В Тихом Океане найден древний коралловый риф

1 сентября 2010

Подпись к фото,

Древний коралловый риф окутывает остров Лонг Хау к востоку от Австралии

Древний риф, обнаруженный в южной части Тихого океана может подсказать ученым, как именно потепление морских вод влияет на рост кораллов.

Группа исследователей из Австралии и Новой Зеландии наткнулась на огромный 9000-летний коралловый риф в 600 км к востоку от Австралии.

Изначально ученые обнаружили более молодой коралловый хребет, который пролегает по соседству с островом Лонг Хау и является самым южным рифом в мире.

Группа ученых во главе с Колином Вудроффом из Уоллонгонгского университета Австралии, открывшая риф на глубине 30 метров в Тасмановом море, была удивлена этой находкой.

Учитывая, что современные кораллы не растут так далеко к югу, специалисты заподозрили, что риф может быть очень стар.

Узнать размер и форму рифа при помощи так называемого многолучевого сонарного эхолокатора не сложно, однако для того, чтобы установить возраст подводной структуры, нужно применять специальный подводный бур.

В бурных водах Тасманского моря запускать субмарину с дрелью крайне опасно, так что во многом операция зависела от погодных условий.

Ближе к полюсам кораллы процветают

В итоге ученым удалось взять образец породы на хребте и с помощью радиоуглеродного анализа установить настоящий возраст рифа.

Предполагается, что риф погиб из-за подъема уровня моря 7 тыс. лет назад, но даже в наше время температура вод на этой глубине слишком низка для коралловых полипов, и потому древний риф гораздо массивнее своего «младшего брата».

На реликтовом рифе есть и молодые наросты, не старше 2 тыс. лет, которые, в более теплых условиях смогут расти быстрее.

В северном полушарии кораллы существуют у берегов Флориды и на Бермудах, и там тоже, вероятно, могут быть найдены древние геологические структуры, на которых будет развиваться новая «поросль».

Таким образом, из-за глобального потепления рифовые хребты на тропических широтах попали под угрозу исчезновения, но кораллы в южных и северных водах, наоборот, будут процветать.

Коралловые рифы хранят секреты прошлого и будущего океанов / Хабр

В отложениях рифовых скелетов хранится огромный объём данных по окружающей среде за несколько тысяч лет, включая ежегодные записи температуры океана, загрязнения воды и штормовой активности

Эти массивные лепестковые кораллы [lobe corals] вида Porites lobata растут в лагуне острова Хуахине Французской Полинезии. Взятые из рифов керны с пробами кораллов из различных мест раскрыли информацию о состоянии океана тысячелетней давности

Когда над блестящей поверхностью Соломонова моря в Тихом океане наступают сумерки, Гийом Иванков [Guillaume Iwankow] надевает свою экипировку для дайвинга и спускается с исследовательской шхуны Тара в моторную лодку. Его цель – принести назад керн, пробу длиной с руку, взятую из колонии кораллов, ведущую летопись десятилетий её жизни.

Минут через 10 лодка покидает Тару, мотор сбавляет обороты. Здесь так мелко, что живущие на рифе рыбы мелькают всего в нескольких сантиметрах от поверхности. Иванков, специалист по научному дайвингу из фонда Tara Expeditions Foundation, высматривает на коралле место, где можно взять наибольший и наиболее древний пример Porites lobata – круглых, жёлто-зелёных кораллов, вырастающих часто настолько крупными, что они больше походят на содержимое черепа Годзиллы. Колонии кораллов состоят из мягкотелых животных, коралловых полипов, которые (с помощью водорослей-симбионтов) выделяют минерал карбонат кальция тонкими слоями. Со временем ежегодные слои накапливаются один над другим и превращаются в твёрдую массу, составляющую скелет коралла.

Гийом Иванков

Обнаружив идеальные Porites, Иванков вдавливает свой колонковый бур семи сантиметров диаметром в поверхность коралла. Бур с тихим гудением погружается в скелет, и облака коралловой пыли выбрасываются в окружающую воду. Проникнув через все слои кораллов, Иванков наклоняет бур туда и сюда, отрывая основание вырезанной пробы, составляющей около 40 см в длину. Он повторяет этот процесс в том же самом отверстии ещё два раза, а затем плывёт обратно и размещает в лодке полученные пробы – в сумме около 120 см длиной. Только на поверхности формации Porites находятся живые полипы, поэтому после бурения коралл должен продолжать расти на отмелях, без особых повреждений и нарушений.

Подобные морские научные экспедиции собирают всякие биологические пробы, от океанской воды и живущих на рифах рыб до микробов с кораллов. Но коралловые керны отличаются от остальных. Это органические капсулы времени, содержащие записи о местном загрязнении, геологии, температуре и здоровье рифа, протянувшиеся назад на сотни тысяч лет. Исследователи продолжают совершенствовать неожиданные методы, с помощью которых можно извлекать подобную информацию из скелетов кораллов. Климатологам, геохимикам и палеонтологам, желающим погрузиться в историю океана, всё чаще советуют: изучайте керны. «Я называю их природными книгами истории рифов», — сказала Дженис Лоу, климатолог и эксперт по коралловым кернам из Австралийского института моря. «Они могут рассказать множество историй».

Погружение в историю океана

Добыча коралловых кернов, как детективное расследование, превратилось в надёжный способ обогатить деталями и доказательствами теории о прошлых событиях – или даже просто доказать, что эти события имели место. Легко забыть, что ещё до 1970-х годов никто не был уверен, что у кораллов вообще имеются годовые кольца. Именно тогда команда геофизиков из Гавайского университета посетила

атолл Эниветок

на юге Тихого океана.

Эниветок был непритязательным островом с необычной историей: США испытывали там своё ядерное оружие в 1940-х и 50-х годах. Исследователи с Гавайев заинтересовались, демонстрируют ли скелеты растущих неподалёку кораллов свидетельства этой радиоактивности. Если бы в слоях кораллов содержались радиоактивные элементы с известным периодом полураспада, было бы возможно почти точно подсчитать, в какой момент появилось какое из колец. «Они взяли слой массивной колонии, поместили его на светочувствительной бумаге в тёмной комнате на месяц, и увидели наборы радиоактивных полосок», — сказала Лоу. Расстояния между полосками на бумаге говорили о том, что в скрытой структуре коралла можно было найти много других данных, поэтому требовались дополнительные испытания. «Они связались с работающим неподалёку врачом и спросили: Нельзя ли просветить наш слой кораллов на рентгене?»

Дайвер выносит на поверхность пробу коралла

После размещения слоя кораллов в рентгеновском аппарате стали заметны легко различимые годовые кольца, чередующиеся между светлым и тёмным – это было отражение плотности карбоната кальция, составлявшего скелет коралла. Датировка радиоактивных элементов скелета обнаружила, что каждый год на коралле появлялся двойной набор колец: более крупное и пористое, и более узкое и плотное. В работе 1972 года, опубликованной в журнале Science, исследователи назвали керны «коралловыми хронометрами», намекая на их полезность в качестве природных часов. С тех пор другие учёные сообщали, что кораллы откладывают более толстые годовые кольца во время влажных сезонов с умеренной температурой, и менее толстые во время сухих сезонов и более экстремальных погодных условий.

Кораллы вырастают на 0,3-10 см в год, но в среднем можно считать, что керн длиной 100 см содержит запись 100 лет истории коралла. Часто это 100 последних лет – но не всегда. Отвердевшие кораллы могут содержать последовательности годовых колец, датируемые даже последним межледниковьем, более 100 000 лет назад. Для оценки относительной плотности годовых колец, отражающей климатические условия в момент их появления, до сих пор используются рентгеновские снимки. Но океанографы в процессе работы постоянно открывают всё новые полезные свойства коралловых кернов.

Одна из самых богатых историй, содержащихся в данных керна – это ежегодные записи следов содержащихся в океанской воде химических элементов. Коралловые полипы процеживают океанскую воду, чтобы извлекать из неё материалы для строительства скелетов, поэтому в каждом слое содержится крохотное количество того, что было в воде в момент создания этого слоя. И хотя коралловые годовые кольца «из-за сложной внутренней формы скелета не такие чёткие и аккуратные, как годовые кольца деревьев», — говорит Грегори Уэбб, палеонтолог из Квинслендского университета, «они реально записывают химию воды, в которой растут».

Изучение состава коралловых кернов позволяет учёным строить графики различных веществ, содержавшихся в океане в разные года. Это может дать информацию по планетарным процессам, которые вроде бы не имеют ничего общего с ростом кораллов. Океанографы из китайской лаборатории рассчитали силу восточноазиатских зимних муссонов за последние 150 лет, измеряя уровни таких редкоземельных элементов, как лантан и церий, в каждом слое коралловых кернов Porites. Эти редкоземельные элементы берутся из пылевых водоворотов, возникающих во время зимних штормов, поэтому процент содержания элементов – надёжный показатель интенсивность шторма.

Фото Porites lobata крупным планом показывает крохотные группы торчащих щупалец коралловых полипов.

