Corallo Elkhorn sano ( Acropora palmata ) vicino alla disabitata Buck Island, Isole Vergini americane. Il corallo Elkhorn è una delle tante specie importanti per la costruzione di barriere coralline che creano una struttura 3D sul fondo del mare. La struttura della barriera corallina fornisce l'habitat per la vita marina e aiuta a rompere le onde mentre si avvicinano alla costa. Credito:Curt Storlazzi, USGS
Nel primo studio a livello di ecosistema sul cambiamento delle profondità del mare in cinque grandi tratti di barriera corallina in Florida, i Caraibi e le Hawaii, i ricercatori hanno scoperto che il fondale marino si sta erodendo in tutti e cinque i punti, e le barriere coralline non possono tenere il passo con l'innalzamento del livello del mare. Di conseguenza, le comunità costiere protette dalle barriere coralline stanno affrontando maggiori rischi di tempeste, onde ed erosione. Lo studio, dall'US Geological Survey (USGS), è pubblicato oggi in Biogeoscienze , una rivista dell'Unione europea di geoscienze.
In due siti nelle Florida Keys, due nelle Isole Vergini americane, e nelle acque che circondano l'isola hawaiana di Maui, il degrado della barriera corallina ha causato l'aumento delle profondità del fondale marino e l'erosione della sabbia e di altri materiali del fondale marino negli ultimi decenni, il Biogeoscienze studio trovato. Nelle acque intorno a Maui, le perdite del fondale marino ammontavano a 81 milioni di metri cubi di sabbia, rock e altro materiale - su cosa ci vorrebbe per riempire l'Empire State Building 81 volte, o una piscina olimpionica di circa 32, 000 volte, hanno calcolato i ricercatori dell'USGS.
Con l'innalzamento del livello del mare in tutto il mondo a causa dei cambiamenti climatici, si prevede che ciascuno di questi ecosistemi di barriera ecologicamente ed economicamente importanti sarà influenzato dall'aumento della profondità dell'acqua. La questione se le colonie di coralli possano crescere abbastanza velocemente da tenere il passo con l'innalzamento dei mari è oggetto di un'intensa ricerca scientifica.
Ma lo studio USGS, pubblicato il 20 aprile 2017 sulla rivista Biogeoscienze , hanno scoperto che l'effetto combinato dell'innalzamento dei mari e dell'erosione del fondale marino ha già aumentato le profondità dell'acqua più di quanto la maggior parte degli scienziati si aspettasse che si verificasse tra molti decenni. Altri studi che non tengono conto dell'erosione del fondale marino hanno previsto che i mari aumenteranno tra 0,5 e 1 metro entro il 2100.
"Le nostre misurazioni mostrano che l'erosione del fondale marino ha già causato l'aumento delle profondità dell'acqua a livelli non previsti fino a circa l'anno 2100, ", ha affermato il biogeochimico Kimberly Yates del Centro di scienze costiere e marine di San Pietroburgo dell'USGS, l'autore principale dello studio. "Ai tassi attuali, entro il 2100 l'erosione del fondale marino potrebbe aumentare le profondità dell'acqua da due a otto volte di più di quanto previsto dal solo innalzamento del livello del mare".
Lo studio non ha determinato cause specifiche per l'erosione del fondale marino in questi ecosistemi della barriera corallina. Ma gli autori hanno sottolineato che le barriere coralline di tutto il mondo stanno diminuendo a causa di una combinazione di forze, compresi i processi naturali, sviluppo costiero, pesca eccessiva, inquinamento, sbiancamento dei coralli, malattie e acidificazione degli oceani (un cambiamento nella chimica dell'acqua di mare legato all'assorbimento da parte degli oceani di più anidride carbonica dall'atmosfera).
Questo corallo Elkhorn ( Acropora palmata ) vicino a Buck Island, Le Isole Vergini americane sono morte e sono crollate. Man mano che la struttura della barriera corallina si degrada, l'habitat prezioso per la vita marina viene perso e le coste vicine diventano più suscettibili alle tempeste, onde ed erosione. Credito:Curt Storlazzi, USGS
Per ciascuno dei cinque ecosistemi della barriera corallina, il team ha raccolto misurazioni dettagliate del fondale marino dalla National Oceanic and Atmospheric Administration prese tra il 1934 e il 1982, e ha anche utilizzato sondaggi effettuati dalla fine degli anni '90 agli anni 2000 dal programma USGS Lidar e dal corpo degli ingegneri dell'esercito americano. Fino agli anni '60 circa le misurazioni del fondale marino venivano eseguite a mano, utilizzando linee di piombo o pali sonori con marcature di profondità. A partire dagli anni Sessanta circa, la maggior parte delle misurazioni si basava sul tempo impiegato da un impulso acustico per raggiungere il fondo del mare e tornare indietro. I ricercatori dell'USGS hanno convertito le vecchie misurazioni in un formato confrontabile con i recenti dati lidar.
Hanno confrontato la vecchia e la nuova serie di misurazioni per trovare le variazioni di elevazione medie in ciascun sito. Il metodo è stato utilizzato dal Corpo degli Ingegneri dell'Esercito degli Stati Uniti per tracciare altri tipi di cambiamenti del fondale marino, come i cambiamenti nei canali di spedizione. Questa è la prima volta che viene applicato a interi ecosistemi della barriera corallina. Successivamente i ricercatori hanno sviluppato un modello al computer che ha utilizzato i cambiamenti di elevazione per calcolare il volume di materiale del fondo marino perso.
Hanno scoperto che, globale, l'altezza del fondale marino è diminuita in tutti e cinque i siti, in quantità comprese tra 0,09 metri e 0,8 metri. Tutti e cinque i tratti della barriera corallina hanno perso anche grandi quantità di corallo, sabbia, e altri materiali del fondale marino all'erosione.
"Abbiamo visto tassi di erosione più bassi e persino alcuni aumenti localizzati dell'elevazione del fondale marino nelle aree protette, vicino a rifugi, o lontano dai centri abitati umani, " Ha detto Yates. "Ma questi non erano abbastanza significativi da compensare il modello di erosione a livello di ecosistema in ciascuno dei nostri siti di studio".
In tutto il mondo, più di 200 milioni di persone vivono in comunità costiere protette dalle barriere coralline, che fungono da barriere naturali contro le tempeste, onde ed erosione. Questi ecosistemi supportano anche posti di lavoro, fornire circa un quarto di tutti i raccolti di pesce negli oceani tropicali, e sono importanti siti ricreativi e turistici.
"I sistemi di barriera corallina sono da tempo riconosciuti per il loro importante valore economico ed ecologico, "ha detto John Haines, Coordinatore del programma del programma di geologia costiera e marina dell'USGS. "Questo studio ci dice che hanno un ruolo fondamentale nella costruzione e nel mantenimento della struttura fisica del fondale marino costiero, che sostiene ecosistemi sani e protegge le comunità costiere. Questi importanti servizi ecosistemici potrebbero andare persi entro la fine di questo secolo, e le comunità vicine potrebbero aver bisogno di trovare modi per compensare queste perdite".
Lo studio ha riunito scienziati dell'ecosistema e ingegneri costieri, che intendono utilizzare i risultati per valutare i rischi per le comunità costiere che si affidano alle barriere coralline per la protezione da tempeste e altri pericoli.
