Om du har besökt de yttre bankerna eller andra barriäröar, du har troligen upplevt deras splittrade personligheter - platser där höga vågor kan slå på den sandiga havsstranden medan hägrar förföljer lugnt saltmarsh vatten bara en kort sträcka mot land.

Ny forskning från ett team från William &Mary och Virginia Institute of Marine Science visar att dessa till synes olika ekosystem faktiskt är nära kopplade, och att en snabb landvandring av barriärsand leder till storskalig förlust av närliggande saltmassor. Deras studie - nyligen publicerad online i Geologi - fokuserar på de orörda barriäröarna på Virginia östra strand, men är sannolikt tillämplig på liknande barriärösystem över hela världen.

Teamets forskning visar att Virginia barriäröar eroderar eller migrerar landvägs med 3 till 18 fot per år. De uppskattar att landmigrationen förbrukar minst 60 tunnland bakspärrsaltmarsh årligen, och har begravt nästan 8, 000 tunnland av dessa saltmarscher sedan 1870-nästan 10 procent av Virginia historiska areal av saltmarsh livsmiljö. Förlust av kärr är av betydande miljöhänsyn med tanke på deras fördelaktiga roll som foder för vattenfåglar, plantskolor för många marina arter, och förmåga att absorbera kol, föroreningar, och våg energi.

Huvudförfattaren Charlie Deaton, som genomförde forskningen under en kandidatexamen vid W &M:s institution för geologi, säger att laget kom fram till sina resultat, "genom att digitalisera och analysera hundratals kartor och fotografier som sträcker sig tillbaka till 1851, och jämföra dessa med LIDAR -data som visar de senaste strandpositionerna. "

Studera medförfattare Chris Hein, en biträdande professor vid VIMS, tillskriver öarnas förändrade strandlinjer till kuststormar. "Orkaner och nordöstra orsakar både stranderosion och barriärvandring, "säger Hein." Havsnivåhöjning och andra faktorer spelar en bidragande roll genom att ställa förutsättningar för stormflod att urholka strandlinjen och bära barriärsand in i myren. "

Studiens tredje medförfattare, VIMS biträdande professor Matt Kirwan, noterar att "Virginia barriäröar är utsatta för några av de högsta relativa havsnivåhöjningarna längs USA:s Atlantkust." En VIMS -studie från 2015 sätter stigningstakten vid Kiptopeke på Virginia Eastern Shore på ~ 3,7 millimeter per år under de senaste 50 åren. Det är en tiondels tum varje år, eller mer än en halv fot havsnivåhöjning sedan mitten av 1960-talet.

Observationer och modellering

Forskargruppens studie avspeglar ett växande intresse för hur saltmarsor med bakspärr kan stabilisera eller destabilisera barriäröarna. Säger Hein, "Kustgeologer har historiskt behandlat utvecklingen av saltmassor och barriäröar separat, men under det senaste decenniet har vi verkligen börjat inse hur förändringar i det ena kan påverka det andra. "

En hypotes, baserat på både datormodeller och fältobservationer, är att stormdriven transport av sand över en barriärö och in i kärr hjälper den senare att hålla vertikal takt med stigande hav, medan närvaron av kärr nära bakom barriären ö stabiliserar ön och verkar för att bromsa dess landvandring.

Ett alternativ, konceptuell modell tyder på att stigande hav drunknar back-barriär kärr. Under detta scenario, eftersom mer vatten kan fylla kustvikar när tidvattnet flödar in, mer vatten behöver rinna ur dem när tidvattnet ebbar ut. Detta kräver större tvärbarriärkanaler för att tillgodose det ökade 'tidvattenprisma'. dessa leder i sin tur barriärsand till översvämnings- och ebbe-deltor- effektivt tar bort de sediment som barriäröarna behöver för att överleva. Sulten av sand, strandlinjen drar sig tillbaka, och barriärön blir smalare, eller migrerar ännu snabbare.

Fynden från den aktuella forskningen motsäger detta begrepp om en 'flyktig överträdelse'. "Vi fann att i Virginia barriäröar, ökade andelar av reträtt vid stranden korrelerar faktiskt med ett minskat tidvattenprisma, "säger Hein." Tidvattenprisma minskar vanligtvis eftersom barriäröarna migrerar så snabbt att de krymper området mellan dem och fastlandet för att vatten ska fyllas under högvatten. "

Deaton, Hein, och Kirwan säger att den primära kopplingen mellan Virginia:s barriäröar och backbarriärmiljöer är öarnas snabba landvandring. De uppskattar att detta står för mer än hälften av regionens historiska minskning av saltmarsh -området, och säga migrationsinducerad saltmarsh-förlust kan också förväntas i liknande blandade energibarriärsystem, som i South Carolina och New Jersey, liksom i Tyskland och längs andra avlägsna stränder.

Forskarna tillskriver den återstående förlusten av saltmarsh-område till olika processer för bakre barriär. En stor faktor i större kustområden är erosion av kärrkanten av vinddrivna vågor.

Forskargruppen är noga med att skilja landväxling av en barriärö från tillbakadragandet av dess strandlinje. "Vi finner att storskalig förlust av saltmarsh-område med bakre barriär är specifikt för öar som genomgår landvandring, och inte bara strand erosion, "säger Hein." En barriärö som vandrar landåt kan fortfarande behålla sin bredd; en som lider av stranderosion kommer alltid att bli smalare, och så småningom börja migrera i en mycket smal form. "

Forskarna är mest oroliga för förlust av saltmarsh i områden som backas upp av kustklippor eller mänskliga hinder som skott eller vallar. Säger Hein, "Migration av barriäröar i landliggande överträffar marschens migration till uppland. Förlust av kärr är särskilt oroande i områden där branta uppland hindrar kärret från att migrera till fastlandsstränder, eftersom detta hindrar systemet från att balansera förluster till landvandring av barriärön. "

"Oavsett myrens förmåga att hålla jämna steg med havsnivåhöjningen genom att växa vertikalt, "tillägger Kirwan, "storskalig kärrförlust kan vara oundviklig eftersom barriärsystem över hela världen jämviktar till havsnivåhöjning genom att migrera land."