Точно так же тесты коралловых кернов раскрывают исторические свидетельства загрязнения океана человеком, куда как более детальные, чем любые другие. Лоу с коллегами берёт пробы с Большого барьерного рифа и проверят слои на уровень токсичных металлов, таких, как свинец и кадмий, часто выбрасываемых промышленными предприятиями. Строители могли построить порт, сбросить осадочные породы на коралловый риф, и утверждать, что их вмешательство не повлияло на океан – но, как указала Лоу, «коралловые керны – непредвзятые наблюдатели, отслеживающие изменение окружающей среды».

Коралловые керны также выдают одни из немногих надёжных записей состояния температуры океана в годы, предшествующие началу ведения записей человеком. Когда вода холоднее, кораллы используют больше стронция, добавляя его к карбонату кальция, используемого для создания скелетов. Подсчитав процент отношения количества кальция к стронцию в каждом уровне керна, можно определить, какой была температура океана при появлении этого слоя.

Используя эту технологию на коралловых кернах из тропических вод Тихого океана близ Галапагосских островов, геолог Глория Хименез из Аризонского университета с коллегами недавно создали детальное описание изменений температуры воды с 1940 по 2010 года. До этого записи температур воды не отличались регулярностью, и говорили о том, что потепление воды океана было ограничено из-за холодных глубинных течений. Но данные с коралловых кернов Хименез говорят о другом: вода в этом регионе теплеет с 1970-х, а в 80-х наблюдался всплеск, когда мимо прошли тёплые течения Эль-Ниньо. Эта тенденция к постепенному потеплению означает, что рифы близ Галапагосов могут находиться в большей опасности, чем считалось ранее.

Под современными формациями кораллов, которые изучает Хименез, находится кладезь других данных, хранящихся в окаменелых кораллах. В зависимости от сохранности, керны таких кораллов могут позволить исследователям расширить температурные записи до 100 000 лет в прошлое. У Уэбба есть специальное исследовательское судно D Hill, на котором установлена буровая платформа, способная извлекать керны из древних наслоений, находящихся под Большим барьерным рифом.

После того, как Уэбб с командой извлекают керны коралловых окаменелостей, они могут определить их возраст при помощи уран-ториевого датирования. Масс-спектрометр показывает, сколько остаточного урана в слоях керна распалось, образовав торий, и отношение двух этих элементов используется для подсчёта примерного возраста каждого слоя. Как Хименез, Уэбб использует отношение стронция к кальцию для подсчёта температуры океана во время появления каждой полоски, и он использует свои ископаемые керны для отслеживания содержания химических элементов в доисторических водах. «Мы смогли добыть керны, отвечающие за весь голоцен», сказал Уэбб, имея в виду текущую геологическую эпоху, начавшуюся 12 000 лет назад. «мы можем сравнивать климат и качество воды в районе одного и того же рифа, в том же самом месте, но разделённые 100 000 лет».

Данные с ископаемых также дают новые свидетельства древних геологических процессов. Во время недавнего плавания к рифу Херона, участку Большого барьерного рифа, находящемуся у берегов Австралии, они с командой столкнулись с проблемой. Их установка может вгрызаться в дно на 30 метров, и однажды они подсчитали, что вскоре они должны добраться до слоёв, появившихся в последний межледниковый период плейстоцена, более 100 000 лет назад. Но они так и не добрались до него. «Мы думали, что где-то на 15 метрах мы войдём в плейстоцен, — вспоминает Уэбб. – Мы делали ставки на то, на какой глубине мы его найдём – кто-то поставил на 12, кто-то на 14. А потом вдруг мы оказались на 22 метрах, и так и не достали. Мы просто вгрызлись во впадину, и никто этого не ожидал».

Коралловые рифы становятся центрами живой морской экосистемы, поэтому их будущее перед лицом окисления океана вызывает серьёзные опасения

Оказалось, что в коралловом керне содержался слой, датируемый последним ледниковым периодом, когда уровень моря был на 130 метров ниже, и весь Большой барьерный риф находился над водой. Ветер, дожди и текущая вода вымыли открывшийся известняк и образовали глубокую расщелину, окружённую высокими, крутыми и неровными холмами. Когда уровень моря вновь поднялся, течения и волны заполнили погружённую долину частицами осадочных пород, и это место стало основой для новых коралловых рифов. Это открытие помогло учёным заключить, что форма современных рифов не определяется обычно формой предыдущих рифов или геологических структурах, на которых они растут, как считалось ранее. Накопление осадочных пород может скрыть контуры старых структур, и обеспечить плоскую поверхность, на которой смогут расти новые рифы. А самые высокие точки рифов могут располагаться на такой высоте, которую позволит уровень моря, а значит, вверху они тоже становятся плоскими.

Движения морской воды всегда играли основную роль в формировании этих уникальных экосистем – лишнее подтверждение этому приводится в новой работе, опубликованной в Nature Geoscience. Джоди Уэбстер из Сиднейского университета, Брайан Лоухид из Института Пьер-Симона Лапласа во Франции, и их коллеги извлекли множество различных древних коралловых кернов из-под Большого барьерного рифа. Анализ скелетной материи и отложений в кернах показал, что изменения уровня моря за последние 30 000 лет убивали части рифа пять раз – иногда, когда рифы оказывались на воздухе, иногда, когда отложения в повышающейся воде блокировали свет, доходящий до рифа. Но в каждом случае риф заново вырастал, поскольку на нём оказывались полипы с других рифов, и его живые коралловые формации со временем перемещались туда, где были наилучшие условия по воде и освещению.

Уникальное строение каждого кораллового слоя в керне также даёт намёки на другие проблемы, с которыми сталкивался коралл при формировании – случалось ли это десятки лет назад, или тысячи. К примеру, когда океан повышает кислотность из-за растворения содержащегося в атмосфере углекислого газа, кораллы полностью меняют привычки, связанные с ростом, как писали в прошлом году в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences исследователи Океанографического института Вудс-Хоул.

Три среза керна демонстрируют сложную систему годовых колец, показывающих, как кораллы на рифе реагировали на изменение окружающей среды. Данные образцы подсвечены ультрафиолетом, что позволяет получить определённую информацию об их химическом составе.

Команда океанологов из Вудс-Хоул, включая аспиранта Натаниэля Моллика и геолога Анну Коэн, проанализировала пробы современных коралловых кернов Porites, взятые близ Панамы, Палау, Тайваня и атолла Донша в Южнокитайском море. Они разместили все керны в аппарате для компьютерной томографии – особом рентгеновском устройстве, способном раскрыть детали роста и изменения плотности внутри коралла.

Сравнивая эти записи из коралловых кернов с пробами воды, взятыми на каждом из мест, учёные продемонстрировали, что высокая кислотность океана в прошлые эпохи привела к появлению определённых структурных аномалий. Кораллы в более кислых водах растут примерно с той же скоростью, но структура таких кораллов оказывается совсем другой – в них появляются пробелы, похожие на пузыри в блинном тесте. Это происходит оттого, что после растворения в воде двуокись углерода соединяется со свободными ионами карбонатов. В результате коралловым полипам остаётся меньше ионов, и у них не получается производить так много карбоната кальция, как им необходимо.

Со временем этот дефицит приводит к появлению более тонких и пористых коралловых скелетов. «Мы, по сути, видим пустоты и пузыри внутри», — сказал Вейфу Гуо, геохимик из команды. Такие хрупкие скелеты с большей вероятностью будут осыпаться в результате штормов и ударов волн – а это, в свою очередь, угрожает другим формам жизни на рифе, включая водоросли, выращивающие питание для кораллов, и рыбу, пропитание которой от них зависит.

Моделирование будущего океана

Такие наблюдения за коралловыми кернами заполняют пробелы в знаниях о планетарной и океанской динамике, а также помогают исследователям предсказывать, как будущие стрессы повлияют на рифы. Исследователи из Вудс-Хоул, сравнив полученные из кернов данные с предсказанным увеличением кислотности океана, происходящим из-за изменений климата, заключили, что плотность коралловых скелетов по всему миру к 2100 году, вероятно, уменьшится на 20%. Это предсказание подчёркивает подверженность будущих рифов повреждениям при физическом воздействии.

Дженис Лоу

Более того, долгосрочные записи, хранящиеся в коралловых кернах, показывают, насколько быстро рифы вырастают и адаптируются к загрязнениям и потеплению океана – это особенно важно, учитывая схожие современные тренды. «Нам нужны исторические записи поведения рифов, происходивших изменений и их реакции на эти изменения. Это даёт нам лучшее понимание того, с чем мы можем столкнуться, — сказал Уэбб. – Поразительно, сколько всего мы сможем сделать, связав все эти записи вместе.

Накопленные знания уже помогают исследователям подправлять предсказательные модели глобального климата, что, по словам Лоу, поможет выработать стратегии сохранения рифов. „Модели глобального климата не идеальны – они постоянно подстраиваются. Записи из кораллов предоставляют свидетельства из прошлого, которые могут пригодиться этим моделям“.

