In de eerste ecosysteembrede studie van veranderende zeediepten op vijf grote koraalrifgebieden in Florida, het Caribisch gebied en Hawaï, onderzoekers ontdekten dat de zeebodem op alle vijf plaatsen erodeert, en de riffen kunnen de zeespiegelstijging niet bijhouden. Als resultaat, kustgemeenschappen die worden beschermd door de riffen worden geconfronteerd met verhoogde risico's van stormen, golven en erosie. De studie, door de US Geological Survey (USGS), wordt vandaag gepubliceerd in Biogeowetenschappen , een tijdschrift van de European Geosciences Union.

Op twee locaties in de Florida Keys, twee op de Amerikaanse Maagdeneilanden, en in de wateren rond het Hawaiiaanse eiland Maui, de degradatie van koraalriffen heeft de afgelopen decennia geleid tot een toename van de zeebodemdiepte en tot erosie van zand en ander zeebodemmateriaal, de Biogeowetenschappen studie gevonden. In de wateren rond Maui, de zeebodemverliezen bedroegen 81 miljoen kubieke meter zand, steen en ander materiaal - over wat er nodig is om het Empire State Building 81 keer te vullen, of een Olympisch zwembad ongeveer 32, 000 keer, berekenden de USGS-onderzoekers.

Naarmate de zeespiegel wereldwijd stijgt als gevolg van klimaatverandering, elk van deze ecologisch en economisch belangrijke rifecosystemen zal naar verwachting worden beïnvloed door toenemende waterdiepten. De vraag of koraalkolonies snel genoeg kunnen groeien om de stijgende zeeën bij te houden, is het onderwerp van intensief wetenschappelijk onderzoek.

Maar de USGS-studie, gepubliceerd op 20 april 2017 in het journaal Biogeowetenschappen , ontdekte dat het gecombineerde effect van stijgende zeeën en erosie van de zeebodem de waterdiepten al meer heeft vergroot dan de meeste wetenschappers verwachtten over vele decennia. Andere studies die geen rekening houden met erosie van de zeebodem voorspellen dat de zeespiegel tegen 2100 met 0,5 tot 1 meter zal stijgen.

"Onze metingen laten zien dat erosie van de zeebodem er al voor heeft gezorgd dat de waterdiepte is toegenomen tot niveaus die naar verwachting pas in de buurt van het jaar 2100 zullen plaatsvinden, " zei biogeochemicus Kimberly Yates van het USGS' St. Petersburg Coastal and Marine Science Center, hoofdauteur van de studie. "Tegen de huidige tarieven tegen 2100 zou erosie van de zeebodem de waterdiepte kunnen doen toenemen met twee tot acht keer meer dan wat is voorspeld op basis van alleen de zeespiegelstijging."

De studie heeft geen specifieke oorzaken vastgesteld voor de erosie van de zeebodem in deze ecosystemen van koraalriffen. Maar de auteurs wezen erop dat koraalriffen wereldwijd afnemen door een combinatie van krachten, inclusief natuurlijke processen, kustontwikkeling, overbevissing, vervuiling, koraalverbleking, ziekten en oceaanverzuring (een verandering in de chemie van het zeewater die verband houdt met de opname door de oceanen van meer koolstofdioxide uit de atmosfeer).

Voor elk van de vijf ecosystemen van koraalriffen, het team verzamelde gedetailleerde zeebodemmetingen van de National Oceanic and Atmospheric Administration, genomen tussen 1934 en 1982, en maakte ook gebruik van enquêtes die van de late jaren 1990 tot de jaren 2000 werden uitgevoerd door het USGS Lidar-programma en het US Army Corps of Engineers. Tot ongeveer 1960 werden zeebodemmetingen met de hand gedaan, gebruik van loodverzwaarde lijnen of peilstokken met dieptemarkeringen. Vanaf ongeveer de jaren 60, de meeste metingen waren gebaseerd op de tijd die een akoestische puls nodig heeft om de zeebodem te bereiken en terug te keren. De onderzoekers van USGS hebben de oude metingen omgezet naar een formaat dat vergelijkbaar is met recente lidargegevens.

Ze vergeleken de oude en nieuwe reeksen metingen om de gemiddelde hoogteveranderingen op elke locatie te vinden. De methode is gebruikt door het US Army Corps of Engineers om andere soorten zeebodemveranderingen te volgen, zoals verschuivingen in de scheepvaartkanalen. Dit is de eerste keer dat het is toegepast op hele ecosystemen van koraalriffen. Vervolgens ontwikkelden de onderzoekers een computermodel dat de hoogteverschillen gebruikte om de hoeveelheid verloren zeebodemmateriaal te berekenen.

Ze vonden dat, algemeen, de zeebodem is op alle vijf locaties afgenomen, in hoeveelheden variërend van 0,09 meter tot 0,8 meter. Alle vijf rifgebieden verloren ook grote hoeveelheden koraal, zand, en andere zeebodemmaterialen aan erosie.

"We zagen lagere erosiesnelheden - en zelfs enkele plaatselijke verhogingen van de zeebodem - in beschermde gebieden, nabij toevluchtsoorden, of ver van menselijke bevolkingscentra, " zei Yates. "Maar deze waren niet significant genoeg om het ecosysteembrede patroon van erosie op elk van onze studielocaties te compenseren."

Wereldwijd, meer dan 200 miljoen mensen leven in kustgemeenschappen die worden beschermd door koraalriffen, die dienen als natuurlijke barrières tegen stormen, golven en erosie. Deze ecosystemen ondersteunen ook banen, zorgen voor ongeveer een kwart van alle visoogsten in de tropische oceanen, en zijn belangrijke recreatie- en toeristische trekpleisters.

"Koraalrifsystemen staan ​​al lang bekend om hun belangrijke economische en ecologische waarde, " zei John Haines, Programmacoördinator van het USGS Coastal and Marine Geology Program. "Deze studie vertelt ons dat ze een cruciale rol spelen bij het bouwen en onderhouden van de fysieke structuur van de kustzeebodem, die gezonde ecosystemen ondersteunt en kustgemeenschappen beschermt. Deze belangrijke ecosysteemdiensten kunnen tegen het einde van deze eeuw verloren gaan, en nabijgelegen gemeenschappen moeten mogelijk manieren vinden om deze verliezen te compenseren."

De studie bracht ecosysteemwetenschappers en kustingenieurs samen, die van plan zijn de resultaten te gebruiken om de risico's te beoordelen voor kustgemeenschappen die afhankelijk zijn van koraalriffen voor bescherming tegen stormen en andere gevaren.