Население одного вида кораллов на главном острове заповедника дикой природы архипелага Алкатразес (REVIS), расположенного у южного побережья штата Сан-Паулу, Бразилия, удерживает около 20 тонн углерода в год. Это количество эквивалентно выбросам углерода от сжигания 324 000 литров бензина. Результаты исследования опубликованы в журнале Marine Environmental Research.
Авторы проанализировали образцы мозгового коралла (Mussismilia hispida), скелет которого в основном состоит из карбоната кальция (CaCO₃). Используя изображения, полученные с помощью компьютерной томографии, исследователи рассчитали годовой темп роста колоний. Затем они оценили производство 170 тонн CaCO₃ в год.
Углекислый газ и парниковый эффект
Карбонат кальция состоит из элементов кальция, кислорода и углерода. Последний также связан с кислородом, образуя углекислый газ (CO₂), который способствует парниковому эффекту при выбросе в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива.
«Мы хотели понять рост мозгового коралла, но очень сложно разрезать скелет таким образом, чтобы можно было провести это измерение. Поэтому мы сделали компьютерную томографию, при которой можно наблюдать так называемые годовые полосы роста», — объясняет Луис де Соуза Оливейра, первый автор исследования.
Оливейра проводил исследование в рамках своей магистерской программы в Высшей программе по биоразнообразию и морской экологии в UNIFESP.
Для определения общего производства карбоната кальция всеми колониями мозгового коралла на архипелаге исследователям сначала необходимо было определить площадь, занимаемую этим видом на морском дне. Здесь в дело вступает Моника Андраде да Силва, соавтор исследования. В рамках своей магистерской программы в том же учреждении она провела это исследование, используя сонографические методы для картирования морского дна.
«Темпы роста кораллов были выше, чем мы ожидали, и похожи на темпы роста кораллов в тропических регионах. Это стало неожиданностью, потому что субтропические кораллы считаются маргинальными, живущими на пределе своих оптимальных условий в этой части Южной Атлантики, и теоретически они должны расти меньше», — объясняет Гильерме Энрике Перейра Фильо, координатор Лаборатории морской экологии и сохранения (LABECMar) в IMar-UNIFESP.
Улавливание углерода
Тропические коралловые рифы, такие как рифы в Аброльхосе и Фернандо де Норонха, имеют схожие темпы производства карбоната кальция с теми, что были обнаружены в районе, изученном авторами. Однако пока неизвестно, почему кораллы в Алкатразесе не накапливаются для формирования рифов вокруг островов.
Одно из предположений состоит в том, что кораллы прибыли в субтропический регион относительно недавно, между 2000 и 3000 годами назад, и поэтому у них не было достаточно времени для формирования более крупных структур. Другое возможное объяснение — более высокая частота штормов в регионе, которые периодически разрушают коралловые колонии и препятствуют образованию крупных скоплений, которые могли бы сформировать рифы.
Исследование показывает, что улавливание углерода может быть ещё одной важной экосистемной услугой, предоставляемой заповедником дикой природы архипелага Алкатразес. Наиболее известной является защита видов, многие из которых ценны для рыболовства.
Расчёт количества поглощённого в Алкатразесе углерода — это первый шаг к пониманию роли субтропических коралловых рифов в глобальном углеродном балансе. Тропические кораллы, которые более подвержены воздействию света и тёплой воды, могут выделять больше углерода, чем поглощают, из-за высокой скорости дыхания организмов, обитающих там.
Однако тот факт, что они не образуют больших рифов, а их скалистые части в значительной степени покрыты макроводорослями, поглощающими CO₂ посредством фотосинтеза, может привести к тому, что субтропические среды, такие как Алкатразес, будут поглощать больше углерода, чем выделять.
Кроме того, кораллы хранят углерод в минерализованной форме, которая может сохраняться веками или тысячелетиями. Это контрастирует с органическим углеродом, образующимся в результате фотосинтеза, который быстро реинтегрируется в атмосферу через дыхание живых существ и разложение органического вещества.
Работа группы UNIFESP также показывает, что, помимо кораллов, карбонат кальция присутствует в больших количествах в отложениях главного острова Алкатразес. Остатки от разрушения как скелетов кораллов, так и структур других организмов, таких как раковины моллюсков, откладываются на морском дне и могут оставаться там на протяжении веков или даже тысячелетий.
«Общество склонно ценить такие районы, как Алкатразес, в основном за то, что они защищают от рыболовства. Однако эта среда может предоставлять и другую важную услугу в контексте, где ежедневно выбрасываются тонны углерода в результате сжигания ископаемого топлива», — говорит Перейра Фильо.
Исследование является частью Морского проекта Алкатразес — партнёрства между UNIFESP, Институтом сохранения биоразнообразия Чико Мендеса (ICMBio, связан с Министерством окружающей среды) и Petrobras.
Предоставлено FAPESP.