Sanddyner på kustbarriäröar skyddar USA:s Atlant- och Gulfkust från mötande orkaner. Varje år, miljontals offentliga och privata dollar finansierar restaureringen av dessa barriäröar, men chefer fokuserar ofta på återhämtning av mindre sanddyner och strävar efter att göra dem större, för bättre stormskydd.

Men ny forskning som presenterades vid 2018 AGU Fall Meeting förra månaden visar att sanddyner på dessa barriäröar inte återhämtar sig i samma takt. Små sanddyner går tillbaka till att bli små sanddyner; stora sanddyner återhämtar sig till att bli stora sanddyner; och de blir vanligtvis inte större än de var innan stormen slog till.

Chris Houser, en kustgeolog vid University of Windsor, Kanada som presenterade resultaten, upplevde orkanen Ivan dagen efter att han anlänt till Pensacola, Florida 2004. Houser bevittnade skadorna på barriäröarna längs Pensacola och förlusten av dynfronter, vilket motiverade honom att studera sanddynens återhämtningsprocess i efterdyningarna av stormar.

"Vi ville veta hur snabbt smala delar av ön återhämtar sig jämfört med bredare delar med större sanddyner, " han sa.

Ny forskning har visat att sanddyner kan ta upp till 10 år att återhämta sig till sina höjder före stormen. I den nya studien, Housers team ville se hur sandåtervinning varierade för sanddyner i olika storlekar.

Forskarna undersökte fem barriäröar som drabbats av orkanen Ivan - Santa Rosa och Saint George Islands i Florida, Assateague Island i Maryland och Follets och Galveston Islands i Texas. De jämförde tredimensionella kartor över dessa öar mellan 2004 och 2010 – med data precis före orkanen och efter. Med hjälp av dessa kartor, forskarna mätte höjderna på dynerna närmast havet och bedömde sedan förändringen i dynhöjden efter stormen.

De hittade när stormar träffade små sanddyner, sanden avsätts i en solfjäderform på baksidan av sanddynerna. När det gäller stora sanddyner, sediment transporteras till den närmaste stranden.

"Återhämtningen av de minsta sanddynerna var exceptionellt snabb, " sa Houser. "Det finns inte så mycket sand att hämta tillbaka." Öar som Santa Rosa och Assateague, som har relativt små sanddyner, återhämtade sig snabbt efter orkanen. Men när dessa väl återhämtade sig fanns det ingen mer sand kvar, enligt Houser. "Du började som små sanddyner och återhämtade dig snabbt som små sanddyner, " han sa.

När det gäller större sanddyner, vinden tar tillbaka sanden nära stranden, men denna tillbakamigrering tar tid. "Det är en långsammare återhämtning, men du får tillbaka dina större sanddyner, " sa Houser. Vegetativa rester i form av en fröbank och underjordiska växtstammar hjälper också vegetationen att återupprätta och stabilisera dessa stora sanddyner efter stormen.

Men det är de medelstora sanddynerna som visade den långsammaste återhämtningen. När stormar träffar dessa sanddyner, lite sand transporteras bakom sanddynerna, även bortom där de små sanddynerna är avsatta, och en del sand flyttas i sidled nära stranden. Det tar inte bara tid för sanden att ackumuleras i förstormregionen, men nästan alla vegetativa rester i sanden är förlorade och det tar lång tid att komma tillbaka, enligt Houser.

"Detta är 1 till 1,5 meter (tre till fem fot) dynhöjden under vilken du förmodligen kommer att fortsätta att få mindre och mindre dyner eftersom de lätt kan tas ut av nästa stormflod, "Sa Houser.

Om orkaner blir vanligare eller intensivare under de kommande åren, sanddyner kan tvingas till en lägre återhämtningshöjd, sa Houser. Också, antropogena aktiviteter som konstruktion och kraftigt fotfall längs strandlinjerna kan påskynda variationen i dynhöjden längs kustlinjen, skapa många mindre sanddyner. Med mer och mer sand som pressas bakom sanddynerna efter stormar, det kommer att finnas lite sand tillgänglig för återhämtning och strandlinjen kommer sannolikt att dra sig tillbaka.

"Många gånger, tanken är att återställa dessa små sanddyner för att göra dem större, sa Houser. "Men om du inte ska stapla upp en enorm mängd sand och lägga lite ny vegetation, det kommer inte att fungera."

Han föreslår att man sparar större sanddyner, eftersom de levererar sand till angränsande platser.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.