Коралловые рифы поддерживают морскую жизнь во всем мире и защищают уязвимые береговые линии. Но рифы подвергаются все большей опасности, в основном из-за загрязнения и повышения температуры океана. Ученые, в том числе Кихо Ким из Американского университета, спешат оценить истинный масштаб ущерба, прежде чем он станет необратимым. Сегодня новые технологии позволяют заглянуть внутрь кораллов, изучить ядра скелета на предмет разрушений, вызванных деятельностью человека.
Ким и члены его команды одними из первых применили новый химический метод для изучения скелетов кораллов, чтобы задокументировать воздействие человеческой деятельности. Новое исследование, опубликованное в Бюллетене загрязнения морской среды, объясняет, как они сделали это в США. Южная территория Гуама, небольшого островного государства, переживающего резкие экологические изменения.
«Это исследование дает нам представление о том, насколько большими были изменения за последние 60 лет и как рост населения ведет к деградации рифов», - сказал Ким.
Исследователи работали с кораллами на восточной стороне острова, в водоразделе реки Тогча, где сточные воды общины сбрасываются в реку, которая затем стекает вниз по течению к прибрежным коралловым рифам. Рифовая равнина Тогча загрязняется азотом, полученным из сточных вод завода, и стоками септиков. Распространены коралловые болезни.
На Гуаме, как и во многих островных государствах, самым большим загрязнителем является азот из сточных вод из-за плохой инфраструктуры сточных вод. Очистные сооружения Гуама устарели, сточные воды не очищаются в соответствии с самыми высокими стандартами, а пробы воды обычно показывают, что количество сточных вод превышает уровни, установленные государством для безопасных рекреационных вод в пресноводной и морской среде.
Выяснить, какой вклад азота, полученного из сточных вод, в деградацию коралловых рифов, сложно, но важно. Исследователи должны учитывать другие факторы стресса, влияющие на кораллы, как естественные, так и искусственные, такие как погодное явление Эль-Ниньо и чрезмерный вылов рыбы. Информация, которую собирают ученые, может помочь предсказать, что произойдет с рифами будущего.
Это особенно важно для Гуама, где население острова, составляющее в настоящее время 160 000 человек, увеличится примерно на 40 000 человек. Этот приток произойдет, когда американские морские пехотинцы и их службы поддержки передислоцируются из Японии. Хотя морские пехотинцы еще не двинулись, правительство США работает над планами, согласно последним сообщениям новостей.
Новая техника
Коралловые рифы являются одной из самых разнообразных экосистем Мирового океана. Сообщества зависят от них в еде, в рыбе, которая в них живет, и в туризме. Они находятся в стрессе, как никогда раньше. Многим рифам требуется больше времени, чтобы восстановиться после обесцвечивания, которое происходит, когда теплые воды или загрязнение подрывают способность кораллов питаться. Коралл белеет и становится более восприимчивым к болезням. Недавно ученые обнаружили, что целые участки Большого Барьерного рифа в Австралии мертвы из-за высокой температуры воды.
Когда кораллы растут, они откладывают слои скелета так же, как годичные кольца растут с течением времени. Поскольку вода нагревается из-за изменения климата, ученые исследуют эти слои, чтобы понять изменения температуры кораллов. Теперь ученые могут исследовать коралловые слои на предмет загрязнения азотом, используя новый химический метод, разработанный исследователями из Принстона, который позволяет проводить более точный анализ скелета коралла с помощью стабильных изотопов. Ким и его коллеги извлекли единственный скелет из колонии массивных кораллов недалеко от устья реки Тогча на глубине около шести метров.
Загрязнение азотом, зафиксированное исследователями по скелету, коррелирует с ростом населения Гуама за последние 60 лет. Только за период с 1960 по 1980 год население Гуама увеличилось в десять раз.
Ядро скелета коралла было извлечено с помощью 5. Полое сверло с алмазным наконечником шириной 5 см. В этом случае Ким и члены его команды использовали воздушную дрель высокого давления, прикрепленную к аквалангу, чтобы удалить керн длиной 70 см. Бурение может показаться жестоким, но кораллу это не повредит.
После извлечения керна, который не будет возвращен, исследователи закрыли отверстие цементной пробкой. Позже они наблюдали за кораллом и обнаружили коралловую ткань, растущую над пробкой, что указывало на то, что здоровье коралла не пострадало.
Противостояние упадку коралловых рифов
Хотя изменение климата требует действий на глобальном уровне, загрязнение - это локальная проблема, которую можно решить с помощью улучшения инфраструктуры и политики, сказал Ким. Снижение выбросов азота имеет решающее значение для сохранения экосистемы мангровых зарослей, водорослей и кораллов в прибрежных водах Гуама.
Коралловые рифы на Гуаме одновременно сталкиваются с многочисленными, а иногда и противоречивыми потребностями пользователей и последствиями ухудшения качества воды. Тем не менее, они по-прежнему имеют решающее значение для экономики Гуама», - сказал Ким. «Эта ситуация характерна для тропических островов по всему миру. Уроки, извлеченные в отношении решения этих проблем, могут послужить ориентиром для других островов в регионе».