Поскольку океан поглощает атмосферный углекислый газ (CO2), выделяемый при сжигании ископаемого топлива, его химический состав меняется. CO2 вступает в реакцию с молекулами воды, понижая pH океана (делая его более кислым) в процессе, известном как подкисление океана.
Этот процесс также удаляет карбонат, важный ингредиент, необходимый кораллам и другим организмам для построения своих скелетов и раковин.Сейчас, ко Всемирному дню океанов 8 июня, ученые изучают коралловые рифы в районах с низким уровнем pH, чтобы ответить на вопросы о закислении океана, которое угрожает экосистемам коралловых рифов во всем мире.Рифы Палау избегают воздействия закисления океана
Одно из таких мест — Палау, архипелаг в далекой западной части Тихого океана. Тропические бирюзовые воды Рок-островов Палау по своей природе более кислые из-за сочетания биологической активности и длительного пребывания морской воды в лабиринте лагун и заливов.Уровень pH морской воды в лагунах Рок-Айленда сейчас настолько низок, насколько прогнозируется, что открытый океан достигнет его в результате подкисления океана ближе к концу этого столетия.
Новое исследование, проведенное учеными из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI), показало, что коралловые рифы на Палау, похоже, бросают вызов всем шансам, не демонстрируя ни одной из предсказанных реакций на низкий pH, за исключением увеличения биоэрозии — физического разрушения. скелетов кораллов скучными организмами, такими как моллюски и черви.Отчет о результатах опубликован сегодня в журнале Science Advances.
«Это исследование демонстрирует ценность всесторонних полевых исследований», — говорит Дэвид Гаррисон, директор программы Отделения наук об океане Национального научного фонда, финансирующего исследования в рамках программы NSF по подкислению океана (OA). NSF OA поддерживается Директоратами геолого-геофизических и биологических наук.«Вопреки лабораторным данным, — говорит Гаррисон, — похоже, что основным эффектом закисления океана на кораллы Рок-Айленда Палау является усиление биоэрозии, а не прямое воздействие на виды кораллов».Автор ведущей статьи Ханна Баркли из WHOI добавляет: «Основываясь на лабораторных экспериментах и ??исследованиях других рифовых систем с естественным низким pH, это противоположно тому, что мы ожидали».
Эксперименты, измеряющие реакцию кораллов на различные условия с низким pH, показали ряд отрицательных эффектов, таких как меньшее количество разновидностей кораллов, больший рост водорослей, более низкая скорость производства (роста) карбоната кальция и ювенильные кораллы, у которых возникают трудности с построением скелетов.«Удивительно, но на Палау, где уровень pH самый низкий, мы видим сообщество кораллов, в котором обитает больше видов и покрыто большим коралловым покровом, чем в местах с нормальным pH», — говорит Энн Коэн, соавтор статьи.«Это не значит, что коралловое сообщество процветает из-за низкого pH, скорее, оно процветает, несмотря на низкий pH, и нам нужно понять, как это сделать».
Когда исследователи сравнили сообщества, обнаруженные на рифах Палау, с сообществами на других рифах, где pH естественно низкий, они обнаружили, что единственной общей чертой была повышенная биоэрозия.«Наше исследование показало, что усиление биоэрозии является единственной последовательной реакцией сообщества, поскольку другие признаки здоровья экосистемы варьировались в разных местах», — говорит Баркли.Загадка устойчивости
Как процветают рифы Палау с низким pH, несмотря на значительно более высокий уровень биоэрозии?Исследователи еще не уверены, но надеются ответить на этот вопрос в будущих исследованиях.Они также не до конца понимают, почему условия, создаваемые закислением океана, по-видимому, благоприятствуют биоразрушающим организмам.По словам Баркли, одна теория — скелеты, выращенные в более кислых условиях, менее плотные, что облегчает проникновение в них биоэродирующих организмов, — на Палау не так, «потому что мы не видим корреляции между плотностью скелета и pH ".
Хотя коралловые рифы покрывают менее одного процента океана, в этих разнообразных экосистемах обитает по крайней мере четверть всей морской жизни. Коралловые рифы не только поддерживают рыбный промысел, которым кормят сотни миллионов людей по всему миру, но и защищают тысячи акров береговой линии от волн, штормов и цунами.
«С одной стороны, результаты этого исследования оптимистичны», — говорит Коэн. «Несмотря на то, что многие эксперименты и другие исследования рифов с естественным низким pH показывают, что закисление океана отрицательно влияет на производство карбоната кальция, а также на разнообразие кораллов и покров, мы не наблюдаем этого на Палау.«Это дает нам надежду, что некоторые коралловые рифы — даже если их очень небольшой процент — могут выдержать будущие уровни закисления океана».