De verborgen hittegolven begrijpen die koraalriffen bedreigen

Newswise – Van april tot mei 2019 leden koraalriffen nabij het Frans-Polynesische eiland Moorea in de centrale Stille Zuidzee aan ernstige en langdurige thermische verbleking. De ramp deed zich dat jaar voor ondanks het ontbreken van El Niño-omstandigheden, wat leidde tot belangstelling van oceanografen over de hele wereld.

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van professor Alex Wyatt van de afdeling Oceanografie aan de Hong Kong University of Science and Technology onderzocht deze plotselinge en paradoxale episode van koraalverbleking. De onverwachte gebeurtenis hield verband met de passage van anticyclonische draaikolken die de zeespiegel verhoogden en heet water over het rif concentreerden, waardoor een onderwaterhittegolf op zee ontstond die grotendeels verborgen was voor het oppervlak. De resultaten zijn onlangs gepubliceerd in Natuurcommunicatie.

De meeste onderzoeken naar koraalverblekingspatronen zijn gebaseerd op metingen van watertemperaturen aan het zeeoppervlak, die niet het volledige beeld kunnen geven van bedreigingen van oceaanopwarming voor mariene ecosystemen, inclusief tropische koralen. Deze grootschalige oppervlaktemetingen met satellieten zijn waardevol, maar ze kunnen geen ondergrondse opwarming detecteren die van invloed is op gemeenschappen die in diepe wateren leven op slechts een paar meter diepte van de oceaan.

Professor White en collega’s analyseerden gegevens die over een periode van 15 jaar van 2005 tot 2019 op Moorea waren verzameld, gebruikmakend van een zeldzame combinatie van op afstand waargenomen zeeoppervlaktetemperaturen, hoge resolutie in situ-temperaturen en anomalieën op zeeniveau. De resultaten toonden aan dat de passage van anticyclonische draaikolken in de open oceaan langs het eiland leidde tot een stijging van de zeespiegel en interne golven naar diepere wateren duwde. Interne golven reizen langs het grensvlak tussen de warme oppervlaktelaag van de oceaan en de koelere lagen eronder, en in a vorige studie Onder leiding van professor White is aangetoond dat het zorgt voor frequente verkoeling van koraalrifhabitats. Het huidige onderzoek toont aan dat als gevolg van anticyclonen de interne golfkoeling begin 2019 werd uitgeschakeld, evenals tijdens enkele eerdere hittegolven. Dit leidde tot onverwachte opwarming van de koraalriffen, wat op zijn beurt leidde tot wijdverbreide koraalverbleking en daaropvolgende sterfte. Helaas voor de lokale rifbiodiversiteit heeft de wijdverbreide koraalsterfte in 2019 geleid tot het herstel van koraalgemeenschappen die zich de afgelopen tien jaar rond Moorea hebben voorgedaan.

Een opmerkelijke observatie, in tegenstelling tot de hittegolf van 2019, was dat het Moorea-rif in 2016 geen significante sterfgevallen door verbleking kende, ondanks de heersende super El Niño die warme omstandigheden veroorzaakte en veel ondiepe koralen over de hele wereld decimeerde. Het nieuwe onderzoek toont het belang aan van het verzamelen van temperatuurgegevens over het bereik van diepten die koraalriffen innemen, omdat het vermogen om koraalverbleking te voorspellen verloren kan gaan door alleen te focussen op oppervlaktecondities. Gegevens over de temperatuur van het zeeoppervlak voorspellen matige verbleking in zowel 2016 als 2019 voor Moorea. Directe waarnemingen toonden echter aan dat bleking in 2016 ecologisch onbeduidend was, met een korte opwarming en beperkt tot ondiepe diepten. De intense en langdurige hittegolf op zee van 2019 zou over het hoofd zijn gezien als onderzoekers alleen toegang hadden gehad tot gegevens over de temperatuur van het zeeoppervlak, en de resulterende catastrofale koraalverbleking zou ten onrechte kunnen zijn toegeschreven aan andere oorzaken dan verwarming.

“De huidige studie benadrukt de noodzaak om rekening te houden met de omgevingsdynamiek in de diepten die relevant zijn voor bedreigde ecosystemen, inclusief die veroorzaakt door de onderwaterpassage van oceaanweergebeurtenissen. Dit type analyse is gebaseerd op in-situ gegevens op lange termijn gemeten over de diepten van de oceaan, maar dergelijke gegevens zijn niet algemeen beschikbaar’, zei professor White.

“Ons artikel biedt een waardevol mechanistisch voorbeeld voor het evalueren van de toekomst van kustecosystemen in de context van oceaandynamiek en veranderend klimaat.”

Dit onderzoek werd geleid door de Hong Kong University of Science and Technology in samenwerking met een team van wetenschappers van Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego, UC Santa Barbara, California State University, Northbridge en Florida State University. De gegevens achter deze studie werden mogelijk gemaakt door gepaarde langdurige fysieke en ecologische observaties uitgevoerd op de locatie Moorea Coral Reef Long-Term Ecological Research (LTER). De langetermijnanalyses die hier worden uitgevoerd, en de gelijktijdige monitoring van fysieke omstandigheden en biologische dynamiek over het volledige bereik van diepten van insulaire en mariene kustgemeenschappen, is een model voor toekomstig onderzoek gericht op het beschermen van kwetsbare levende hulpbronnen in de oceaan.