Korallrev runt om i världen är hotade av pantropiska blekningshändelser som inträffar när de omgivande havsvattentemperaturerna ökar på grund av pågående klimatförändringar och extrema förhållanden som El Niño. Dock, mönster av blekningsförekomst kan vara mycket svåra att förutsäga, speciellt över vattendjup. För närvarande, de flesta förutsägelser om korallblekning är baserade på ytuppskattningar av havsvattentemperaturer, samlas med satelliter över stora delar av havet. Även om satellitobservationer är viktiga för att förstå storskaliga mönster och för att studera avlägsna platser, de kan bara upptäcka temperaturen vid havets yta och ger medelvärden över relativt stora skalor.

I denna forskning, Prof. Alex Wyatt, biträdande professor vid HKUST:s institution för havsvetenskap, samarbetade med forskare från University of Tokyo, Scripps Institute of Oceanography vid University of California San Diego, U.S. Geological Survey och Florida Institute of Technology, att göra ett långsiktigt, högupplöst kvantitativ analys av temperaturrekord påverkade av interna vågor, och deras effekt på korallrev i västra, centrala och östra Stilla havet. Teamet distribuerade och upprätthöll 50 till 60 högupplösta, kontinuerlig inspelning, elektroniska termometrar – som drivs av inbyggda batterier och innehåller exakta klockor och stort minnesutrymme – över djup vid korallrevsplatser över Stilla havet i Japan, Franska Polynesien och Panama. Detta fångade in situ temperaturer i flera år, framför allt under perioder av onormal uppvärmning i samband med El Niño-händelsen 2015 och 2016.

Med hjälp av en ny filtreringsmetod utvecklad av teamet, interna vågsignaler extraherades från temperaturposterna och användes i ett analytiskt experiment för att jämföra uppvärmning som skulle ha inträffat i närvaro och frånvaro av interna vågor. Den resulterande analysen tyder på att närvaron av interna vågor minskade uppvärmningen, särskilt i djupare delar av korallrev, med upp till 88 % under El Niño 2015-2016. Varaktigheten av allvarliga uppvärmningshändelser som sannolikt skulle döda koraller totalt minskade också på vissa platser – med 36 till 50 % – eller förhindrades helt på andra.

Teamet fann också att naturlig inre vågkylning ökar med djupet. Uppvärmningen minskade med 20 till 41 % på de grundaste platserna (8 till 10 m vattendjup) och minskade med 54 till 88 % på djupare vatten (30 till 40 meters vattendjup). Dessa fynd visade att inre vågor kan vara en viktig process för att naturligt minska korallblekning över de flesta av världens korallrevsdjup och havslägen. Omvänt, resultaten tyder också på än i frånvaro av interna vågor, eller om interna vågor frekvens och intensitet minskar med klimatförändringar, den observerade uppvärmningen av korallreven kan bli ännu allvarligare.

Resultaten som visar utbredd kylning av inre vågor tyder på en viss grad av hopp för korallrev – att det kan finnas områden med rev som åtminstone delvis är skyddade från de fruktansvärda konsekvenserna av klimatförändringarna, havets uppvärmning, och allt oftare blekningshändelser som nu i stor utsträckning observeras i grunt vatten. Områden som är naturligt kylda av inre vågor kan redan fungera som delvis tillflyktsort från de allvarliga effekterna av klimatförändringar på korallreven. Dock, eftersom haven värms upp snabbt, sådana tillflyktsorter kan erbjuda endast kortsiktigt skydd. Också, vi vet väldigt lite om hur klimatförändringar och havsuppvärmningen kommer att påverka förekomsten av inre vågor och till vilket djup de kyler korallreven i framtiden. Mer viktigt, det finns ett brett spektrum av okända frågor som härrör från denna forskning, särskilt med tanke på de bredare biologiska effekterna och ekologiska konsekvenserna av interna vågor för korallrev.

Resultaten tyder också på att det kan finnas innovativa sätt att anpassa denna information till att skydda korallrev i lokal skala av särskilt intresse, såsom kritiska livsmiljöer för ekologiskt bevarande. "Vår forskning om verklig intern våguppströmning tyder på att aktiva hanteringsmetoder som artificiell uppvallning kan vara giltiga tillfälligt på lokal skala och på platser som inte redan är naturligt kylda av interna vågor, ", sa prof. Wyatt. "Om den framgångsrikt utnyttjas med ett artificiellt uppsvällningssystem, det är förutsägbart att uppströmning kan minska de värsta effekterna av uppvärmning i liten skala över riskfyllda korallsamhällen som identifierats för särskilt skydd. Denna artificiella uppströmning skulle naturligtvis vara mycket lokaliserad jämfört med den globala kylning som sker naturligt över rev varje dag under sommaren på grund av interna vågor." "Det är mycket viktigt att notera att skyddet av rev är beroende av att omedelbart minska utsläppen av växthusgaser eftersom interna vågor bara kan erbjuda lokaliserade, och kanske tillfälligt, skydd mot snabb klimatuppvärmning. Att ta itu med de bakomliggande orsakerna till klimatförändringarna är, faktiskt, avgörande för korallrevens framtida överlevnad."

Globalt, kustsamhällen är beroende av rev för strandskydd, och den biologiska mångfalden av rev stöder vattenbruk, turism och lokala ekonomier. Större förståelse för interna vågor på olika platser kan användas för att skapa bättre prognoser om vilka rev som löper störst risk från framtida uppvärmningshändelser, identifiera potentiella tillflyktsorter för rev, och därmed skulle vara en välsignelse för förbättrad förvaltning av hotade rev.