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研究追踪了过去一个世纪太平洋珊瑚礁的严重漂白事件

随着气候变化导致海洋温度上升,全世界的珊瑚礁正在经历大规模的漂白事件和死亡。对于许多人来说,这是他们第一次遇到极端高温。然而,对于太平洋中部的一些珊瑚礁,厄尔尼诺引起的热浪是一种生活方式。究竟这些珊瑚礁如何应对极端高温的反复发作目前还不清楚。伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的一项新研究揭示了厄尔尼诺现象中珊瑚礁漂白的历史,揭示了一些珊瑚在面临极端条件后如何能够返回。该研究于2018年11月8日发表在“通信生物学”杂志上。

“这些巨大的海洋热浪正在被全球变暖加剧,相当于对珊瑚礁产生影响的原子弹 - 它们在极短的时间内在巨大的海洋区域内杀死了数百万只珊瑚”,WHOI科学家Anne Cohen说。 ,谁是这项工作的首席调查员。“过去30到40年,我们在全球范围内看到了这种情况,并且漂白事件变得更加频繁和严重。”

当水温甚至略微上升时,生活在珊瑚细胞内的共生藻类开始产生有毒物质并被珊瑚排出。藻类通常为珊瑚提供食物和能量,以及它们鲜艳的颜色。没有它们,珊瑚似乎是“漂白”的白色,然后又饿死了。在他们的研究中,科恩的团队前往贾维斯岛(Jarvis Island),这是一个位于夏威夷以南1400英里的一个人口稀少的无人居住的珊瑚礁岛屿,研究极端气候对那里珊瑚的影响。因为贾维斯既偏远又是海洋保护区的一部分,它拥有令人惊叹的丰富珊瑚礁 - 但由于它位于太平洋中部,它也会经历由周期性厄尔尼诺现象引起的比珊瑚更为极端的热浪。其他地方的珊瑚礁

“它位于太平洋中部的赤道上,这使它成为厄尔尼诺现象的中心。”NOAA研究员Hannah Barkley说,他是研究生时的研究生,后来在科恩实验室担任博士后研究员,并且是论文的第一作者。“它受到令人难以置信的变化和极端温度的影响......”由于2015年之前在贾维斯的珊瑚礁上没有观察到漂白的记录,科恩和巴克利转向生活在珊瑚礁上的大型老珊瑚已有100多年的历史。他们从珊瑚中采集了核心样本,创造了一种记录珊瑚礁历史的骨骼活检。在通过CT扫描仪运行核心后,他们首次发现在珊瑚礁的物理结构中保留了多个漂白事件的证据。早在1912年,最长的核心显露出漂白现象。

“我们发现,当珊瑚礁漂白时,这些大型的老珊瑚放下了”应力带“或一层致密的碳酸钙,这是构成珊瑚结构的类似物质。这些带在CT扫描中清晰可见,并且对应伴随着历史的热浪,“科恩说。贾维斯过去漂白事件的记忆被锁定在这些珊瑚中 - 他们可以告诉我们已经发生了什么,即使我们不在那里为自己看到它。贾维斯每四到七年经历一次高于平均水平的温度,可追溯到几十年甚至几百年。该团队发现,每次热浪,珊瑚礁都经历了严重的漂白,但似乎每次都很快就会反弹。

根据他们的样本,该小组认为珊瑚礁恢复的一个主要原因是附近的海流。海底的地形,加上表面上的风力,从深处带来了寒冷,营养丰富的水。这种上升流为珊瑚礁周围的一系列鱼类和其他水生生物提供食物,这反过来又会消耗掉与珊瑚竞争的草藻。在这个过程中,他们为新的,年轻的珊瑚息肉留下了空间,最终定居下来。“这些珊瑚礁具有弹性,可多次漂白和回收,”美国国家科学基金会海洋科学部项目主任Dan Thornhill说。“但2015 - 2016年的漂白活动特别严重,因此该岛正在向我们提供有关世界上一些最具弹性的珊瑚在面临严重漂白压力时如何发展的新见解。”巴克利说,了解像贾维斯这样的珊瑚礁如何在大面积漂白后能够恢复,对于了解其他珊瑚礁生态系统如何在未来重新生长至关重要。

但2015年的超级厄尔尼诺使得贾维斯的热度比以往任何时候都高,而随之而来的漂白是有史以来最糟糕的。95%的岛屿珊瑚死亡。“对我们来说,最重要的问题是珊瑚礁是否会在这段时间内反弹,”巴克利说。“即使像贾维斯这样的珊瑚礁在过去已经重新生长,但它们可能无法恢复。在未来几年内发生的事情将真正帮助我们了解严重的漂白现象。”尽管如此,她仍然保持乐观的态度。“在2015年的漂白活动之后很容易看到像贾维斯这样的地方并感到沮丧。但是我们从核心样本中得到的历史记录表明我们并不是没有希望。贾维斯只是一个例子:尽管我们看到了在世界范围内加速漂白和死亡,我们有一个狭窄的窗口来解决气候变化对珊瑚的影响。一些珊瑚礁可能能够通过巨大的压力事件持续存在。“

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