Вулканические пузыри помогают предсказать судьбу кораллов в более кислых морях

К 2100 году сообщества коралловых рифов в Австралии и мире будут медленно восстанавливаться, станут менее сложными и будут доминировать мясистые водоросли из-за изменения химии океана высоким уровнем CO₂.

Международное исследование, опубликованное в Communications Biology, использовало уникальные коралловые рифы в Папуа — Новой Гвинее, чтобы определить вероятное воздействие закисления океана на коралловые рифы в условиях изменения климата.

Океаны становятся более кислыми, поглощая углекислый газ из атмосферы, и эта кислота будет растворять известняк кораллов. Но трудно предсказать влияние этого на целые экосистемы по исследованиям в аквариумах и моделям.

Изучение природных просачиваний CO₂ в Папуа — Новой Гвинее

Исследовательская группа под руководством Австралийского института морских наук (AIMS) изучала целые коралловые рифы, локально обогащённые CO₂, просачивающимся со дна моря, вблизи неглубоких подводных вулканов Папуа — Новой Гвинеи.

Доктор Катарина Фабрициус, исследователь кораллов в AIMS и старший автор статьи, говорит, что исследование показало, какие виды могут процветать при пожизненном воздействии повышенного уровня CO₂.

«Эти уникальные природные лаборатории похожи на машину времени», — сказала доктор Фабрициус.

«Просачивания CO₂ позволили нам изучить пределы устойчивости рифов и делать прогнозы. Как коралловые рифы справятся, если выбросы будут соответствовать уровню Парижского соглашения? Как они отреагируют на сценарии с более высокими выбросами CO₂?»

В 2000 году доктор Фабрициус обнаружила пузырьки газа, поднимающиеся сквозь коралловые рифы во время изучения видов в заливе Милн, примерно в 500 км к востоку от Порт-Морсби. В 2009 году, когда закисление океана стало проблемой, она вспомнила об этом опыте, проанализировала образцы газа и обнаружила, что это почти чистый CO₂.

Это создало условия для создания уникальной живой лаборатории и десятилетней исследовательской программы по изучению того, как тропические морские экосистемы могут адаптироваться и как организмы акклиматизируются после поколений воздействия высокого уровня CO₂.

Последствия для коралловых рифов и сообществ

Доктор Сэм Нун, также из AIMS и первый автор статьи, сказал: «Эти рифы Папуа — Новой Гвинеи говорят нам, что с каждым увеличением CO₂ мы будем видеть меньше кораллов и больше мясистых водорослей. Важно, что мы также обнаружили гораздо меньше молодых кораллов, а это означает, что рифы не смогут быстро расти и восстанавливаться. Это имеет последствия для всех видов, которые от них зависят, включая людей. Многие прибрежные сообщества зависят от рыбы, которая начинает свою жизнь, используя коралловые рифы для укрытия и пищи».

Океаны слабощелочные с pH 8,0, но их кислотность уже увеличилась на 30%. По мере роста выбросов CO₂ прогнозируется дальнейшее снижение pH океана до 7,8 к 2100 году.

«Изучая организмы на 37 участках вдоль 500-метрового градиента воздействия CO₂, мы смогли увидеть, что происходит при увеличении CO₂. Не было внезапного коллапса или переломного момента. Вместо этого, по мере роста CO₂, мы наблюдали, как мясистые водоросли становятся доминирующими, вытесняя и подавляя кораллы и известковые водоросли», — сказала доктор Фабрициус.

«Закисление океана — это масштабная глобальная проблема, которая до сих пор недостаточно изучена и освещена. Это исследование является первым в своём роде, представляющим уникальные полевые данные и позволяющим оценить, как меняются целые сообщества в реальном мире.

Мы наблюдали, как коралловые рифы Большого Барьерного рифа начинают меняться в ответ на градиенты CO₂. Рифы Папуа — Новой Гвинеи говорят нам, что произойдёт дальше.

Чем больше CO₂ мы выбрасываем в атмосферу, тем значительнее будут изменения коралловых рифов и прибрежных сообществ, которые от них зависят. Это поверх воздействия глобального потепления и повышения уровня моря».

Исследование проводилось совместно с коллегами из Университета Западной Австралии и Саудовской Аравии.