Houston oversvømmede forurenede rev mere end 100 miles offshore

Afstrømning fra Houstons oversvømmelse i 2016 på skattedagen og oversvømmelsen af ​​orkanen Harvey i 2017 førte menneskeligt affald til koralrev mere end 100 miles offshore i Flower Garden Banks National Marine Sanctuary, ifølge en undersøgelse fra Rice University.

"Vi var ret chokerede, "sagde havbiolog Adrienne Correa, medforfatter af undersøgelsen i Grænser i havvidenskab . "En ting, vi altid troede, at blomsterhavebankerne var sikre fra, var jordbunden afstrømning og forurening af næringsstoffer. Det er et ryk at indse, at i disse ekstreme hændelser, det er ikke kun saltmosen eller havgræsset, vi skal bekymre os om. Offshore -økosystemer kan også blive påvirket. "

Flower Garden Banks sidder oven på flere saltkupler nær kanten af ​​kontinentalsoklen cirka 100 miles fra Texas og Louisiana kysten. Stiger flere hundrede meter fra havbunden, kuplerne er toppet med koraller, alger, svampe og fisk. Hver bank, eller kuppel-toppet økosystem, er adskilt af miles af åbent hav. Flower Garden Banks National Marine Sanctuary, som for nylig blev udvidet, beskytter 17 banker.

Correa og kolleger prøvede svampe ved helligdommen i 2016, 2017 og 2018. De viste prøver indsamlet efter ekstrem stormflod i 2016 og 2017 indeholdt E. coli og andre menneskelige fækale bakterier. De brugte også et katalog over E. coli genetiske markører bidraget med Rice miljøingeniør og medforfatter Lauren Stadler for at vise, at E. coli på svampe i 2017 kom fra Harvey-flodvand.

Hovedforfatter Amanda Shore, der udførte forskningen, mens han var postdoktor i Rice Academy i Correa's laboratorium, sagde mange undersøgelser har vist, at nærliggende rev kan blive skadet af forurenende stoffer, der skylles i havet af nedbør over land. Men havbiologer antager generelt, at økosystemer langt fra kysten er sikre mod sådanne farer.

"Dette viser måske, at de ikke er beskyttet mod alvorlige hændelser, "sagde Shore, en adjunkt i biologi ved Farmingdale State College i New York. "Og disse begivenheder stiger i frekvens og intensitet med klimaændringer."

Correa sagde, "Det er det andet stykke af dette. Der var faktisk en massiv oversvømmelse i 2015 med Memorial Day -oversvømmelsen. Dips i saltholdighed efter denne begivenhed blev opdaget ved overfladebøjer offshore, men ingen kiggede eller prøvede på Flower Garden Banks. Ingen havde forestillet sig, at du ville se sådan noget 160 kilometer ude. "

I april 2016, udbredt oversvømmelse fandt sted i Houston -området, da en alvorlig storm faldt mere end 17 tommer regn nogle steder på mindre end 24 timer. Tre måneder efter oversvømmelsen, rekreative dykkere rapporterede grumset vand og døde og døende organismer ved East Flower Garden Bank. Havbiologer, herunder studieforfatter Sarah Davies fra Boston University, ankom to uger senere for at undersøge.

Shore og medforfattere Carsten Grupstra, en ris -kandidatstuderende, og Jordan Sims, en ris -bachelor, analyserede prøver fra ekspeditionen, herunder væv opsamlet fra svampe. Shore sagde svampe er indikatorer for vandkvalitet, fordi de "dybest set filtrerer havvand for at fange organisk materiale til brug som mad."

Hun sagde, at tidligere undersøgelser har vist, at svampe har et mikrobiom, en population af bakterier, der normalt lever i og på disse dyr. I dette studie, Shore karakteriserede mikrobiomerne på to arter:kæmpe tønde svampe, eller Xestospongia muta, og orange elefant øre svampe, eller Agelas klatroer. Det var første gang artens mikrobiomer blev analyseret på Flower Garden Banks, og Correa sagde, at det var en af ​​grundene til, at det tog så lang tid at forstå, hvad der skete i oversvømmelsesårene.

Correa sagde, "I 2016, vi så forskelle mellem svampebakterier på et sted, der viste tegn på død og et sted, der ikke viste tegn på død, men vi kunne ikke finde årsagen til forskellene, fordi vi ikke havde baseline -data. Vi troede, at vi ville kunne få basisdataene - det normale år - det næste år i 2017. Men så var der endnu en katastrofe. Vi kunne ikke få en normal prøve i et år uden oversvømmelse før 2018. "

Shore sluttede sig til Correa's laboratorium i 2018, hjalp med at indsamle prøver det år og analyserede mikrobiomerne fra hvert år.

Correa sagde, "Der var en stor ændring i samfundets sammensætning, et skift af holdspillerne, på de svampe, der var mest påvirket i 2016. Derefter, efter Harvey i 2017 var der også et skift, men mindre vand kom derude det år, og vi synes, det var mindre belastende. Vi så ikke døde og døende organismer, som vi havde det foregående år. "

Harvey, den mest intense nedbørshændelse i amerikansk historie, faldt anslået 13 billioner liter regn over det sydøstlige Texas i slutningen af ​​august 2017. Forskerne sagde, at Harvey udgjorde en større potentiel trussel mod Flower Garden Banks, langt, end oversvømmelsen i 2016. Så hvorfor gik revene bedre i 2017?

"Fordi vi var heldige med havstrømme, "Shore sagde." I stedet for at gå direkte ud fra Galveston Bay og over Flower Garden Banks, vandet endte med at vende lidt og gik ned ad Texas kysten i stedet. "

Harveys afstrømning udslettede stadig bankerne. Forskningsbøjer ved revene målte et fald på 10% i saltindhold på mindre end et døgn den 28. september, og Correa's team fandt genetiske beviser for, at fækal forurening, der blev indsamlet fra bankerne i oktober, stammer fra Harvey -oversvømmelser i Houston.

Correa sagde, at historien i 2016 var mere kompliceret.

"Der var en opstigende begivenhed, der bragte næringsstoffer og køligere vand op fra dybet til den øverste del af blomsterhavebankerne, "sagde hun." Ferskvand er mindre tæt end saltvand, og vi tror, ​​at oversvømmelsesvandet kom til overfladen og sad der ligesom en linse oven på saltvandet og forhindrede ilt i at blande sig ind fra toppen. Kombinationen af ​​denne overfladehændelse og næringsstofferne, der kom op fra bunden, bidrog til et bakterielt flor, der trak så meget ilt ned, at tingene bare kvælede. "

Det store spørgsmål er, om forurening fra ekstreme storme udgør en langsigtet trussel mod blomsterhavebankerne. Correa sagde, at svaret kunne komme fra en investering i forskning, der følger sundhed og mikrobiomer for individuelle svampe og koraller på revet over tid. Hun sagde, at hendes gruppe hos Rice og hendes samarbejdspartnere er forpligtet til at lære så meget som muligt om revene, og de er fast besluttede på at støtte bestræbelser på at bevare og beskytte dem.