NGV-Geonieuws 188 artikel 1255

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


Februari 2012, jaargang 14 nr. 2 artikel 1255

Redactie: George Brouwers tot en met artikel 1023 en vanaf 1024 dr.W.M.L.(Willem) Schuurman

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 188! Op de huidige pagina is alleen artikel 1255 te lezen.

<< Vorig artikel: 1254 | Volgend artikel: 1256 >>

1255 Kalkafzetting van koralen neemt af
Auteur: Tim Wijgerde & Martin Zwiers

Klik hier voor alle artikelen over het Milieu ! Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Wetenschappers vonden eind 2008 dat koraalgroei op het Groot Barričrerif afneemt in een mate die de afgelopen 400 jaar niet is voorgekomen. De opwarming van de aarde en de verzuring van de oceanen zijn
opnieuw aangewezen als mogelijke oorzaken van deze achteruitgang
.

Nieuws van AIMS
AIMS wetenschappers vonden dat de kalkafzetting van de massieve koraalsoort Porites met 14,2% is afgenomen sinds 1990, iets wat de afgelopen 400 jaar niet is voorgekomen.Opwarming van de aarde en
verzuring van de oceanen zijn opnieuw hoofdverdachten achter deze teruggang. AIMS, het Australische Instituut voor Mariene Wetenschappen, is een gerespecteerd onderzoeksinstituut waar topwetenschappers onze oceanen bestuderen. In november 2008 hebben AIMS wetenschappers hun laatste ontdekkingen in hetgerenommeerde wetenschappelijke blad Science gepubliceerd.


Fig.1. 328 monsters van Porites koralen
werden op 69 verschillende locaties op
het Groot Barričrerif genomen (foto: Google Earth).


Fig.2. Variatie in kalkafzetting (in gram per
vierkante centimeter per jaar)
van Porites koralen over een
bepaalde tijd. Kalkafzetting werd
beschouwd als een combinatie van extensie
(centimeters per jaar)en dichtheid
(gram per kubieke centimeter). Deze gegevens
zijn gebaseerd op data over 1900-2005 van alle
kolonies. Kalkafzetting nam af met 14,2%,
van 1,76 g/cm2/jaar tot 1,51 g/cm2/jaar
(aangepast uit De’ath et al, Science, 2008).


De marien biologen bestudeerden een uitgebreide collectie van 328 monsters afkomstig van het Groot Barričrerif(Fig.1). Zij vergeleken verschillende groei-parameters van de koraalmonsters over een lange periode tussen 1572 tot 2005. De biologen bestudeerden de hoeveelheid kalkafzetting opgeslagen in de monsters (zowel dichtheid als lineaire groei), vergelijkbaar met het bestuderen van jaarringen van bomen. Ze stelden vast dat kalkafzetting met 14,2% afnam tussen 1990 en 2005 (fig.2). In 1990 was deze afname slechts 0,3%, maar in 2005 viel de lineaire groei met 1,5% terug in een enkel jaar. Wanneer een lange periode van 1572 tot 2001 werd bekeken, werd een stijging van de kalkafzetting tussen 1700 en 1850 en een afname sinds
1960 gevonden.

Volgens de wetenschappers is de gemeten afname waarschijnlijk te wijten aan de toename van de watertemperatuur en de verzuring van de oceaan. Sinds de 19e eeuw verbrandt de mens fossiele brandstoffen, en dit is enorm toegenomen in de vorige eeuw. Dit heeft geleid tot een sterke stijging van de atmosferische CO2-concentratie, van 280 tot 387 delen per miljoen (36%). Ongeveer 20% van het uitgestoten CO2 is opgenomen door de oceanen, die daarmee het opwarmen van de aarde deels hebben gemaskeerd. Helaas ontstaan bij het oplossen van CO2 in water waterstofdeeltjes,waardoor de pH-waarde daalt. Als de pH van zeewater afneemt, verandert dit een essentieel chemisch evenwicht. Hoe lager de pH, hoe lager de concentratie carbonaationen (CO32-). Dit wordt ook wel de “aragoniet-verzadiging” genoemd, omdat het uitdrukt hoeveel carbonaationen beschikbaar zijn voor het aanmaken van het koraalskelet, wat uit aragoniet bestaat (een vorm van calciumcarbonaat).

