Po brutalnie gorącym lecie w 2023 r., które spowodowało powszechne blaknięcie i śmierć koralowców, lato 2024 r. było bardziej korzystne dla wrażliwych raf stanu.
Niegdyś tętniące życiem i różnorodne rafy koralowe na Florydzie dramatycznie podupadły, od lat 70. XX wieku w wyniku zmniejszenia się zdrowej pokrywy koralowców o 90% z powodu takich czynników, jak choroby, zanieczyszczenia i coraz częściej stres cieplny. W odpowiedzi na to podejmowane są innowacyjne inicjatywy odbudowy, takie jak program Mission: Iconic Reefs, których celem jest przywrócenie znacznej pokrywy koralowej do roku 2040.
Spadek koralowców na Florydzie
Kilkadziesiąt lat temu na Florydzie pas rafy koralowej był jednym z największych skarbów oceanu. Trzecia co do wielkości rafa na świecie, rozciągająca się na długości 560 kilometrów od końca do końca, drżała i kołysała się od życia. Było to miejsce, w którym osoby nurkujące z rurką napotykały mnóstwo koralowców mózgowych, filarowych, wachlarzowych, rogaczy i łosi, gdzie wody obfitowały w ławice ryb, a żółwie morskie i rekiny pływały wśród szczelinowych labiryntów węglanu wapnia.
Ślady tego bogactwa pozostały, ale zamiast kolorowych ogrodów koralowych, gęste maty trawiastych wodorostów, znanych jako murawa z alg pokrywają teraz większą część rafy. Na wielu obszarach kolory są stonowane, a życie morskie jest rzadkie. Według Narodowej Administracji Oceanograficznej i Atmosferycznej (National Oceanographic and Atmospheric Administration) (NIEAA) szacunkispadła zdrowa pokrywa koralowa rafy 90 procent od końca lat 70. XX w., prawdopodobnie z powodu splotu czynników, w tym chorób, stresu cieplnego, zanieczyszczenia osadami i substancjami odżywczymi, rozwoju, huraganów i uszkodzeń spowodowanych przez łodzie.
Rosnące upały zagrażają regeneracji
Lato 2023, okres z rekordowo wysoka temperatura wodydodatkowo uszkodził rafę. W Cieśninie Florydzkiej temperatura wody sięgała 87 stopni Fahrenheita (31 stopni Celsjusz) i powyżej już w połowie czerwca, a w wielu miejscach utrzymywały się powyżej tego poziomu aż do października. W niektórych obszarach temperatura od czasu do czasu wzrosła powyżej 93°F.
Koralowce w tym regionie zazwyczaj blakną lub tracą kolor, gdy temperatura wody przekracza 87°F. Wybielanie ma miejsce, gdy pożyteczne glony żyjące w szkieletach koralowców zostają wydalone, pozbawiając koralowce cukrów i białek niezbędnych do wzrostu i reprodukcji. Chociaż koralowiec może zregenerować się po wybieleniu, często jest to pierwszy krok w stronę głodu i śmierci. Mały zwierzęta podobne do anemonów zaczynają ginąć w wodach Florydy, gdy temperatura wody przekracza 30°F przez dłuższy czas. Należy pamiętać, że w niektórych innych częściach świata, niektórzy gatunek koralowców są znane móc przetrwać wyższe temperatury niż te.
Postęp w badaniach nad koralowcami dzięki technologii
„Rafa koralowa nazywana jest czasami morskim lasem deszczowym i widzieliśmy, jak rafa na Florydzie została zniszczona przez podwodny odpowiednik pożaru” – powiedział Ved Chirayathnaukowiec zajmujący się Ziemią na Uniwersytecie w Miami. Chirayath wcześniej spędził dziesięć lat w NASAAmes Research Center, gdzie się rozwijał innowacyjne technologie do robienia wyraźnych zdjęć koralowców przy użyciu technika teledetekcji zwany soczewkowanie płynne. Technika ta usuwa zniekształcenia spowodowane ruchem wody i osłabieniem światła w słupie wody, które sprawiają, że zdjęcia lotnicze raf są znacznie trudniejsze do zinterpretowania niż zdjęcia na lądzie.
