Moskalewicz D., etal. 2020, Sedimentary record of historical extreme storm surges on the Gulf of Gdańsk coast, Baltic Sea. Marine Geology 420, 106084
Year: 2025
Type: article
Abstract: ABSTRACT 抽象的 چکیده Abstracto Resumo Abstrait अमूर्त خلاصة EN (English)The Baltic Sea is commonly viewed as a region with a low frequency of coastal hazards such as tsunamis or extreme storm surges. However, historical sources indicate that in the past, several catastrophic storm surges resulted in coastal floods and related casualties. Their sedimentological records and reconstructions of paleostorminess were so far studied mainly in the westernmost (Denmark) and easternmost (Estonia) parts of the Baltic Sea. The present study focus on southern Baltic coast (Gulf of Gdańsk), where storm surge sedimentary deposits left within coastal peatlands were investigated, and related to historical record in order to compare recent risk estimations and predictions of storm surge levels to geological data. To achieve this aim, the collected sediment cores were subjected to sedimentological, grain size, and diatom analyses, supported with 137Cs, 210Pb, and 14C datings. Two types of sandy event deposits were identified, and interpreted to be storm deposits formed under an inundation regime and overwash regime, respectively. The deposits formed under the inundation regime were characterised by an erosional lower boundary, massive structure and presence of rip-up clasts of underlying sediments, whereas the sediments formed under the overwash regime were low-angle planar cross-stratified medium sands with intercalations of massive fine sand. The recognized sandy storm deposits were dated mainly to the Little Ice Age period (XVIth–XIXth centuries). They were most likely left during the historical storms of 1825, 1872, and 1914 CE. It extends the sedimentary record of known historical events as mainly storms from 1497 CE and 1872 CE were reported previously from Baltic Sea. Notably, none of the historical storm events during the past 100-year period have formed a distinguishable sedimentary record. These findings clearly show that risk models and storm return period predictions, which are based on instrumental measurements from the last century, should also include geological evidence. The strongest storm surges from the past century may not be adequate reference of a worst case scenario.CHN (简体中文)波罗的海通常被视为沿岸灾害（如海啸或极端风暴潮）发生频率较低的区域。然而，历史资料显示，过去数次灾难性风暴潮曾造成严重的沿海洪灾和人员伤亡。迄今为止，古风暴记录主要在波罗的海最西端（丹麦）和最东端（爱沙尼亚）得到研究。本研究聚焦于南波罗的海海岸（格但斯克湾），在沿海泥炭沼泽中发现风暴潮沉积物，并结合历史资料，将其与现代风暴潮风险评估和预测进行对比。沉积岩心样品接受了沉积学、粒度、硅藻分析，并辅以¹³⁷Cs、²¹⁰Pb和¹⁴C测年。研究识别了两类砂质事件层：淹没机制下形成的沉积物与越浪机制下形成的沉积物。前者表现为侵蚀性下界、大规模构造及底层沉积物撕裂块，后者则为低角度平行交错层理的中砂，夹有块状细砂。这些砂质风暴沉积物主要被测定为形成于小冰期（16–19世纪），最可能与1825、1872和1914年的历史风暴有关。这些结果扩展了对已知事件的地质记录，此前仅报道了1497年和1872年的风暴沉积。值得注意的是，过去100年间的风暴事件没有留下可识别的沉积记录。这表明，单纯基于近代仪器观测的风险模型和风暴重现期预测可能低估了历史最强事件的规模，因而地质证据必须纳入风险评估。 IR (فارسی)دریای بالتیک عموماً منطقه‌ای با خطر کم برای پدیده‌هایی مانند سونامی یا طغیان‌های شدید طوفانی تلقی می‌شود. با این حال، منابع تاریخی نشان می‌دهد که در گذشته چندین طوفان سهمگین موجب سیلاب‌های ساحلی و تلفات انسانی شده‌اند. تاکنون بررسی رسوبات طوفانی عمدتاً در غربی‌ترین (دانمارک) و شرقی‌ترین (استونی) بخش‌های بالتیک انجام شده است.