Forskare vid University of Otago leder forskning om möjligheten att de grunda ubåtsöppningarna utanför Nya Zeelands vulkaniska Whakaari/White Island kan utgöra ett naturligt laboratorium för att studera effekterna av framtida klimatförändringar på våra hav.

Ubåtsventiler har naturliga gradienter i klimatvariabler som pH och temperatur, vilket gör dem användbara exempel på framtida havsvattenförhållanden. Under de senaste decennierna har forskare undersökt ubåtsventiler, särskilt på djupa vatten, tropiska och subtropiska vatten och i varma tempererade hav för att utvärdera de långsiktiga effekterna av klimatförändringar på våra hav.

"Ventningsstudier i kallt tempererade vatten på södra halvklotet är få och det är viktigt att veta hur klimatförändringar, och havsförsurning i synnerhet, kommer att påverka våra tempererade arter och ekosystem, " säger Dr. Rebecca Zitoun från University of Otagos kemiavdelning.

Whakaari/White Island ger en sällsynt möjlighet att observera ubåtsventilsystem i relativt grunt vatten, nära land. Den har också en hög biologisk mångfald och är tillgänglig med SCUBA, men viktigast av allt för forskare, Whakaari/White Islands grunda öppningar producerar surt vatten med ett mycket lågt pH (så lågt som 6,8 pH jämfört med att standardhavsvatten är ungefär 8,1 pH) och vattentemperaturer på upp till 1 grad Celsius högre än omgivande havsvatten i området.

"Dessa parametrar efterliknar havsförhållanden som förutspåtts för år 2100 och framåt. Alla dessa funktioner gör Whakaari/White Island till en riktigt intressant och värdefull plats för forskning om klimatförändringar, " säger Dr Zitoun.

"Vi kan titta på vad liv som överlever där, och hur dessa organismer anpassar sig för att överleva. Eftersom vattnen runt Whakaari/White Island är representativa för framtida havsvattenförhållanden kan vi sätta upp långsiktiga observationer av organismerna som lever vid ventilerna för att förbättra vår förståelse för hur marint liv och ekosystem kommer att reagera på det förändrade klimatet, ", tillägger Dr. Zitoun.

Den första utredningen i december 2015, finansieras i första hand av ett forskningstema för oceanförsurning vid University of Otago, involverade sjutton forskare från åtta institutioner i Nya Zeeland, Australien, Nya Kaledonien, Bryssel, Tyskland och Storbritannien. Preliminära uppgifter om fysiska, geokemiska och biologiska egenskaper hos detta grunda ventilationssystem samlades in med hjälp av dykare och snorklare, skapa en integrerad bild av det aktuella tillståndet för det grunda ventilationssystemet.

Resultaten av denna studie har publicerats i Marine and Freshwater Research, en mastodoninsats med 14 medförfattare.

Dr. Zitoun och hennes kollegor fann att ventilerna skapar havsvattenförhållanden med pH, temperatur- och karbonatkemivärden som förutspåtts efter år 2100, men de har också ett antal varningar. Förändringen av karbonatkemin sker endast i ganska små områden runt ventilerna och det finns höga koncentrationer av kvicksilver och sulfid på både ventilerings- och kontrollplatser med nivåer som anses vara biologiskt toxiska.

"Denna potentiella toxicitet ger fler forskningsmöjligheter, verkligen, eftersom vi kan förvänta oss att hantera avrinning av avloppsvatten och föroreningar i vattendrag i framtiden, vilket kommer att öka nivåerna av metaller och grundämnen i våra floder, flodmynningar och hav. Alltså Whakaari/White Island, med sitt låga pH, höga temperaturer och högre koncentrationer än omgivningen av vissa metaller och grundämnen kan ses som ett utmärkt multi-stressorlaboratorium. Forskare kan lära sig mycket här, " säger Dr Zitoun.

De första stegen har tagits för att etablera en baslinje av biologiska och geokemiska parametrar runt vulkanplatsen, så att nu forskare kan fortsätta med att studera hur fysiska klimatförändringar sannolikt kommer att driva på ekologiska förändringar i en verklig miljö.