В XX веке уровень моря поднимался быстрее, чем когда-либо за последние 3000 лет. Ожидается, что к 2100 году он поднимется ещё больше из-за антропогенного изменения климата. Некоторые исследования предсказывают подъём уровня моря до 1,6 метра и более из-за быстрого таяния антарктических ледяных щитов.
Эти изменения окажут огромное влияние на прибрежные экосистемы по всему миру, включая коралловые рифы. Чтобы понять, как рифы отреагируют на будущие изменения, полезно изучить аналогичные события из истории.
Новое исследование
Наше новое исследование, опубликованное сегодня в Nature Communications, раскрывает, как Большой Барьерный риф в северной Австралии отреагировал на резкое повышение уровня моря примерно 13 000–10 000 лет назад.
Несколько событий, связанных с импульсами талой воды, были задокументированы в прошлом. Они происходят, когда ледяные щиты катастрофически распадаются, что приводит к быстрому повышению уровня моря во всём мире. Одно из таких событий, известное как «импульс талой воды 1B», остаётся предметом горячих споров. Оно произошло примерно 11 500 лет назад.
Конфликтующие данные
Ранние данные из кернов рифов на Барбадосе показали резкое повышение уровня моря примерно на 14 метров между 11 450 и 11 100 годами назад со скоростью примерно 40 миллиметров в год. Однако эта запись противоречит другим данным, включая данные из Таити, и теперь из Большого Барьерного рифа, которые предполагают более постепенное повышение уровня моря.
Парадокс мелководных рифов
Мелководные рифовые системы могут «утонуть», потому что кораллы и другие рифовые организмы зависят от света для фотосинтеза. Если вода станет слишком глубокой слишком быстро, риф больше не будет поспевать за подъёмом и утонет. Но утопление может также произойти из-за других факторов, таких как повышение температуры, увеличение количества осадков и питательных веществ, что также может усилить нагрузку на риф.
Изучение истории
Керны, собранные из затонувших окаменелых коралловых рифов, сохранившихся вдоль края континентального шельфа Большого Барьерного рифа, содержат важную информацию об исторических кораллах, кораллиновых водорослях и микробных структурах рифов, известных как микробиалиты. Они представляют собой уникальную геологическую машину времени, позволяющую лучше понять, как прошлые периоды быстрого глобального повышения уровня моря повлияли на рост рифов.
Выводы
Наше исследование показывает, что Большой Барьерный риф не утонул во время импульса талой воды 1B. На самом деле он продолжал процветать с явными признаками здоровых сообществ мелководных рифов (обитающих на глубине менее десяти метров), сохранявшихся в период подъёма уровня моря.
Реef не только выжил, но и продолжал расти вверх со скоростью от 4 до 6 миллиметров в год. Эта скорость роста сопоставима со скоростью роста современных здоровых рифов, что демонстрирует впечатляющую способность идти в ногу со временем.
Однако сегодня рифы уже борются за выживание из-за потепления, подкисления океана и загрязнения. Эти дополнительные проблемы снижают способность рифов справляться с быстрым повышением уровня моря.
Наше исследование также показывает, что Большой Барьерный риф был удивительно устойчив, адаптируясь к изменениям уровня моря и продолжая расти даже при быстром подъёме океана. Однако у этой устойчивости были пределы. В конце концов, изученный нами риф утонул примерно 10 000 лет назад, вероятно, из-за сочетания факторов окружающей среды, включая увеличение потока наносов. В то время мелководная экосистема рифа мигрировала вглубь суши, чтобы сформировать современный Большой Барьерный риф, оставив после себя только более глубокие сообщества мезофотических рифов.
Уроки прошлого ясны: рифы могут адаптироваться к изменениям окружающей среды, но у них есть пределы. Защита современных рифов потребует не только понимания их прошлого, но и сокращения выбросов и ограничения других экологических стрессов, таких как наносы и поступление питательных веществ.