Omdat klimaatverandering de oceaantemperatuur doet stijgen, koraalriffen over de hele wereld ervaren massale verblekingsgebeurtenissen en afsterven. Voor velen, dit is hun eerste ontmoeting met extreme hitte. Voor sommige riffen in de centrale Stille Oceaan, hittegolven veroorzaakt door El Nino zijn een manier van leven. Hoe deze riffen precies omgaan met herhaalde perioden van extreme hitte is onduidelijk. Een nieuwe studie van de Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), heeft de geschiedenis van verbleking op een rif in het epicentrum van El Nino blootgelegd, onthullend hoe sommige koralen in staat zijn geweest om terug te keren na extreme omstandigheden. Het onderzoek werd op 26 oktober gepubliceerd, 2018, in het journaal Communicatiebiologie .

"Deze enorme hittegolven op zee, die worden verergerd door de opwarming van de aarde, zijn gelijk aan een atoombom in termen van impact op koraalriffen - ze doden in zeer korte tijd miljoenen koralen in enorme delen van de oceaan", zegt WHOI-wetenschapper Anne Cohen, die hoofdonderzoeker van het werk was. "We hebben dit de afgelopen 30-40 jaar wereldwijd gezien, en bleekgebeurtenissen zijn frequenter en ernstiger geworden."

Als de watertemperatuur zelfs maar een klein beetje stijgt, symbiotische algen die in de cellen van het levende koraal leven, beginnen giftige stoffen aan te maken en worden door de koralen uitgestoten. De algen voorzien de koralen normaal gesproken van voedsel en energie, evenals hun heldere kleuren. Zonder hen, de koralen lijken "gebleekt" wit, dan verhongeren en sterven.

In hun studie hebben Cohens team reisde naar Jarvis Island, een kleine, onbewoond koraalrifeiland 1, 400 mijl ten zuiden van Hawaï, om de effecten van extreem klimaat op de koralen daar te bestuderen. Omdat Jarvis zowel afgelegen is als onderdeel van een beschermd zeegebied, het is de thuisbasis van verbluffend rijke koraalriffen, maar met zijn ligging in het midden van de Stille Oceaan, het ervaart ook meer extreme hittegolven veroorzaakt door periodieke El Niño-gebeurtenissen dan koraalriffen elders.

"Het feit dat het precies op de evenaar in de centrale Stille Oceaan is geplaatst, plaatst het in het epicentrum van de El Niño-dynamiek." zegt NOAA-onderzoeker Hannah Barkley, die op het moment van de studie een afgestudeerde student was en later een postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Cohen, en is de hoofdauteur van de krant. "Het is onderhevig aan ongelooflijke variabiliteit en extreme temperaturen.".

Omdat er geen waarnemingen zijn van verbleking op het rif bij Jarvis vóór 2015, Cohen en Barkley wendden zich tot massieve oude koralen die al meer dan 100 jaar op het rif leefden. Ze namen kernmonsters van de koralen, het creëren van een soort skeletbiopsie die de geschiedenis van het rif vastlegt. Nadat de kernen door een CT-scanner zijn gegaan, ze vonden voor het eerst bewijs van meerdere bleekgebeurtenissen die bewaard zijn gebleven in de fysieke structuur van het rif. De langste kernen toonden al in 1912 bleking.

"We ontdekten dat wanneer het rif verbleekt, deze grote oude koralen leggen "stressbanden, " of een dichte laag calciumcarbonaat, het botachtige materiaal waaruit de structuur van koralen bestaat. Die banden verschijnen duidelijk op de CT-scan, en corresponderen met historische hittegolven, "zegt Cohen. De herinnering aan eerdere verblekingsgebeurtenissen op Jarvis zit opgesloten in deze koralen - ze kunnen ons vertellen wat er aan de hand is, ook al waren we er niet om het zelf te zien."

Jarvis heeft om de vier tot zeven jaar te maken gehad met bovengemiddelde temperaturen, decennia of zelfs eeuwen teruggaan. Het team ontdekte dat bij elke hittegolf, het rif ondervond ernstige verbleking, maar lijkt elke keer vrij snel terug te zijn gestuit.

Op basis van hun monsters, de groep denkt dat een belangrijke reden voor het herstel van het rif de stroming in de buurt is. De topografie van de oceaanbodem, gecombineerd met de kracht van passaatwinden op het oppervlak, brengt koude, voedselrijk water uit de diepte omhoog. Die opwelling voedt een dichte reeks vissen en ander waterleven rond het rif, die op hun beurt grasachtige algen wegvreten die concurreren met de koralen. In het proces, ze laten ruimte voor nieuwe, jonge koraalpoliepen om zich uiteindelijk te vestigen.

"Deze riffen zijn veerkrachtig, vele malen gebleekt en hersteld, " zegt Dan Thornhill, programmadirecteur in de afdeling Ocean Sciences van de National Science Foundation, die het onderzoek financierde. "Maar de bleekgebeurtenis van 2015-2016 was bijzonder ernstig, dus het eiland geeft ons nieuwe inzichten in hoe sommige van 's werelds meest veerkrachtige koralen het doen in het licht van ernstige bleekstress."

Begrijpen hoe koraalriffen zoals Jarvis zich kunnen herstellen na uitgebreide bleking, zal essentieel zijn om te begrijpen hoe andere rifecosystemen in de toekomst terug kunnen groeien, zegt Barkley.

Maar de Super El Nino van 2015 zorgde ervoor dat Jarvis meer opwarmde dan ooit tevoren, en het bleken dat daarop volgde was de ergste ooit. 95 procent van de koralen van het eiland stierf.

"De grote vraag voor ons is of het rif al die tijd kan terugveren, "zegt Barkley. "Zelfs riffen zoals Jarvis die in het verleden opnieuw zijn gegroeid, hebben een drempel waarboven ze zich misschien niet herstellen. Wat er de komende jaren gebeurt, zal ons echt helpen om ernstige bleking te begrijpen."

Nog altijd, ze is voorzichtig optimistisch. "Het is gemakkelijk om naar een plek als Jarvis te kijken na het bleekevenement van 2015 en je depressief te voelen. Maar het historische record dat we uit onze kernmonsters hebben gekregen, zegt dat we niet verder dan hoop zijn. Jarvis is slechts één voorbeeld:hoewel we tekenen van versnelde bleking en sterfte wereldwijd, we hebben een smal venster om de effecten van klimaatverandering op koralen aan te pakken. Sommige riffen kunnen mogelijk volharden tijdens enorme stressgebeurtenissen."

"De eerste tekenen van herstel zijn er, "zegt Cohen. "Nu wachten we, kijk en leer."