Οι πυρήνες από τους κοραλλιογενείς υφάλους κρατούν τα μυστικά του παρελθόντος και του μέλλοντος των θαλασσών
Καθώς ο ήλιος χαμηλώνει πάνω από την υαλώδη Θάλασσα του Σολομώντα του Ειρηνικού, ο Guillaume Iwankow φορά τον καταδυτικό του εξοπλισμό και κατεβαίνει από το ερευνητικό σκαρί Tara σε μια μηχανοκίνητη λέμβο. Ο στόχος του είναι να φέρει πίσω έναν πυρήνα, ένα δείγμα αποικίας κοραλλιών που καταγράφει δεκαετίες της ζωής της.
Περίπου 10 λεπτά αφότου η λέμβος φύγει από την Tara , ο κινητήρας του επιβραδύνει. Είναι τόσο ρηχά εδώ που τα ψάρια των υφάλων πετάνε μόλις λίγα εκατοστά από την επιφάνεια. Ο Iwankow, ένας επιστημονικός δάσκαλος καταδύσεων για το Ίδρυμα Tara Expeditions, ψάχνει πάνω από το κοράλλι για το μεγαλύτερο, πιο παρθένο παράδειγμα που μπορεί να βρει για Porites lobata — ένα στρογγυλό, κιτρινοπράσινο είδος κοραλλιού που συχνά μεγαλώνει τόσο πολύ που μοιάζει με το περιεχόμενο του κρανίου του Godzilla. Οι αποικίες κοραλλιών αποτελούνται από ζώα με μαλακό σώμα που ονομάζονται πολύποδες, τα οποία (με τη βοήθεια συμβιωτικών φυκών) εκκρίνουν λεπτά στρώματα του ορυκτού ανθρακικού ασβεστίου. Με την πάροδο του χρόνου, αυτά τα ετήσια στρώματα συσσωρεύονται το ένα πάνω στο άλλο σε μια σκληρή μάζα που αποτελεί τον κοραλλιογενή σκελετό.
Μόλις εντοπίσει τους ιδανικούς Πορίτες , ο Iwankow πιέζει την κυκλική λεπίδα πλάτους τριών ιντσών του εργαλείου του πυρήνα στην επιφάνεια του κοραλλιού. Ακούγεται ένας αμυδρός θόρυβος καθώς η λεπίδα βυθίζεται στον σκελετό και τα σύννεφα κοραλλιογενούς σκόνης αναβλύζουν στα γύρω νερά. Αφού διεισδύσει σε όλα τα στρώματα κοραλλιών, ο Iwankow χτυπά το βαρέλι του πυρήνα με αυτόν τον τρόπο και μετά προς τα εκεί, για να αποσπάσει τη βάση του δείγματος που έχει κόψει, η οποία είναι συνήθως περίπου ενάμισι πόδι. Επαναλαμβάνει αυτή τη διαδικασία δύο φορές ακόμη μέσα από την ίδια τρύπα, στη συνέχεια κολυμπάει πίσω και εναποθέτει τα μήκη του δείγματος πυρήνα - περίπου τέσσερα πόδια στο σύνολό τους - στη λέμβο. Μόνο η επιφάνεια των Ποριτών Ο σχηματισμός περιέχει ζωντανούς πολύποδες, επομένως μετά τη διάτρηση, ο σχηματισμός κοραλλιών θα πρέπει να συνεχίσει να αναπτύσσεται στα ρηχά, άθικτος και χωρίς διακοπή.
