När en främmande art kommer till en ny miljö och sprider sig för att orsaka någon form av ekonomisk, hälsa, eller ekologisk skada, det kallas en biologisk invasion. Ofta stuva undan bland lasten av fartyg och flygplan, sådana inkräktare orsakar miljarder dollar i ekonomisk förlust årligen över hela världen och har förödande effekter på miljön.

Medan antalet introduktioner som så småningom leder till sådana invasioner ökar över hela världen, de flesta oavsiktliga introduktionshändelser involverar ett litet antal individer och arter som dyker upp i ett nytt område.

Men ny forskning publicerad idag i Science har funnit att hundratals marina arter reste från Japan till Nordamerika i spåren av jordbävningen och tsunamin i Tōhoku 2011 (som drabbade Japans östkust med förödande konsekvenser).

Marina introduktioner är resultatet av biofouling, den process genom vilken organismer börjar växa på praktiskt taget vilken yta som helst under vatten. Inom några dagar utvecklas en slemmig bakteriefilm. Efter månader till några år (beroende på vattentemperaturen) kan fullt bildade samhällen hittas, inklusive alger, blötdjur som musslor, bryozoer, kräftdjur, och andra djur.

Aktuella biosäkerhetsåtgärder, som bottenfärg på fartyg och gränsövervakning, är designade för att hantera en stadig ström av potentiella inkräktare. Men de är dåligt rustade för att ta itu med en introduktionshändelse av den skala som registrerats längs större delen av den nordamerikanska kusten. Detta skulle vara lika sant för Australien, med dess vidsträckta kustlinjer, som det är för Nordamerika.

Massiv marin migration

Denna forskning, ledd av James Carlton från Williams College, visar att under några år efter jordbävningen och tsunamin 2011, många marina organismer anlände längs Nordamerikas västkust på skräp från mänsklig aktivitet. Skräpet varierade från små plastbitar till bojar, till flytbryggor och skadade marina fartyg. Alla dessa föremål innehöll organismer. Över hela skalan av skräp som undersöktes, mängder av individer från ungefär 300 arter av marina varelser anlände levande. De flesta av dem var nya i Nordamerika.

Tsunamin svepte in kustnära infrastruktur och många mänskliga artefakter ut till havet. Föremål som redan hade legat i vattnet innan tsunamin bar deras marina samhällen med sig. North Pacific Current transporterade sedan dessa levande samhällen över Stilla havet till Alaska, British Columbia, Oregon, Washington och Kalifornien.

Det som gör denna process ovanlig är hur en naturlig extrem händelse – jordbävningen och den tillhörande tsunamin – gav upphov till en utomordentligt stor introduktionshändelse på grund av dess påverkan på kustnära infrastruktur. Forskarna hävdar att denna händelse är av oöverträffad omfattning, utgör vad de kallar "tsunamidriven megarafting":forsränning är den process genom vilken organismer kan färdas över hav på skräp – naturligt eller annat.

Det är inte känt hur många av dessa nya arter som kommer att etablera sig och sprida sig i sin nya miljö. Men, med tanke på vad vi vet om invasionsprocessen, det är säkert åtminstone några kommer. Ofta, etablering och initial befolkningstillväxt är dold, speciellt hos marina arter. Bara när det är antingen dyrt eller omöjligt att göra något åt ​​en ny art, är det upptäckt.

Biosäkerhetsövervakningssystem är utformade för att övervinna detta problem, men övervakning av en hel kust för flera arter är en betydande utmaning.

Kanske en av de största frågorna som studien väcker är om detta var en engångsföreteelse. Kan liknande framtida händelser förväntas? Med tanke på den snabba utvecklingen av kustinfrastruktur, svaret är tydligt:​​detta tillför en ny dimension till kustbiosäkerheten som måste övervägas.

Investeringar i kustplanering och system för tidig varning kommer att hjälpa, liksom minskningar av plastföroreningar. Men en sådan investering kan vara av ringa värde om inte åtgärder vidtas för att följa, och sedan överskrida, nationellt bestämda bidrag till Parisavtalet. Utan att göra det, en klimatförändringsdriven havsnivåhöjning på mer än 1 m i slutet av seklet kan förväntas. Detta kommer att avsevärt öka de risker som växelverkan mellan naturliga extrema händelser och den fortsatta utvecklingen av kustnära infrastruktur utgör. Med andra ord, denna forskning har avslöjat vad som kan bli en allt vanligare ny ekologisk process under antropocen – en tidevarv av mänskligt driven global förändring.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.