Forskere har længe haft mistanke om, at havforsuring påvirker korallers evne til at opbygge deres skeletter, men det har været en udfordring at isolere dens virkning fra virkningen af samtidig opvarmning af havtemperaturer, som også påvirker koralvæksten. Ny forskning fra Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) afslører den tydelige indvirkning, som havforsuring har på koralvækst på nogle af verdens ikoniske rev.
I et papir offentliggjort 27. august 2020 i tidsskriftet Geophysical Research Letters viser forskere en betydelig reduktion i tætheden af koralskelettet langs store dele af Great Barrier Reef - verdens største koralrevssystem - og også på to rev i Det Sydkinesiske Hav, som de i høj grad tilskriver den stigende surhed i vandet omkring disse rev siden 1950.
"Dette er den første utvetydige påvisning og tilskrivning af havforsuringens indvirkning på koralvækst," siger hovedforfatter og WHOI-videnskabsmand Weifu Guo. "Vores undersøgelse præsenterer stærke beviser for, at havforsuring fra det 20. århundrede, forværret af revets biogeokemiske processer, havde målbare virkninger på væksten af en koralart, der bygger hovedstensrev på tværs af Great Barrier Reef og i Det Sydkinesiske Hav. Disse virkninger vil sandsynligvis accelerere i takt med havforsuring skrider frem i løbet af de næste årtier."
Omtrent en tredjedel af de globale kuldioxidemissioner absorberes af havet, hvilket forårsager et gennemsnitligt fald på 0,1 enhed i havvandets pH-værdi siden den førindustrielle æra. Dette fænomen, kendt som havforsuring, har ført til et fald på 20 procent i koncentrationen af karbonationer i havvand. Dyr, der er afhængige af calciumcarbonat til at skabe deres skeletter, såsom koraller, er i fare, da havets pH-værdi fortsætter med at falde. Havforsuring retter sig mod skelettets tæthed, og sænker lydløst af korallens styrke, ligesom osteoporose svækker knogler hos mennesker.
"Korallerne er ikke i stand til at fortælle os, hvad de føler, men vi kan se det på deres skeletter," sagde Anne Cohen, en WHOI-forsker og medforfatter af undersøgelsen. "Problemet er, at koraller virkelig har brug for den styrke, de får fra deres tæthed, for det er det, der forhindrer revene i at bryde fra hinanden. De sammensatte virkninger af temperatur, lokale stressfaktorer og nu havforsuring vil være ødelæggende for mange rev."
I deres undersøgelse undersøgte Guo og hans medforfattere offentliggjorte data indsamlet fra skeletterne af Porites-koraller - en langlevende, kuppelformet art fundet på tværs af Indo-Stillehavet - kombineret med ny tredimensionel CT-scanning billeder af poritter fra rev i det centrale Stillehav. Ved hjælp af disse skeletarkiver, som går tilbage til henholdsvis 1871, 1901 og 1978, etablerede forskerne korallernes årlige vækst og tæthed. De tilsluttede denne information, såvel som historiske temperatur- og havvandskemidata fra hvert rev, til en model til at forudsige korallernes reaktion på konstante og skiftende miljøforhold.
Forfatterne fandt ud af, at havforsuring forårsagede et betydeligt fald i Porites skeletdensitet i Great Barrier Reef (13 procent) og Det Sydkinesiske Hav (7 procent), startende omkring 1950. Omvendt fandt de ingen påvirkning af havet forsuring på de samme typer koraller på Phoenix-øerne og det centrale Stillehav, hvor de beskyttede rev ikke er så påvirket af forurening, overfiskning, afstrømning fra land.
Mens kuldioxidemissioner er den største drivkraft bag havforsuring på global skala, påpeger forfatterne, at spildevand og afstrømning fra land kan forværre effekten og forårsage endnu yderligere reduktioner af havvandets pH på nærliggende rev. Forfatterne tilskriver den faldende skelettæthed af koraller på Great Barrier Reef og Det Sydkinesiske Hav til de kombinerede virkninger af havforsuring og afstrømning. Omvendt er rev i beskyttede havområder i det centrale Stillehav indtil videre blevet beskyttet mod disse påvirkninger.
"Denne metode åbner virkelig en ny måde at bestemme virkningen af havforsuring på rev rundt om i verden," sagde Guo. "Så kan vi fokusere på revsystemerne, hvor vi potentielt kan afbøde de lokale påvirkninger og beskytte revet."
Medforfattere til papiret omfatter Rohit Bokade (Northeastern University), Nathaniel Mollica (MIT-WHOI fælles program) og Muriel Leung (University of Pennsylvania), samt Russell Brainard fra King Abdullah University of Science og Technology og tidligere ved Coral Reef Ecosystem Division i Pacific Islands Fisheries Science Center.
Finansiering til denne forskning blev leveret af National Science Foundation, Tiffany & Co. Foundation, Robertson Foundation, Atlantic Donor Advised Fund og WHOI's Investment in Science Fund.
Key takeaways
En innovativ numerisk model udviklet af forskere ved Woods Hole Oceanographic Institution demonstrerer den tydelige indvirkning af havforsuring - adskilt fra havopvarmning - på koralvækst.
Modellen viser, at havforsuring har forårsaget et fald på 13 procent i skeletdensiteten af Porites-koraller i Great Barrier Reef og et fald på 7 procent i Det Sydkinesiske Hav siden 1950.
Forurening og landafstrømning kan forværre virkningerne af havforsuring, hvilket får koraller i lokale rev til at svækkes hurtigere end dem, der ligger længere væk fra menneskelige bosættelser.
En global undersøgelse af koral-CT-scanninger kan hjælpe med at målrette beskyttelsen af sårbare rev.