Θαλάσσιες επιστημονικές αποστολές όπως αυτή συλλέγουν όλα τα είδη βιολογικών δειγμάτων, από το νερό των ωκεανών μέχρι τα ψάρια των υφάλων μέχρι τα μικρόβια των κοραλλιών. Αλλά οι κοραλλιογενείς πυρήνες είναι διαφορετικοί από τους υπόλοιπους. Είναι οργανικές χρονοκάψουλες, που περιέχουν αρχεία τοπικής ρύπανσης, γεωλογίας, θερμοκρασίας και υγείας των υφάλων που χρονολογούνται εκατοντάδες ή χιλιάδες χρόνια πίσω. Καθώς οι ερευνητές τελειοποιούν τις εκπληκτικές μεθόδους που είναι διαθέσιμες για την εξαγωγή αυτού του είδους πληροφοριών από κοραλλιογενείς σκελετούς, η συμβουλή για κλιματολόγους, γεωχημικούς και παλαιοντολόγους που θέλουν να ανατρέξουν στο παρελθόν των ωκεανών έχει γίνει όλο και περισσότερο:Κοίτα στους πυρήνες. «Τα ονομάζω βιβλία ιστορίας των φυσικών υφάλων», είπε η Janice Lough, κλιματολόγος και εμπειρογνώμονας στον πυρήνα των κοραλλιών στο Αυστραλιανό Ινστιτούτο Θαλάσσιας Επιστήμης. "Έχουν πολλές ιστορίες να πουν."
Διάτρηση στην ιστορία των ωκεανών
Όπως και το ιατροδικαστικό ντετέκτιβ, ο πυρήνας των κοραλλιών έχει γίνει ένας αξιόπιστος τρόπος για να προσθέσετε λεπτομέρειες και αξιοπιστία σε θεωρίες σχετικά με γεγονότα του παρελθόντος - ή να αποδείξετε ότι συνέβησαν καθόλου. Είναι εύκολο να ξεχάσουμε ότι κανείς δεν ήταν καν σίγουρος ότι τα κοράλλια δημιούργησαν ετήσιους δακτυλίους ανάπτυξης μέχρι τη δεκαετία του 1970. Τότε ήταν που μια ομάδα γεωφυσικών του Πανεπιστημίου της Χαβάης επισκέφτηκε την Ατόλη Enewetak στο Νότιο Ειρηνικό.
Το Enewetak ήταν ένα ανεπιτήδευτο νησί με μια ασυνήθιστη ιστορία:οι Ηνωμένες Πολιτείες δοκίμασαν πυρηνικές βόμβες εκεί σε διάφορες ημερομηνίες τη δεκαετία του 1940 και του 1950. Οι ερευνητές της Χαβάης ήταν περίεργοι να δουν εάν οι κοραλλιογενείς σκελετοί κοντά στο Enewetak θα έδειχναν στοιχεία αυτής της ραδιενέργειας. Εάν τα στρώματα του πυρήνα των κοραλλιών περιείχαν ραδιενεργά στοιχεία με γνωστό χρόνο ημιζωής, θα ήταν δυνατό να υπολογιστεί σχεδόν ακριβώς πότε φτιάχτηκε κάθε δακτύλιος ανάπτυξης. «Πήραν μια φέτα από μια τεράστια αποικία, την έβαλαν σε [φωτο]ευαίσθητο χαρτί σε έναν σκοτεινό θάλαμο για ένα μήνα και είδαν μια σειρά από ραδιενεργές ζώνες», είπε ο Λαφ. Η απόσταση των ζωνών στο χαρτί άφησε να εννοηθεί ότι μπορεί να υπάρχουν περισσότερα να ανακαλύψουμε μέσα στην κρυμμένη δομή του κοραλλιού, υποδηλώνοντας ότι έπρεπε να γίνει μια περαιτέρω δοκιμή. "Ήρθαν σε επαφή με τον τοπικό γιατρό και είπαν, "Θα σε πείραζε να ακτινογραφήσεις τη φέτα κοραλλιού μας;"
Όταν οι φέτες κοραλλιών τοποθετήθηκαν στον σαρωτή ακτίνων Χ, έγινε ορατή μια χαρακτηριστική σειρά φωτεινών και σκούρων δακτυλίων ανάπτυξης, που αντανακλούν την πυκνότητα του ανθρακικού ασβεστίου που αποτελούσε τον κοραλλιογενή σκελετό. Η χρονολόγηση των ραδιενεργών στοιχείων στον σκελετό αποκάλυψε ότι κάθε χρόνο τοποθετούνταν ένα διπλό σύνολο δακτυλίων:ένας μεγαλύτερος, πιο πορώδες δακτύλιος και ένας στενότερος, πιο πυκνός δακτύλιος. Σε μια Επιστήμη του 1972 σε χαρτί, οι ερευνητές ονόμασαν τους πυρήνες «κοραλί χρονόμετρα», αναφέροντας τη χρησιμότητά τους ως φυσικά ρολόγια. Άλλοι επιστήμονες ανέφεραν έκτοτε ότι τα κοράλλια σχηματίζουν μεγαλύτερους δακτυλίους ανάπτυξης κατά τις υγρές εποχές όταν οι θερμοκρασίες είναι πιο μέτριες και μικρότερους δακτυλίους κατά τη διάρκεια ξηρών περιόδων όταν οι συνθήκες είναι πιο ακραίες.
