En ny studie från Marine Laboratory vid University of Guam kan hjälpa forskare att förutsäga korallblekning månader tidigare än nuvarande verktyg, och, för första gången, kan hjälpa till att förutsäga invasionshändelser av korallätande törnekrona sjöstjärnor. Studien publicerades den 8 maj Vetenskapliga rapporter .

Korallblekning och törnekronan sjöstjärnor representerar de två största störningarna som korallreven möter, medan lokala stressfaktorer som föroreningar och överfiske utgör de två största hindren för återhämtning efter störningar.

Till skillnad från andra förutsägelseverktyg, denna studie använde interaktionen mellan två stora oceanografiska modulatorer - El Nino och Pacific Decadal Oscillation, eller PDO – för att förutsäga hur "varma blobbar" av havsvatten och överskott av näringsämnen rör sig runt det tropiska västra Stilla havet för att orsaka dessa två destruktiva händelser. Befintliga verktyg ger vanligtvis blekningsvarningar två till tre veckor i förväg; dock, detta nya verktyg förlänger varningsperioden till mellan tre och fem månader.

Viktiga konsekvenser

Avancerade varningar har viktiga konsekvenser för hanteringen av korallrev i Stillahavsregionen och potentiellt utanför.

"Det tar ledningen från en reaktiv position till en mer proaktiv, " sa seniorförfattaren Peter Houk, en docent i marinbiologi vid Marine Lab. "Inte mycket kan åstadkommas med bara ett par veckors varsel, men att förutsäga händelser med blekning och sjöstjärnor om några månader kan ge regeringar och andra myndigheter mer tid att skaffa förnödenheter, skapa lagstiftning, och skapa stödnätverk för att säkerställa att reven är bättre rustade att hantera dessa krafter."

Till exempel, det ger mer tid att se över tillfälliga fiskebestämmelser, samla in pengar för att avlägsna sjöstjärnor, och skaffa förnödenheter som behövs för att stödja dessa handlingar. Författarna har förutspått utbrott av sjöstjärnor att dyka upp i östra Mikronesien i år, ge tid för Kosraes turistindustri och resursbyråer att samla in förnödenheter och bygga upp övervaknings- och borttagningsplaner nu. Ytterligare, författarna kan ge varningar för andra öar med strömavstånd att vara på utkik eftersom utbrott av sjöstjärnor är kända för att spridas över öar och rev i riktning mot rådande strömmar.

En obesvarad fråga

Havstemperaturer över genomsnittet är vanliga i det tropiska Stilla havet efter händelser av El Ninos södra oscillation, som alltmer förvärras av klimatförändringarna. Dock, öar – från Palau till Kosrae – kan påverkas på olika sätt. Man kan bleka, medan en annan upplever lite eller inget.

Den frågan motiverade forskare att studera effekten av att El Nino interagerar med SUB. Tillsammans, de två mönstren förutsäger maximala havstemperaturer och även rörelsen av "näringsplymer" fyllda med vad som kallas "klorofyll a" runt Stilla havet som attraherar plankton och orsakar utbrott av törnekrona sjöstjärnor som orsakar förödelse på koraller . Både havsytans temperaturer och näringsplymer har kartlagts av satelliter i åratal; dock, att förutsäga sin framtid har varit en utmaning.

Förutsägelser baserade på årtionden av data

Forskarna analyserade havstemperaturer som går tillbaka till 1980 och biologiska data från 1998, inklusive koralltäcke och klorofyll a-plymer, från 82 undersökningsplatser på de största öarna i Mikronesien för att spåra hur de påverkas av interaktionen mellan dessa två cykler.

Med hjälp av dessa observationer, de byggde modeller som exakt förutspådde både havsytans temperaturer och näringsämnen. Modellerna stod för 77 % av variationen i havstemperatur och 55 % av variationen i klorofyll a-koncentrationer mellan 1980 och fram till idag, båda stöder starka förutsägelser.

Studien visar att inkludering av PDO-händelser i prognoser kan förbättra förutsägelser om när och var blekning och utbrott av sjöstjärnor kommer att inträffa. Nästa steg blir att bygga en onlineresurs för att vara värd för den prediktiva modellen för forskare och resursförvaltare att få tillgång till och att fortsätta att förbättra modellen i den utsträckning det är möjligt.

"Vi ger den första insikten om hur PDO- och El Niño-cyklerna förutspådde havsytans temperaturer, klorofyll a-koncentrationer, och förändringar i koralltäcket över det tropiska norra Stilla havet, ", sa författarna. "Dessa resultat kan överföras till andra oceaniska regioner för att hjälpa till att förutsäga korallrevsstatus i ännu större skala."