Tsunamis orsakar förstörelse. De massiva vågorna kan slita hem från sittpinnar vid stranden och torka kusterna rena från liv. Men tsunamier medför också förändringar i deras spår och kan påverka livet för stora som små varelser.

I en ny studie publicerad i Journal of Geophysical Research :Hav, en tidskrift från American Geophysical Union, forskare utforskar hur tsunamier påverkar grunda marina miljöer, även känd som bentiska miljöer, och de små, grävande djur som vistas där.

För att i detalj undersöka tsunamis ekologiska fotavtryck, ledande forskare Koji Seike från Geological Survey of Japan vid National Institute of Advanced Industrial Science and Technology i Japan, såg på en varelse i potatisstorlek, hjärtat, Echinocardium cordatum, och hur den påverkades av Tohoku-tsunamin 2011 i Japan.

"De ser ut som ett litet däggdjur, som en igelkott eller en mus, "Seike sa, som också jämförde ryggradslösa djur med manju, en typ av japansk söt bulle.

Seike hänvisar också till hjärtborrar som "ekosystemingenjörer" för deras inflytelserika roller i bentiska miljöer. Som bioturbatorer – blandare av havsbottensediment – ​​frigör de näringsämnen som en gång bundits i marken och bygger hålor som andra varelser kan använda.

Den nya studien fann att eftersom tsunamis lämnar sandiga lager av varierande kornstorlekar i deras spår, de kan påverka fördelningen av hjärtborrhålor. Burhål gjorda i större korniga sandavlagringar tenderar att kollapsa, så borrarna var till stor del begränsade till områden där Tohoku-tsunamin 2011 avsatte finkornig sand.

Genom att kontrollera fördelningen av grova och finkorniga sandavlagringar, tsunamin påverkade var borrarna grävde och, i sista hand, där de utför sitt ekologiskt betydelsefulla jobb som bioturbatorer. Att förstå hjärtats ekologiska roll och hur den påverkas av tsunamis är absolut nödvändigt för att förstå hälsan hos kustekosystemen, Seike tillade.

"Tsunaminstörningen förändrar grundläggande miljökomponenter i kustnära ekosystem som topografi eller substratkornstorlek, "Att avslöja effekten av tsunamin är avgörande för att vi ska förstå naturhistorien i regioner där tsunamikatastrofer inträffar."

Gräver ner

När jordbävningen i Tohoku inträffade utanför Japan den 11 mars, 2011, det producerade enorma tsunamivågor. Några av vågorna var 40,5 meter (133 fot) höga och nådde upp till 10 kilometer (sex miles) inåt landet.

Tsunamin torkade också bort många av de bentiska havsdjuren från Funakoshi Bay, en undersektion av Japans nordöstra kust. De enorma vågorna lade ner blandade fläckar av fin och grov sand. Detta gav ett rent blad för Seike och hans team att utforska hur tsunamins nyavsatta sand skulle påverka bentiska varelser, som hjärtat, när de återkoloniserade viken.

Seike övervakade hur många hjärtborrar som återvände, hur deras kroppsstorlek förändrades över tiden, vilken typ av sand de valde att gräva i och hur djupt de grävde. Aquarists misstänkte att hjärtborrar tenderar att gräva endast i mjuka, fin sand, men den nya studien bekräftar att vilda hjärtborrar visar en tydlig preferens för finare sand.

Genom att sticka fast sedimentkärnor i en datortomografiskanner, forskarna tog fram röntgenbilder som avslöjade tydliga bilder av hålorna och hur djupt de sprang. Skanningarna visade att hjärtborrar tenderar att gräva sig igenom fin sand, slutar när de möter grövre granulat. Hjärtborrar gräver sig några centimeter ner i den sandiga havsbotten, där de samlar och äter organiskt skräp. För att överleva under jorden, borrarna upprätthåller en uppsättning rör:ett par rör för att utsöndra avfall och ett rör till ytan för andning.

Hjärtborrar bibehåller den strukturella integriteten hos dessa rör genom att avge ett slemlim som håller deras hålväggar ungefär på plats. Urchinens slem håller sig tillräckligt bra mot fin sand och lera, men grova korn kollapsar under tryck som en gruvarbetartunnel, enligt den nya studien. Genom att avsätta lager av grov sand, tsunamis kan diktera fördelningen av hjärtborrhålor, fann forskarna.

Även om sjöborrarna i Funakoshi Bay återgick till sin kroppsstorlek före tsunamin några månader efter tsunamin, vikar och bentiska varelser på andra håll kanske inte klarar sig lika bra. Vissa tsunamier lämnar efter sig många fler grova avlagringar som kan bestå i hundratals eller tusentals år, enligt studien. Att förstå samspelet mellan naturkatastrofer som tsunamis och den ekologiska påverkan de lämnar efter sig är avgörande för att förvalta och förstå kustnära ekosystem, sa Seike.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.