El sistema Coral-FOCE desplegado en Heron Island Reef Flat. La foto fue tomada durante la marea baja cuando el equipo estaba probando el experimento. En primer plano está el sistema personalizado controlado por computadora y el sistema de dosificación de agua de mar enriquecida con CO2 en una plataforma flotante, en el fondo está el generador de viento que junto con un panel solar en el flotador impulsaron este experimento. Crédito:David Kline
Un equipo dirigido por David Kline, un científico del personal del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales, preguntó qué pasaría si bajaran el pH en un arrecife de coral vivo. Mediante el uso de pulsos controlados por computadora de agua de mar enriquecida con dióxido de carbono (CO2), simularon un escenario futuro de cambio climático. Sus resultados, publicado en Ecología y evolución de la naturaleza , enfatizar la importancia de proteger los corales vivos.
El océano absorbe aproximadamente la mitad del carbono producido por la quema de combustibles fósiles, haciendo que el agua de mar sea más ácida. Y según un informe de la ONU, La acidez del océano puede duplicarse para el 2100. Pero la mayor parte de lo que se sabe sobre los efectos de la acidificación del océano en los corales proviene de experimentos en acuarios.
"Queríamos alejarnos de los experimentos en cajas de vidrio y hacerlos en el arrecife en condiciones naturales, ", Dijo Kline." Pero nunca imaginamos que las diferencias serían tan dramáticas ".
"Durante el período experimental de ocho meses, pasamos por alrededor de cinco tanques de gas CO2, el tipo que las empresas de refrescos usan para poner la efervescencia en latas de refresco, para hacer el agua de mar más ácida, ", Dijo Kline." Nuestra máquina del tiempo bajo el agua (también llamada sistema de enriquecimiento de carbono del océano libre o FOCE) utilizó una serie de sensores y bombas dosificadoras para simular condiciones futuras de alto contenido de CO2 mediante el bombeo controlado de agua de mar con alto contenido de CO2 sobre Porites vivos y muertos. cylindricas en nuestros canales experimentales abiertos en el arrecife plano en la estación de campo Heron Island de la Universidad de Queensland en la Gran Barrera de Coral ".
Un miembro del equipo hace snorkel durante la marea baja para tomar muestras del agua de mar en cada cámara (hay un mosquetón de jeringas de muestreo alrededor de su brazo) e insertar temporalmente puertas estilo guillotina para sellar la cámara durante 2 horas para medir los corales. tasas de calcificación / disolución y fotosíntesis / respiración. Crédito:David Kline
El pH y la temperatura normalmente fluctúan durante un período de 24 horas. Entonces, el equipo creó un sistema para aumentar el CO2 en una cantidad constante por encima del nivel de fondo. Limpiaron los canales tomó muestras de agua y calibró constantemente las redes de 40 sensores para asegurarse de que estuvieran agregando los niveles de CO2 previstos para el futuro.
Como conchas de mar, Los esqueletos de los corales están hechos de carbonato de calcio. Y a medida que el agua de mar se vuelve más ácida, Los esqueletos de coral acumulan carbonato de calcio más lentamente o incluso se disuelven, como tiza en un vaso de vinagre.
"El uso de un sistema FOCE no es la única forma de abordar los efectos de la acidificación del océano, es parte de un juego de herramientas, pero nos da predicciones realistas, ", Dijo Kline." La ventaja es que genera información consistente de un arrecife real, con luz natural, comida, nutrientes y condiciones ambientales donde los corales están expuestos al ecosistema natural de los habitantes de los arrecifes. La desventaja es que es costoso y desafiante de configurar y ejecutar ".
Los resultados de este primer experimento de FOCE en un arrecife de coral poco profundo fueron sombríos:tanto los corales vivos como los muertos se vieron seriamente afectados por la acidificación del océano. Las tasas de crecimiento de los corales vivos se redujeron a casi cero, mientras que la tasa de disolución de las colonias muertas casi se duplicó. Estos resultados sugieren que a los niveles de CO2 previstos para el futuro, Los arrecifes de coral comenzarán a disolverse antes de lo que se pensaba. Sin embargo, una de sus conclusiones ilumina las perspectivas futuras de los arrecifes:
Davey Kline, el autor principal de este estudio y el profesor Ove Hoegh-Guldberg de la Universidad de Queensland y el autor principal con el controlador de computadora personalizado FOCE y el sistema de dosificación de CO2 enriquecido en el arrecife de Heron Island, Gran Barrera de Coral, Australia. Crédito:David Kline
Los esqueletos de coral cubiertos con tejido vivo eran mucho más resistentes que los corales muertos en este experimento del mundo real porque estaban protegidos de los gusanos aburridos y otros animales que se alimentan de corales desde el interior de los esqueletos de coral. y también de erizos de mar, peces loro y otros bioeroders que viven en la superficie exterior de los corales que se comieron los corales muertos a un ritmo rápido.
"La gran diferencia entre el destino de los corales vivos y muertos en un entorno natural me da esperanza, ", Dijo Kline." A medida que creamos reservas marinas y aprendemos cómo aumentar la cantidad de coral vivo mediante la restauración de arrecifes, estamos creando un circuito de retroalimentación positiva porque el coral vivo crecerá en el arrecife y ralentizará la disolución ".
Kline trabajó con colegas de Scripps Institution of Oceanography, La Universidad de Queensland, Universidad Stanford, OceanX, Universidad Estatal de Florida, Carnegie Institution y The He-brew University of Jerusalem.
"Fue increíble trabajar juntos en Heron Island, ", dijo." Es un sitio muy bien estudiado:la gente ha estado investigando allí durante 100 años. Muchos de los estudios más importantes de los arrecifes de coral se realizaron allí ". Ahora, la máquina del tiempo de Kline está en camino hacia el otro lado del mundo, donde verá si las mismas conclusiones se sostienen en la Estación Científica del Smithsonian en el Caribe Bocas del Toro en Panamá.
El Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales, con sede en la Ciudad de Panamá, Panamá, es una unidad de la Institución Smithsonian. El instituto promueve la comprensión de la biodiversidad tropical y su importancia para el bienestar humano, capacita a los estudiantes para realizar investigaciones en los trópicos y promueve la conservación aumentando la conciencia pública sobre la belleza y la importancia de los ecosistemas tropicales.