Τα είδη κοραλλιών μεγαλώνουν μεταξύ 0,3 και 10 εκατοστών ετησίως, αλλά ένας γενικός εμπειρικός κανόνας είναι ότι ένα δείγμα πυρήνα μήκους 100 εκατοστών, για παράδειγμα, παρέχει ένα αρχείο περίπου 100 ετών της ιστορίας αυτού του κοραλλιού. Συχνά είναι τα πιο πρόσφατα 100 χρόνια, αλλά όχι πάντα. Τα απολιθωμένα κοράλλια μπορεί να περιέχουν ακολουθίες δακτυλίων ανάπτυξης που χρονολογούνται από την τελευταία μεσοπαγετωνική περίοδο, πριν από περισσότερα από 100.000 χρόνια. Οι σαρώσεις ακτίνων Χ εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σήμερα για την αξιολόγηση της σχετικής πυκνότητας των κοραλλιογενών δακτυλίων ανάπτυξης, η οποία αντανακλά τις κλιματικές συνθήκες τη στιγμή που δημιουργήθηκαν οι δακτύλιοι. Ωστόσο, οι επιστήμονες της θάλασσας εργάστηκαν σταθερά για να ανακαλύψουν τη σημασία και άλλων ιδιοτήτων του πυρήνα των κοραλλιών.
Ένα από τα πλουσιότερα αποθέματα δεδομένων μέσα σε έναν πυρήνα, όπως ανακαλύπτουν οι ντετέκτιβ των κοραλλιών, είναι το ετησίως το αρχείο ιχνοστοιχείων στο νερό των ωκεανών. Οι πολύποδες των κοραλλιών προσλαμβάνουν το νερό των ωκεανών για να εξάγουν μεταλλικά στοιχεία που χρειάζονται για να χτίσουν τους σκελετούς τους, έτσι κάθε ανθρακικό στρώμα περιέχει μικροσκοπικές ποσότητες ό,τι υπήρχε στο νερό όταν δημιουργήθηκε το στρώμα. Ενώ οι δακτύλιοι ανάπτυξης κοραλλιών «δεν είναι τόσο ωραίοι και σφιχτές όσο οι δακτύλιοι δέντρων, λόγω του πολύπλοκου εσωτερικού σχήματος του σκελετού», είπε ο Γκρέγκορι Γουέμπ, παλαιοντολόγος του Πανεπιστημίου του Κουίνσλαντ, «καταγράφουν τη χημεία του νερού μέσα στο οποίο αναπτύσσονται».
Επομένως, οι δοκιμές της σύνθεσης του πυρήνα των κοραλλιών επιτρέπουν στους επιστήμονες να καταγράφουν τα επίπεδα πολλών διαφορετικών ενώσεων σε μια ωκεάνια ζώνη από το ένα έτος στο άλλο. Αυτό μπορεί να δώσει πληροφορίες για πλανητικές διεργασίες που φαίνεται να έχουν ελάχιστη σχέση με τα κοράλλια. Επιστήμονες της θάλασσας στο εργαστήριο Guangxi Key της Κίνας συμπέραναν πρόσφατα τη δύναμη των χειμερινών μουσώνων της Ανατολικής Ασίας τα τελευταία 150 χρόνια μετρώντας τα επίπεδα στοιχείων σπάνιων γαιών, όπως το λανθάνιο και το δημήτριο, σε κάθε στρώμα ενός Πορίτη κοραλλιογενής πυρήνας. Αυτά τα στοιχεία σπάνιων γαιών προέρχονται από στροβιλισμούς σκόνης που εναποτίθεται κατά τη διάρκεια των χειμερινών καταιγίδων, επομένως η επικράτηση των στοιχείων είναι ένα αξιόπιστο όργανο μέτρησης της έντασης της καταιγίδας.
