Koraalriffen over de hele wereld worden bedreigd door pantropische verblekingsgebeurtenissen die optreden wanneer de temperatuur van het omringende zeewater stijgt als gevolg van aanhoudende klimaatverandering en extreme omstandigheden zoals El Niño. Echter, patronen van bleken kunnen erg moeilijk te voorspellen zijn, vooral over waterdiepten. Momenteel, de meeste voorspellingen van koraalverbleking zijn gebaseerd op oppervlakteschattingen van zeewatertemperaturen, verzameld met satellieten over grote delen van de oceaan. Hoewel satellietwaarnemingen belangrijk zijn voor het begrijpen van grootschalige patronen en voor het bestuderen van afgelegen locaties, ze zijn alleen in staat om de temperatuur aan het oppervlak van de oceaan te detecteren en gemiddelden te geven over relatief grote schalen.

In dit onderzoek, Prof. Alex Wyatt, Universitair docent bij HKUST's Department of Ocean Science, werkte samen met wetenschappers van de Universiteit van Tokyo, Scripps Instituut voor Oceanografie aan de Universiteit van Californië in San Diego, U.S. Geological Survey en het Florida Institute of Technology, om op lange termijn te doen, kwantitatieve analyse met hoge resolutie van temperatuurregistraties beïnvloed door interne golven, en hun effect op koraalriffen in het westen, centrale en oostelijke Stille Oceaan. Het team heeft 50 tot 60 hoge resolutie, continu opnemen, elektronische thermometers - aangedreven door ingebouwde batterijen en met nauwkeurige klokken en grote geheugenopslag - over diepten op koraalriflocaties in de Stille Oceaan in Japan, Frans Polynesië en Panama. Dit heeft meerdere jaren in situ temperaturen vastgelegd, met name tijdens perioden van abnormale opwarming in verband met de El Niño-gebeurtenis in 2015 en 2016.

Met behulp van een nieuwe filterbenadering ontwikkeld door het team, interne golfsignalen werden geëxtraheerd uit de temperatuurregistraties en gebruikt in een analytisch experiment om verwarming te vergelijken die zou hebben plaatsgevonden in de aanwezigheid en afwezigheid van interne golven. De resulterende analyse suggereert dat de aanwezigheid van interne golven de verwarming verminderde, vooral in diepere delen van koraalriffen, tot 88% tijdens de El Niño 2015-2016. De duur van ernstige verhittingsgebeurtenissen die koralen waarschijnlijk volledig zouden doden, werd ook op sommige locaties verminderd - met 36 tot 50% - of volledig voorkomen op andere.

Het team ontdekte ook dat natuurlijke interne golfkoeling toeneemt met de diepte. Op de ondiepste plaatsen (8 tot 10 m waterdiepte) werd de verwarming met 20 tot 41% verminderd en in dieper water (30 tot 40 m waterdiepte) met 54 tot 88%. Deze bevindingen toonden aan dat interne golven een belangrijk proces kunnen zijn voor het op natuurlijke wijze verminderen van koraalverbleking op de meeste koraalrifdiepten en oceaanlocaties in de wereld. Omgekeerd, de resultaten suggereren ook dat bij afwezigheid van interne golven, of als de frequentie en intensiteit van interne golven afnemen met klimaatverandering, de waargenomen opwarming van koraalriffen zou nog ernstiger kunnen worden.

De resultaten die wijdverbreide afkoeling door interne golven aantonen, suggereren een zekere hoop voor koraalriffen - dat er zones met riffen kunnen zijn die op zijn minst gedeeltelijk worden beschermd tegen de ernstige gevolgen van klimaatverandering, opwarming van de oceaan, en steeds vaker voorkomende bleekgebeurtenissen die nu algemeen worden waargenomen in ondiep water. Gebieden die van nature worden gekoeld door interne golven, fungeren mogelijk al als gedeeltelijke toevluchtsoorden tegen de ernstige gevolgen van klimaatverandering voor koraalriffen. Echter, omdat de oceanen snel opwarmen, dergelijke toevluchtsoorden kunnen alleen bescherming op korte termijn bieden. Ook, we weten heel weinig over hoe klimaatverandering en de opwarming van de oceaan het optreden van interne golven en de diepten tot waar ze koraalriffen in de toekomst afkoelen, zullen beïnvloeden. Belangrijker, er is een breed scala aan onbekende vragen die voortkomen uit dit onderzoek, vooral gezien de bredere biologische effecten en ecologische implicaties van interne golven voor koraalriffen.

De resultaten suggereren ook dat er innovatieve manieren zijn om deze informatie aan te passen aan de bescherming van koraalriffen op lokale schaal van bijzonder belang, zoals kritieke habitats voor ecologisch behoud. "Ons onderzoek naar echte interne golfopwelling suggereert dat actieve managementbenaderingen zoals kunstmatige opwelling tijdelijk geldig kunnen zijn op lokale schaal en op locaties die nog niet van nature worden gekoeld door interne golven, " zei Prof. Wyatt. "Als het met succes wordt gebruikt met een kunstmatig opwellingssysteem, het is te voorzien dat opwelling de ergste gevolgen van verwarming op kleine schaal zou kunnen verminderen boven risicovolle koraalgemeenschappen die zijn geïdentificeerd voor speciale bescherming. Deze kunstmatige opwelling zou natuurlijk erg plaatselijk zijn in vergelijking met de wereldwijde afkoeling die in de zomer van nature elke dag boven riffen plaatsvindt als gevolg van interne golven." "Het is erg belangrijk op te merken dat de bescherming van riffen afhangt van het onmiddellijk verminderen van de uitstoot van broeikasgassen, aangezien interne golven alleen gelokaliseerde, en misschien tijdelijk, bescherming tegen snelle klimaatopwarming. Het aanpakken van de onderliggende oorzaken van klimaatverandering zijn:in feite, cruciaal voor het toekomstige voortbestaan ​​van koraalriffen."

wereldwijd, kustgemeenschappen vertrouwen op riffen voor kustbescherming, en de biodiversiteit van riffen ondersteunen de aquacultuur, toerisme en lokale economieën. Een beter begrip van interne golven op verschillende locaties kan worden gebruikt om betere voorspellingen te maken over welke riffen het meeste risico lopen door toekomstige opwarmingsgebeurtenissen, potentiële rifopvangplaatsen identificeren, en zou dus een zegen zijn voor een beter beheer van bedreigde riffen.