Global Warming Memperlambat Pertumbuhan Karang Di Laut Merah

Dengan menggunakan  perintis computed tomography (CT) scan, ilmuwan di Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) telah menemukan bahwa karbon dioksida (CO2) yang menyebabkan  pemanasan global sedangkan  dalam proses pembunuhan dari suatu spesies karang besar di Laut Merah. Seperti musim panas suhu permukaan laut tetap sekitar 1,5 derajat Celsius di atas ambien selama 10 tahun terakhir, pertumbuhan heliopora, karang Diploastrea, telah menurun sebesar 30% dan "bisa berhenti tumbuh sama sekali oleh 2070" atau lebih cepat, mereka melaporkan di 16 Juli isu jurnal Science.

pemanasan di Laut Merah dan penurunan resultan dalam kesehatan karang ini merupakan dampak regional yang jelas tentang pemanasan global," kata Neal E. Cantin, seorang penyelidik dan peneliti postdoctoral WHOI co-lead di proyek. Pada 1980-an, ia berkata, "musim panas rata-rata [air] suhu berada di bawah 30 derajat Celcius Pada tahun 2008 mereka mendekati 31 derajat.."

Cantin dan WHOI Spesialis Penelitian Anne L. Cohen, penyelidik utama lainnya, mengatakan bahwa temuan ini tak terduga karena heliopora D. tidak menunjukkan salah satu tanda khas dari stres termal: pemutihan. "Ini karang tampak sehat," kata Cohen.

Tapi CT scan struktur rangka karang di laboratorium mengungkapkan "rahasia bahwa kerangka yang bersembunyi," katanya. "The CT scan mengungkapkan bahwa sebenarnya karang ini berada di bawah stres kronis selama 10 tahun terakhir, dan bahwa tingkat pertumbuhan ini adalah yang terendah di tahun 2008," tahun akhir penelitian.

Para peneliti WHOI lain yang berpartisipasi dalam penelitian ini adalah iklim dynamicist Kristopher B. Karnauskas, karang Ann M. Tarrant biologi dan kimia ahli kelautan Daniel C. McCorkle.

Cohen dan mahasiswa pascasarjana WHOI Casey Saenger sebelumnya digunakan CT scan untuk mengukur pertumbuhan tulang di karang Atlantik, tapi dia kredit Cantin dengan "perintis teknik" untuk jenis penelitian oseanografi. "Dia benar-benar membawanya ke tingkat lain," katanya. "Apa Neal benar-benar adalah untuk mengadaptasi perangkat lunak imaging, yang sebelumnya dikembangkan untuk tubuh, khusus untuk kebutuhan karang kita. Ini adalah tugas yang luar biasa sulit tapi pasti terbayar. Kita tidak bisa menggunakan teknik konvensional pada karang ini. Arsitektur tulang adalah terlalu rumit. "

Secara historis, para ilmuwan telah menggunakan sinar X untuk memeriksa kerangka karang, yang menampilkan band-band pertumbuhan tahunan seperti lingkaran pada pohon, Cantin menjelaskan. Tapi metode yang biasanya mencakup pemotongan ke dalam kerangka, katanya. CT memungkinkan non-invasif 3-D pengamatan kerangka dan band.

"Keuntungan terbesar kami memiliki lebih dari x ray adalah bahwa kita dapat memindai core utuh tanpa memotong inti menjadi irisan tipis," kata Cantin. "Sejak karang tidak tumbuh dalam satu garis lurus, ketika inti dipotong, pasti sumbu pertumbuhan akan hilang dari luka tipis. Mempertahankan pertumbuhan sumbu vertikal adalah penting bagi kita untuk memvisualisasikan densitas tahunan pola banding.

"Dengan CT scan kami dapat bekerja dengan rekonstruksi 3-D yang lengkap dari seluruh inti Kita kemudian dapat membuat irisan digital dari inti, sebanyak yang kita perlu untuk terus memvisualisasikan densitas band tahunan.. CT scan merupakan evolusi dari x-ray. "

Dengan CT, Cohen menambahkan, "Kami memiliki visualisasi 3-D kerangka dari mana kita dapat membuat 'virtual' luka pada komputer yang memiliki ketebalan yang tepat, orientasi dan lokasi yang kita butuhkan untuk sebuah karang tertentu untuk mendapatkan yang paling tepat X-pengukuran. sinar mengharuskan kami memotong inti 'buta' terlebih dahulu, sebelum kita tahu apa orientasi pertumbuhan. Utuh inti dapat dikorbankan dengan cara ini. Dengan CAT scan, core kita tergambar utuh, tidak ada lagi yang diperlukan. ini adalah sebuah lompatan besar dibandingkan x-ray. "

Seperti orthopaedi mendiagnosis pasien sakit, para peneliti mengamati enam core rangka D. heliopora dan mampu menentukan dua band pertumbuhan kepadatan tinggi, menunjukkan tegangan termal tinggi pada tahun 1998 dan 2001. Hal ini berkorelasi dengan penurunan mendadak dalam pertumbuhan tulang setelah tahun 1998, yang terus berlanjut sejak itu.

Karang sedang membangun kerangka, atau mengapur, dengan tarif semakin lambat karena mereka kehilangan algae simbiotik yang hidup dalam jaringan karang. Dengan melakukan fotosintesis, ganggang menyediakan bahan bakar untuk karang untuk membuat kerangka baru.