Bij een daling van de pH-waarde worden carbonaationen omgezet in bicarbonaationen, wat meer ruime creëert voor nieuwe carbonaationen. Dit is de reden waarom kalkafzetting afneemt, aangezien het steeds moeilijker wordt voor deze koralen om calciumcarbonaat (CaCO,sub>3) te laten neerslaan uit het water. De carbonaationen die het koraal heeft afgezet lossen simpelweg makkelijker opnieuw op. Als de pH naar een te laag niveau zakt, rond een pH-waarde van 7,4 lossen koraalskeletten in een periode van maanden zelfs helemaal op!
De wetenschappers rapporteren ook dat,hoewel kalkafzetting lineair toeneemt met temperatuur, deze scherp daalt als de temperatuur boven de 30C stijgt. Dit komt doordat de symbiotische algen die in het
koraal leven bij deze temperatuur afsterven (Fig.3).

De biologen sloten andere factoren die de groeiafname van Porites koralen konden verklaren uit. Een eerste mogelijke factor was competitie tussen koraalkolonies. De hoeveelheid koraalkolonies per vierkante
meter is echter niet gestegen, maar is op diverse locaties zelfs afgenomen. Andere factoren zouden landerosie en schommelingen in zoutgehalte kunnen zijn. Erosie leidt tot veel stof in het water, ook wel
sedimentatie genoemd, en leidt tot verstikking van koralen. Schommelingen in zoutgehalte zijn verder schadelijk voor koraalweefsel. Deze processen spelen echter vooral een rol op riffen aan de kust. De
wetenschappers toonden aan dat kalkafzetting ook op riffen in de open zee afnam, waardoor bovengenoemde processen konden worden uitgesloten als hoofdoorzaak. Een vierde mogelijkheid zouden ziekten kunnen
zijn, omdat die regelmatig voorkomen bij koralen. De bemonsterde kolonies waren echter alle gezonde exemplaren, en daarmee leek ook dit probleem uitgesloten. De hoeveelheid licht die de koralen ontvingen was tevens een mogelijke verklaring voor groeiafname. Het is algemeen bekend dat licht de groei van veel koralen stimuleert. Koralen verkrijgen tot 100% van de benodigde energie uit zoöxanthellen, die o.a. koolhydraten produceren door de energie van de zon te gebruiken. Dit proces staat bekend als
fotosynthese. Zij stelden echter vast dat het wolkendek en de helderheid van het water niet significant zijn veranderd op het Groot Barričrerif gedurende de lange proefperiode. Tenslotte sloten zij veranderingen
in oceaanstromingen en lange-termijn pH fluctuaties ook uit.


Fig.3. Zonder zoöxanthellen verhongeren koralen
langzaam en staakt hun groei. Ondiepe
koraalriffen worden verlicht door intens
zonlicht, waarvan de symbiotische algen
die in het koraal leven goed gebruik maken.
Wanneer watertemperaturen te hoog oplopen,
sterven de algen en worden ze door de
koralen uitgestoten. Zonder hun plantaardige
partners kunnen koralen niet lang overleven
en moeten zij hun algen snel opnieuw opbouwen
(foto: Hans Leijnse).


Fig.4. Een kleine, harige krab, levend op een spons.
Koraalriffen zijn het leefgebied van duizenden
soorten (on)gewervelde dieren, waarvan velen
nog niet eens zijn geďdentificeerd. Door de
achteruitgang van de koraalriffen worden al
deze soorten bedreigd
(foto: Hans Leijnse).