این پژوهش بر سواحل جنوبی بالتیک (خلیج گدانسک) تمرکز دارد، جایی که رسوبات طوفان در باتلاق‌های ساحلی شناسایی و با منابع تاریخی مقایسه شد. برای این کار مغزه‌های رسوبی مورد مطالعه رسوب‌شناسی، دانه‌بندی، و آنالیز دیاتومه قرار گرفت و با تاریخ‌گذاری‌های ¹³⁷Cs، ²¹⁰Pb و ¹⁴C پشتیبانی شد.دو نوع رسوب ماسه‌ای شناسایی شد: یکی مربوط به شرایط غرقابی و دیگری مربوط به شرایط سرریز امواج. رسوبات غرقابی دارای مرز فرسایشی، ساختار توده‌ای و قطعات کنده‌شده از رسوبات زیرین بودند؛ رسوبات سرریز دارای لایه‌بندی مورب کم‌زاویه از ماسه متوسط با لایه‌های ماسه ریز بودند.این رسوبات عمدتاً به دوره عصر یخبندان کوچک (قرون 16 تا 19) نسبت داده شدند و احتمالاً ناشی از طوفان‌های تاریخی سال‌های 1825، 1872 و 1914 میلادی هستند. این داده‌ها رکورد رسوبی رویدادهای شناخته‌شده را گسترش می‌دهد که پیش‌تر فقط طوفان‌های 1497 و 1872 گزارش شده بود.نکته مهم این است که هیچ‌یک از طوفان‌های یکصد سال اخیر رکورد رسوبی قابل‌تشخیص به‌جا نگذاشته‌اند. بنابراین مدل‌های خطر و پیش‌بینی دوره بازگشت طوفان‌ها که بر اساس داده‌های ابزاری اخیر هستند، باید شواهد زمین‌شناسی را نیز لحاظ کنند. ES (Español) El mar Báltico suele considerarse una región con baja frecuencia de riesgos costeros como tsunamis o marejadas extremas. Sin embargo, fuentes históricas revelan que varias tormentas catastróficas causaron inundaciones y víctimas en el pasado. Hasta ahora, los registros sedimentológicos se habían estudiado principalmente en Dinamarca y Estonia.Este trabajo se centra en la costa sur del Báltico (golfo de Gdansk), donde se investigaron depósitos de tormentas conservados en turberas costeras y se compararon con los registros históricos y las estimaciones modernas de riesgo. Los núcleos de sedimento fueron analizados mediante sedimentología, granulometría y diatomeas, junto con dataciones de ¹³⁷Cs, ²¹⁰Pb y ¹⁴C.Se identificaron dos tipos de depósitos arenosos: unos formados bajo régimen de inundación, con base erosiva y clastos arrancados, y otros bajo régimen de sobrelavado, caracterizados por estratificación cruzada planar de bajo ángulo.Los depósitos se datan principalmente en la Pequeña Edad de Hielo (siglos XVI–XIX) y se asocian a tormentas históricas de 1825, 1872 y 1914. Amplían el registro sedimentario que antes incluía solo los eventos de 1497 y 1872.Es destacable que en los últimos 100 años no se han registrado depósitos distinguibles. Por ello, los modelos de riesgo basados solo en datos instrumentales modernos subestiman el potencial de tormentas extremas, y deben complementarse con la evidencia geológica. BRA (Português do Brasil) O Mar Báltico é geralmente visto como uma região de baixa frequência de riscos costeiros, como tsunamis ou marés de tempestade extremas. No entanto, fontes históricas mostram que várias tempestades catastróficas causaram inundações costeiras e vítimas. Até agora, os registros sedimentares foram estudados principalmente na Dinamarca e Estônia.Este estudo foca a costa sul do Báltico (Golfo de Gdańsk), onde depósitos de tempestades preservados em turfeiras costeiras foram analisados e comparados com registros históricos e previsões modernas de risco. Os testemunhos de sedimento passaram por análises sedimentológicas, granulométricas e de diatomáceas, com suporte de datações ¹³⁷Cs, ²¹⁰Pb e ¹⁴C.Foram identificados dois tipos de depósitos arenosos: sob regime de inundação, com base erosiva e clastos arrancados; e sob regime de overwash, com estratificação cruzada planar de baixo ângulo em areia média.Esses depósitos foram datados principalmente da Pequena