Wetenschappers vermoeden al lang dat de verzuring van de oceaan het vermogen van koralen om hun skelet te bouwen aantast. maar het was een uitdaging om het effect te isoleren van dat van gelijktijdige opwarming van de oceaantemperaturen, die ook de koraalgroei beïnvloeden. Nieuw onderzoek van de Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) onthult de duidelijke impact die oceaanverzuring heeft op de koraalgroei op enkele van 's werelds iconische riffen.

In een paper gepubliceerd op 27 augustus, 2020, in het journaal Geofysische onderzoeksbrieven , onderzoekers tonen een significante vermindering van de dichtheid van koraalskelet langs een groot deel van het Great Barrier Reef - 's werelds grootste koraalrifsysteem - en ook op twee riffen in de Zuid-Chinese Zee, die ze grotendeels toeschrijven aan de toenemende zuurgraad van de wateren rond deze riffen sinds 1950.

"Dit is de eerste ondubbelzinnige detectie en toekenning van de impact van oceaanverzuring op koraalgroei, " zegt hoofdauteur en WHOI-wetenschapper Weifu Guo. "Onze studie levert sterk bewijs dat 20e-eeuwse oceaanverzuring, verergerd door biogeochemische processen in het rif, had meetbare effecten op de groei van een keystone-rifbouwende koraalsoort in het Great Barrier Reef en in de Zuid-Chinese Zee. Deze effecten zullen waarschijnlijk versnellen naarmate de verzuring van de oceaan de komende decennia voortschrijdt."

Ongeveer een derde van de wereldwijde uitstoot van kooldioxide wordt geabsorbeerd door de oceaan, waardoor de pH van het zeewater gemiddeld met 0,1 eenheid daalde sinds het pre-industriële tijdperk. Dit fenomeen, bekend als oceaanverzuring, heeft geleid tot een afname van 20 procent van de concentratie van carbonaationen in zeewater. Dieren die afhankelijk zijn van calciumcarbonaat om hun skeletten te maken, zoals koralen, lopen gevaar omdat de pH van de oceaan blijft dalen. Oceaanverzuring richt zich op de dichtheid van het skelet, stilletjes wegkwijnen bij de kracht van het koraal, net zoals osteoporose botten bij mensen verzwakt.

"De koralen kunnen ons niet vertellen wat ze voelen, maar we kunnen het zien aan hun skeletten, zei Anne Cohen, een WHOI-wetenschapper en co-auteur van de studie. "Het probleem is dat koralen echt de kracht nodig hebben die ze krijgen van hun dichtheid, want dat zorgt ervoor dat riffen niet uit elkaar vallen. De samengestelde effecten van temperatuur, lokale stressoren, en nu zal de verzuring van de oceaan verwoestend zijn voor veel riffen."

In hun onderzoek hebben Guo en zijn co-auteurs onderzochten gepubliceerde gegevens die waren verzameld van de skeletten van Porites-koralen - een langlevende, koepelvormige soorten gevonden in de Indo-Pacific - gecombineerd met nieuwe driedimensionale CT-scanbeelden van Porites van riffen in de centrale Stille Oceaan. Met behulp van deze skeletarchieven, die dateren uit 1871, 1901, en 1978, respectievelijk, de onderzoekers stelden de jaarlijkse groei en dichtheid van de koralen vast. Ze stopten deze informatie, evenals historische temperatuur- en zeewaterchemiegegevens van elk rif, in een model om de reactie van de koralen op constante en veranderende omgevingsomstandigheden te voorspellen.

De auteurs ontdekten dat oceaanverzuring een significante afname van de skeletdichtheid van Porites veroorzaakte in het Great Barrier Reef (13 procent) en de Zuid-Chinese Zee (7 procent), beginnend rond 1950. Omgekeerd, ze vonden geen impact van oceaanverzuring op dezelfde soorten koralen op de Phoenix-eilanden en de centrale Stille Oceaan, waar de beschermde riffen niet zo worden beïnvloed door vervuiling, overbevissing, afvloeiing van het land.

Hoewel de uitstoot van kooldioxide de grootste oorzaak is van de verzuring van de oceanen op wereldschaal, de auteurs wijzen erop dat rioolwater en afvoer van land het effect kunnen verergeren, waardoor de pH van het zeewater op nabijgelegen riffen nog verder wordt verlaagd. De auteurs schrijven de afnemende skeletdichtheid van koralen op het Great Barrier Reef en de Zuid-Chinese Zee toe aan de gecombineerde effecten van verzuring en afvoer van de oceaan. Omgekeerd, riffen in beschermde mariene gebieden van de centrale Stille Oceaan zijn tot dusver beschermd tegen deze effecten.

"Deze methode opent echt een nieuwe manier om de impact van oceaanverzuring op riffen over de hele wereld te bepalen, " zei Guo. "Dan kunnen we ons concentreren op de rifsystemen waar we de lokale effecten mogelijk kunnen verminderen en het rif kunnen beschermen."