Le barriere coralline di tutto il mondo sono minacciate da eventi di sbiancamento pantropicale che si verificano quando le temperature dell'acqua del mare circostante aumentano a causa del cambiamento climatico in corso e di condizioni estreme come El Niño. Però, i modelli di insorgenza dello sbiancamento possono essere molto difficili da prevedere, soprattutto attraverso le profondità dell'acqua. Attualmente, la maggior parte delle previsioni sullo sbiancamento dei coralli si basa su stime superficiali delle temperature dell'acqua di mare, raccolti con i satelliti su vaste aree dell'oceano. Sebbene le osservazioni satellitari siano importanti per comprendere modelli su larga scala e per studiare località remote, sono in grado di rilevare la temperatura solo sulla superficie dell'oceano e fornire medie su scale relativamente grandi.

In questa ricerca, Prof. Alex Wyatt, Assistant Professor presso il Dipartimento di Scienze dell'Oceano di HKUST, collaborato con scienziati dell'Università di Tokyo, Scripps Institute of Oceanography presso l'Università della California a San Diego, US Geological Survey e il Florida Institute of Technology, fare a lungo termine, analisi quantitativa ad alta risoluzione dei record di temperatura influenzati da onde interne, e il loro effetto sulle barriere coralline occidentali, Pacifico centrale e orientale. Il team ha distribuito e mantenuto da 50 a 60 alta risoluzione, registrazione continua, termometri elettronici, alimentati da batterie di bordo e contenenti orologi accurati e un'ampia memoria di archiviazione, nelle profondità dei siti di barriera corallina del Pacifico in Giappone, Polinesia francese e Panama. Questo ha catturato le temperature in situ per più anni, in particolare durante i periodi di riscaldamento anomalo associati all'evento El Niño nel 2015 e nel 2016.

Utilizzando un nuovo approccio di filtraggio sviluppato dal team, i segnali delle onde interne sono stati estratti dalle registrazioni della temperatura e utilizzati in un esperimento analitico per confrontare il riscaldamento che si sarebbe verificato in presenza e assenza di onde interne. L'analisi risultante suggerisce che la presenza di onde interne riduce il riscaldamento, in particolare nelle porzioni più profonde delle barriere coralline, fino all'88% durante El Niño 2015-2016. Anche la durata di gravi eventi di riscaldamento che potrebbero uccidere completamente i coralli è stata ridotta in alcuni siti, dal 36 al 50%, o prevenuta del tutto in altri.

Il team ha anche scoperto che il raffreddamento naturale delle onde interne aumenta con la profondità. Il riscaldamento è stato ridotto dal 20 al 41% nei siti più bassi (da 8 a 10 m di profondità dell'acqua) e ridotto dal 54 all'88% in acque più profonde (da 30 a 40 m di profondità dell'acqua). Questi risultati hanno mostrato che le onde interne possono essere un processo importante per ridurre naturalmente lo sbiancamento dei coralli nella maggior parte delle profondità della barriera corallina del mondo e nelle località oceaniche. Al contrario, i risultati suggeriscono anche che in assenza di onde interne, o se la frequenza e l'intensità delle onde interne diminuiscono con il cambiamento climatico, il riscaldamento osservato delle barriere coralline potrebbe diventare ancora più grave.

I risultati che dimostrano un raffreddamento diffuso da parte delle onde interne suggeriscono un certo grado di speranza per le barriere coralline, che possano esserci zone di barriere almeno parzialmente protette dalle terribili conseguenze del cambiamento climatico, riscaldamento dell'oceano, ed eventi di sbiancamento sempre più frequenti ora ampiamente osservati in acque poco profonde. Le aree che sono naturalmente raffreddate dalle onde interne potrebbero già fungere da rifugi parziali dai gravi impatti dei cambiamenti climatici sulle barriere coralline. Però, perché gli oceani si stanno riscaldando rapidamente, tali rifugi possono offrire solo una protezione a breve termine. Anche, sappiamo molto poco su come il cambiamento climatico e il riscaldamento degli oceani influenzeranno il verificarsi di onde interne e le profondità a cui raffredderanno le barriere coralline in futuro. Ma ancora più importante, c'è una vasta gamma di domande sconosciute derivanti da questa ricerca, in particolare considerando gli effetti biologici più ampi e le implicazioni ecologiche delle onde interne per le barriere coralline.

I risultati suggeriscono anche che potrebbero esserci modi innovativi per adattare queste informazioni alla protezione delle barriere coralline su scala locale di particolare interesse, come habitat critici per la conservazione ecologica. "La nostra ricerca sulla risalita delle onde interne del mondo reale suggerisce che gli approcci di gestione attiva come la risalita artificiale possono essere validi temporaneamente su scala locale e in luoghi che non sono già naturalmente raffreddati dalle onde interne, " ha detto il Prof. Wyatt. "Se imbrigliato con successo con un sistema di risalita artificiale, è prevedibile che l'upwelling possa ridurre i peggiori impatti del riscaldamento su piccola scala sulle comunità coralline a rischio identificate per una protezione speciale. Questa risalita artificiale sarebbe ovviamente molto localizzata rispetto al raffreddamento su scala globale che si verifica naturalmente sulle barriere coralline ogni giorno durante l'estate a causa delle onde interne". "è molto importante notare che la protezione delle barriere coralline dipende dalla riduzione immediata delle emissioni di gas serra poiché le onde interne possono offrire solo localizzate, e forse temporaneo, protezione dal rapido riscaldamento climatico. Affrontare le cause alla base del cambiamento climatico sono, infatti, fondamentale per la futura sopravvivenza delle barriere coralline".

Globalmente, le comunità costiere si affidano alle barriere coralline per la protezione delle coste, e la biodiversità delle barriere coralline supportano l'acquacoltura, turismo ed economie locali. Una maggiore comprensione delle onde interne in vari siti può essere utilizzata per creare previsioni migliori su quali barriere coralline sono maggiormente a rischio da futuri eventi di riscaldamento, identificare potenziali siti di rifugio della barriera corallina, e quindi sarebbe un vantaggio per una migliore gestione delle barriere coralline minacciate.