Idade do Gelo (séculos XVI–XIX) e associados a tempestades de 1825, 1872 e 1914. Eles ampliam o registro, antes restrito a 1497 e 1872.Nenhuma tempestade do último século deixou registros sedimentares distinguíveis. Assim, modelos de risco que se baseiam apenas em medições instrumentais recentes podem subestimar cenários extremos, reforçando a necessidade de integrar evidências geológicas. FRA (Français) La mer Baltique est souvent considérée comme une zone à faible fréquence de risques côtiers tels que tsunamis ou surcotes extrêmes. Pourtant, les sources historiques rapportent plusieurs tempêtes catastrophiques ayant provoqué inondations et victimes. Jusqu’à présent, les archives sédimentaires étaient étudiées surtout au Danemark et en Estonie.Cette étude porte sur la côte sud de la Baltique (golfe de Gdańsk), où des dépôts de tempête préservés dans des tourbières littorales ont été analysés et comparés aux données historiques et aux estimations modernes de risque. Les carottes sédimentaires ont subi des analyses sédimentologiques, granulométriques et de diatomées, ainsi que des datations ¹³⁷Cs, ²¹⁰Pb et ¹⁴C.Deux types de dépôts sableux ont été identifiés : ceux formés sous régime d’inondation, avec base érosive et fragments arrachés, et ceux liés à un régime de surlavage, avec stratifications croisées planes à faible angle.Ces dépôts sont datés principalement de la Petite Âge Glaciaire (XVIe–XIXe siècles) et rattachés aux tempêtes de 1825, 1872 et 1914. Ils complètent l’archive jusque-là limitée aux événements de 1497 et 1872.Aucun événement du siècle dernier n’a laissé de dépôt sédimentaire identifiable. Il est donc clair que les modèles de risque fondés uniquement sur les mesures instrumentales récentes sous-estiment le potentiel extrême, et qu’il faut intégrer les preuves géologiques. IND (हिन्दी)बाल्टिक सागर को आमतौर पर तटीय आपदाओं, जैसे सुनामी या चरम तूफ़ानी ज्वार, की कम आवृत्ति वाला क्षेत्र माना जाता है। लेकिन ऐतिहासिक स्रोत दिखाते हैं कि अतीत में कई विनाशकारी तूफ़ानों ने तटीय बाढ़ और जनहानि की। अब तक अध्ययन मुख्य रूप से डेनमार्क और एस्टोनिया तक सीमित थे।यह अध्ययन दक्षिणी बाल्टिक तट (ग्दांस्क खाड़ी) पर केंद्रित है, जहाँ तटीय पीटभूमियों में संरक्षित तूफ़ानी जमाव का अध्ययन किया गया और उन्हें ऐतिहासिक अभिलेखों व आधुनिक जोखिम आकलनों से तुलना की गई। अवसाद कोर का विश्लेषण अवसादविज्ञान, दाने के आकार, डायटम और ¹³⁷Cs, ²¹⁰Pb व ¹⁴C डेटिंग से किया गया।दो प्रकार के रेतीले जमाव मिले: डूबने (inundation) वाले, जिनमें अपरदन आधार और फटे टुकड़े थे, तथा ओवरवॉश वाले, जिनमें कम कोणीय क्रॉस-स्तरीकरण और महीन रेत की परतें थीं।ये जमाव मुख्यतः लघु हिमयुग (16–19वीं शताब्दी) के हैं और संभवतः 1825, 1872 व 1914 के तूफ़ानों से बने। यह पहले से ज्ञात अभिलेख (1497 और 1872) को विस्तार देता है।ध्यान देने योग्य है कि पिछले 100 वर्षों के तूफ़ानों ने कोई पहचान योग्य जमाव नहीं छोड़ा। इसका अर्थ है कि केवल हाल के उपकरणीय आंकड़ों पर आधारित जोखिम मॉडल अत्यधिक घटनाओं का सही अनुमान नहीं लगा सकते और उन्हें भूवैज्ञानिक साक्ष्य भी शामिल करना चाहिए। AR (العربية)يُنظر إلى بحر البلطيق عادةً على أنه منطقة منخفضة التعرّض للمخاطر الساحلية مثل التسونامي أو
Source: Figshare
Author: Moskalewicz, Damian
Language: English
Topic: Coastal and Marine Dynamics
Subfield: Earth-Surface Processes
Field: Earth and Planetary Sciences
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7084082515
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