Ομοίως, οι δοκιμές του πυρήνα των κοραλλιών αποκαλύπτουν ιστορικά στοιχεία ρύπανσης που προκαλείται από τον άνθρωπο που είναι πολύ πιο λεπτομερή από ό,τι είχε βρεθεί πριν. Η Lough και οι συνεργάτες της δειγματίζουν σύγχρονους πυρήνες από τον Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο και δοκιμάζουν τα στρώματα ανάπτυξης για επίπεδα τοξικών μετάλλων όπως ο μόλυβδος και το κάδμιο, τα οποία συχνά προέρχονται από τη βιομηχανική παραγωγή. Οι προγραμματιστές μπορεί να κατασκευάσουν ένα λιμάνι, να απορρίψουν ιζήματα σε έναν κοραλλιογενή ύφαλο και να επιμείνουν ότι η παρέμβασή τους δεν έχει καμία επίδραση στον ωκεανό — αλλά, όπως τόνισε ο Lough, «οι πυρήνες των κοραλλιών είναι αμερόληπτοι παρατηρητές του πώς αλλάζει το περιβάλλον».
Οι κοραλλιογενείς πυρήνες παρέχουν επίσης μερικά από τα μόνα αξιόπιστα αρχεία θερμοκρασιών των ωκεανών κατά τη διάρκεια των ετών πριν από τη λήψη των επίσημων μετρήσεων. Όταν τα νερά είναι πιο δροσερά, τα κοράλλια χρησιμοποιούν περισσότερο από το στοιχείο στρόντιο για να συμπληρώσουν το ανθρακικό ασβέστιο που χρησιμοποιούν για την κατασκευή των σκελετών τους. Υπολογίζοντας την αναλογία ασβεστίου προς στρόντιο σε κάθε στρώμα κοραλλιογενούς πυρήνα, οι ερευνητές μπορούν να προσδιορίσουν ποια ήταν η θερμοκρασία του ωκεανού όταν δημιουργήθηκε αυτό το στρώμα.
Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική σε κοραλλιογενείς πυρήνες από τα νερά του τροπικού Ειρηνικού γύρω από τα νησιά Γκαλαπάγκος του Ισημερινού, η γεωεπιστήμονας του Πανεπιστημίου της Αριζόνα Gloria Jimenez και οι συνεργάτες της συγκέντρωσαν πρόσφατα μια λεπτομερή καταγραφή των αλλαγών της θερμοκρασίας του νερού από το 1940 έως το 2010. Τα προηγούμενα αρχεία θερμοκρασίας για την περιοχή ήταν ανώμαλα και φαινόταν να δείχνει ότι η θέρμανση των ωκεανών στα Γκαλάπαγκος ήταν περιορισμένη λόγω των εισερχόμενων ψυχρών ρευμάτων από τα βάθη. Αλλά τα δεδομένα για τον κοραλλιογενή πυρήνα του Jimenez έλεγαν μια διαφορετική ιστορία:τα νερά στην περιοχή είχαν στην πραγματικότητα θερμανθεί από τα τέλη της δεκαετίας του 1970, με μια απότομη άνοδο στις αρχές της δεκαετίας του 1980 όταν τα θερμά ρεύματα Ελ Νίνιο ταξίδευαν. Αυτή η σταθερή τάση αύξησης της θερμοκρασίας σημαίνει ότι οι ύφαλοι γύρω από τα Γκαλάπαγκος ενδέχεται να βρίσκονται σε μεγαλύτερο κίνδυνο από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
Κάτω από τους σύγχρονους κοραλλιογενείς σχηματισμούς που μελετά ο Jimenez υπάρχει ένα άλλο θησαυροφυλάκιο δεδομένων που συνδέονται σε απολιθωμένους κοραλλιογενείς πυρήνες. Ανάλογα με την κατάσταση διατήρησής τους, αυτοί οι πυρήνες επιτρέπουν σε ερευνητές όπως ο Webb να επεκτείνουν τα ρεκόρ θερμοκρασίας των ωκεανών για περισσότερα από 100.000 χρόνια στο παρελθόν. Ο Webb διαθέτει ένα προσαρμοσμένο σκάφος, το ερευνητικό σκάφος D Hill , που διαθέτει μια πλατφόρμα γεώτρησης για τη λήψη δειγμάτων πυρήνα από αρχαία στρώματα κάτω από τον Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο.
