Nel Mar Cinese Meridionale, un aumento di 2°C della temperatura superficiale del mare nel giugno 2015 è stato amplificato per produrre un aumento di 6°C sull'atollo di Dongsha, un ecosistema di barriera corallina poco profonda, uccidendo circa il 40% della comunità corallina residente in poche settimane, secondo uno studio pubblicato su Rapporti scientifici questa settimana.

Il vento e le onde agitano il mare, sciacquare le barriere coralline di acque poco profonde con acqua di mare dall'oceano aperto per aiutarle a rimanere fresche. Ma secondo una nuova ricerca della Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), quando il tempo si calma e questi meccanismi naturali di raffreddamento si attenuano, solo pochi gradi di riscaldamento dell'oceano possono rivelarsi letali per i coralli che vivono lì.

Gli scienziati dell'OMS hanno studiato questo fenomeno nel giugno 2015 mentre conducevano ricerche sull'atollo di Dongsha, una barriera corallina quasi perfettamente circolare nel remoto Mar Cinese Meridionale. Le scoperte, pubblicato il 24 marzo Edizione 2017 della rivista Rapporti scientifici , evidenziare la devastazione causata quando il riscaldamento degli oceani su scala globale interagisce con anomalie meteorologiche di breve durata, e aggiunge urgenza alla domanda su come se la caveranno le barriere coralline fino alla fine di questo secolo.

"L'atollo di Dongsha è tipicamente colpito da tempeste tropicali e forti venti a giugno, che mantengono i coralli freschi come l'oceano aperto, "ha detto Tom DeCarlo, autore principale dello studio e studente allora laureato nel Joint Program in Oceanography MIT-WHOI. "Ma nel 2015 il tempo a giugno era eccezionalmente calmo:a un certo punto, non c'era praticamente vento né onde. Ciò ha avuto un effetto amplificante sulle temperature dell'acqua, che già sentivano il calore del riscaldamento globale e di El Niño. L'intera barriera corallina è diventata una gigantesca piscina che si è seduta lì e si è scaldata al sole."

Secondo il DeCarlo, che ora è uno scienziato della University of Western Australia, ci sono voluti solo pochi giorni di vento calmo e onde prima che la barriera corallina perdesse la sua scorta di acqua più fresca dall'oceano aperto. "Abbiamo visto la temperatura dell'acqua salire a 36 ° C (97 ° F) - ben 6 ° C al di sopra delle normali temperature estive. Ciò ha causato lo sbiancamento del 100% dei coralli, e il 40% di loro è morto, " Egli ha detto.

Andato e ritorno

De Carlo, La scienziata dell'OMS Anne Cohen, e il maestro di immersioni Pat Lohmann, hanno assistito all'inizio della moria di massa l'ultimo giorno della loro visita sul campo di un mese a Dongsha. Avevano appena terminato un'indagine ecologica sulla copertura corallina della barriera corallina, e prima di tornare a casa, saltato in acqua per recuperare gli strumenti che usano per monitorare la temperatura dell'acqua, pH e correnti. "Fu allora che vedemmo che tutti i coralli erano diventati bianchi, " ha detto DeCarlo. "Abbiamo dovuto prendere i nostri voli il giorno dopo, ma la situazione sembrava disastrosa, quindi Anne ci ha rimandato sul sito entro poche settimane.

Secondo Cohen, il capo ricercatore principale del progetto, il tempismo è stato notevole dato che erano ancora sul posto quando è iniziato lo sbiancamento. "È abbastanza raro trovarsi là fuori in un luogo così remoto mentre si sta verificando un enorme evento di sbiancamento, " disse Cohen. "Dai sondaggi di Tom, sapevamo com'era la barriera corallina sana appena prima dello sbiancamento, così potremmo fare un confronto diretto con i dati post-sbiancamento per valutare gli effetti del riscaldamento".

Al loro ritorno, gli scienziati sono tornati alla barriera corallina e hanno visto una sfumatura verde che luccicava nell'acqua - un possibile segno che i coralli erano riusciti a superare l'evento di sbiancamento e stavano tornando a uno stato normale. Ma quando si sono tuffati, si sono resi conto che ciò che avevano visto erano in realtà alghe verdi del tappeto erboso che coprivano i coralli morti. "Questo è stato il reef a calcificazione più veloce che abbiamo mai studiato, " ha detto DeCarlo. "Quindi abbiamo pensato che avrebbe mostrato resilienza. Ma tutto era crollato nel giro di poche settimane".

Arresto del sistema di raffreddamento

Il team sospettava che il riscaldamento amplificato fosse dovuto alla stasi meteorologica, ma non potevano escludere automaticamente la possibilità che meno nuvole e più luce solare nel 2015 rispetto agli anni precedenti avessero causato l'evento. Per verificare questa ipotesi, DeCarlo e la coautrice Kristen Davis, utilizzando i dati registrati da strumenti dispiegati sulla barriera corallina, ha condotto una serie di calcoli sul "budget termico" per affinare i fattori specifici che hanno determinato il riscaldamento estremo.

"Abbiamo visto che i meccanismi di riscaldamento aria-mare come la luce solare e la temperatura dell'aria sono rimasti pressoché costanti per tutto giugno, ma le correnti spinte dal vento e dalle onde che spingevano in acque più fredde al largo furono sostanzialmente spente per alcuni giorni. Questo è stato il grande cambiamento che ha causato l'aumento della temperatura dell'acqua sulla barriera corallina, quindi la nostra ipotesi era corretta - il modello meteorologico insolitamente calmo era il principale colpevole, ", ha detto De Carlo.

Cronologia scansione

La temperatura dell'acqua si è stabilizzata all'inizio di luglio quando i venti e le onde si sono finalmente alzati. Ma il danno diffuso era già stato fatto. Data l'entità dell'evento, gli scienziati volevano sapere se questa barriera aveva sperimentato temperature estreme simili in passato, e se così fosse, se i coralli si sono ripresi. Secondo Cohen, però, pochi dati storici sullo sbiancamento esistevano per la regione.

"Questo è un posto super remoto che impiega due ore per arrivare in aereo dalla terraferma di Taiwan, " ha detto. C'erano resoconti inediti di sbiancamento nel 1997, ma la gravità e la portata di quell'evento non furono quantificate.

Senza documenti storici precisi, il team ha perforato campioni di carote di coralli che vivono sulla barriera corallina e ha utilizzato scansioni di tomografia computerizzata (TC) per cercare segnali di stress termico in passato. Le scansioni, che sembrano un manico di scopa ai raggi X, rivelano anelli annuali o "bande" di densità variabile nello scheletro del corallo.

"Queste bande sono come un libro di storia per le barriere coralline, permettendoti di contare indietro nel tempo fino ad anni ed eventi specifici, " ha detto Cohen, che attribuisce la "prospettiva paleo" unica del suo laboratorio al suo background in paleo-oceanografia. "Il più luminoso, bande ad alta densità, che chiamiamo 'bande di stress, ' sono firme di lunghi e intensi eventi di sbiancamento. Sulla base dei core che abbiamo scansionato, sembra che ci siano stati solo tre precedenti eventi di sbiancamento tra il 1983 e il 2015, ognuno dei quali è accaduto negli anni di El Niño. Ma abbiamo rilevato pochissime bande di stress nei nuclei, così mentre c'era stato lo sbiancamento, questi eventi non sono stati così gravi come nel 2015".

Interpretare i dati della scansione TC, DeCarlo dice che molti coralli che si erano sbiancati in passato sembrano essersi ripresi. "I registri scheletrici mostrano che meno del 50 percento delle colonie si era sbiancato durante questi eventi storici, che è in netto contrasto con lo sbiancamento al 100% che abbiamo visto nel 2015. Ciò suggerisce che l'area non ha visto uno stress termico così estremo negli ultimi quarant'anni almeno, forse anche negli ultimi 100 anni".

Barriera corallina del 21° secolo

Lo studio evidenzia le conseguenze per le barriere coralline di acque poco profonde quando il riscaldamento globale si interseca con anomalie meteorologiche di breve durata. Ma gli scienziati affermano che le loro osservazioni suggeriscono anche la possibilità che le proiezioni dei modelli climatici possano sottovalutare ciò che sperimenteranno alcune barriere coralline mentre l'oceano continua a riscaldarsi nel corso di questo secolo.

"Gli attuali modelli climatici globali e la prognosi per le barriere coralline si basano su uno scenario di riscaldamento di 2 ° C per l'oceano aperto, " ha detto DeCarlo. "Ma queste proiezioni di solito non tengono conto del tipo di anomalie meteorologiche regionali e locali che abbiamo visto a Dongsha. Quando si hanno eventi di amplificazione meteorologica sovrapposti al riscaldamento dell'oceano causato dall'anidride carbonica, è allora che le cose possono mettersi davvero male per i coralli. I modelli basati sul riscaldamento dell'oceano aperto dipingono già un quadro disastroso per le barriere coralline, ma la spaventosa realtà è che potrebbero essere troppo ottimisti per molte barriere coralline poco profonde".

"Le proiezioni basate sulle temperature dell'oceano aperto potrebbero non essere rilevanti al 100% per questi ambienti di acque poco profonde, dove vivono molte comunità coralline, " Ha aggiunto Cohen. "È possibile che le barriere coralline siano in pericolo molto più immediato di quanto ci aspettassimo. Quando le anomalie globali e regionali si allineano, un riscaldamento apparentemente mite di due gradi potrebbe essere più simile a sei gradi".