Bilim adamları, okyanus asitlenmesinin mercan iskeletlerini nasıl zayıflattığını belirliyor

Okyanusların artan asitliği, mercanların iskeletlerini oluşturmalarını zorlaştırarak mercan resiflerini tehdit ediyor. Yeni bir çalışma, okyanus asitlenmesinin mercan iskeletlerini nasıl etkilediğini detaylandırarak, bilim adamlarının mercanların en savunmasız olduğu yerleri daha kesin olarak tahmin etmelerini sağlıyor.

Mercanlar iskeletlerini güneş ışığına doğru yukarı doğru büyütür, kalınlaştırır ve güçlendirir. Woods Hole Oşinografi Enstitüsü’ndeki (WHOI) Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından finanse edilen bilim adamları tarafından yürütülen yeni araştırma, okyanus asitlenmesinin kalınlaşma sürecini engellediğini – iskeletlerin yoğunluğunu azalttığını ve onları kırılmaya karşı daha savunmasız bıraktığını gösteriyor.

Sonuçlar bu hafta dergide yayınlandı. Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.

Ne kadar asitlendirme çok fazladır?

Araştırmanın baş yazarı ve MIT-WHOI’ye bağlı Nathaniel Mollica, “Araştırmamız, mercan iskeleti büyümesinin nüanslarını içeriyor ve okyanus asitlenmesinin tropikal resif oluşturan mercanları nasıl, nerede ve ne kadar etkileyeceği konusunda daha kesin tahminler sağlıyor” dedi. Oşinografide Ortak Program.

Araştırma ekibi ayrıca Weifu Guo, Anne Cohen ve Andrew Solow’u (WHOI); Kuo-Fang Huang (Tayvan’da Academia Sinica); ve Hannah Donald ve Gavin Foster (İngiltere’deki Southampton Üniversitesi).

Bilim adamları, iskelet büyüme mekanizmasını simüle eden sayısal bir model geliştirdiler ve bunu okyanus asitliğindeki öngörülen değişikliklerle birleştirdiler.

Araştırmayı finanse eden NSF’nin biyolojik oşinografi programının direktörü David Garrison, “Bu önemli çalışma, bir mercan türünün okyanus asitlenmesinden nasıl etkilendiğini belirledi ve gelecekteki çevresel koşulların etkisini modelledi” dedi.

Her şey aragonite geliyor

Mercan iskeletleri, bir kalsiyum karbonat formu olan aragonitten yapılmıştır. Mercanlar, aragonit kristal demetlerini üst üste istifleyerek iskeletlerini yukarı doğru büyütürler.

Demetleri ek kristallerle kalınlaştırır, iskeletleri güçlendirir ve akıntılardan, dalgalardan, fırtınalardan ve solucanların, yumuşakçaların ve papağan balıklarının sıkıcı ve ısırmalarından kaynaklanan kırılmalara dayanmalarına yardımcı olurlar.

Çoğunlukla yanan fosil yakıtlardan kaynaklanan atmosferdeki artan karbondioksit seviyeleri okyanus asitlenmesine neden olur. Karbondioksit deniz suyu tarafından emildiğinde, mercanların aragonit iskeletlerini biriktirmeleri daha zordur.

Cohen, resiflerin yükselen deniz seviyeleri, değişen besin rejimleri ve daha sıcak okyanus sıcaklıkları dahil olmak üzere birçok stresle karşı karşıya olduğunu, ancak görünür ağartmaya neden olan okyanus ısınmasının aksine, okyanus asitlenmesinin etkisinin tespit edilmesinin daha zor ve tahmin edilmesinin daha zor olduğunu söyledi.

Laboratuvar deneyleri ve saha çalışmaları belirsizdi ve okyanus asitlenmesinin bazı durumlarda iskelet büyümesi üzerindeki açık etkilerini gösterirken diğerlerinde göstermedi. Yeni araştırma, bu tutarsızlığın mercan iskeleti büyümesinin karmaşıklığını yansıttığını öne sürüyor.

Mercan kaybedenler ve kazananlar

Bu teoriyi test etmek için, bilim adamları iskeletlerin çekirdeklerini aldılar. poritler, dört yerde yaygın bir resif oluşturan mercan türü: Palau; Güney Çin Denizi’ndeki Dongsha Atolü; Tayvan açıklarındaki Yeşil Ada; ve Panama’da Saboga.

Deniz suyu koşulları, bir dizi asitlik seviyesini kapsıyordu. Araştırmacılar, bir ağaçtaki halkalara çok benzeyen yıllık büyüme bantlarını ortaya çıkaran iskelet çekirdeklerini görüntülemek için 3 boyutlu bilgisayarlı tomografi (CT) tarayıcı kullandılar.

Bilim adamları, mercan büyümesinin yukarı doğru ve kalınlaşan bileşenlerini ayırt edip ölçebildiler. Analiz, daha asidik sulardaki mercan iskeletlerinin önemli ölçüde daha ince olduğunu ortaya çıkardı.

Araştırmacılar mercan büyüme sürecini incelediler ve mercanların iskeletlerini kalınlaştırmak için gereken kadar aragonit üretemediklerini gösterdiler.

Mercanlar yukarı doğru büyümeye yatırım yapmaya devam ediyor, ancak kalınlaşma zarar görüyor. Sonuç olarak, mercanlar, vuran dalgalardan veya aşınan organizmaların saldırılarından kaynaklanan hasara karşı daha hassas olan daha ince iskeletler oluşturur.

Sonuçlar, gelecek yüzyılın başında birçok mercan resifinde mercan iskelet yoğunluğunda düşüşler olacağını gösteriyor.

Etki, Endonezya, Malezya, Filipinler, Papua Yeni Gine suları ile sınırlanan Mercan Üçgeni’nin bazı kısımlarında mercan iskeletlerinin yoğunluklarında yüzde 20’ye varan azalmalarla birlikte Hint-Pasifik bölgesinde özellikle güçlü olacak. , Doğu Timor ve Solomon Adaları. Bilim adamları, Karayipler, Hawaii ve Kuzey Kızıldeniz’deki mercanların daha iyi durumda olabileceğini söylüyor.

Oyunda olması muhtemel birden fazla stres etkeni

Araştırmacılar, okyanus ısınması gibi diğer değişikliklerin de mercan büyümesini etkileyeceğini belirtiyor.

Guo, “Bir sonraki adımımız, modelimizi birden fazla stres etkeninin mercanların iskelet büyümesi üzerindeki etkilerini içerecek şekilde genişletmektir” dedi. “Farklı okyanus değişikliklerinin mercanları nasıl etkilediğinin ayrıntılarını bilmek, resif oluşturan mercanların yörüngesini yansıtmamızı sağlayacaktır.”

Cohen, “Mercan resifleri, muazzam kültürel, ekolojik ve ekonomik değere sahip, Dünya üzerindeki en çeşitli ekosistemler arasındadır.”

Bu araştırma aynı zamanda Robertson Vakfı, WHOI, Tayvan’daki Bilim ve Teknoloji Bakanlığı ve Birleşik Krallık’taki Leverhulme Trust tarafından da desteklenmiştir.