Ощутимая часть финансирования исследований тратится на документирование экологии современных рифов, а на пробы их прошлого остаётся очень мало. Но для того, чтобы составить точные оценки истории и современного состояния океанов, как считают Уэбб, Гуо и другие, необходимо будет взять больше коралловых кернов, чтобы охватить больший промежуток по времени. „С более крупной коллекцией не придётся основывать ваши рассуждения на примере единственного коралла, — сказал Гуо. – Можно будет более уверенно рассказывать историю “.

Давняя цель Иванкова – внести свою лепту в это разворачивающуюся историю. После того, как его моторная лодка – уже загруженная пробами из рифа – пристаёт обратно к Таре, он размещает сегменты кернов на палубе и раскладывает на рабочем столе для просушки. После прибытия в порт десятки кернов, собранных Иванковым с разных мест Тихого океана, будут отправлены во французский Национальный центр научных исследований и в Научный центр Монако.

С помощью данных, полученных из этих кернов, исследователи соберут детальный портрет океанской экосистемы и взаимодействия его компонентов. „Мы собираем пробы всей окружающей среды колонии, — сказал Иванков. – Кораллы, вода, рыбы – мы берём всё и составляем общую картину“. Тысячелетиями кораллы, клетка за клеткой, откладывали свидетельства здоровья и изменений живых систем целиком. Теперь судьба этих систем может придать нам возможность расшифровать скрытые записи, содержащиеся в этих скелетах.

Время коралловых рифов подходит к концу: новый доклад

Ожидается, что некоторые рифы станут, как говорится в докладе, «проигравшими климату», поскольку они подвергнутся сильному обесцвечиванию до 2030 года. Этот процесс уже широко знаком многим территориям, включая Фиджи, Новую Каледонию, Саудовскую Аравию, Папуа-Новую Гвинею и восточную Австралию. В других местах, как Индонезия, западная Австралия, Багамы, Мадагаскар, Индия и Малайзия, есть места скопления кораллов, которые, как ожидается, обесцветятся только после 2044 года. Показавшие ​более низкую уязвимость к воздействию изменения климата рифы могут служить «временным убежищем» для кораллов, отмечается в докладе.

«Это те места, где кораллы будут жить дольше всего, и где мы должны усилить меры их сохранения и восстановления», – отмечает Рубен ван Хойдонк.

Несмотря на то, что океаны покрывают большую часть поверхности Земли, мы только сейчас открываем для себя  подводный мир морей. В октябре исследователи обнаружили коралловый риф выше Эмпайр-стейт-билдинг в Австралии. По сообщениям СМИ, ученые оценили возраст самого глубокого слоя рифа в 20 миллионов лет.

Кораллы отличаются высоким порогом выживаемости. Они существуют сотни миллионов лет, адаптировавшись к климатическим изменениям. Хотя мы точно не знаем, как кораллы приспосабливаются к перепадам температур, в докладе рассматривается возможность такой адаптации при условии, что потепление составит от 0,25 до 2°C. Кроме того, было обнаружено, что каждая четверть степени адаптации приводит к возможной семилетней задержке прогнозируемого ежегодного обесцвечивания. Это означает, что процесс сильного обесцвечивания кораллов может быть отсрочен еще на 30 лет, при условии, что они смогут адаптироваться к потеплению, которое составит 1°C. Однако, если человечество оставит без изменений текущие уровни выбросов парниковых газов, кораллы не адаптируются и не выживут даже при повышении температуры на 2°C.

«Это показывает, что даже при условии адаптации нам необходимо сократить уровни выбросов, чтобы выиграть время для тех мест, где мы можем принять меры для восстановления и сохранения кораллов живыми», – говорит Рубен ван Хойдонк.

Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) совместно с другими учреждениями работает над реализацинй экосистемных подходов к управлению коралловыми рифами, обеспечивая при этом политическую поддержку на региональном и национальном уровнях. Кроме того ЮНЕП стоит во главе проектов по внедрению методов защиты рифов и помогает странам защищать кораллы на более профессиональном уровне. Информационная кампания ЮНЕП «Светящийся уход» (Glowing Gone) способствует повышению осведомленности о катастрофическом положении кораллов. Чтобы узнать как вы можете помочь спасти эти динамичные экосистемы, посетите сайт кампании: www.glowing.org.

Площадь коралловых рифов по сравнению с 1950-ми уменьшилась вдвое — Наука

ТАСС, 17 сентября. За последние 75 лет площадь коралловых рифов и их совокупная биомасса упали на 50% и 60% по сравнению с показателями 1950-х. К таким выводам пришли экологи, результаты исследования опубликовал научный журнал One Earth.

«Cпособность коралловых рифов поддерживать экосистему упала примерно на 50%. Это говорит о необходимости защищать кораллы не только в отдельных регионах Земли, но и по всему миру в целом, так как от выживания этих экосистем зависит жизнь огромного количества людей», – рассказал один из авторов исследования, профессор Университета Британской Колумбии (Канада) Уильям Чунг.

Даже самые небольшое изменение средней температуры воды, характера течений и кислотности океанов отражаются на способности коралловых полипов растить свой известковый скелет. К примеру, рост температуры и кислотности мешает полипам захватывать ионы кальция и угольной кислоты, что снижает прочность скелета и негативно сказывается на здоровье беспозвоночных.

Исследователи предполагают, что уже в этом веке могут полностью исчезнуть примерно 20% коралловых рифов, в том числе и Большой Барьерный риф. Кроме климатических факторов и накопления СО₂ в воде их существованию угрожают новые инфекции и паразиты, которые распространяются по Тихому и Индийскому океанам.

Чунг и его коллеги детально исследовали, как подобные процессы повлияли на состояние коралловых рифов по всему Мировому океану. Для этого ученые проанализировали, как изменилась их площадь, биологическое разнообразие составляющих их полипов, а также других организмов, которые живут в подобных экосистемах.

В результате ученые пришли к выводу, что общая площадь коралловых рифов по сравнению с серединой прошлого столетия сократилась примерно на 50%. Большая часть этих сокращений приходится не на современную эпоху, а на 1960-1970 года, когда площадь этих экосистем сокращалась на 10-15% каждые десять лет. Как предполагают ученые, все эти процессы были связаны с накоплением СО₂ в воде и увеличением средней температуры Мирового океана.

Уменьшение площади коралловых рифов привело к схожим по масштабам изменениям в биоразнообразии и биомассе связанных с ними экосистем. В среднем, этот показатель упал за минувшие 75 лет примерно на 60%, что стало следствием почти 50% снижения в способности коралловых рифов поддерживать нормальную жизнь рыб и других живых существ.

Особенно сильно, как отмечают исследователи, эти процессы затронули акваторию Индонезии, Карибского моря и южную часть Тихого океана, что характерно как для незащищенных, так и защищенных коралловых рифов. Дальнейшее усиление глобального потепления еще сильнее ускорит деградацию этих экосистем, подытожили ученые.

Эль-Ниньо уничтожил коралловые рифы в Тихом океане 4-1,5 тыс лет назад

Климатическая летопись океана

Группа биологов и климатологов под руководством Ричарда Аронсона (Richard Aronson) из Технологического института штата Флорида в городе Мельбурн (США) восстановила историю развития коралловых рифов в Тихом океане за последние шесть тысяч лет, изучая останки кораллов в прибрежных водах у островов Контадора и Игуана, к западу от Панамского канала.

Как объясняют ученые, колонии кораллов являются одним из самых чувствительных индикаторов изменения климата в водах океана. Малейшие изменения в средней температуре воды, движения течений и кислотности отражаются на способности кораллов строить известковые раковины. В частности, потепление воды и повышение кислотности мешают полипам захватывать ионы кальция и углекислоты, что негативно сказывается на здоровье коралловых рифов.

Аронсон и его коллеги извлекли отложения окаменевших раковин кораллов за последние шесть тысяч лет и вычислили темпы их роста. Оказалось, что примерно четыре тысячи лет назад формирование новых полипов фактически прекратилось. Ученые не поверили столь неожиданным результатам и проверили их, изучив отложения коралловых рифов у берегов Японии и Австралии. Новые данные подтвердили первоначальные выводы океанологов.

«Мальчик» и кораллы

«Мы были шокированы тем, что в отложениях просто отсутствовали следы роста за 2,5 тысячи лет истории. Этот временной разрыв составляет примерно 40% от общей длительности изученного периода. Коралловые рифы считаются достаточно жизнестойкими экосистемами, и столь сильный, широкомасштабный и продолжительный коллапс, скорее всего, был вызван климатическими изменениями. Этим изменением послужило усиление Эль-Ниньо», — пояснила одна из участниц группы Лаурен Тот (Lauren Toth) из Технологического института штата Флорида.

Как объясняют ученые, коллапс коралловых рифов в Тихом океане совпадает с усилением Эль-Ниньо в это время из-за периодических климатических колебаний. Повышение силы Эль-Ниньо повлекло за собой рост температуры воды и другие изменения, неблагоприятно повлиявшие на жизнь колоний полипов.

По словам океанологов, дальнейшее изменение работы течений и повышение средних температур в Тихом океане благодаря изменению климата может привести к аналогичным последствиям.