Het feit dat deze afname in kalkafzetting sterker is dan ooit is waargenomen in de afgelopen 400 jaar benadrukt opnieuw het belang van CO2-reductie. De huidige pH van de oceanen is al 0,1 graad lager vergeleken met 100 jaar geleden, terwijl de aragoniet-verzadiging (de hoeveelheid carbonaationen opgelost in zeewater) met 16% is gedaald. Recente studies hebben aangetoond wat de gevolgen zijn; een
verdubbeling van de atmosferische CO2-concentratie doet de groei van steenkoralen met 9 tot 56% afnemen. Ook is gevonden dat de mate waarin koraallarven zich vastzetten op het rif is afgenomen door de
gedaalde pH-waarde, waardoor de voortplanting van diverse soorten koraal in gevaar komt.

Als de CO2-concentratie blijft stijgen,verdwijnen de koraalriffen uiteindelijk. Als de CO2-concentratie verdriedubbelt naar 1000 PPM, lossen koraalriffen volledig op. Een zeer belangrijke component van het fytoplankton, coccolithophoren, zou ook
uitsterven. Zonder voldoende plankton zou het gehele oceanische ecosysteem kunnen instorten. Deze situatie kan worden bereikt in 2150 als het huidige CO2-emissieniveau doorzet.

Koraalriffen herbergen duizenden (on)gewervelde diersoorten, en behoren dan ook tot de meest soortenrijke ecosystemen op aarde(Fig.4). Miljoenen mensen zijn afhankelijk van de riffen als bron van voedsel en inkomen,
en vele landen hebben economieën die deels op het door koraalriffen gegenereerde ecotoerisme steunen.
Bovendien beschermen de riffen de kustlijnen van 109 landen, een steeds belangrijker wordende functie nu tropische stormen steeds vaker voorkomen. Met de verdwijning van koraalriffen zou onze planeet unieke
ecosystemen verliezen die van groot ecologisch, economisch, sociaal en cultureel belang zijn.

Referenties:
  • 1. Glenn De’ath, Janice M. Lough, Katharina E. Fabricius, Declining Coral
  • Calcification on the Great Barrier Reef, 2008, pp. 116-119(323)
  • 2. Ohde S, Hossain MMM, Effect of CaCO3 (aragonite) saturation state of
  • seawater on calcification of Porites coral, Geochem. J., 2004, pp. 613-621(38)
  • 3. Fine M, Tchernov D, Scleractinian coral species survive and recover from decalcification, Science, 2006,
  • pp. 1811(315)
  • 4. J. M. Lough, D. J. Barnes, J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 245, 225 (2000).
  • 5. F. Bessat, D. Buigues, Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 175, 381 (2001).
  • 6. J. Bruno, E. Selig, PloS ONE 2, e711 10.1371/journal. pone.0000711 (2007).
  • 7. M. McCulloch et al., Nature 421, 727 (2003).
  • 8. Falkowski, PG, Dubinsky, Z, Muscatine, L, Porter, JW, Light and bioenergetics of a symbiotic coral. Bioscience, 1984, pp. 705–709(34)
  • 9. Muscatine, L. Porter, JW, Reef corals: mutualistic symbioses adapted to
  • Nutrient-poor environments. Bioscience, 1977, pp. 454– 460(27)
  • 10. Edmunds, PJ, Davies, SP, An energy budget for Porites porites (Scleractinia).
  • Mar. Biol, 1986, pp. 339– 347(92)
  • 11. J. M. Guinotte, V. J. Fabry, Ann. N. Y. Acad. Sci. 1134, 320 (2008).
  • 12. J. C. Orr et al., Nature 437, 681 (2005).
  • 13. R. Albright, B. Mason and C. Langdon, Effect of aragonite saturation state on settlement and post-settlement
  • growth of Porites astreoides larvae, Coral Reefs,
  • pp. 485-490(27)
  • 14. Caldeira K, Wickett ME, anthropogenic carbon and ocean pH, Nature, 2003, pp. 365(425)

Met dank aan de auteur, Tim Zwijgelte, en de eindredacteur Germain Leys van de website http://www.reefsecrets.org/


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl