Een team onder leiding van David Kline, een stafwetenschapper bij het Smithsonian Tropical Research Institute, vroeg wat er zou gebeuren als ze de pH op een levend koraalrif zouden verlagen. Door gebruik te maken van computergestuurde pulsen van met kooldioxide (CO2) verrijkt zeewater, ze simuleerden een toekomstig klimaatveranderingsscenario. hun resultaten, gepubliceerd in Natuurecologie en evolutie , benadrukken het belang van de bescherming van levende koralen.

De oceaan absorbeert ongeveer de helft van de koolstof die wordt geproduceerd door de verbranding van fossiele brandstoffen, zeewater zuurder maken. En volgens een VN-rapport, de zuurgraad van de oceaan kan tegen 2100 verdubbeld zijn. Maar het meeste van wat bekend is over de effecten van oceaanverzuring op koralen komt van aquariumexperimenten.

"We wilden af ​​van experimenten in glazen dozen en ze doen op het rif onder natuurlijke omstandigheden, "Zei Kline. "Maar we hadden nooit gedacht dat de verschillen zo dramatisch zouden zijn."

"Tijdens de proefperiode van acht maanden gingen we door ongeveer vijf tanks CO2-gas - het soort dat frisdrankbedrijven gebruiken om het bruisen in blikjes frisdrank - om zeewater zuurder te maken, "Zei Kline. "Onze onderwatertijdmachine (ook wel een Free Ocean Carbon Enrichment of FOCE-systeem genoemd) gebruikte een reeks sensoren en doseerpompen om toekomstige hoge CO2-omstandigheden te simuleren door gecontroleerd pompen van zeewater met een hoog CO2-gehalte over zowel levende als dode Porites cylindrica kolonies in onze open experimentele goten op het rif vlak bij de Universiteit van Queensland's Heron Island veldstation op het Great Barrier Reef."

pH en temperatuur fluctueren normaal gesproken over een periode van 24 uur. Dus creëerde het team een ​​systeem om de CO2 met een constante hoeveelheid boven het achtergrondniveau te verhogen. Ze maakten de goten schoon, nam watermonsters en kalibreerde constant de netwerken van 40 sensoren om er zeker van te zijn dat ze de voor de toekomst voorspelde CO2-niveaus zouden toevoegen.

Zoals zeeschelpen, koralen skeletten zijn gemaakt van calciumcarbonaat. En naarmate zeewater zuurder wordt, koraalskeletten accumuleren calciumcarbonaat langzamer of lossen zelfs op, als krijt in een glas azijn.

"Het gebruik van een FOCE-systeem is niet de enige manier om de effecten van oceaanverzuring te achterhalen, het maakt deel uit van een gereedschapskist, maar het geeft ons realistische voorspellingen, "Zei Kline. "Het voordeel is dat het consistente informatie genereert van een echt rif - in natuurlijk licht, voedsel, voedingsstoffen en omgevingsomstandigheden waar de koralen worden blootgesteld aan het natuurlijke ecosysteem van rifbewoners. Het minpuntje is dat het duur en uitdagend is om op te zetten en uit te voeren."

De resultaten van dit eerste FOCE-experiment op een ondiep koraalrif waren grimmig:zowel levende als dode koralen werden ernstig aangetast door de verzuring van de oceaan. De groeisnelheid van levende koralen daalde tot bijna nul, terwijl de snelheid van ontbinding van dode kolonies bijna verdubbelde. Deze resultaten suggereren dat bij de voorspelde CO2-niveaus voor de toekomst, koraalriffen zullen eerder beginnen op te lossen dan eerder werd gedacht. Echter, een van hun conclusies verheldert de toekomstige vooruitzichten voor riffen:

Koraalskeletten bedekt met levend weefsel waren veel veerkrachtiger dan dode koralen in dit echte experiment omdat ze werden beschermd tegen saaie wormen en andere dieren die zich voeden met koralen vanuit de koraalskeletten, en ook van zee-egels, papegaaivissen en andere bio-eroders die op het buitenoppervlak van de koralen leven en de dode koralen in een snel tempo opeten.

"Het enorme verschil tussen het lot van levende en dode koralen in een natuurlijke omgeving geeft me hoop, "Zei Kline. "Terwijl we mariene reservaten creëren en leren hoe we de hoeveelheid levend koraal kunnen vergroten door riffen te herstellen, we zetten een positieve feedbacklus op omdat levend koraal het rif zal laten groeien en langzaam zal oplossen."

Kline werkte samen met collega's van Scripps Institution of Oceanography, De Universiteit van Queensland, Stanford universiteit, OceaanX, Staatsuniversiteit van Florida, Carnegie Institution en de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem.

"Het was geweldig om samen te werken op Heron Island, " zei hij. "Het is een zeer goed bestudeerde site:mensen doen er al 100 jaar onderzoek. Veel van de baanbrekende studies van koraalriffen zijn daar gedaan." Nu is de tijdmachine van Kline onderweg naar de andere kant van de wereld, waar hij zal zien of dezelfde conclusies standhouden in het Smithsonian's Caribbean Bocas del Toro Research Station in Panama.

Het Smithsonian Tropical Research Institute, hoofdkantoor in Panama-Stad, Panama, is een eenheid van het Smithsonian Institution. Het instituut bevordert het begrip van tropische biodiversiteit en het belang ervan voor het menselijk welzijn, leidt studenten op om onderzoek te doen in de tropen en bevordert het behoud door het publiek bewust te maken van de schoonheid en het belang van tropische ecosystemen.