«Изменение климата может в очередной раз уничтожить экосистемы коралловых рифов, но в этом случае основной причиной будет «атака» человечества на окружающую среду и эффект от смерти кораллов будет более продолжительным. Локальные проблемы, такие как загрязнение вод и чрезмерный лов рыбы, должны быть остановлены, но их сила меркнет перед изменением климата, которое представляет собой основную угрозу рифам на сегодняшний день», — заключает Тот.

Некоторые виды кораллов смогут выжить в условиях потепления Мирового океана

За последние годы потепление океана разрушило многие коралловые рифы. Так, в 2016 году погибло 30 процентов кораллов в Большом Барьерном рифе – крупнейшем в Тихом океане. Но некоторые виды все же могут адаптироваться к новым условиям и прожить в более теплых водах еще век или даже два, сообщает международная группа исследователей в PLOS Genetics.

В результате глобального потепления поверхность океанических вод значительно нагревается, тепловые волны становятся все более частым явлением. Экстремально высокие температуры смертельны для некоторых обитателей Мирового океана, среди которых – кораллы. Тепловые волны могут вызвать обесцвечивание этих беспозвоночных. Дело в том, что кораллы живут в симбиозе с симбиотическими водорослями, известными как зооксантеллы, которые обеспечивают кораллы питательными веществами и отвечают за их цвет. Если водоросли погибнут в опасной для себя среде, кораллы в конечном итоге превратятся в белую «кость» и умрут. В экстремальных случаях морские тепловые волны убивают кораллы напрямую, обжигая их. Подобное происходило и в Большом Барьерном рифе, где за прошедшие два года погибло примерно 50 процентов кораллов.

Изменения, которые происходят в самом крупном тихоокеанском рифе, демонстрируют пример естественного отбора среди его обителей. Несмотря на то что особенно уязвимыми для тепловых волн стали оленерогие кораллы (Acropora millepora), именно этот вид может в конечном итоге оказаться одним из устойчивых к климатическим изменениям. Новый анализ показывает, что разветвляющийся, быстрорастущий коралл – главный «строитель» рифов – генетически достаточно разнообразен, чтобы прожить еще 100-250 лет, в зависимости от того, насколько быстро планета будет нагреваться. Другие исследования ранее предполагали, что коралловые рифы могут не дожить даже до начала следующего столетия.

Оленерогие кораллы распространены по всему Большому Барьерному Рифу, хотя воды в его северной части могут быть более чем на 5 градусов по Цельсию теплее, чем на юге. Это означает, что на севере уже существуют генетические варианты кораллов, которые локально адаптированы к более теплой воде. Поскольку область становится слишком горячей для того, чтобы выжить, эти адаптированные к теплу кораллы могли мигрировать, отправив своих личинок, которые оседают в более прохладных местах. Эта стратегия воспроизводства позволяет кораллам быстро пустить корни в более подходящих местах обитания, не ожидая генетических мутаций.

Если кораллы должны передвигаться, чтобы найти себе более подходящее жилище, люди должны задуматься о том, как можно соединить рифы, чтобы миграция произошла легче. Это важно не только для сохранения биоразнообразия Мирового океана. То, что происходит с коралловыми рифами, затрагивает обширные подводные экосистемы, а также сотни миллионов людей, которые зависят от этих экосистем, – например, тех, кто живет в основном за счет рыбного промысла.

Ученые настроены оптимистично: их исследование показывает, что еще не все потеряно, некоторые виды кораллов способны адаптироваться к новым условиям. У людей еще есть время, чтобы успеть принять соответствующие меры, – прежде чем кораллы начнут вымирать.

[Фото: Science News]

Удар по климату. Кораллы оказались под угрозой исчезновения

 Весь дайджест прессы…

16 марта 2016

Окисление вод Тихого океана может привести к исчезновению кораллов и усилению температурной аномалии Эль-Ниньо.

В начале 2016 года на заседании ЮНЕСКО представители этой организации потребовали немедленно принять меры по спасению Большого Барьерного рифа от полного вымирания, пишет Павел Сивоконь в №8 журнала Корреспондент от 4 марта 2016 года. Если этого не будет сделано в течение нескольких месяцев, то риф занесут в список природных сокровищ, которые пребывают под угрозой исчезновения.

Примерно 25% всего оксида углерода, который человечество выбрасывает каждый год в атмосферу, абсорбируется Мировым океаном. Поэтому кислотность и температура воды постепенно повышаются

В Австралии заявляют, что главной причиной массового отмирания кораллов стало постепенное окисление воды в Тихом океане. Дело в том, что, по последним данным учёных Carnegie Institution for Science, а также Калифорнийского университета, примерно 25% всего оксида углерода, который человечество выбрасывает каждый год в атмосферу, абсорбируется Мировым океаном. Поэтому кислотность и температура воды постепенно повышаются. В таких условиях кораллы не могут нормально развиваться и начинают умирать.

И сейчас Большой Барьерный риф, который тянется почти на 2,3 тыс. км вдоль австралийского штата Квинсленд, может исчезнуть. Вместе с ним вымрут более 400 видов кораллов и 1.500 видов рыб, которые живут там. Если это случится, то Тихий океан ждёт настоящая экологическая катастрофа.

«Последние 29 лет риф быстро теряет кораллы, особенно в южной части, которая занимает более 60% поверхности всей экосистемы», — говорит Корреспонденту Бенджамин Мейсон, профессор генетики из Стэнфорда.

Пока власти Австралии не предпринимают активных действий по спасению кораллового оазиса, заявляя, что причины этого глобальны, и потому их усилия не могут увенчаться успехом. В первую очередь снижать выбросы в атмосферу и океаны должны Китай и США, которые производят более 65% мировых выбросов в атмосферу.

Тем не менее эксперты считают, что сейчас в Канберре нужно также подумать над тем, как уменьшить сток пестицидов и нитратов с фермерских полей в море и как не сбрасывать миллионы тон породы из угольных карьеров в прибрежные воды. Иначе температура Мирового океана будет только повышаться, а это в регионе Тихого океана приведёт не только к гибели кораллов, но и к усилению природного феномена Эль-Ниньо, который становится всё более разрушительным.

По мнению экспертов, это может быть взаимосвязано: повышение температуры воды приводит к отмиранию кораллов и делает Эль-Ниньо более разрушительным.

Подводная угроза

В конце февраля 2016 года международный коллектив учёных обнародовал данные своих исследований, которые показывали, что углекислый газ, растворённый в морской воде, может приводить к остановке роста и к гибели кораллов. Загрязнение моря влечёт за собой снижение кальцификации кораллов, то есть они не могут нормально расти и развиваться.

За последние десятилетия количество рифов с кораллами в Тихом океане неуклонно сокращалось и теперь составляет самый низкий показатель с начала наблюдения в середине XXвека. Если это будет продолжаться, то значительная часть рифов станет безжизненной уже к 2100 году. Вместе с ними вымрут многие виды рыб и других морских обитателей, которые живут среди кораллов.

Кроме общего загрязнения Мирового океана, отдельную лепту также вносит сама Австралия. Так как сейчас фермерские угодья в штате Квинсленд расширяются и там всё больше используют химические удобрения и пестициды. Существенная их часть попадает в море и приводит к ещё большему окислению воды и гибели целых экосистем.

Но внимание ЮНЕСКО привлекло не это, а проект углубления Эббот-Пойнт, недалеко от Барьерного рифа. Из бухты планируют выбрать более трёх миллионов кубических метров земли и сбросить их в море. Это делается для того, чтобы дать возможность большим кораблям из Индии грузить тут австралийский уголь, который добывают в Галилейском бассейне неподалёку. Также это должно помочь танкерам со сжиженным газом быстрее заправляться и расширить экспортные возможности страны.

Пока партии «зелёных» настаивают на отмене этого проекта, но в правительстве говорят, что в этом году потребление угля в Индии вырастет на 14%, поэтому порт очень нужен. Хотя в последнее время всё больше экологов сообщают о том, что страна может потерять намного больше денег, если риф исчезнет.

«В год только Квинсленд получает от туристов $4,6 млрд, что делает кораллы почти национальным достоянием Австралии», — говорит Корреспонденту Кеннет Вольф из Университета Сиднея. Кроме того, никто не хочет, чтобы побережье страны стало местом экологического бедствия.

Пока в Канберре нет единой позиции по этому вопросу. Но аналитики считают, что к более экологичному подходу их могут подтолкнуть и постоянные колебания температуры воды на поверхности Тихого океана.

Дитя природы

Загрязнение морей оксидом углерода и пестицидами, по мнению многих учёных, привело также и к температурному феномену, который называют Эль-Ниньо (от испанского слова, которое означает «ребёнок»). По сути, это внезапное колебание температуры воды на поверхности Тихого океана. В основном оно проявляется в том, что несёт засухи либо проливные дожди в Латинскую Америку или Азию.

К примеру, в этом году сильные ливни обрушились на бассейн реки Миссисипи в США, а также на большинство стран Южной Америки. Что вызвало там наводнения. В то же время Индия сообщает, что зима была аномально сухой, и поэтому значительная часть посевов зерновых погибла.

