Ser inde i koraller

Koralrev opretholder livet i havet over hele verden og beskytter dets sårbare kyststrækninger. Men revene er i stigende grad truet, primært på grund af forurening og stigende havtemperaturer. Videnskabsmænd, inklusive American Universitys Kiho Kim kører med uret for at vurdere skadens sande omfang, før den bliver irreversibel. I dag, nye teknologier gør det muligt at se inde i koraller, at undersøge skeletkernerne for ødelæggelser forårsaget af mennesker.

Kim og hans teammedlemmer er blandt de første til at bruge en ny kemisk teknik til at studere koralskeletter for at dokumentere påvirkningerne fra menneskelig aktivitet. En ny undersøgelse offentliggjort i Havforureningsbulletin forklarer, hvordan de gjorde det i det amerikanske territorium Guam, en lille ø-nation under dramatisk økologisk forandring.

"Denne undersøgelse giver os en fornemmelse af, hvor store ændringerne har været i løbet af de sidste 60 år, og hvordan befolkningstilvæksten fører til nedbrydningen af ​​revene, " sagde Kim.

Forskerne arbejdede med koraller på den østlige side af øen, i Togcha-flodens vandskel, hvor et samfunds spildevandsanlæg dumper spildevand i floden, der derefter løber nedstrøms til kystnære koralrev. Togcha-revets flade bliver forurenet fra kloakafledt nitrogen fra anlægget og septiktankens udløb. Koralsygdom er udbredt.

I Guam, som i mange ø-nationer, det største forurenende stof er nitrogen fra spildevand, på grund af dårlig spildevandsinfrastruktur. Guams spildevandsanlæg er gamle, spildevand behandles ikke efter de højeste standarder, og vandprøver viser rutinemæssigt spildevand i mængder, der er højere end regeringsniveauer, der er fastsat for sikre rekreative farvande i ferskvands- og havmiljøer.

At finde ud af, hvor meget nitrogen, der er afledt af spildevand, bidrager til koralrevets nedbrydning, er udfordrende, men vigtigt. Forskere skal redegøre for andre stressfaktorer, der påvirker koraller, både naturligt og menneskeskabt, som El Nino vejrfænomenet og overfiskeri. Den information, forskerne indsamler, kan hjælpe med at forudsige, hvad der skal ske for fremtidens rev.

Dette er især kritisk for Guam, hvor øens befolkning, i øjeblikket 160, 000, forventes at vokse med anslået 40, 000. Denne tilstrømning vil ske, når amerikanske marinesoldater og deres supporttjenester flytter fra Japan. Selvom marinesoldaterne endnu ikke er flyttet, den amerikanske regering arbejder på planer, ifølge de seneste nyheder. http://www.guampdn.com/story/news/2017/04/27/military-buildup-presses-while-cautious-historic-properties/100965786/

Ny teknik

Koralrev er blandt de mest forskelligartede økosystemer i verdenshavene. Samfund er afhængige af dem for mad, for fiskene, der lever i dem, og for turismen. De er under stress som aldrig før. Mange rev tager længere tid at komme sig efter blegningsbegivenheder, som opstår, når varmt vand eller forurening underminerer korallernes evne til at føde. Koraller bliver hvide og bliver mere modtagelige for sygdomme. For nylig, forskere opdagede, at hele dele af Australiens Great Barrier Reef var døde på grund af varmt vand.

Når koraller vokser, de lægger lag af skelet på samme måde, som træringe vokser over tid. Når vandet bliver varmt på grund af klimaændringer, forskere undersøger disse lag for at forstå temperaturændringer på koraller. Nu kan forskere studere korallagene for nitrogenforurening ved at bruge en ny kemisk teknik, udviklet af forskere ved Princeton, som tillader mere præcis stabil isotopanalyse af koralskelet. Kim og hans kolleger udtog et enkelt skelet fra en koloni af massive koraller nær mundingen af ​​Togcha-floden, i vand omkring seks meter dybt.

Den nitrogenforurening, som forskerne registrerede fra skelettet, korrelerer med Guams befolkningstilvækst i løbet af de sidste 60 år. Alene mellem 1960 og 1980 Guams befolkning blev tidoblet.

Koralskeletkernen blev ekstraheret ved at bruge en 5,5 cm bred, hule, bor med diamantspids. I dette tilfælde, Kim og hans teammedlemmer brugte en højtryksluftboremaskine fastgjort til en dykkertank til at fjerne en kerne på 70 cm. Boring kan lyde hårdt, men det skader ikke korallen.

Efter at have udtrukket kernen, som ikke vil blive sat tilbage, forskere lukkede hullet med en cementprop. De observerede senere korallen og fandt koralvæv, der voksede over proppen, hvilket tydede på, at korallens helbred ikke var blevet skadet.

Konfronterer koralrevets tilbagegang

Mens klimaændringer kræver handling på globalt plan, forurening er et lokalt problem, der kan løses bedre infrastruktur og politik, sagde Kim. Reduktion af nitrogen er afgørende for at bevare økosystemet af mangrover, søgræsser og koraller i Guams kystfarvande.

"Koralrev på Guam står over for de samtidige udfordringer med flere – og nogle gange modstridende – brugerbehov og påvirkninger fra faldende vandkvalitet. Alligevel er de stadig af afgørende betydning for Guams økonomi, " sagde Kim. "Denne situation er fælles for tropiske øer over hele verden. Erfaringer, der er indhøstet om at håndtere disse udfordringer, kan give vejledning til andre øer i regionen."

"Liv og død af et rensningsanlæg registreret i et koralskelet δ15N rekord, " er skrevet af Nicholas N. Duprey, Xingchen T. Wang, Philip D. Thompson, Jeffrey E. Pleadwell, Laurie J. Raymundo, Kiho Kim, Daniel M. Sigman og David M. Baker.