När orkanerna Maria och Irma slet genom Karibien, de orsakade inte bara förödelse på land, men också ödelagda havsekosystem.

Korallrev utanför St. John, en del av Amerikanska Jungfruöarna, fick allvarliga skador under stormarna, säger forskare från universitetet vid Buffalo och California State University, Northridge som reste dit i slutet av november för att bedöma skadorna – det första steget för att förstå revens återhämtning.

Vissa korallkolonier tappade grenar. Andra var inkapslade i skadlig algtillväxt. Många – försvagade av orkanerna – lämnades med spöklika, fjäderliknande strängar av bakterier som hängde på öppna sår där bitar av korall hade skrapats bort.

Forskare observerade också platser där hela korallkolonier, liknar enskilda träd i en skog, hade svepts bort av stormarnas raseri.

"Orkaner genererar enorma vågor. Effekten är som sandblästring - vågorna bär sand och skräp, som bitar av trasiga koraller, upp på reven, slå dem om och om igen, säger Howard Lasker, PhD, professor i geologi vid UB College of Arts and Sciences.

Lasker ledde forskningsresan med Peter Edmunds, PhD, professor i biologi vid Cal State Northridge. Laget, finansierat av National Science Foundations forskningsprogram för snabba svar, tillbringade två veckor ombord på F.G. Walton Smith, University of Miami (UM) Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Sciences forskningsfartyg.

Forskare sa att skadorna varierade beroende på plats.

"På grunda vatten, vad vi hittade levde verkligen upp till våra förväntningar - heligt, moly detta var dåliga nyheter, säger Edmunds, som har ägnat 31 år åt att studera St. John's reef.

"Men när vi gick djupare, det blev mer nyanserat. Det var fortfarande vackert. Det fanns koraller, havsfans och några fiskar som simmar runt. Då skulle du titta närmare, och du skulle se tumlade koraller och saknade koraller på platser där du hade sett koraller bara tre månader tidigare. Det var förändringar, men det fanns verkligen en enorm mängd kvar. Jag tycker att det är väldigt uppmuntrande."

I teamet ingick forskare från UB, Cal State Northridge, Woods Hole Oceanographic Institution, National Park Service och Georgia Aquarium.

Ett "intressant naturligt experiment"

Korallrev fungerar som livsmiljöer för fiskar och andra vilda djur, tillhandahålla mat till samhällen över hela världen och generera turismdollar till kustnära ekonomier.

De senaste orkanerna gav Lasker och Edmunds ett sällsynt tillfälle att studera hur koraller återhämtar sig från katastrofer – en viktig forskningslinje i en uppvärmning värld där stigande havstemperaturer stressar reven.

"Det är ett intressant naturligt experiment, " säger Lasker. "Du kunde inte, med gott samvete, utföra ett sådant experiment på egen hand som vetenskapsman, och det är sorgligt att se dessa vackra platser i havet skadas så allvarligt. Men vi kan lära av detta - det ger oss chansen att bättre förstå återhämtningsprocessen. "

Koraller, ofta betraktad som växtliknande, är faktiskt små marina djur. De bygger kolonier som reser sig från havsbotten för att bilda färgglada, nyckfulla strukturer som folk känner som rev. Eftersom tiden går, Lasker och Edmunds kommer att studera hur snabbt korallrekryter återbefolkar skadade platser, och om skadade kolonier studsar tillbaka eller dör.

Lasker och Edmunds har forskat på St. Johns rev i flera år. Deras team har dokumenterat vilka korallarter som lever där, och undersöker fotografier som går tillbaka till 1987 för att fastställa hur revens sammansättning har förändrats.

Fokus ligger på att förstå balansen mellan hårt, steniga koraller, som utgör ryggraden i havsreven, och mjukare, mer flexibla gorgoniska koraller - trädliknande arter som bildar en sorts undervattensskog, ger livsmiljö för små fiskar och annat vattenlevande liv.

Orkanerna lägger till en oväntad variabel till detta arbete.

Under den senaste forskningsresan, teamet bedömde skador på platser utanför St. Johns södra kust, i ett område som är en del av Virgin Islands National Park. Under de kommande månaderna och åren, forskarna kommer att återbesöka många av dessa platser för att se hur korallsamhällen är – eller inte – återhämtar sig.

Edmunds säger att det som finns kvar av St. John's reef fortfarande är ganska vackert, befolkad med ett överflöd av koraller med förmågan att fortplanta sig, om tid ges. Trots dessa uppmuntrande tecken, dock, han noterar att dagens rev är mycket mer sårbara än under de senaste decennierna, med tanke på klimatförändringar och andra stressfaktorer.

För korallrev, orkaner är som skogsbränder

Lasker jämför effekten av stormar på rev med effekten av skogsbränder på skog.

"Orkaner har alltid förekommit, " säger Lasker. "De kan orsaka omfattande skador, men sedan börjar populationerna återhämta sig. Det är analogt med skogsbränder:Efter ett antal år, skogen börjar återvända. Det finns en period av störningar, och sedan återställs systemet."

Men forskarna har fortfarande många frågor om denna återhämtning.

Till exempel, få utredare har tittat i detalj på den svåra situationen för mjuka koraller – Laskers expertområde. Det finns ledtrådar om att dessa arter kan klara sig bättre än deras steniga motsvarigheter efter en katastrof, men mer forskning måste göras för att förstå hur stormar, värmande vatten och försurning av havet kan förändra revens sammansättning och om dessa förändringar är permanenta eller kortlivade, säger Lasker.

"Det här är magnifika ekosystem, " han säger, "och vi vet verkligen väldigt lite om hur de förändras och återhämtar sig efter katastrofer."

När det gäller revens framtid, Edmunds säger, frågan är inte "kommer reven att försvinna?" Den större frågan är:i vilken form kommer de att finnas?", säger han. "Jag ser inga tecken på att de kommer att försvinna. De kommer att bestå, men i vilken form?"