Это приведёт к росту цен на продукты в этой стране. Учёные считают, что дожди и засуха вызваны данным природным феноменом. В 2016 году Национальное управление океанов и атмосферы США заявило, что ожидает новых сильных дождей в Латинской Америке. Обычно её климат формирует холодное Перуанское течение, но теперь большие массы тёплого и влажного воздуха постепенно двигаются с Тихого океана, следовательно, стоит ждать новых наводнений.

Постепенно вымирание кораллов может привести к изменению состава и температуры морской воды. Эксперты признают, что возможность массового исчезновения этих организмов пока серьёзно не изучалась, поэтому последствия могут быть достаточно неожиданными. Но в любом случае, если этот процесс не обернуть вспять, то Эль-Ниньо станет намного разрушительнее из-за резких колебаний температур по всей поверхности Тихого океана.

Коралловых рифов в Тихом океане

Кораллы Тихоокеанского региона США

Кораллы и коралловые рифы встречаются вокруг островов и атоллов Тихоокеанского островного региона, который состоит из Гавайских островов (штат Гавайи), Марианских островов (территория Гуам и Содружество Северных Марианских островов), восточной части острова Самоа (территория Американского Самоа) и несколько островов и атоллов в центральной части Тихого океана, вместе именуемые Тихоокеанской отдаленной островной зоной (остров Уэйк, атолл Джонстон, атолл Пальмира, риф Кингмана, остров Джарвис, остров Бейкер и остров Хауленд) ).Биоразнообразие морских организмов, включая кораллы, выше на Марианских островах, ниже на Гавайских островах и промежуточно в Американском Самоа и в Тихоокеанском отдаленном районе острова.

Биология кораллов

Кораллы — это колониальные беспозвоночные (животные без позвоночника), выделяющие карбонатный скелет кальция. Существует два основных типа кораллов: кораллы, образующие рифы (также известные как герматипные), которые встречаются только в тропических регионах, и кораллы, не образующие рифов (также известные как аерматипные), которые не образуют рифов и встречаются во всем мире. .Большинство кораллов, строящих рифы, содержат микроскопические симбиотические водоросли, называемые зооксантеллами, которые живут внутри коралловой ткани. Как и другим водорослям, зооксантеллы нуждаются в солнечном свете для фотосинтеза, а фотосинтетические пигменты придают кораллам большую часть их цвета. Зооксантеллы служат пищей для кораллов и удаляют некоторые продукты жизнедеятельности кораллов. В свою очередь, коралловая ткань обеспечивает зооксантеллам стабильную и солнечную среду обитания.

Коралловые рифы являются местом обитания тысяч рифовых рыб, беспозвоночных и других организмов.Они образуют барьеры вдоль побережья и вокруг островов, обеспечивая защиту береговой линии от штормов. Они также поддерживают рыбалку, подводное плавание с аквалангом, катание на лодках и другие развлекательные мероприятия, которые приносят миллиарды долларов в год по всему миру.

Креветки Periclimenes под морским анемоном Stichodactyla на коралловых рифах атолла Пальмира на отдаленных островах Тихого океана. Фото: NOAA Fisheries / Меган Моус-Ашер.

Коралловые рифы считаются тропическими лесами моря. Это самые биологически разнообразные морские экосистемы, но они покрывают лишь небольшую часть дна океана, и многие из их обитателей остаются загадкой.Число видов беспозвоночных, обитающих на коралловых рифах, оценивается в диапазоне от 1 до 10 миллионов, многие из которых до сих пор не идентифицированы и не обнаружены.

Коралловые рифы — одна из наиболее уязвимых экосистем в мире, что усугубляет недостаток знаний о обитателях рифов. Кораллы очень восприимчивы к локальным стресс-факторам (чрезмерный вылов рыбы, загрязнение и разрушение среды обитания) и глобальным стресс-факторам (изменение климата, обесцвечивание кораллов и закисление океана).

Молодой гавайский щетинистозубый хирург-хирург (Ctenochaetus hawaiiensis) на острове Мауг в Северных Марианских островах.Фото: NOAA Fisheries / Эндрю Э. Грей.

На островах Тихого океана мы отслеживаем состояние коралловых рифов почти на 40 островах и атоллах, используя комплекс междисциплинарных исследований и мероприятий, включая картирование среды обитания, исследования океана и климата и долгосрочный мониторинг экосистем коралловых рифов. В рамках Программы оценки и мониторинга тихоокеанских рифов (Pacific RAMP) мы используем стандартизированные методы обследования для оценки кораллов, водорослей, других беспозвоночных, рыб и микробов среди их бентосных местообитаний и океанографических сред.

Эти методы последовательно используются во всем регионе тихоокеанских островов для проведения сравнительного анализа экосистем в различных биогеографических, экологических, океанографических и социально-экономических (использование человеком) градиентах. С 2000 года мы собираем данные о кораллах, рифовых рыбах, водорослях, беспозвоночных, микробах и химии океана. Эта программа долгосрочного мониторинга помогает нам оценить состояние и здоровье экосистем коралловых рифов в Тихоокеанском регионе США. Наши исследования Pacific RAMP согласуются с Национальным планом мониторинга коралловых рифов и предоставляют научную информацию, которая необходима для защиты, сохранения и восстановления ресурсов коралловых рифов путем поддержания здорового функционирования экосистем.

Здоровье кораллов и угрозы

Коралловый покров — и баланс между преобладанием кораллов и водорослей на рифах — могут указывать на общее состояние рифовой экосистемы. Динамика изменения кораллового покрова с течением времени может использоваться для оценки устойчивости (экологической стабильности) и устойчивости (способности восстанавливаться) к нарушениям, что является важным показателем долгосрочного выживания экосистем коралловых рифов. Наши водолазы изучают мелководные рифы, используя методы быстрой экологической оценки для измерения кораллового покрова, смертности, демографии, обесцвечивания и болезней.

Кораллы сталкиваются с серьезными угрозами, и весьма вероятно, что со временем эти угрозы будут расти. NOAA выявило 19 угроз, в том числе: повышение температуры океана, закисление океана, болезни, экологические последствия рыболовства и неэффективное землепользование. Выявленные три основные угрозы — повышение температуры океана, закисление океана и болезни — прямо или косвенно связаны с выбросами парниковых газов и изменением климата. Но, несмотря на глобальные угрозы для кораллов, есть свидетельства того, что уменьшение количества локальных стрессоров может помочь повысить сопротивляемость многих видов кораллов.

Узнайте больше о здоровье кораллов и угрозах на островах Тихого океана

Крупным планом стол Acropora на острове Хауленд с несколькими дополнительными здоровыми колониями кораллов на заднем плане. Фото: NOAA Fisheries / Тейт Вестер.

Рифовые рыбы

Количество и размер рифовых рыб также являются показателями общего состояния экосистемы. Рыбные сообщества могут дать представление о естественных океанографических процессах, таких как апвеллинг питательных веществ и нарушениях, таких как перелов, загрязнение и климатические воздействия.Для подсчета и изучения рифовых рыб мы используем два основных типа подводных съемок: съемка с аквалангом и съемка с удаленной камеры.

Двухпочечный красный окунь (Lutjanus bohar) на атолле Пальмира на отдаленных островах Тихого океана. Фото: NOAA Fisheries / Эндрю Э. Грей.

Условия океана

На экосистемы коралловых рифов влияют меняющиеся погодные и океанографические факторы, включая температуру, течения, химический состав карбонатов, питательные вещества и продуктивность. Температура океана и закисление океана коренным образом меняют состояние и химический состав Мирового океана и создают угрозу морским ресурсам, особенно коралловым рифам и их обитателям.Мы документируем и оцениваем состояние океана вокруг коралловых рифов с помощью комбинации проб воды, установок климатических станций и спутниковых изображений.

Дайвер проводит экспресс-экологическую оценку рифовых рыб по мере того, как проплывает косяк большеглазого тревала (Caranx sexfasciatus). Фото: NOAA Fisheries / Паула Айотте.

Методы исследования

• Экспресс-экологическая оценка : Аквалангисты плавают по трансектам и останавливаются в определенных местах над рифами, чтобы сфотографировать и задокументировать состояние кораллов и виды рыб.
• Дистанционная съемка с помощью камеры : подводные видеокамеры снимают бентосную среду обитания и популяцию рифовых рыб.
• Химический состав воды : Мы отбираем образцы воды из океана, чтобы отслеживать изменения температуры, солености, питательных веществ и подкисления океана с течением времени.
• Скорость роста кораллов : «Ядра» кораллов показывают рост скелета коралла с течением времени, подобно тому, как кольца в стволе дерева показывают возраст и рост дерева.
• Карбонат кальция : Кораллы создают свои скелеты из карбоната кальция.Мы устанавливаем на рифы «блоки образования кальцификации» или небольшие тарелки для измерения уровней карбоната кальция и роста коралловых рифов.
• Показатели биоэрозии : Закисление океана также может вызывать эрозию или разрушение коралловых рифов. Если риф разрушается быстрее, чем растет, его коралловый скелет ослабнет, и, в конце концов, массивные структуры рифа превратятся в щебень, песок и ил, изменяя всю экосистему.
• Биоразнообразие рифов : Автономные структуры мониторинга рифов используются для изучения биоразнообразия и структуры сообществ коралловых рифов.

