Les récifs coralliens du monde entier sont menacés par des événements de blanchissement pantropicaux qui se produisent lorsque la température de l'eau de mer environnante augmente en raison du changement climatique en cours et de conditions extrêmes comme El Niño. Cependant, les modèles d'occurrence du blanchissement peuvent être très difficiles à prévoir, surtout à travers les profondeurs d'eau. Actuellement, la plupart des prévisions de blanchissement des coraux sont basées sur des estimations de surface des températures de l'eau de mer, recueillies avec des satellites sur de vastes zones de l'océan. Alors que les observations satellitaires sont importantes pour comprendre les modèles à grande échelle et pour étudier les emplacements éloignés, ils ne sont capables de détecter la température qu'à la surface même de l'océan et fournissent des moyennes sur des échelles relativement grandes.

Dans cette recherche, le professeur Alex Wyatt, Professeur assistant au Département des sciences océaniques de HKUST, collaboré avec des scientifiques de l'Université de Tokyo, Scripps Institute of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego, U.S. Geological Survey et le Florida Institute of Technology, faire du long terme, analyse quantitative à haute résolution des enregistrements de température influencés par les ondes internes, et leur effet sur les récifs coralliens à l'ouest, Océan Pacifique central et oriental. L'équipe a déployé et maintenu 50 à 60 haute résolution, enregistrement en continu, des thermomètres électroniques - alimentés par des batteries embarquées et contenant des horloges précises et une grande mémoire de stockage - à travers les profondeurs des sites de récifs coralliens à travers le Pacifique au Japon, Polynésie française et Panama. Cela a capturé les températures in situ pendant plusieurs années, plus particulièrement pendant les périodes de réchauffement anormal associées à l'événement El Niño en 2015 et 2016.

En utilisant une nouvelle approche de filtrage développée par l'équipe, des signaux d'ondes internes ont été extraits des enregistrements de température et utilisés dans une expérience analytique pour comparer l'échauffement qui se serait produit en présence et en l'absence d'ondes internes. L'analyse qui en résulte suggère que la présence d'ondes internes réduit l'échauffement, en particulier dans les parties plus profondes des récifs coralliens, jusqu'à 88 % au cours de la période El Niño 2015-2016. La durée des épisodes de réchauffement sévère susceptibles de tuer totalement les coraux a également été réduite sur certains sites - de 36 à 50 % - ou totalement empêchée sur d'autres.

L'équipe a également découvert que le refroidissement naturel des ondes internes augmente avec la profondeur. Le chauffage a été réduit de 20 à 41 % dans les sites les moins profonds (de 8 à 10 m de profondeur d'eau) et de 54 à 88 % dans les eaux plus profondes (de 30 à 40 m de profondeur d'eau). Ces résultats ont montré que les vagues internes peuvent être un processus important pour réduire naturellement le blanchissement des coraux dans la plupart des profondeurs des récifs coralliens et des emplacements océaniques du monde. Inversement, les résultats suggèrent également qu'en l'absence d'ondes internes, ou si la fréquence et l'intensité des ondes internes diminuent avec le changement climatique, le réchauffement observé des récifs coralliens pourrait devenir encore plus sévère.

Les résultats démontrant un refroidissement généralisé par les ondes internes suggèrent un certain espoir pour les récifs coralliens - qu'il puisse y avoir des zones de récifs au moins partiellement protégées des conséquences désastreuses du changement climatique, réchauffement des océans, et des phénomènes de blanchissement de plus en plus fréquents désormais largement observés dans les eaux peu profondes. Les zones naturellement refroidies par les vagues internes peuvent déjà servir de refuges partiels contre les graves impacts du changement climatique sur les récifs coralliens. Cependant, parce que les océans se réchauffent rapidement, ces refuges peuvent n'offrir qu'une protection à court terme. Aussi, nous savons très peu de choses sur la façon dont le changement climatique et le réchauffement des océans affecteront l'apparition de vagues internes et les profondeurs auxquelles elles refroidissent les récifs coralliens à l'avenir. Plus important, il y a un large éventail de questions inconnues découlant de cette recherche, en particulier compte tenu des effets biologiques plus larges et des implications écologiques des vagues internes pour les récifs coralliens.

Les résultats suggèrent également qu'il pourrait exister des moyens innovants d'adapter ces informations à la protection des récifs coralliens à des échelles locales présentant un intérêt particulier, tels que les habitats critiques pour la conservation écologique. "Nos recherches sur l'upwelling des vagues internes dans le monde réel suggèrent que les approches de gestion active telles que l'upwelling artificiel peuvent être valables temporairement à des échelles locales et dans des endroits qui ne sont pas déjà naturellement refroidis par les ondes internes, " a déclaré le professeur Wyatt. " Si exploité avec succès avec un système d'upwelling artificiel, il est prévisible que l'upwelling pourrait réduire les pires impacts du réchauffement à petite échelle sur les communautés coralliennes à risque identifiées pour une protection spéciale. Cet upwelling artificiel serait bien sûr très localisé par rapport au refroidissement à l'échelle mondiale qui se produit naturellement sur les récifs chaque jour pendant l'été en raison des vagues internes. » Il a ajouté, « il est très important de noter que la protection des récifs passe par la réduction immédiate des émissions de gaz à effet de serre car les ondes internes ne peuvent offrir que localisées, et peut-être temporaire, protection contre le réchauffement climatique rapide. S'attaquer aux causes sous-jacentes du changement climatique sont, En réalité, critique pour la survie future des récifs coralliens."

Globalement, les communautés côtières dépendent des récifs pour la protection du littoral, et la biodiversité des récifs soutiennent l'aquaculture, tourisme et économies locales. Une meilleure compréhension des vagues internes sur divers sites peut être utilisée pour créer de meilleures prévisions sur les récifs les plus menacés par les futurs événements de réchauffement, identifier les sites potentiels de refuges récifaux, et serait donc une aubaine pour une meilleure gestion des récifs menacés.