Le système Coral-FOCE déployé sur le platier récifal de l'île Heron. La photo a été prise à marée basse lorsque l'équipe échantillonnait l'expérience. Au premier plan se trouve le système personnalisé contrôlé par ordinateur et le système de dosage d'eau de mer enrichie en CO2 sur une plate-forme flottante, à l'arrière-plan se trouve l'éolienne qui, avec un panneau solaire sur le flotteur, a alimenté cette expérience. Crédit :David Kline
Une équipe dirigée par David Kline, un scientifique du Smithsonian Tropical Research Institute, demandé ce qui se passerait s'ils abaissaient le pH sur un récif de corail vivant. En utilisant des impulsions contrôlées par ordinateur d'eau de mer enrichie en dioxyde de carbone (CO2), ils ont simulé un futur scénario de changement climatique. leurs résultats, Publié dans Écologie et évolution de la nature , souligner l'importance de protéger les coraux vivants.
L'océan absorbe environ la moitié du carbone produit par la combustion de combustibles fossiles, rendre l'eau de mer plus acide. Et selon un rapport de l'ONU, L'acidité des océans pourrait doubler d'ici 2100. Mais la plupart des connaissances sur les effets de l'acidification des océans sur les coraux proviennent d'expériences en aquarium.
"Nous voulions sortir des expérimentations en boites de verre et les faire sur le récif dans des conditions naturelles, ", a déclaré Kline. "Mais nous n'avions jamais imaginé que les différences seraient si dramatiques."
"Au cours de la période expérimentale de huit mois, nous avons traversé environ cinq réservoirs de gaz CO2 - le genre que les entreprises de boissons gazeuses utilisent pour mettre le pétillant dans les canettes de soda - pour rendre l'eau de mer plus acide, ", a déclaré Kline. "Notre machine à remonter le temps sous-marine (également appelée système d'enrichissement en carbone libre de l'océan ou système FOCE) a utilisé un ensemble de capteurs et de pompes doseuses pour simuler les futures conditions de forte teneur en CO2 en contrôlant le pompage d'eau de mer à forte teneur en CO2 sur les porites vivants et morts. cylindrica dans nos canaux expérimentaux ouverts sur le platier récifal de la station de terrain Heron Island de l'Université du Queensland sur la Grande Barrière de Corail."
Un membre de l'équipe fait du snorkeling à marée basse pour échantillonner l'eau de mer dans chaque chambre (il y a un mousqueton de seringues de prélèvement autour de son bras) et pour insérer temporairement des portes style guillotine afin de sceller la chambre pendant 2 heures afin de mesurer les coraux taux de calcification/dissolution et photosynthèse/respiration. Crédit :David Kline
Le pH et la température fluctuent normalement sur une période de 24 heures. L'équipe a donc créé un système pour augmenter le CO2 d'une quantité constante au-dessus du niveau de fond. Ils ont nettoyé les canaux, a prélevé des échantillons d'eau et étalonné en permanence les réseaux de 40 capteurs pour s'assurer qu'ils ajoutaient les niveaux de CO2 prévus pour l'avenir.
Comme des coquillages, les squelettes de coraux sont faits de carbonate de calcium. Et comme l'eau de mer devient plus acide, les squelettes coralliens accumulent le carbonate de calcium plus lentement voire se dissolvent, comme de la craie dans un verre de vinaigre.
« L'utilisation d'un système FOCE n'est pas le seul moyen de lutter contre les effets de l'acidification des océans, cela fait partie d'une trousse à outils, mais il nous donne des prédictions réalistes, " a déclaré Kline. " Le plus, c'est qu'il génère des informations cohérentes à partir d'un vrai récif - à la lumière naturelle, nourriture, nutriments et conditions environnementales où les coraux sont exposés à l'écosystème naturel des habitants des récifs. L'inconvénient, c'est qu'il est coûteux et difficile à mettre en place et à faire fonctionner."
Les résultats de cette première expérience FOCE sur un récif de corail peu profond étaient sombres :les coraux vivants et morts ont été sérieusement affectés par l'acidification des océans. Les taux de croissance des coraux vivants sont tombés à presque zéro tandis que le taux de dissolution des colonies mortes a presque doublé. Ces résultats suggèrent qu'aux niveaux de CO2 prévus pour l'avenir, les récifs coralliens commenceront à se dissoudre plus tôt que prévu. Cependant, une de leurs conclusions éclaire les perspectives d'avenir des récifs :
Davey Kline, l'auteur principal de cette étude et le professeur Ove Hoegh-Guldberg de l'Université du Queensland et l'auteur principal du contrôleur informatique personnalisé FOCE et du système de dosage de CO2 enrichi sur le platier récifal de l'île Heron, Grande barrière de corail, Australie. Crédit :David Kline
Les squelettes de coraux recouverts de tissus vivants étaient beaucoup plus résistants que les coraux morts dans cette expérience du monde réel, car ils étaient protégés des vers ennuyeux et d'autres animaux qui se nourrissent de coraux à l'intérieur des squelettes de coraux, et aussi des oursins, poissons perroquets et autres bioéroders vivant à la surface externe des coraux qui mangeaient les coraux morts à un rythme rapide.
"L'énorme différence entre le sort des coraux vivants et morts dans un environnement naturel me donne de l'espoir, ", a déclaré Kline. "Alors que nous créons des réserves marines et apprenons à augmenter la quantité de coraux vivants en restaurant les récifs, nous mettons en place une boucle de rétroaction positive parce que le corail vivant fera croître le récif et ralentira la dissolution."
Kline a travaillé avec des collègues de la Scripps Institution of Oceanography, L'Université du Queensland, Université de Stanford, OcéanX, Université d'État de Floride, Carnegie Institution et l'Université hébraïque de Jérusalem.
"C'était incroyable de travailler ensemble sur Heron Island, " C'est un site très bien étudié :les gens y font des recherches depuis 100 ans. La plupart des études historiques sur les récifs coralliens ont été réalisées là-bas. » Maintenant, la machine à remonter le temps de Kline est en route pour l'autre bout du monde, où il verra si les mêmes conclusions tiennent à la station de recherche des Caraïbes de Bocas del Toro du Smithsonian au Panama.
L'Institut de recherche tropicale Smithsonian, dont le siège est à Panama City, Panama, est une unité de la Smithsonian Institution. L'institut approfondit la compréhension de la biodiversité tropicale et de son importance pour le bien-être humain, forme les étudiants à mener des recherches dans les tropiques et promeut la conservation en sensibilisant le public à la beauté et à l'importance des écosystèmes tropicaux.