Αφού ο Webb και η ομάδα του ανακτήσουν απολιθωμένους κοραλλιογενείς πυρήνες, μπορούν να καθορίσουν την ηλικία ενός πυρήνα χρησιμοποιώντας χρονολόγηση ουρανίου-θορίου. Η ανάλυση φασματόμετρου μάζας δείχνει πόσο από τα ίχνη ουρανίου στα στρώματα του πυρήνα έχει διασπαστεί σε θόριο και η αναλογία μεταξύ των δύο στοιχείων χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της κατά προσέγγιση ηλικίας κάθε στρώματος. Όπως ο Jimenez, ο Webb χρησιμοποιεί αναλογίες στροντίου-ασβεστίου για να υπολογίσει τις θερμοκρασίες των ωκεανών τη στιγμή που δημιουργήθηκε κάθε κοραλλιογενής ζώνη και χρησιμοποιεί τους απολιθωτούς πυρήνες του για να παρακολουθεί την επικράτηση των ιχνοστοιχείων στα προϊστορικά ύδατα. «Καταφέραμε να ανακτήσουμε πυρήνες από ολόκληρο το Ολόκαινο», είπε ο Webb, αναφερόμενος στην τρέχουσα γεωλογική εποχή, η οποία ξεκίνησε πριν από περίπου 12.000 χρόνια. «Μπορούμε να αρχίσουμε να συγκρίνουμε ζητήματα κλίματος και ποιότητας νερού στον ίδιο ύφαλο, στο ίδιο ακριβώς σημείο, αλλά με διαφορά 100.000 ετών».
Η ανάλυση του πυρήνα των απολιθωμάτων του Webb αναδεικνύει επίσης νέα στοιχεία για αρχαίες γεωλογικές διεργασίες. Κατά τη διάρκεια ενός πρόσφατου ταξιδιού στον ύφαλο Heron, μια περιοχή του Μεγάλου Κοραλλιογενούς Ύφαλου στα ανοικτά των ακτών της Αυστραλίας, αυτός και η ομάδα του αντιμετώπισαν ένα πρόβλημα. Η εξέδρα της ομάδας είναι ικανή να τρυπήσει 30 μέτρα στον πυθμένα της θάλασσας και μια μέρα, υπολόγισαν ότι σύντομα θα χτυπούσαν στρώματα που χρονολογούνται από την τελευταία μεσοπαγετωνική περίοδο της εποχής του Πλειστόκαινου, πριν από περισσότερα από 100.000 χρόνια. Αλλά ποτέ δεν τα κατάφεραν. «Πιστεύαμε ότι θα χτυπούσαμε το Πλειστόκαινο σε περίπου 15 μέτρα», θυμάται ο Webb. «Είχαμε στοιχήματα για το πόσο θα ήταν αυτό το βάθος — κάποιος πήρε 12, κάποιος πήρε 14. Επόμενο πράγμα που ξέρετε, είμαστε στα 22 και δεν το είχαμε φτάσει ακόμα. Απλώς έτυχε να τρυπήσουμε σε μια κοιλάδα και δεν το περιμέναμε καθόλου."