Kiedy NOAA zaprosiła Chirayatha, aby przywiózł jego drona i technologię soczewek płynnych na Florida Keys, aby pomóc w monitorowaniu rafy pośród rosnące temperatury w 2023 rskorzystał z okazji. Chirayath wykonał zdjęcia znajdujące się na górze tej strony za pomocą wydajnego aparatu cyfrowego (Płynna kamera) zamontowanych na dronie i poddanych obróbce techniką soczewek płynnych.
Zdjęcia przedstawiają wpływ wybielania w wysokiej rozdzielczości Rafa Podkowaskupisko małych raf w górnej części Florida Keys w pobliżu Key Largo. Dolne zdjęcie na górze tej strony, wykonane z wysokości około 30 metrów, przedstawia wyblakłe i martwe koralowce 8 sierpnia 2023 r., po tym, jak temperatura wody osiągnęła rekordowy poziom. Górne zdjęcie na górze tej strony przedstawia ten sam obszar 18 maja, zanim temperatura wody wzrosła do poziomu niebezpiecznego dla koralowców.
Próby odbudowy w obliczu rosnących temperatur
Chociaż kiedyś znajdowały się tam jedne z największych i najzdrowszych stanowisk koralowców łosi i jeleniowatych w stanie, Horseshoe Reef boryka się z problemami w ostatnich dziesięcioleciach, podobnie jak reszta raf Florydy. NOAA i kilku partnerów pracuje nad przywróceniem rafy Horseshoe Reef, sadząc aż 1000 młodych koralowców w ramach Misja: Program Iconic Reefs.
Cały program, skierowany do siedmiu raf na Florydzie, ma na celu przywrócenie co najmniej 25% pokrycia koralowcami na powierzchni 3 milionów stóp kwadratowych – obszaru wielkości 52 boisk piłkarskich – do roku 2040. Jednak kluczowe gatunki budujące rafy, takie jak łoś łoś i jeleń stracił więcej niż 75 procent według nich odtworzonej populacji na niektórych rafach latem 2023 r Oceny NOAA przesadzonych osobników opublikowane w 2024 r.
Wykorzystanie zaawansowanego technologicznie obrazowania do analizy koralowców
„To, co widać na obrazie FluidCam, w rzeczywistości wykracza poza wybielanie” – wyjaśniła Katey Lesneski, biolog morski, która kilkakrotnie sprawdzała Horseshoe Reef podczas najgorszych upałów. „Upał latem 2023 r. był tak wczesny i intensywny, że tkanki koralowców niemal natychmiast obumierały i odpadały – coś, co wcześniej widziałam tylko w laboratorium” – powiedziała.
Analiza opublikowane przez Lesneskiego i współpracowników z NOAA, a także organizacji partnerskich wykazały później, że ze 160 genotypów koralowców łosia występujących na tym obszarze przed upałami w lecie w 2023 r. tylko 37 typów żyło jeszcze w 2024 r. – co nie wystarczyło do normalnej reprodukcji koralowców. Powyższe zdjęcie, wykonane przez Leśneskiego 25 lipca 2023 r., przedstawia wyblakły i prawdopodobnie martwy koralowiec łosia w Horseshoe Reef.
Wybielanie może być dość subtelne, gdy patrzy się na nie z góry przez wodę, może być również krótkotrwałe lub zasłonięte przez glony, dlatego śledzenie blaknięcia lub śmierci koralowców za pomocą satelitów pozostaje wyzwaniem. Ostatecznym celem Chirayath jest wykorzystanie obrazów o wysokiej rozdzielczości, takich jak te z FluidCam, oraz technik uczenia maszynowego do szkolenia pakietów oprogramowania w celu bardziej szczegółowego mapowania raf koralowych w czasie zbliżonym do rzeczywistego przy użyciu zdjęć satelitarnych. Aby udoskonalić i udoskonalić techniki soczewek płynnych, zespół Chirayath przeprowadził w 2024 r. 13 międzynarodowych kampanii terenowych i spodziewa się zebrać zdjęcia raf koralowych w pięciu nowych krajach w 2025 r., w tym na Madagaskarze, w Indiach, Malediwach, Australii i Seszelach.