Кораллы ценны по-разному

Кораллы чрезвычайно важны для биоразнообразия мирового океана и имеют измеримую экономическую ценность для сообществ во всем мире. Рифы являются домом и убежищем для более 25 процентов рыб в океане и до 2 миллионов морских видов. Прямые экономические и социальные выгоды от коралловых рифов реальны и разнообразны.

Одно независимое исследование показало, что коралловые рифы приносят Соединенному Королевству около 483 миллионов долларов годовой чистой прибыли.S. экономика от туризма и отдыха, а совокупная годовая чистая прибыль от всех товаров и услуг составляет около 1,1 миллиарда долларов. NOAA также оценивает ежегодную коммерческую стоимость американского рыболовства на коралловых рифах более чем в 100 миллионов долларов; Рекреационное рыболовство на рифах приносит дополнительно 100 миллионов долларов в год.

Сохранение и управление

Гавайи — один из самых изолированных архипелагов в мире, поэтому здесь наблюдается самый высокий морской эндемизм, зарегистрированный для ряда таксонов.Расположение Гавайев посреди Тихого океана подвергает коралловые рифы воздействию больших волн открытого океана, которые играют важную роль в структурировании сообщества коралловых рифов. Архипелаг состоит из двух областей: основных Гавайских островов, которые состоят из населенных островов с высокими вулканическими породами с неструктурными рифовыми сообществами и окаймляющими рифами, примыкающими к берегу; и Северо-Западные Гавайские острова, состоящие в основном из необитаемых атоллов и берегов. Эти островные территории простираются на более чем 1400 миль (2250 км) через Тихий океан от острова Гавайи на юго-востоке до атолла Куре на северо-западе.Сообщества кораллов в пределах архипелага варьируются от новообразованных колоний на краях недавних потоков лавы до сформировавшихся и оседающих атоллов. Степень эндемизма и разнообразие местообитаний значительны по всему архипелагу.

Коралловые рифы — важная часть гавайской культуры и истории, включая пищу, культурные обычаи, отдых и общее выживание. Согласно гавайскому песнопению о сотворении мира, Кумулипо, коралловый полип был первым существом, появившимся из моря во время сотворения мира.Первые гавайцы признали, что коралловые рифы являются строительным материалом для наших островов, и использовали кораллы в религиозных церемониях, чтобы продемонстрировать свою честь и заботу о ресурсах океана. Сообщества коралловых рифов Гавайев обеспечивают защиту от штормовых волн, создают большой прибой, который делает Гавайи всемирно известными, и критически важны для индустрии морского туризма штата, которая ежегодно оценивается примерно в 800 миллионов долларов.

Более 70 процентов из 1,2 миллиона жителей Гавайев живут на острове Оаху, в основном в столичном районе Гонолулу.Помимо постоянного населения, Гавайи ежегодно посещают почти 7 миллионов туристов. Такое большое количество людей оказывает прямое и косвенное давление на коралловые рифы Гавайев. Наземные источники загрязнения, чрезмерный вылов рыбы, чрезмерное использование в рекреационных целях и инвазивные виды влияют на многие прибрежные районы, прилегающие к городским районам. Несмотря на эти факторы стресса, коралловые рифы Гавайев остаются в относительно хорошем состоянии, особенно по сравнению с другими рифами по всему миру.

NOAA Fisheries разработало приоритеты, которые связывают Гавайский архипелаг в целом, после тщательного рассмотрения задач управления коралловыми рифами.Эта связь имеет решающее значение, потому что, хотя некоторые цели имеют более узкую направленность (например, городское развитие и влияние на население), мы можем применять знания, полученные в результате выполнения многих задач, по всему архипелагу. Задачи и приоритеты управления для основных Гавайских островов основаны на Стратегии местных действий в области рыболовства на Гавайях — совместных усилиях по снижению воздействия рыболовства на коралловые рифы на Гавайях.

Тихоокеанские коралловые рифы

Сложная и сложная учебная среда на окраине рифа Молокаи (Гавайи).

CMHRP наладила долгосрочные партнерские отношения с федеральными, государственными, территориальными и местными агентствами, исследовательскими институтами, неправительственными организациями (НПО) и университетами в изучении уязвимых экосистем коралловых рифов. Исследователи CMHRP вносят свой вклад в эти исследования, собирая данные о волнах, переносе наносов, физических свойствах океана (например, температуре и солености), химическом составе воды, геоморфологии рифов и геологической структуре рифов, чтобы охарактеризовать естественные процессы, которые имеют решающее значение для здоровья и устойчивости Тихоокеанские коралловые рифы, а также антропогенное воздействие на эти хрупкие экосистемы.Вклад CMHRP позволяет исследователям стратегически и эффективно устранять определенные пробелы в исследованиях, в то время как местные и региональные сотрудники сосредотачиваются на долгосрочном мониторинге.

Трехмерный вид в перспективе на северо-запад области Палау на южном рифе Молокаи (полученный на основе спутниковых снимков, подводного видео и других источников данных), показывающий основной биологический покров. Подобная информация используется партнерскими организациями для управления ресурсами коралловых рифов. Из Кокрана, 2008 г.

Отчеты Геологической службы США по конкретным проектам, рецензируемые журнальные статьи, приглашенные лекции, брифинги и информационные программы описывают научные результаты, которые имеют отношение к руководителям и заинтересованным сторонам, связанным со здоровьем коралловых рифов.Исследования CMHRP воздействия наносов на рифы послужили руководством для иностранных правительств и международных агентств. Инструменты и методы, разработанные учеными по коралловым рифам CMHRP, помогли национальным усилиям по мониторингу коралловых рифов; Эти данные сыграли решающую роль в принятии правительством решений по более эффективной защите и сохранению управляемых США коралловых рифов на островах Оаху, Гуам, Кахоолаве и Американское Самоа и послужили стимулом для действий НПО по восстановлению на Молокаи и Кауаи. Точно так же данные и результаты гидрогеологических исследований коралловых рифов CMHRP сыграли решающую роль в юридических постановлениях, направленных на лучшую защиту U.Южные коралловые рифы на островах Мауи и Гавайи. Карты высокого разрешения CMHRP и исследования природных процессов способствовали нашему пониманию того, как деятельность человека и изменение климата повлияли на коралловые рифы в национальных парках США и в приоритетных исследовательских зонах Целевой группы США по коралловым рифам в Тихом океане.

Будущие исследования CMHRP будут касаться не только естественного контроля экосистем коралловых рифов, но и того, как деятельность человека и изменение климата влияют на них в локальном, региональном и глобальном масштабах.Работы будут сосредоточены на:

1. предоставление национальных оценок роли коралловых рифов в снижении рисков прибрежных опасностей и угроз экосистемам коралловых рифов,
2. прогнозирование экологических изменений в ретроспективе,
3. понимание человеческого влияния в контексте естественных вариаций, а
4. дальнейшее развитие национальных и международных партнерских отношений.

Церулеанская стрекоза вокруг салатных кораллов у национального парка Кейп-Рейндж на побережье Нингалу в Западной Австралии.Исследователи USGS объединили усилия с австралийскими коллегами в этом объекте Всемирного наследия ЮНЕСКО, чтобы изучить, как эрозия рифов способствует образованию песка на пляжах — естественной броне побережья. Предоставлено: Курт Сторлацци, USGS

.

Фотография здорового кораллового рифа, сделанная на территории национального заповедника «Пальмира». Предоставлено: Кевин Лафферти, USGS

.

Индо-тихоокеанские кораллы, новая книга идентификации кораллов Джо Роулетта | Reef Builders

Если вы читаете это прямо сейчас, скорее всего, вам нравятся рифовые аквариумы, морские рыбы, экзотические кораллы, и вы просто не можете получить достаточно подробностей и информации о них.Если вы особенно жаждете информации о кораллах, у нас есть отличные новости для вас, потому что только что вышла новая книга — да, в бумажном виде, — которая значительно расширит ваши знания о кораллах и более широкой группе книдарий, к которой они принадлежат. .

Участник Reef Builders Джо Роулетт работал над этим сборником классификации и таксономии кораллов более двух лет, получая более четырех тысяч фотографий мягких кораллов, каменных кораллов, анемонов, морских перьев и гидроидов.Мало того, что многие из этих широких групп щедро иллюстрированы, мы особенно приветствуем детальную реклассификацию г-ном Роулеттом всех этих рифовых тварей, основанную на последнем генетическом анализе и полученном в результате таксономическом понимании.

Нам особенно нравится, сколько усилий было приложено для демонстрации того, насколько разнообразным может быть один вид Tubipora , и поразить наши умы обновленным обозначением большого полипа Turbinaria как второго вида Duncanopsammia . , Д.peltata . Одним из аспектов полевого справочника по индо-тихоокеанским кораллам является то, что он в основном включает фотографии всех этих жгучих животных в дикой природе, поэтому никаких глупых, перенасыщенных и плохо отредактированных фотографий аквариумных кораллов, просто для того, чтобы все было на одном уровне.

