به گزارش ثریا -  در یک صخره مرجانی دورافتاده در نزدیکی پاپوآ گینه نو، جریان‌های بی‌پایانی از حباب‌ها از تَرَک‌های کف دریا به داخل آب‌های کم‌عمق بالا می‌آیند که توسط یک سیستم آتشفشانی زیرزمینی تغذیه می‌شوند. برای دانشمندان، این پدیده طبیعی به نوعی گوی بلورین تبدیل شده است که نشان می‌دهد چگونه اقیانوس‌های در حال تغییر ما، حیات دریایی درون خود را شکل و تغییر خواهند داد.

تیمی به رهبری محققان مؤسسه علوم دریایی استرالیا(AIMS) دریافته‌اند که این حباب‌های آتشفشانی که از کربن دی‌اکسید(CO2) تقریباً خالص تشکیل شده‌اند، به دلیل افزایش اسیدی شدن آب، نوعی تغییر موضعی در محیط ایجاد می‌کنند.

با افزایش گاز، جریان‌های قابل مشاهده‌ای از حباب‌ها تشکیل می‌شوند که در آب دریای اطراف حل می‌شوند و شیمی آن را تغییر می‌دهند و از آنجا که این اتفاق در نزدیکی صخره‌های مرجانی در خلیج میلن(Milne) واقع در کشور پاپوآ گینه نو رخ می‌دهد، دانشمندان می‌توانند ببینند که افزایش کربن دی‌اکسید در آب چه تاثیری بر حیات اقیانوسی در معرض آن دارد.

به گفته دانشمندان، اساساً این یک مدل زنده و طبیعی است که نمی‌توان آن را در آزمایشگاه شبیه‌سازی کرد.

دکتر کاتارینا فابریسیوس(Katharina Fabricius)، نویسنده ارشد و بوم‌شناس مرجان‌ها در مؤسسه علوم دریایی استرالیا می‌گوید: این آزمایشگاه‌های طبیعی منحصر به فرد مانند ماشین زمان هستند. تراوشات کربن دی‌اکسید به ما این امکان را داده است که محدودیت‌های تحمل صخره‌ها را مطالعه کنیم و پیش‌بینی‌هایی انجام دهیم. اگر انتشار گازهای گلخانه‌ای با اهداف «پیمان پاریس» همسو باشد، صخره‌های مرجانی چگونه با آن کنار خواهند آمد؟ اگر این اتفاق نیفتد، چه اتفاقی می‌افتد؟

فابریسیوس اولین بار در سال ۲۰۰۰، زمانی که مشغول انجام یک بررسی تنوع زیستی بود، با حباب‌های آتشفشانی که از میان باغ‌های مرجانی آنجا جاری بودند، مواجه شد. سال‌ها بعد، او به همراه تیمی از دانشمندان برای تجزیه و تحلیل این گاز که در آن زمان به عنوان کربن دی‌اکسید خالص شناسایی شد، بازگشت. این آغاز یک دهه تحقیق بود که به بررسی چگونگی سازگاری یا عدم سازگاری اکوسیستم‌های دریایی گرمسیری با محیط‌های به طور فزاینده اسیدی می‌پرداخت.

آنها ۳۷ ایستگاه سنجش را در سراسر این منطقه، از مناطق بدون حباب که منعکس کننده شیمی اقیانوس امروزی هستند تا مناطق به شدت حباب‌دار که شرایط مورد انتظار اواخر این قرن را نمایان می‌کنند، تأسیس کردند.

گفتنی است که چیزی که این مکان را بسیار ارزشمند می‌کند، این است که هیچ چیز دیگری تغییر نمی‌کند. دما، جریان‌ها، نور و شوری آب ثابت می‌مانند، بنابراین محققان می‌توانند اثرات اسیدی شدن را به تنهایی بررسی کنند.

آنها در هر ایستگاه، میزان سازگاری آب با تشکیل کربنات کلسیم (ماده‌ای که مرجان‌ها و برخی جلبک‌ها برای ساخت ساختارهای اسکلتی خود استفاده می‌کنند) را اندازه‌گیری کردند. آنها همچنین از کف دریا عکس گرفتند، مرجان‌های جوان را شمارش کردند، ساختار زیستگاه را ارزیابی کردند و جلبک‌ها را برای وزن کردن و شناسایی جمع‌آوری کردند. همه اینها به آنها اجازه داد تا تصویری پیوسته از چگونگی تغییر حیات صخره‌های مرجانی با کاهش مطلوبیت آب برای ساخت و نگهداری اسکلت آنها بسازند.

آنچه محققان یافتند، چیزی نبود که برخی پیش‌بینی می‌کنند. مثلا یک نقطه اوج ناگهانی که در آن حیات پس از رسیدن به غلظت خاصی از CO2 در آب متوقف می‌شود. در عوض، آنها تغییر شکل مداوم و پیشرونده‌ای را در جامعه صخره‌های مرجانی مشاهده کردند و تغییری که حتی زمانی که سطح CO2 در آب اطراف فقط کمی بالا بود، مشهود بود.

اولین نشانه‌های تغییر تنها با افت‌های کوچک در pH، در محدوده‌ای که قبلاً در بسیاری از صخره‌های مرجانی در سراسر جهان ثبت شده بود، ظاهر شد. تنوع مرجان‌های سخت بالغ و جوان به سرعت کاهش یافت و حساس‌ترین گونه‌ها شامل مرجان‌های شاخه‌ای و صفحه‌ای شکل که بخش زیادی از پناهگاه ماهی‌ها و بی‌مهرگان را تشکیل می‌دهند، بیشترین آسیب را دیدند. این مرجان‌ها پس از کاهش اندک pH شروع به ناپدید شدن کردند و تقریباً در مناطق اسیدی‌شده تقریباً به طور کامل دیگر وجود نداشتند.

