Le barriere coralline di tutto il mondo sono minacciate dal riscaldamento delle temperature oceaniche, uno dei principali motori dello sbiancamento dei coralli. Gli scienziati utilizzano abitualmente i dati sulla temperatura della superficie del mare raccolti dai satelliti per prevedere lo stress causato dalla temperatura sulle comunità della barriera corallina, ma una nuova ricerca mostra che le misurazioni di superficie da sole potrebbero non prevedere con precisione l'intera portata dello stress termico sui coralli più profondi.

Un nuovo studio condotto dagli scienziati della Scripps Institution of Oceanography dell'Università della California a San Diego e della Coral Reef Research Foundation (CRRF) di Palau descrive un nuovo approccio per prevedere lo stress indotto dalla temperatura calda sui coralli dalla superficie del mare attraverso una distesa più profonda che vanno da 30-150 metri (100-500 piedi) nota come zona mesofotica.

Alcuni nella comunità scientifica ritengono che i coralli a questa profondità siano più sicuri dal riscaldamento degli oceani rispetto alle loro controparti di acque poco profonde. Ma il team di Scripps Oceanography ha scoperto che anche in profondità, i coralli sono esposti episodicamente a stress termico ad intervalli diversi da quelli vicini alla superficie.

I ricercatori hanno utilizzato quasi due decenni di set di dati, compreso il livello del mare, temperatura della superficie del mare, e osservazioni della temperatura che variavano tra la superficie e in profondità nella zona mesofotica, per sviluppare uno strumento di previsione per l'estensione verticale di come i coralli saranno stressati dalla temperatura. Questa ricerca è stata condotta in tre località della barriera corallina intorno alla nazione insulare di Palau, situato nell'Oceano Pacifico tropicale.

Questo nuovo approccio per misurare e prevedere lo stress termico sulle barriere coralline è descritto in un nuovo studio pubblicato il 27 agosto sulla rivista Lettere di ricerca geofisica .

"Ora stiamo aggiungendo la dimensione della profondità al problema dove prima stavamo solo sfiorando la superficie di ciò che lo stress termico significava per i coralli, ", ha affermato Travis Schramek, candidato al Ph.D. Scripps, autore principale dello studio. "Vediamo che lo stress indotto dal calore penetra fino alla zona mesofotica durante gli eventi di sbiancamento più grandi".

Oltre a esaminare i dati sulla temperatura della superficie del mare raccolti dai satelliti globali, gli scienziati hanno utilizzato una rete di registratori di temperatura della barriera corallina mantenuti dai subacquei CRRF in luoghi chiave di Palau fino a una profondità di 90 metri (295 piedi).

CRRF ha mantenuto questa gamma di misuratori di temperatura in tutta Palau, che si estende dalla superficie alle scogliere mesofotiche dal 1999. Solo un piccolo numero di subacquei nel mondo possiede l'addestramento, abilità, e attrezzature per immergersi in modo sicuro e di routine nella zona mesofotica. Uno di questi rari subacquei scientifici è Pat Colin, direttore del CRRF e coautore dello studio.

Per quasi 20 anni, Colin e un piccolo team hanno condotto immersioni settimanali in località di Palau come parte di un programma di monitoraggio della temperatura a lungo termine. Le indagini per valutare lo sbiancamento nella zona mesofotica sono fortemente limitate, quindi il team di Scripps, che includeva gli scienziati Mark Merrifield ed Eric Terrill, ha scoperto che i set di dati osservativi di Colin sono incredibilmente preziosi.

Le osservazioni hanno mostrato che le zone più profonde mostrano uno sbiancamento coincidente con le temperature più elevate, proprio insieme a scogliere poco profonde.

"La nostra comprensione dell'oceano continuerà davvero a essere guidata dalle osservazioni. I modelli sono davvero informativi, ma il modo in cui li mettiamo a terra è attraverso l'osservazione del sistema Terra, " ha detto Schramek. "Avere osservazioni come quelle raccolte da Pat mostra il potere di andare e dispiegare strumenti e osservare la Terra in un modo unico".

I ricercatori hanno affermato di sperare che questi risultati stimoleranno più indagini sugli eventi di stress termico per comprendere meglio la zona mesofotica a Palau e in altre regioni tropicali. Hanno anche esaminato i dati giornalieri dei mareografi dalla stazione di Malakal Harbour a Palau dal 1970 al 2017. Questo dato, raccolti dall'Università delle Hawaii Sea Level Center, ha permesso al team di studiare i record regionali del livello del mare nell'area.

Accoppiando i set di dati sul livello del mare e sulla temperatura del mare, Schramek ha scoperto che l'altezza della superficie dell'oceano è un forte indicatore di come le temperature dell'acqua stanno cambiando decine di metri al di sotto. Lui e il team hanno quindi utilizzato ulteriormente questi dati per prevedere le temperature sperimentate dalle barriere coralline che vivono vicino alla superficie, così come quelli che vivono in acque più profonde. Schramek ha sviluppato un algoritmo per applicare gli algoritmi di stress corallo accettati a profondità che includevano il mesofotico più profondo, tipicamente pensato per essere un rifugio dallo stress termico.

"Un risultato sorprendente dello studio è che le condizioni oceaniche lungo le drammatiche pareti della barriera corallina che sono i confini di Palau sono molto rappresentative del più ampio Pacifico occidentale, ", ha detto l'oceanografo di Scripps Terrill. "Di conseguenza, abbiamo avuto un successo sorprendente nel prevedere la struttura verticale dei campi di temperatura a cui sarebbero state esposte le comunità coralline, anche durante le condizioni di El Niño."

Ha aggiunto che i risultati suggeriscono una promessa nell'applicazione del metodo alle altre isole in questa regione del Pacifico che non beneficiano dei record di tempo a lungo termine che Palau ha a seguito della campagna di misurazione dedicata del CRRF.

Le nuove intuizioni del team su come prevedere lo stress termico sui coralli profondi possono contribuire a una migliore comprensione dell'intero sistema della barriera corallina nel suo insieme, che potrebbe informare la conservazione e gli sforzi politici per proteggere questo prezioso e diversificato ecosistema.

"Ora che abbiamo osservato questo ecosistema in un modo unico, possiamo iniziare a valutare meglio come sono stressati i coralli nella zona mesofotica, " disse Schramek. "Se riusciamo a capire meglio come sono stressati, allora possiamo capire meglio come proteggerli."