даже с нашим собственным обширным опытом работы с кораллами как в аквариуме, так и в дикой природе, мы уже многому научились из 800-страничного справочника по кораллам Джо Роулетта, особенно когда речь идет о менее известных родах зоантидов, анемонов и т. и есть даже много дополнительного времени, потраченного на несметное количество странных, загадочных, покрытых коркой октокоралов.Если вы ищете справочник по эфемерным, выдуманным торговым названиям кораллов, то продолжайте, потому что книга «Индо-тихоокеанские кораллы» основана на фактах, основанных на последних научных представлениях о видах кораллов и связанных с ними организмах. Эта бумажная книга будет иметь большое значение для выяснения того, чем на самом деле являются многие из наших аквариумных тварей, и она обязательна для любого серьезного морского аквариума или библиотеки океанариумов. [Amazon]

Индо-Тихоокеанский коралловый риф — Аквариум Новой Англии

Эта вогнутая среда обитания объемом 9000 галлонов от пола до потолка подчеркивает один из самых популярных районов океана: индо-тихоокеанский коралловый риф.

Расположенная напротив фирменного четырехэтажного гигантского океанского аквариума, эта новая выставка подчеркивает биологическое богатство сообщества коралловых рифов Индо-Тихоокеанского региона. Его яркий улучшенный фон помогает посетителям узнать об этих «тропических лесах моря», которые так важны для поддержания тысяч видов рыб, морских черепах, акул и других морских обитателей.

Новая выставка от пола до потолка заставит вас почувствовать себя погруженным на риф.

Среда обитания

На этой выставке представлен коралловый риф Индо-Тихоокеанского региона.Коралл был вручную расписан художниками-аквариумистами. Внутренняя среда обитания настолько точна, что трудно сказать, что это не настоящая! Коралловые рифы встречаются по всему тропическому и субтропическому океанам Земли. Индо-тихоокеанские коралловые рифы включают тропические воды Индийского океана, а также западную и центральную части Тихого океана.

Внутри выставки коралловых рифов Индо-Тихоокеанского региона.

Познакомьтесь с обитателями рифов

1. Томатная рыба-клоун

   Томатная рыба-клоун (Amphiprion frenatus) живет в анемонах и невосприимчива к ее жалящим щупальцам.

2. Длинноносая рыба-бабочка

   Длинноносая рыба-бабочка (Forcipiger longirostris) пар держатся вместе, сосредотачиваясь на ложном глазном пятне своего партнера.

3. Апельсиновая рыба-единорог

   Апельсиновая рыба-единорог (Naso lituratus) иногда известна как «рыба-клоун-хирург» или «помада» из-за ее яркой окраски.

Контекст сохранения

Коралловые рифы, ценимые за их красоту и впечатляющее биоразнообразие, также являются критически важными компонентами для здоровья океана.Они являются рассадниками тысяч видов рыб, многие из которых не смогли бы выжить без этих уникальных мест обитания. Коралловые рифы Земли поддерживают более 4000 видов рыб, 800 видов твердых кораллов и сотни других видов морских обитателей. Те, что находятся в Индо-Тихоокеанском регионе, более разнообразны и сложны, чем где-либо еще в мире!

К сожалению, коралловые рифы быстро исчезают во всем мире, в первую очередь из-за изменения климата и других антропогенных воздействий. Утрата коралловых рифов в результате обесцвечивания имеет ужасные последствия как для морских животных, так и для людей.У коралловых рифов больше шансов адаптироваться, если люди замедлят изменение климата и уменьшат другие антропогенные стрессы.

Новое исследование показало, что в Тихом океане растет столько же кораллов, сколько деревьев в Амазонке | Коралл

Первая в мире оценка количества кораллов на просторах Тихого океана предполагает, что существует около полтриллиона животных, строящих рифы.

Исследователи говорят, что их выводы, основанные на анализе более 900 участков рифов, показывают, что риск исчезновения отдельных видов кораллов ниже, чем текущие международные оценки.

Оценка количества кораллов, опубликованная в журнале Nature Ecology and Evolution, предполагает, что кораллов в Тихом океане столько же, сколько деревьев в Амазонке, сказали авторы.

Отдельное исследование, также опубликованное сегодня, впервые показывает богатое биоразнообразие малоизвестных мест обитания на морском дне между рифами на севере Большого Барьерного рифа, существовавших с конца последнего ледникового периода.

Глобальное потепление ставит под угрозу экосистемы коралловых рифов по всему миру: с 2016 года Большой Барьерный риф Австралии пережил три эпизода массового обесцвечивания.

Доктор Энди Дитцель, возглавлявший исследование по оценке численности кораллов, сказал, что результаты не подрывают опасения по поводу воздействия глобального потепления на среду обитания рифов, но наводят на мысль о необходимости пересмотреть опасения по поводу выживания отдельных видов кораллов.

По его словам, все еще существует риск исчезновения на местном уровне, что может иметь разрушительные экологические последствия.

Дитцель из Центра передового опыта ARC по изучению коралловых рифов Университета Джеймса Кука сказал: «На Большом Барьерном рифе за последние пять лет мы стали свидетелями гибели стольких кораллов, которые чувствительны к тепловому стрессу.

«Даже если они, возможно, не исчезнут в следующем десятилетии, они могут уменьшиться на 95%, и тогда они потеряют свою функцию, которую они имели [в экосистеме, в которой они живут]. Затем, например, мы теряем среду обитания для видов рыб ».

В исследовании говорится: «Локальное истощение функционально важных видов кораллов может также вызвать каскады исчезновения ассоциированных организмов задолго до глобального исчезновения самих истощенных видов кораллов».

Исследуемый регион включает около 70% общей площади мелководных коралловых рифов и более 600 из 800 видов твердых кораллов.

В ходе исследования были изучены размеры популяций более 318 видов кораллов и было обнаружено, что 17 видов кораллов были «гипердоминантами», а их количество равнялось общему количеству оставшихся 301 вида.

Международный союз охраны природы (МСОП) является мировым авторитетом в области статуса сохранения видов в мире.

Согласно исследованию, 80 проанализированных видов занесены в список МСОП как имеющие повышенный риск исчезновения.

Но Дитцель сказал, что их исследование мало согласуется со списком МСОП.Примерно 12 видов, перечисленных МСОП как находящиеся под угрозой исчезновения, оценили популяцию более чем в 1 млрд.

Профессор Терри Хьюз, соавтор исследования, также из Университета Джеймса Кука, сказал, что МСОП пересматривает виды кораллов.

«Как эколог меня больше беспокоят местные изменения, и кораллы могут стать настолько редкими, что фактически исчезнут, даже если они не исчезли с лица Земли».

Его собственные оценки, частично основанные на цифрах, приведенных в исследовании, показывают, что только на Большом Барьерном рифе обитают десятки миллиардов кораллов.

Некоторые проекты восстановления рифов сосредоточены на выращивании кораллов в аквариумах с последующим их пересадкой на рифы.

Хьюз сказал: «Дело в том, что там все еще много диких кораллов, и я считаю, что мы должны направить наши усилия на поддержание выживших кораллов и помощь им в отрастании.

«Мы должны защищать дикие кораллы, а не пытаться заменить популяции тем, что мы можем выращивать в лаборатории».

Для сравнения он сказал, что 250-метровые взрослые кораллы составляют лишь около 1% кораллового покрова Большого Барьерного рифа.

Другое исследование, также опубликованное во вторник в том же журнале, дает новое представление о таинственных лугах в форме пончиков, которые покрывают тысячи квадратных километров дна океана между рифами в северной части Большого Барьерного рифа.

Исследователь QUT Марди Макнил и его коллеги впервые провели перепись биоразнообразия растений и животных в этих малоизвестных местообитаниях, построенную на скелетах обитающих в них водорослей халимеда.

«Люди все время преодолевают их, чтобы добраться до рифов», — говорит Макнил.

«Но они росли там с конца последнего ледникового периода».

По данным исследования, покрывая более 6000 кв. Км, луга являются магнитом для более чем 1300 видов растений, беспозвоночных, растений, редких кораллов и рыб.

«Дайвинг на них — потрясающий опыт», — говорит Макнил. «Когда начинает появляться луг халимеды, вы можете просто видеть, как этот ковер выходит на край вашей видимости.”

Луга имеют глубину примерно 25 м, ширину от 250 до 300 м и толщину в некоторых местах до 20 м. Они имеют форму пончика с углублением в центре, глубина которого может достигать 45 метров.

Для своего исследования Макнил собрал данные из крупного проекта по картированию морского дна рифа, выполненного в середине 2000-х годов.

«Мы только начинаем понимать важность этой экосистемы, но она может измениться в результате нагревания и подкисления океана».

Около 40% видов, обитающих на берегах галимеды, не встречались на других участках морского дна.

На 25-метровой глубине халимеды относительно темные, неизвестные, и их сложно посетить с аквалангом.

«Они росли там с конца последнего ледникового периода, когда эта часть континентального шельфа затопила», — сказал Макнил. «Но это первый раз, когда кто-то провел там базовую перепись растений и животных».