Όπως αποδείχθηκε, ο κοραλλιογενής πυρήνας περιείχε ένα στρώμα που χρονολογείται από την τελευταία εποχή των παγετώνων, όταν τα επίπεδα της θάλασσας ήταν έως και 130 μέτρα χαμηλότερα και ολόκληρη η δομή του Μεγάλου Κοραλλιογενούς Ύφαλου ήταν πάνω από τα κύματα. Ο άνεμος, η βροχή και το τρεχούμενο νερό χάραξαν τον εκτεθειμένο ασβεστόλιθο σε εκείνη την τοποθεσία σε μια βαθιά κοιλότητα που περιβάλλεται από ψηλούς, απότομους, απόκρημνους λόφους. Όταν η στάθμη της θάλασσας ανέβηκε ξανά, ρεύματα και κύματα γέμισαν τη βυθισμένη κοιλάδα με σωματίδια ιζήματος και αυτό το έδαφος έγινε το θεμέλιο για νέους κοραλλιογενείς υφάλους που αναπτύσσονταν στην τοποθεσία. Αυτή η ανακάλυψη βοήθησε τους ερευνητές να καταλήξουν στο συμπέρασμα ότι το σχήμα των σύγχρονων υφάλων δεν καθορίζεται τυπικά από το σχήμα των προηγούμενων υφάλων ή των γεωλογικών δομών στις οποίες αναπτύσσονται, όπως νόμιζαν ορισμένοι επιστήμονες. Η συσσώρευση ιζημάτων μπορεί να καλύψει τα περιγράμματα των παλαιότερων δομών και να προσφέρει μια πιο επίπεδη επιφάνεια για να αναπτυχθούν οι νέοι ύφαλοι. Εν τω μεταξύ, τα υψηλότερα σημεία στους κοραλλιογενείς υφάλους μπορούν να αυξηθούν μόνο τόσο ψηλά όσο το επιτρέπει η στάθμη της θάλασσας, πράγμα που σημαίνει ότι είναι ισοπεδωμένα και από την κορυφή.
Οι μεταβαλλόμενες κινήσεις της θάλασσας έπαιζαν πάντα αναπόσπαστο ρόλο στη διαμόρφωση αυτών των μοναδικών οικοσυστημάτων, όπως μια μελέτη στο Nature Geoscience κυκλοφόρησε μόλις αυτή την εβδομάδα περαιτέρω πιστοποιήσεις. Η Jody Webster του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ, ο Bryan Lougheed του Ινστιτούτου Pierre Simon Laplace στη Γαλλία και οι συνάδελφοί τους εξήγαγαν μια ποικιλία αρχαίων κοραλλιογενών πυρήνων κάτω από τον Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο. Η ανάλυση της σκελετικής ύλης και των ιζημάτων στους πυρήνες έδειξε ότι οι αλλαγές της στάθμης της θάλασσας είχαν σκοτώσει τμήματα του υφάλου πέντε φορές τα τελευταία 30.000 χρόνια - μερικές φορές όταν οι ύφαλοι ήταν εκτεθειμένοι στον αέρα και μερικές φορές όταν τα ιζήματα στα ανερχόμενα νερά εμπόδισαν το φως από φτάνοντας στον ύφαλο. Ο ύφαλος αναπτύχθηκε σε κάθε περίπτωση, ωστόσο, λόγω των πολυπόδων των κοραλλιών που μετανάστευσαν από αλλού και οι ζωντανοί κοραλλιογενείς σχηματισμοί του μετακινήθηκαν με την πάροδο του χρόνου για να επωφεληθούν από τις καλύτερες διαθέσιμες συνθήκες νερού και φωτός.
Η μοναδική δομική σύνθεση κάθε στρώματος κοραλλιών σε ένα δείγμα πυρήνα παρέχει επίσης ενδείξεις για άλλες πιέσεις που αντιμετώπισε το κοράλλι καθώς σχηματιζόταν, είτε αυτό συνέβη πριν από δεκάδες χρόνια είτε χιλιάδες χρόνια. Όταν οι ωκεανοί είναι σχετικά όξινοι λόγω του διαλυμένου διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, για παράδειγμα, τα κοράλλια αλλάζουν εντελώς τις αναπτυξιακές τους συνήθειες, όπως ανέφεραν φέτος οι ερευνητές του Ωκεανογραφικού Ινστιτούτου Woods Hole στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών .
Η ομάδα των επιστημόνων του Woods Hole, συμπεριλαμβανομένου του μεταπτυχιακού φοιτητή Nathaniel Mollica και της γεωλόγου Anne Cohen, ανέλυσε δείγματα σύγχρονων Porites κοραλλιογενείς πυρήνες από νερά κοντά στον Παναμά, το Παλάου, την Ταϊβάν και την Ατόλη Dongsha στη Θάλασσα της Νότιας Κίνας. Τοποθέτησαν κάθε κοραλλιογενή πυρήνα σε έναν σαρωτή υπολογιστικής τομογραφίας (CT), μια εξειδικευμένη συσκευή ακτίνων Χ που αποκαλύπτει τα πρότυπα ανάπτυξης και τις διαφορές πυκνότητας βαθιά μέσα στο κοράλλι.
Συγκρίνοντας αυτά τα αρχεία κοραλλιογενών πυρήνων με δείγματα νερού που ελήφθησαν από κάθε τοποθεσία, οι επιστήμονες απέδειξαν ότι τα υψηλότερα επίπεδα οξέος κατά τις προηγούμενες εποχές προκάλεσαν διακριτές δομικές ανωμαλίες. Τα κοράλλια σε πιο όξινα νερά αναπτύχθηκαν με την ίδια περίπου ταχύτητα με άλλα κοράλλια, αλλά η δομή των κοραλλιών που εκτέθηκαν στο οξύ ήταν διαφορετική, με κενά όπως οι φυσαλίδες στο κουρκούτι για τηγανίτες. Ο λόγος για αυτό είναι ότι όταν το διοξείδιο του άνθρακα διαλύεται στο νερό των ωκεανών, προσκολλάται σε ελεύθερα ανθρακικά ιόντα στο νερό. Ως αποτέλεσμα, λιγότερα ανθρακικά ιόντα είναι διαθέσιμα για την εξαγωγή των πολύποδων των κοραλλιών από το νερό, επομένως οι πολύποδες δεν μπορούν να παράγουν τόσο πολύ ανθρακικό ασβέστιο.
Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η ανεπάρκεια οδηγεί σε λεπτότερους, πιο πορώδεις κοραλλιογενείς σκελετούς. «Βασικά, βλέπουμε όλους αυτούς τους άδειους χώρους [και] τις κοίλες περιοχές μέσα», είπε ο Weifu Guo, γεωχημικός στην ερευνητική ομάδα. Τέτοιοι ευαίσθητοι σκελετοί είναι πιο ικανοί να θρυμματίζονται κάτω από ένα κύμα καταιγίδας ή τη συντριβή κυμάτων - και με τη σειρά του, αυτή η κατάρρευση μπορεί να θέσει σε κίνδυνο άλλες ζωές στον ύφαλο, συμπεριλαμβανομένων των φυκών που καλλιεργούν τροφή για κοράλλια και των ψαριών που εξαρτώνται από τα κοράλλια για τη διατροφή τους.
Modeling Oceans’ Future
Παρατηρήσεις του πυρήνα των κοραλλιών όπως αυτές γεμίζουν κενά στις γνώσεις μας για τη δυναμική των πλανητών και των ωκεανών, αλλά βοηθούν επίσης τους ερευνητές να προβλέψουν πώς οι πιέσεις θα επηρεάσουν τους υφάλους τα επόμενα χρόνια. Εξετάζοντας τα βασικά τους δεδομένα παράλληλα με τις προβλεπόμενες αυξήσεις στην οξύτητα των ωκεανών που προκύπτουν από την κλιματική αλλαγή, οι ερευνητές του Woods Hole κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η πυκνότητα των κοραλλιογενών σκελετών παγκοσμίως πιθανότατα θα μειωθεί έως και 20 τοις εκατό μέχρι το έτος 2100, μια πρόβλεψη που υπογραμμίζει την πιθανότητα να υποφέρουν οι ύφαλοι. ζημιά από σωματικό σφυροκόπημα.
