《Quaternary Science Reviews》：A multi-proxy paleotempestological reconstruction from Cabo Rojo, southwestern Puerto Rico
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本研究通过沉积物多代理分析，重建了波多黎各西南部Cabo Rojo海岸1300年来的飓风活动史，识别出六个飓风事件，揭示其分为两个活跃期，为区域防灾提供历史依据。
Nicholas Culligan|刘康彪|Thomas A. Bianchette|Ethan J. Tiong|Michael Martínez-Colón|Tristan Lam
美国佛罗里达海湾海岸大学水学院Vester海洋科学野外站，地址：5164 Bonita Beach Rd SW, Bonita Springs, FL, 34134
摘要
波多黎各经常遭受飓风袭击，尤其是在飓风强度达到峰值时。尽管如此，关于波多黎各大陆地区的长期飓风历史的研究仍然不足。本研究利用多种代用指标技术（包括X射线荧光分析、燃烧损失法、粒度分析以及底栖有孔虫鉴定），对波多黎各西南部卡波罗霍（Cabo Rojo）地区约1300年来的飓风活动进行了分析。研究共识别出六次飓风事件，这些事件的特征包括异源有孔虫的存在、较高的碳酸盐含量、较高的Cl/Br、K/Ti和Ca/Ti比值，以及高浓度的海洋指示元素Cl和Ca。每个沉积物岩心的底部20-30厘米为红树林泥炭，其上部边界明显，随后逐渐过渡为较细的砂层，表明该地区经历了重大扰动，生态系统从红树林转变为开阔的泻湖系统。飓风活动的年代序列可以分为两个时期：从公元700年到17世纪中叶的平静期（仅记录到两次飓风），以及从17世纪中叶至今的活跃期（共记录到四次飓风），这一模式与其他加勒比海周边地区的研究结果一致。本研究首次对波多黎各西南部的飓风活动进行了古风暴学重建，所获得的生态学、沉积学和地球化学数据可为政策制定者及其他利益相关者提供参考，帮助他们更好地了解该地区过去和当前的飓风趋势。
引言
波多黎各是一个位于大安的列斯群岛（即加勒比海东北部）的岛屿，该地区经常受到强飓风的影响。飓风带来的严重后果包括山体滑坡、泥石流、河流流域的淡水淹没、风损以及风暴潮引起的海水入侵，所有这些都会在海岸沉积物档案中留下持久的沉积特征（Diaz和Pulwarty，1997；Dunn和Miller，1964；Liu，2004；Liu和Fearn，1993；Neumann，1987；Simpson和Riehl，1981）。在本研究中，我们通过对海岸沉积物档案进行多代用指标分析，重建了波多黎各西南部卡波罗霍地区的古环境变化，重点关注古飓风沉积物，以扩展现有的观测和历史记录。
波多黎各的飓风记录可追溯到1508年的“San Roque”飓风，这是首次袭击该岛上的西班牙殖民地定居点的飓风。此后几个世纪中，航海日志和当地记录中记载了大量飓风事件，使得该地区成为北大西洋地区飓风频发区域之一（Boose等人，2004；Colón，1970；Millás，1968；Neumann，1987）。具体而言，卡波罗霍研究区域（图1）自有文字记录以来已遭受数十次飓风侵袭，其中几次飓风的强度被评估为现代萨菲尔-辛普森飓风等级中的3级或更高级别（Boose等人，2004；Colón，1970；Millás，1968）。现代袭击波多黎各的最强烈飓风通常起源于西非佛得角群岛附近形成的热带风暴，随后逐渐增强，从东/东南方向接近该岛，并在接近最大强度时登陆（Boose等人，2004）。
遗憾的是，波多黎各在公元1500年之前的飓风数据缺失，而仪器记录之前的数据也可能存在误差。记录可能已被毁坏，风速、气压和风暴潮的测量值多为估算值，且由于缺乏观测数据，一些飓风可能被完全遗漏（Chenoweth和Howard，2023）。因此，波多黎各数百至千年尺度的古飓风记录几乎无从知晓。以往的研究主要关注波多黎各东北角（Lane等人，2013）及东海岸岛屿（Donnelly，2005；Donnelly和Woodruff，2007；Woodruff等人，2008）的古飓风记录，但西南海岸地区的此类研究尚未开展。因此，通过从波多黎各西南部获取新的代用指标数据，对于扩大古风暴学记录的地理覆盖范围至关重要，从而能够更准确地预测未来飓风的登陆趋势。这些数据将有助于提高波多黎各的飓风风险评估和海岸防护措施。
为实现这一目标，本研究重点分析了卡波罗霍泻湖沉积物岩心中的沉积学、生物学和地球化学特征，以重建该地区的历史环境和古飓风历史，为了解加勒比海北部地区的飓风活动及其环境影响提供宝贵信息。
研究区域
研究区域
卡波罗霍研究区域（坐标：17° 56′10.16″ N, 67° 11′27.77″ W）是一个位于波多黎各最西南端的咸水泻湖，坐落于一个狭窄的半岛上（图2a）。该区域与加勒比海之间由一条狭窄的红树林带（约20米宽）和一条狭窄的海滩（约6米宽、海拔约0.5米）隔开（图2b）。海滩及近岸沉积物主要由石英砂和碳酸盐砂组成，其中碳酸盐砂颗粒占比较高
CR 3
CR 3岩心是一根长度为50厘米的RPB岩心（图B.1），取自海滩屏障后面的咸水泻湖东南边缘，距离平均高潮位（MHHW）约55米。通过视觉观察、沉积学和地球化学分析，将岩心划分为四个不同的区域（图3）。A区位于深度50至30厘米处，主要由红树林泥炭组成，其特征是水分含量高、有机物含量高，而Ca和Sr的含量极低。B区位于深度30至19厘米处地层对比与古环境重建
本研究分析的三根岩心具有相似的地层特征，可划分为四种不同的相类型。A区（图3、图5b-d）的形成时间分别为公元1175年（CR 3）、850年（CR 4）和1325年（CR 5），即各岩心底部沉积物的形成时间。该区域完全由结构完整的红树林泥炭构成，其中有机物含量高，Ca和Sr的含量极低，平均粒径较小（约11%为粘土）结论
本研究采用多代用指标方法对三根沉积物岩心和表面样本进行了分析，以研究波多黎各西南部卡波罗霍泻湖的古环境和飓风历史。在沉积物柱中记录了六次飓风事件，其中三次发生在仪器记录之前。H6、H5和H1事件的痕迹较为模糊，可能是由于距离研究区域较远、飓风强度较低，或是受到红树林的缓冲作用；而H4、H3和H2事件则留下了明显的飓风沉积特征
资金来源
本研究得到了美国国家科学基金会（奖项编号：1853794和2243590）以及NOAA与少数族裔服务机构教育合作计划（EPP-MSI）的合作协议（奖项编号：NA21SEC4810004）的支持。利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究结果的财务利益或个人关系。致谢
作者感谢Bailey-Matthews国家贝壳博物馆的Jose Leal博士在鉴定腹足类贝壳方面的帮助，以及Robert M.在野外考察期间提供的后勤支持。
