup angin — karena lingkaran badai tersebut mencatat curah hujan yang tinggi dan banjir air asin di masa lalu.

Brigi berusaha keras untuk menemukan kayu kuno, memanennya dari sisa batang pohon dan bahkan peti mati berukir. Dia baru-baru ini mendapat suntikan tetanus setelah ditusuk paku berkarat saat mengambil sampel kayu di loteng tua.

“Masalahnya di Amerika Serikat bagian timur ini adalah penebangan hutan yang sangat intensif, dan sulit untuk menemukan pohon-pohon tua yang masih hidup,” kata Brigge.

Kembali ke pantai, Elliott berlutut dan menggunakan perkakas listrik untuk memotong salah satu inti sedimen menjadi dua. Sepotong plastik tipis putus saat dia memandu perangkat di sepanjang tabung. Karena dia selalu siap untuk memberikan pelajaran, dia membantu salah satu siswanya menyelesaikan tugas tersebut.

“Cantik,” katanya, memuji karyanya. Dia berhenti sejenak, tapi dia mendesaknya untuk melanjutkan. “Kamu baik, kamu baik.”

Serangkaian pita gelap di inti sedimen yang terbelah menjadi dua mungkin merupakan strata tornado, meski hanya analisis laboratorium komprehensif yang akan mengungkap kebenarannya. Laboratorium Elliott dan Bregi akan mencari fosil laut, mengukur ukuran butiran pasir, dan menganalisis tingkat isotop untuk mengukur intensitas badai kuno dan mengetahui kapan badai tersebut melanda.

“Ini adalah awal dari pekerjaan kami,” kata Elliott.

Di hotelnya setelah seharian bekerja di Danau Campbell, Elliott menelepon ayahnya. “'Apa yang kamu lihat?' 'Apa yang kamu pelajari?'” dia mengingat pertanyaannya.

Belakangan, dalam sebuah wawancara telepon, ayah Elliott, Tony Timmons, mengakui bahwa iklim sedang berubah, meskipun dia “tidak dapat membayangkan bahwa semua itu adalah ulah manusia”. Memiliki lebih banyak ilmuwan seperti putrinya yang meneliti perubahan iklim mungkin akan membuat masyarakat lebih cenderung menerimanya.

“Saya akan menjelaskan banyak hal kepada saya dan membuatnya menarik bagi saya, dan saya memahaminya,” katanya.

“Apa yang Anda lakukan penting,” tambahnya.