Globalne wydarzenia wybielające i lokalne ułaskawienia
Naukowcy-obywatele korzystają z gry na iPada o nazwie NeMO-NET aby przyspieszyć proces mapowania, a Chirayath wykorzystuje obserwacje z FluidCam w ramach dwóch trwających projektów wspieranych przez NASA Program Prognozowania Różnorodności Biologicznej i Ekologicznej—MarineVERSE (Projekt dotyczący różnorodności biologicznej i skalowania morza) oraz PIKOGRAMAT (Przewidywanie indywidualnej rekrutacji i śmiertelności koralowców) w celu opracowania nowej globalnej mapy koralowców w wysokiej rozdzielczości. Informacje uzyskane w wyniku takich wysiłków mogą ułatwić kierowanie zasobów i wysiłków badawczych w stronę najbardziej zagrożonych raf.
Tymczasem na całym świecie koralowce zmagają się z czymś, co NOAA opisuje czwarte globalne wydarzenie wybielające zarejestrowany. Wybielanie wystąpiło przynajmniej w 70 krajów i terytoriów od 1 stycznia 2023 r., czyli około 75 procent światowych raf koralowych. Według nich korale zamieszkujące duże połacie oceanów Atlantyku i Pacyfiku będą w nadchodzących miesiącach nadal narażone na wysokie ryzyko wybielające perspektywy z NOAA Zegarek na rafę koralową.
Przyszłość ochrony koralowców
Jednak w 2024 r. rafy Florydy uzyskały częściowe wytchnienie. Chociaż w 2024 r. globalne temperatury pozostały podwyższone i nadal biły rekordy, podobnie jak w 2023 r., temperatury oceanów w Cieśninie Florydzkiej spadły, a blaknięcie było minimalne, co wymagało czasu na prace renowacyjne. The para obrazów powyżej pokazuje porównanie anomalii temperatury powierzchni morza w dniu 11 lipca 2023 r., kiedy temperatury przekraczały próg bielenia, z 11 lipca 2024 r., kiedy były bardziej umiarkowane i poniżej progu.
„Mamy ogromne szczęście, że tego lata nie zaobserwowaliśmy ponownie powszechnego wybielenia, ale wiemy, że fale upałów, jakie widzieliśmy w 2023 r., prawdopodobnie powtórzą się ponownie” – powiedział Lesneski. „Kontynuacja odtwarzania wrażliwych raf za pomocą koralowców odpornych na stres cieplny i choroby oraz przeprowadzanie akcji ratowniczych genetycznych będzie miało kluczowe znaczenie w nadchodzących latach”. Ratunek genetyczny polega na zbieraniu niewielkich ilości koralowców i utrzymywaniu ich przy życiu w obiektach na lądzie – podobnych do zoo – w celu zachowania linii genetycznych.
Ciągłe wyzwanie ochrony koralowców
Jednak naukowiec z NASA Jet Propulsion Laboratory, Peter Kalmus, ostrzega, że nawet te wysiłki mogą nie wystarczyć. Kalmus przeanalizował dane dotyczące temperatury powierzchni morza zebrane przez satelity i wykorzystał modele systemów ziemskich do oszacowania, jak często rafy koralowe na świecie mogą doświadczać warunków blaknięcia. W badaniu opublikowanym w Przyszłość Ziemioszacował, że obecnie co pięć lat w około 80 procentach lokalizacji raf dochodzi do blaknięcia, co uważa za wskaźnik nie do utrzymania w przypadku zdrowych raf. Obliczył, że w ciągu mniej więcej dwudziestu lat liczba ta wzrośnie do 99 procent raf, jeśli nie nastąpi gwałtowne zmniejszenie zużycia paliw kopalnych.
Zdjęcia z Obserwatorium Ziemi NASA wykonane przez Michalę Garrison z wykorzystaniem danych FluidCam dostarczonych przez Ved Chirayath (Uniwersytet w Miami) oraz danych z projektu MUR SST (Multi-scale Ultra-high Definition Sea Surface Temperatura). Zdjęcie z drona dzięki uprzejmości Ved Chirayath (Uniwersytet w Miami). Zdjęcie wybielania koralowców dzięki uprzejmości Katey Lesneski (NOAA).
