I den första ekosystemomfattande studien av förändrade havsdjup vid fem stora korallrevstrakter i Florida, Karibien och Hawaii, forskare fann att havsbotten urholkar på alla fem platser, och reven kan inte hålla jämna steg med havsnivåhöjningen. Som ett resultat, kustsamhällen som skyddas av reven står inför ökade risker från stormar, vågor och erosion. Studien, av US Geological Survey (USGS), publiceras idag i Biogeovetenskap , en tidskrift för European Geosciences Union.

På två platser i Florida Keys, två på Amerikanska Jungfruöarna, och i vatten som omger Hawaii -ön Maui, korallrevs nedbrytning har orsakat att havsbotten djup har ökat och sand och andra havsbottenmaterial har eroderat under de senaste decennierna, de Biogeovetenskap studie hittat. I vattnen runt Maui, havsbottenförlusterna uppgick till 81 miljoner kubikmeter sand, rock och annat material - om vad som skulle krävas för att fylla Empire State Building 81 gånger, eller en olympisk pool cirka 32, 000 gånger, USGS -forskarna beräknade.

När havsnivån stiger över hela världen på grund av klimatförändringar, var och en av dessa ekologiskt och ekonomiskt viktiga revekosystem beräknas påverkas av ökande vattendjup. Frågan om korallkolonier kan växa tillräckligt snabbt för att hålla jämna steg med hav är föremål för intensiv vetenskaplig forskning.

Men USGS -studien, publicerad den 20 april, 2017 i tidningen Biogeovetenskap , fann den kombinerade effekten av stigande hav och havsbotten erosion har redan ökat vattendjupet mer än vad de flesta forskare förväntade sig att inträffa många decennier från nu. Andra studier som inte påverkar erosionen av havsbotten har förutsett att havet kommer att stiga med mellan 0,5 och 1 meter år 2100.

"Våra mätningar visar att erosion av havsbotten redan har orsakat att vattendjupet har ökat till nivåer som inte förutspås inträffa förrän nära år 2100, "sa biogeokemisten Kimberly Yates från USGS:s kust- och marina vetenskapscenter i St. Petersburg, studiens huvudförfattare. "I nuvarande takt, vid 2100 havsbotten erosion kan öka vattendjupet med två till åtta gånger mer än vad som har förutsetts från havsnivåhöjning ensam. "

Studien fastställde inte specifika orsaker till havsbotten erosion i dessa korallrev ekosystem. Men författarna påpekade att korallrev världen över minskar på grund av en kombination av krafter, inklusive naturliga processer, kustutveckling, överfiske, förorening, korallblekning, sjukdomar och försurning av havet (en förändring av havsvattnets kemi kopplad till oceanernas absorption av mer koldioxid från atmosfären).

För vart och ett av de fem korallrevens ekosystem, laget samlade detaljerade havsbottenmätningar från National Oceanic and Atmospheric Administration från 1934 till 1982, och använde också undersökningar gjorda från slutet av 1990 -talet till 2000 -talet av USGS Lidar -programmet och US Army Corps of Engineers. Fram till ungefär 1960 -talets havsbottenmätningar gjordes för hand, med blyvägda linjer eller ljudpoler med djupmarkeringar. Från ungefär 1960 -talet de flesta mätningarna baserades på den tid det tar en akustisk puls för att nå havsbotten och återvända. USGS -forskarna konverterade de gamla mätningarna till ett format som kan jämföras med senaste lidardata.

De jämförde de gamla och nya mätuppsättningarna för att hitta de genomsnittliga höjdförändringarna på varje plats. Metoden har använts av US Army Corps of Engineers för att spåra andra typer av havsbottenförändringar, till exempel skift i sjöfartskanaler. Detta är första gången det har tillämpats på hela korallrevs ekosystem. Därefter utvecklade forskarna en datormodell som använde höjdförändringarna för att beräkna volymen av förlorat havsbottenmaterial.

De fann att övergripande, havsbotten har minskat på alla fem platser, i mängder från 0,09 meter till 0,8 meter. Alla fem revområdena förlorade också stora mängder korall, sand, och andra havsbottenmaterial för erosion.

"Vi såg lägre erosionshastigheter - och till och med några lokala ökningar av havsbottenhöjningen - i områden som var skyddade, nära tillflyktsorter, eller fjärran från mänskliga befolkningscentra, "Sade Yates." Men dessa var inte tillräckligt viktiga för att kompensera det ekosystemomfattande erosionsmönstret på var och en av våra studieplatser. "

Över hela världen, mer än 200 miljoner människor bor i kustsamhällen skyddade av korallrev, som fungerar som naturliga hinder mot stormar, vågor och erosion. Dessa ekosystem stöder också jobb, tillhandahålla ungefär en fjärdedel av alla fiskskördar i de tropiska haven, och är viktiga rekreations- och turistorter.

"Korallrevssystem har länge erkänts för sitt viktiga ekonomiska och ekologiska värde, "sa John Haines, Programkoordinator för USGS kust- och maringeologiprogram. "Denna studie berättar att de har en avgörande roll för att bygga och upprätthålla den fysiska strukturen på havsbotten vid kusten, som stöder friska ekosystem och skyddar kustsamhällen. Dessa viktiga ekosystemtjänster kan gå förlorade i slutet av detta århundrade, och närliggande samhällen kan behöva hitta sätt att kompensera för dessa förluster. "

Studien samlade ekosystemforskare och kustingenjörer, som planerar att använda resultaten för att bedöma riskerna för kustsamhällen som förlitar sig på korallrev för skydd mot stormar och andra faror.