در همین حال، یک گروه از مرجان‌ها شامل گونه‌های بزرگ و گرد سنگی موسوم به «Porites»، انعطاف‌پذیری و سازگاری شگفت‌انگیزی نشان دادند، اما این به نوبه خود کاهش واقعی پوشش مرجانی را پنهان کرد و این تصور غلط را ایجاد کرد که جامعه بهتر از آنچه بود، دوام می‌آورد. وقتی دانشمندان این مرجان‌ها را حذف کردند، صحنه بسیار دلخراش بود.

دکتر سام نونان(Sam Noonan)، نویسنده ارشد این مطالعه از AIMS می‌گوید: این صخره‌های پاپوآ گینه نو به ما می‌گویند که با هر ذره افزایش CO2، مرجان‌های کمتری و جلبک‌های گوشتی بیشتری خواهیم دید. نکته مهم این است که ما همچنین تعداد بسیار کمتری مرجان نوزاد پیدا کردیم، به این معنی که صخره‌ها قادر به رشد و بازیابی سریع نخواهند بود. این امر پیامدهایی برای همه گونه‌هایی که به آنها وابسته هستند، از جمله انسان‌ها دارد. بسیاری از جوامع ساحلی به ماهی‌هایی وابسته هستند که زندگی خود را با استفاده از صخره‌های مرجانی برای سرپناه و غذا آغاز می‌کنند.

جلبک‌هایی که به ساخت چارچوب و استحکام صخره‌ها کمک می‌کنند نیز با افزایش CO2 به سرعت کاهش یافتند و در نهایت به طور کلی ناپدید شدند. این جلبک‌ها معمولاً به استقرار و رشد مرجان‌های نوزاد کمک می‌کنند، بنابراین از بین رفتن آنها این کاهش را تشدید می‌کند.

جلبک‌های غیر آهکی نیز با اسیدی‌تر شدن آب گسترش یافتند و جلبک‌های قهوه‌ای و قرمز در کف دریا پخش شدند و از فضا لذت بردند و رقابت را کاهش دادند. اسفنج‌ها نیز به وفور افزایش یافتند. به طور کلی، صخره از یک محیط پیچیده و ساخته شده توسط مرجان به سمت یک فضای ساده‌تر، مسطح‌تر و تحت سلطه جلبک‌ها تغییر جهت داد.

اگر صخره‌ها را به مثابه جنگل‌های بارانی اقیانوس در نظر بگیریم، کربن دی‌اکسید اساساً یک منظره سرسبز و متنوع را به یک علفزار تبدیل می‌کند که این خبر بدی برای حدود ۲۵ درصد از ماهی‌های جهان است که برای سرپناه، جفت‌گیری، پرورش نوزادان و یافتن غذا به مرجان‌ها وابسته هستند.

فابریسیوس می‌گوید: با مطالعه ارگانیسم‌ها در ۳۷ ایستگاه در امتداد شیب ۵۰۰ متری قرار گرفته در معرض کربن دی‌اکسید توانستیم ببینیم که با افزایش کربن دی‌اکسید چه اتفاقی می‌افتد. هیچ فروپاشی ناگهانی یا نقطه اوجی وجود نداشت. در عوض، با افزایش کربن دی‌اکسید، شاهد غالب شدن جلبک‌های گوشتی بودیم که جایگزین جلبک‌های مرجانی و آهکی شده و آنها را خفه می‌کردند.

این پژوهش برای پیش‌بینی چگونگی تغییر صخره‌های مرجانی در سراسر جهان با افزایش اسیدی شدن اقیانوس‌ها در این قرن و پس از آن مهم است. در حالی که سفید شدن مرجان‌ها که به دلیل افزایش دمای آب است، به خوبی مستند شده است، داده‌های کمتری در مورد تأثیر اسیدی شدن بر این گونه‌های آسیب‌پذیر و چگونگی تأثیر این تغییرات بر ماهی‌ها و بی‌مهرگان وابسته به صخره‌ها وجود دارد.

فابریسیوس می‌گوید: ما مشاهده کرده‌ایم که صخره‌های مرجانی در واکنش به افزایش کربن دی‌اکسید در صخره بزرگ مرجانی شروع به تغییر می‌کنند. صخره‌های مرجانی پاپوآ گینه نو به ما می‌گویند که در آینده چه اتفاقی خواهد افتاد. هر چه CO2 بیشتری در جو منتشر کنیم، تغییرات برای صخره‌های مرجانی و جوامع ساحلی که به آنها وابسته هستند، بیشتر خواهد بود. این علاوه بر تأثیر گرمایش جهانی و افزایش سطح دریا است.

وی افزود: اسیدی شدن اقیانوس‌ها یک مشکل بزرگ جهانی است که تا به امروز کمتر مورد مطالعه و گزارش قرار گرفته است. این پژوهش در نوع خود اولین است و داده‌های میدانی منحصر به فردی را ارائه می‌دهد و به ما امکان می‌دهد تا ارزیابی کنیم که چگونه کل جوامع در دنیای واقعی تغییر می‌کنند.

این پژوهش در مجله Communications Biology منتشر شده است.

منبع ک صخره مرجانی