Επιπλέον, τα μακροπρόθεσμα αρχεία που είναι εγκλωβισμένα σε κοραλλιογενείς πυρήνες αποκαλύπτουν πώς οι ύφαλοι του παρελθόντος μεγάλωσαν και προσαρμόστηκαν εν μέσω της ρύπανσης και της υπερθέρμανσης των ωκεανών, κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό δεδομένων των παρόμοιων τάσεων σήμερα. «Χρειαζόμαστε αυτό το ιστορικό αρχείο για το πώς συμπεριφέρονται οι ύφαλοι, ποιες αλλαγές έχουν προηγηθεί και πώς ανταποκρίνονται. Αυτό μας δίνει μια καλύτερη βάση [για] τι θα μπορούσαμε να αντιμετωπίσουμε», είπε ο Webb. "Είναι εκπληκτικό αυτό που θα μπορέσουμε να κάνουμε καθώς συνδέουμε όλους αυτούς τους δίσκους μαζί."
Αυτή η συσσωρευμένη γνώση ήδη βοηθά τους ερευνητές να προσαρμόσουν τα προγνωστικά παγκόσμια κλιματικά μοντέλα, τα οποία, όπως είπε ο Lough, θα ενημερώσουν τις στρατηγικές διατήρησης των υφάλων. «Τα παγκόσμια κλιματικά μοντέλα δεν είναι τέλεια – συντονίζονται συνεχώς. Τα αρχεία από τα κοράλλια παρέχουν στοιχεία από το παρελθόν ότι αυτά τα μοντέλα μπορούν να χρησιμοποιήσουν."
Ένα μεγάλο μέρος της χρηματοδότησης της έρευνας πηγαίνει για την τεκμηρίωση της σύγχρονης οικολογίας των υφάλων, με ελάχιστα απομεινάρια για ανιχνευτές στο παρελθόν. Αλλά για να συνδυάσουμε ακριβείς εκτιμήσεις της ιστορίας και του παρόντος των ωκεανών, υποστηρίζουν οι Webb, Guo και άλλοι, θα είναι σημαντικό να βρεθούν περισσότερα δείγματα κοραλλιογενών πυρήνων που καλύπτουν μια σειρά εποχών και συνθηκών νερού. «Όταν έχεις μεγαλύτερη συλλογή, δεν βασίζεις ολόκληρο το επιχείρημά σου σε ένα μόνο κοράλλι», είπε ο Guo. "Μπορείτε να πείτε μια πιο σίγουρη ιστορία."
Ο μακροχρόνιος στόχος του Iwankow είναι να προσθέσει σε αυτήν την εξελισσόμενη ιστορία. Μετά τη λέμβο του — τώρα φορτωμένο με Πορίτες δείγματα πυρήνα — chugs πίσω στην Tara , ανυψώνει τα τμήματα του πυρήνα μέχρι το κατάστρωμα του σκάφους και τα παρατάσσει σε ένα τραπέζι εργασίας για να στεγνώσουν. Όταν το σκάφος φτάσει στο λιμάνι, δεκάδες πυρήνες που έχει συλλέξει ο Iwankow από όλο τον Ειρηνικό θα αποσταλούν στο Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας της Γαλλίας (CNRS) και στο Επιστημονικό Κέντρο του Μονακό.
Με τη βοήθεια δεδομένων από αυτούς τους πυρήνες, οι ερευνητές θα συγκεντρώσουν ένα λεπτομερές πορτρέτο του ωκεάνιου οικοσυστήματος και του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα συστατικά του. «Συλλέγουμε [δείγματα] ολόκληρου του περιβάλλοντος της αποικίας», είπε ο Iwankow. "Κοράλλια, νερό, ψάρια - παίρνουμε τα πάντα και τα βάζουμε όλα μαζί." Για χιλιετίες, τα κοράλλια έχουν καταθέσει, κύτταρο με κύτταρο, μαρτυρίες για την υγεία και τη μεταμόρφωση ολόκληρων ζωντανών συστημάτων. Τώρα, η μοίρα αυτών των συστημάτων μπορεί να ενεργοποιήσει την ικανότητά μας να αποκωδικοποιούμε τα κρυφά αρχεία που περιέχουν αυτοί οι σκελετοί.