Она надеялась, что это исследование побудит большее количество ученых изучать луга галимеды и повысит их значимость в усилиях по сохранению.

Полтриллиона кораллов обитают только в одном океане. Значит ли это, что они в безопасности? | Наука

Всестороннее исследование кораллов выявило миллиарды колоний в Тихом океане. Работа, основанная на фактическом подсчете поголовья, спутниковых данных и обоснованных оценках, предполагает, что многие виды не находятся в непосредственной опасности исчезновения, и перепись может помочь специалистам по охране природы и политикам принимать более обоснованные решения о том, как защитить рифы.

Цифры «невероятно обнадеживающие», — говорит Нэнси Ноултон, биолог по коралловым рифам на пенсии из Национального музея естественной истории Смитсоновского института.«Самый главный вывод заключается в том, что это не безнадежно, даже если кораллы были нарисованы как канарейки в угольной шахте». И хотя некоторые исследователи опасаются, что такое изобилие может привести к тому, что политики ослабят усилия по защите рифов, Ноултон говорит: «Наличие четкого набора цифр позволяет легче понять, что делать дальше».

За последние несколько десятилетий кораллы сильно пострадали от потепления морей, которое вызывает обесцвечивание — процесс, в результате которого находящиеся в стрессовом состоянии кораллы теряют партнеров-водорослей, которые им необходимы для выживания.Кораллы также подвергаются нападению из-за подкисления океана, которое может повредить их способности строить прочный каркас, а также из-за загрязнения, перелова рыбы, разливов нефти и других видов деятельности человека. В некоторых местах, например в Карибском бассейне, количество кораллов сократилось, и в целом площадь коралловых рифов вдвое меньше, чем в 1870-х годах. Эксперты предупредили, что большинство коралловых рифов может исчезнуть к 2100 году. Уже сейчас около одной трети из 6000 известных в мире видов кораллов внесены в Красный список видов, находящихся под угрозой исчезновения Международного союза охраны природы (МСОП).С другой стороны, некоторые рифы оказались устойчивыми к морским волнам тепла или продолжали процветать, несмотря ни на что.

В результате, по словам Ноултона, «большинство людей не знают, как беспокоиться о кораллах». Большинство оценок количества кораллов основано на мнении экспертов. Несколько исследователей подсчитали популяции одного вида или изучили популяции кораллов на небольшом участке, но никто не изучил всесторонне. «Это вопрос, который задают многие люди в пабе, но это первая попытка реально оценить количество», — говорит Джон Бруно, морской эколог из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл.

Новая перепись кораллов сосредоточена на участке Тихого океана протяженностью 10 000 км между Индонезией и Французской Полинезией. Во-первых, Андреас Дитцель, биолог по коралловым рифам из Университета Джеймса Кука в Таунсвилле, и его коллеги использовали спутниковые снимки и карты местообитаний кораллов, чтобы определить масштабы среды обитания коралловых рифов. Они также включали информацию от Бруно о коралловом покрове на 900 рифах. Соавтор Терри Хьюз, также из Джеймса Кука, уже подсчитал поголовье 318 видов на 60 участках.В этой переписи Хьюз насчитал любые коралловые колонии размером не менее 2 сантиметров в поперечнике, хотя некоторые массивные колонии простираются на многие метры.

Основываясь на этих цифрах, исследователи пришли к выводу, что около 200 видов кораллов имеют более 100 миллионов колоний каждый. В понедельник Дитцель, Хьюз и их коллеги сообщили, что это число превысило 1 миллиард для около 60 видов в журнале Nature Ecology & Evolution . Численность восьми видов превышает численность мирового населения (7,8 миллиарда). И даже самый редкий вид превысил 1 миллион.Эти цифры составляют около полутора триллионов кораллов, что соответствует количеству птиц в мире и количеству деревьев в Амазонке. «Это много кораллов», — говорит Бруно.

Цифры являются приблизительными и, особенно для более редких кораллов, могут немного отличаться, предупреждает Дитцель. Но даже в этом случае, говорит Ноултон, «они не будут настолько ошибаться, чтобы что-то изменить». И при таком большом количестве колоний «большинство этих видов не исчезнут в ближайшем будущем», — заключили Дитцель и его команда.

Эти данные проливают новый свет на уже существующие стратегии сохранения. МСОП перечислил 80 из 318 видов, включенных в исследование, как уязвимые, находящиеся под угрозой исчезновения или находящиеся под угрозой исчезновения; тем не менее, численность населения 12 из этих 80 составляет более 1 миллиарда человек. Например, один из наиболее распространенных видов, Porites nigrescens , который образует массивные валуны на отмелях рифов, считается уязвимым, несмотря на то, что он устойчив к обесцвечиванию. Напротив, МСОП перечисляет некоторые из более редких кораллов как «дефицитные данные» — это означает, что известно недостаточно, чтобы указать на уязвимость вида, — или вызывающих наименьшее беспокойство.«Срочно необходим серьезный пересмотр существующих классификаций Красного списка», — писали Дитцель и его коллеги.

Фактически, изменение классификации кораллов уже идет, говорит Дэвид Обура, председатель Группы специалистов по кораллам МСОП. Кроме того, как указывают он и Бет Полидоро, координатор Красного списка для группы, статус Красного списка «не определяется общим количеством людей». Как показала судьба странствующего голубя, «виды с чрезвычайно высокой популяцией в прошлом вымерли», — добавляет Полидоро.

Бруно тоже волнуется. «Я боюсь, что эти результаты будут неверно истолкованы политиками, защитниками природы и другими учеными». Фактическое количество отдельных колоний, даже отдельных видов, может быть огромным, но во многих местах рифы, которые создают богатую среду обитания для морской жизни и защитные барьеры для островов, быстро сокращаются. Там «Несмотря на большую популяцию кораллов стало настолько мало, что они больше не выполняют эту роль», — добавляет он.

И даже Дитцель согласен с тем, что местные факторы стресса серьезно повредили рифы в некоторых местах, вызывая исчезновение местных жителей в таких местах, как Карибский бассейн.Кроме того, новые цифры основаны на данных, собранных до 2006 года, поэтому популяция кораллов могла несколько сократиться.

Дитцель отмечает, что кораллы, обитающие в Тихом океане, обычно имеют «географический ареал и размер популяции… [которые] обычно намного больше, чем у карибских видов». Это не означает, что тихоокеанские кораллы не находятся в опасности, говорит он, но: «Мы надеемся, что наше исследование вдохновит на переосмысление того, что сокращение численности означает для глобального риска исчезновения».

Тихоокеанских кораллов с этикетками | зрение.ucsd.edu

Связанные проекты: Методы компьютерного зрения для оценки коралловых рифов

Сводка Тихоокеанские помеченные кораллы — это совокупный набор данных, содержащий 5090 снимков коралловых рифов из четырех проектов мониторинга Тихого океана в Муреа (Французская Полинезия), северных островах Лайн, заливе Нанван (Тайвань) и рифе Цапля (Австралия). Pacific Labeled Corals содержат в общей сложности 251988 экспертных аннотаций по 4 точкам тихоокеанских рифов и могут использоваться в качестве эталонного набора данных для оценки методов распознавания объектов и дескрипторов текстур, а также для исследований по переносу предметной области.Все изображения были аннотированы с помощью инструмента аннотации случайных точек экспертом по коралловым рифам. Вдобавок к 200 изображениям из каждого местоположения были добавлены перекрестные аннотации 6 экспертов, в общей сложности 7 наборов аннотаций для каждого изображения. Документ с подробным описанием кораллов, помеченных тихоокеанскими метками, в настоящее время находится в стадии отправки. Мы предоставим ссылку здесь после публикации.

Подробности

Здесь представлена ​​таблица со сводной статистикой по 4 местоположениям и примеры изображений.

Все изображения аннотируются с использованием набора из 20 этикеток. Сюда входят 8 родов кораллов и один ярлык «другой твердый коралл».

Данные из каждого местоположения разделены на два набора: Оценка и Ссылка.

Каждый оценочный набор содержит 200 изображений с 10 случайными точками на изображение. Они снабжены 7 наборами аннотаций. «В архиве»: аннотация, присвоенная при первоначальном экологическом обследовании; «Host»: повторная аннотация того же эксперта по кораллам; «Visitor1-5»: аннотации 5 экспертов по кораллам, не знакомых с местной экологией.См. В этом файле образец файла аннотации оценочного набора. Целочисленное значение imageid отображается в файл изображения через файл карты изображений, а целочисленные значения для различных аннотаторов отображаются в метки через файл набора меток.

Контрольные наборы содержат оставшиеся изображения (от 471 до 2597 файлов изображений с 24-200 аннотациями на изображения в зависимости от набора данных). Они содержат только заархивированные аннотации. См. В этом файле образец файла аннотации эталонного набора.

Сжатый архив, заархивированный с островов Лайн, залива Нанван и рифа Херон, доступен для загрузки из репозитория данных Dryad [doi: 10.5061 / dryad.m5pr3]. Данные с острова Муреа можно загрузить с веб-сайта долгосрочных экологических исследований коралловых рифов Муреа (MCR-LTER).