Grundvatten som sipprar in i kustzonen under havets yta – kallad undervattensgrundvattenutsläpp (SGD) – är en viktig källa till färskvatten och näringsämnen till korallrev nära kusten över hela världen. Även om undervattensgrundvatten är naturligt, den kan fungera som en ledning för mycket förorenat vatten till strandlinjer. En nyligen publicerad studie, ledd av forskare vid University of Hawaii vid Mānoas School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST), belyser hur SGD påverkar tillväxten av korallrev.

"SGD är vanligt på korallrev nära stranden, speciellt på Hawaii, så vi försökte testa hur SGD påverkar korallrevens tillväxt i Maunalua Bay, O'ahu." sa Megan Donahue, biträdande forskare vid Hawai'i Institute of Marine Biology (HIMB) i SOEST och senior författare till studien.

Två processer bidrar till den övergripande tillväxten av korallrev:koralltillväxt och bioerosion, den naturliga nedbrytningen av korallrev av revorganismer. För att avgöra hur SGD påverkar dessa processer, forskargruppen planterade ut små bitar av lobkoraller på revet i områden med ett intervall på SGD och mätte förändringarna i storlek under en sexmånadersperiod. De lade också ut block av döda korallskelett över samma SGD-gradienter under ett år för att mäta bioerosionshastigheter. Blocken skannades före och efter utplaceringen med en mikro-CT-skanner, liknar en CT-skanner på sjukhus, att bestämma mängden korallskelett som avlägsnas av bioeroderande organismer i tre dimensioner.

I områden med höga nivåer av SGD, det var en dubbel whammy för korallrev. Koraller som låg precis bredvid SGD-läckage fungerade dåligt, troligen på grund av stressen från för mycket sötvatten.

"Dessutom, vi fann att marina organismer som är ansvariga för bioerosion bröt ner skelettrevets ramverk mycket snabbt när de exponerades för stora mängder SGD, " sa huvudförfattaren Katie Lubarsky, som avslutade denna forskning som en del av sin doktorsexamen i marinbiologi vid UH Mānoa. "Många bioeroderande organismer är filtermatare som presterar bättre i miljöer med höga näringsämnen, så grundvattnet med höga näringsämnen ökade sannolikt bioeroderaktiviteten. Detta indikerar att hög tillförsel av näringsförorenad SGD kan gynna revnedbrytning och avsevärt bromsa den totala revtillväxten."

Till forskarnas förvåning, SGD ökade faktiskt koralltillväxten när näringsberikningen och sötvattnet från grundvattnet låg på låga nivåer.

"Våra resultat indikerar att koraller kan trivas på SGD-påverkade rev om de isoleras från sekundära stressfaktorer som konkurrens från sjögräs och sedimentering, " sa Donahue. "Maunalua Bay ligger i ett mycket urbaniserat område, och korallreven i viken har blivit försämrade i takt med att befolkningen har ökat under de senaste 50 åren. Men aktiv förvaltning för att minska invasiva alger och begränsa fina sediment kan möjliggöra korallåterhämtning i Maunalua Bay."

"Medan den aktuella studien fann att koraller växer snabbare när de utsätts för låga nivåer av SGD-näringsberikning, koralltäcket är fortfarande extremt lågt på Maunalua Bay-revet, sa Nyssa Silbiger, studie medförfattare och biträdande professor vid California State University, Northridge. "Våra nästa studier kommer att fokusera på hur SGD och växtätande från fiskar påverkar korall-algkonkurrensen, rekryteringsfrekvenser för koraller, och bioerosionshastigheter."