Ontdek de verborgen, mysterieuze hittegolven die koraalriffen bedreigen

Extensive coral bleaching occurred across depths on the north shore of Moorea during the 2019 marine heatwave. Credit: Peter J. Edmunds

Most studies of coral bleaching patterns rely on sea-surface measures of water temperatures, which cannot capture the full picture of threats from ocean heating to marine ecosystems, including tropical coral reefs. These surface measurements conducted over broad areas with satellites are valuable, yet cannot detect heating below the surface that influences communities living in waters deeper than the shallowest few meters of the ocean.

Prof. Wyatt and colleagues analyzed data collected at Moorea over 15 years from 2005 to 2019, taking advantage of a rare combination of remotely sensed sea-surface temperatures and high-resolution, long-term in-situ temperatures and sea level anomalies. Results showed that the passage of anti-cyclonic eddies in the open ocean past the island raised sea levels and pushed internal waves down into deeper water. Internal waves travel along the interface between the warm surface layer of the ocean and cooler layers below, and, in a previous study also led by Prof. Wyatt, have been shown to provide frequent cooling of coral reef habitats.

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 was, in tegenstelling tot de hittegolf van 2019, dat de riffen van Moorea in 2016 geen significante sterfgevallen door bleking ondergingen, ondanks de heersende super El Niño-gebeurtenis 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 er in 2016 slechts ecologisch onbeduidende verbleking was, met opwarming van korte duur 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 beoordelen van de toekomst van kustecosystemen in de context van oceaandynamiek en veranderend klimaat.”

Referentie: “Verborgen hittegolven en intense koraalverbleking geassocieerd met wervelingen op mesoschaal en thermocline dynamiek” 6 januari 2023, hier beschikbaar. Natuurcommunicatie.
DOI: 10.1038/s41467-022-35550-5

Dit onderzoek werd geleid door HKUST in samenwerking met een team van wetenschappers van Scripps Instituut voor Oceanografie In de Universiteit van Californië San Diegode Universiteit van Californië Santa Barbaraen de California State University en Northbridge Staatsuniversiteit van Florida. De gegevens achter deze studie werden mogelijk gemaakt door gepaarde langdurige fysieke en ecologische observaties uitgevoerd op de Moorea Coral Reef Long-Term Ecological Research (LTER) -site. 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.