Tapi, kata Cohen, "ketika karang adalah termal stres, mereka kehilangan ganggang dan banyak akhirnya akan kelaparan dan mati. Ketika karang kehilangan cukup ganggang, mereka benar-benar putih, dan itulah yang pemutihan. Kami pikir ini karang sedang dalam perjalanan mereka untuk pemutihan. "

Itu adalah teknik CT yang memungkinkan deteksi dini masalah. "The karang terlihat sehat, tapi melihat di dalam kerangka memberi Anda gambaran mengenai hal-hal yang akan datang," katanya. "Ini seperti osteoporosis. Anda melihat seseorang dan, di, semuanya di luar tampak baik-baik saja, tapi di dalam ada tanda-tanda masalah.

Karang yang sama memiliki reaksi yang mirip dengan peristiwa "hangat" di 1941-1942 tapi sembuh dalam waktu tiga tahun sebagai laut didinginkan. pemulihan itu mungkin karena episode pemanasan mungkin dipicu oleh El Nino, iklim, alam anomali jangka pendek.

Sebaliknya, kecenderungan pemanasan saat ini - yang Cantin mengatakan telah berlangsung sejak tahun 1980 - "ini karena perubahan iklim yang disebabkan manusia," katanya, dan tampaknya tidak mungkin akan diperlambat atau dibalik karang sebelum kesehatan memburuk lebih lanjut. Iklim model dari Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC) memprediksi bahwa "suhu musim panas di Laut Merah pusat akan terus meningkat karena konsentrasi CO2 atmosfir naik melalui abad 21," laporan WHOI peneliti di Ilmu.

Co-penulis Karnauskas sepakat bahwa ada sedikit keraguan bahwa fenomena Laut Merah disebabkan perubahan iklim jangka panjang. "El Nino acara terakhir biasanya sekitar satu tahun, dan dalam beberapa kasus langka berlangsung selama dua tahun.," Katanya. "El Nino - dan 'dingin' pendamping, La Nina - yang cukup terkenal dengan tanda tangan yang sangat berbeda di Samudra Pasifik, di mana mereka berasal. Dalam beberapa dekade terakhir, sudah ada beberapa El Nino dan La Nina peristiwa .

"Oleh karena itu, tidak ada cara El Nino dapat menjelaskan sebuah 'tren' yang berlangsung selama puluhan tahun ini hanya ditumpangkan pada tren pemanasan human/CO2-induced.. Ada mungkin tak seorang pun di komunitas ilmiah yang akan membantah peningkatan suhu di Laut Merah yang berkaitan dengan El Nino. Jadi, dalam beberapa dekade terakhir, suhu Laut Merah telah naik seperti suhu rata-rata global, dan karang menderita sesuai. "

Model IPCC memperkirakan kenaikan lain C 2,5-3 derajat dalam suhu Laut Merah pada akhir abad ke-21. Namun proyek yang heliopora D. penulis akan berhenti mengapur sama sekali oleh 2070, ketika model memprediksi bahwa suhu akan mencapai 1,85 derajat C lebih tinggi dari yang ada sekarang.

Bahkan yang "mungkin perkiraan konservatif," kata mereka. Cohen menunjukkan akhir untuk jenis karang Laut Merah dapat datang pada awal tahun 2050.

Para ilmuwan menunjukkan bahwa hasil menunjukkan bahwa, setidaknya dalam kasus ini, pelakunya adalah suhu permukaan laut dan tidak pengasaman laut, efek lain emisi CO2 yang telah menjadi keprihatinan meningkat bagi para ilmuwan.

"Kami mampu menunjukkan temperatur sebagai pengemudi tingkat pertumbuhan menurun karena kita punya catatan panjang pertumbuhan tulang kembali ke sekitar tahun 1930," kata Cohen, "dan kami mampu berkorelasi pertumbuhan tulang dengan catatan suhu yang rentang waktu yang sama periode. Kami juga mampu menyingkirkan pengasaman laut karena kami memiliki ukuran yang sebenarnya dari negara kejenuhan aragonit air laut - suatu ukuran keasaman - di lokasi penelitian kami.

Dia memperingatkan terhadap menarik kesimpulan tentang spesies karang lainnya berdasarkan hasil ini. "Penelitian ini melaporkan dampak kenaikan temperatur di satu jenis karang," katanya. "Ini merupakan karang terumbu-bangunan penting di Laut Merah, tetapi ada sekitar 250 spesies karang batu di kawasan ini dan kami tidak tahu apa yang spesies lainnya melakukan Beberapa mungkin melakukan jauh lebih buruk;. Beberapa mungkin melakukan sedikit lebih baik dalam hal toleransi termal Kita perlu lebih dari jenis pekerjaan yang harus dapat memprediksi apa yang terumbu karang akan terlihat seperti selama beberapa dekade mendatang.. "

Karang ini, Cantin mengatakan, telah menunjukkan bahwa mereka mampu pulih dari peristiwa transien temperatur tinggi di awal 1940-an. "Namun" katanya, "" spesies ini [dalam] penelitian tidak [pulih] dari dekade terakhir dari pemanasan global. "

Pada skala jangka panjang, katanya, "ini [CT teknik] memungkinkan kita untuk menilai tingkat pemulihan terumbu karang tanpa pemantauan yang selama 30 tahun Kita dapat membangun dasar ekologi pertumbuhan karang untuk sejauh karang hidup.. Kami dapat menilai kinerja fisiologis ini koloni karang kembali melalui waktu. "

Tapi sekarang, untuk heliopora D., muncul pandangan suram. "Data di tangan menunjukkan bahwa tanpa langsung, intervensi global agresif untuk mengurangi emisi karbon," mereka menyimpulkan dalam laporan mereka, "meramalkan tekanan stres panas tahunan pasti akan mengakibatkan kerusakan lebih lanjut kesehatan karang di Laut Merah pusat selama abad berikutnya. "

Pekerjaan itu didanai oleh Raja Abdullah Universitas Sains dan Teknologi.