Une nouvelle étude fournit un examen sans précédent de la perte d’oxygène sur les récifs coralliens du monde entier sous le réchauffement des océans. Dirigée par des chercheurs de la Scripps Institution of Oceanography de l’UC San Diego et une grande équipe de collègues nationaux et internationaux, l’étude capture l’état actuel de l’hypoxie – ou de faibles niveaux d’oxygène – sur 32 websites différents, et révèle que l’hypoxie est déjà omniprésente sur nombreux récifs.
La baisse globale de la teneur en oxygène dans les océans et les eaux côtières du monde – un processus connu sous le nom de désoxygénation des océans – a été bien documentée, mais l’hypoxie sur les récifs coralliens a été relativement sous-explorée. La perte d’oxygène dans l’océan devrait menacer les écosystèmes marins à l’échelle mondiale, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour mieux comprendre les impacts biologiques sur les coraux tropicaux et les récifs coralliens.
L’étude, publiée le 16 mars dans la revue Nature Weather Transform, est la première à documenter les problems d’oxygène sur les écosystèmes des récifs coralliens à cette échelle.
“Cette étude est distinctive car or truck notre laboratoire a travaillé avec un particular nombre de collaborateurs pour compiler cet ensemble de données mondiales sur l’oxygène, particulièrement axé sur les récifs coralliens – personne n’a vraiment fait cela à l’échelle mondiale auparavant avec ce nombre d’ensembles de données”, a déclaré le scientifique marin Ariel Pezner. maintenant stagiaire postdoctoral à la Smithsonian Marine Station en Floride. “Nous avons été surpris de constater que de nombreux récifs coralliens connaissent déjà ce que nous définirions comme de l’hypoxie aujourd’hui dans les conditions actuelles.”
Les auteurs ont constaté que de faibles niveaux d’oxygène se produisent déjà dans certains habitats récifaux et devraient s’aggraver si les températures des océans continuent de se réchauffer en raison du changement climatique. Ils ont également utilisé des modèles de quatre scénarios de changement climatique différents pour montrer que le réchauffement et la désoxygénation prévus des océans augmenteront considérablement la durée, l’intensité et la gravité de l’hypoxie sur les récifs coralliens d’ici 2100.
L’analyse a été dirigée par Pezner alors qu’elle était doctorante à Scripps Oceanography, où elle travaillait dans le laboratoire Scripps Coastal and Open Ocean BiogeochemistrY Investigate (SCOOBY) aux côtés du biogéochimiste Andreas Andersson.
Le laboratoire SCOOBY et ses partenaires ont collecté la plupart des données dans le but de caractériser la chimie de l’eau de mer et le métabolisme des récifs dans différents environnements de récifs coralliens. Les partenaires internationaux ont contribué à faciliter la logistique de la recherche et l’accès à de nombreux web sites d’étude. Plusieurs contributeurs ont également partagé les données de leurs propres études. À Scripps Oceanography, le Martz Lab, le Smith Lab et le Tresguerres Lab ont tous apporté des contributions importantes à l’étude.
Historiquement, l’hypoxie a été définie par un seuil de focus très spécifique d’oxygène dans l’eau – moins de deux milligrammes d’oxygène par litre – un seuil qui a été déterminé dans les années 1950. Les chercheurs notent qu’un seuil universel peut ne pas s’appliquer à tous les environnements ou à tous les récifs ou à tous les écosystèmes, et ils ont exploré la possibilité de quatre seuils d’hypoxie différents : faible (5 mg/L), doux (4 mg/L), modéré ( 3 mg/L) et une hypoxie sévère (2 mg/L).
Sur la foundation de ces seuils, ils ont constaté que additionally de 84 % des récifs de cette étude ont connu une hypoxie “faible à modérée” et 13 % ont connu une hypoxie “sévère” à un moment donné au cours de la période de collecte de données.
Comme les chercheurs s’y attendaient, l’oxygène était le in addition bas tôt le matin à tous les endroits et le moreover élevé au milieu de l’après-midi en raison de la respiration nocturne et de la photosynthèse diurne, respectivement. Pendant la journée, lorsque les producteurs primaires du récif ont la lumière du soleil, ils effectuent la photosynthèse et produisent de l’oxygène, a déclaré Pezner. Mais la nuit, lorsqu’il n’y a pas de lumière solaire, il n’y a pas de output d’oxygène et tout sur le récif respire – respirer de l’oxygène et expirer du dioxyde de carbone – ce qui entraîne un environnement moins oxygéné et parfois un plongeon dans l’hypoxie.
Il s’agit d’un processus normal, a déclaré Andersson, l’auteur principal de l’étude, mais à mesure que la température de l’océan augmente, l’eau de mer peut contenir moins d’oxygène tandis que la demande biologique en oxygène augmentera, exacerbant cette hypoxie nocturne.
“Imaginez que vous êtes une personne habituée aux problems du niveau de la mer, et que chaque nuit vous devez aller dormir quelque part dans les montagnes Rocheuses, où l’air contient moins d’oxygène. C’est similaire à ce que vivent ces coraux à la nuit et tôt le matin lorsqu’ils souffrent d’hypoxie », a déclaré Andersson. “Et à l’avenir, si la durée et l’intensité de ces événements hypoxiques s’aggravent, cela pourrait être comme dormir sur le mont Everest chaque nuit.”
Les chercheurs ont découvert qu’à mesure que les températures mondiales continuent d’augmenter et que les vagues de chaleur marines deviennent additionally fréquentes et additionally graves, les problems de faible teneur en oxygène sur les récifs coralliens sont susceptibles de devenir as well as courantes. À l’aide de projections adoptées à partir de modèles climatiques, l’équipe a calculé que d’ici 2100, le nombre complete d’observations hypoxiques sur ces récifs augmentera dans tous les scénarios de réchauffement, allant d’une augmentation de 13 à 42 % dans un scénario à 97 à 287 % dans le cadre d’un scénario. un scénario moreover extrême par rapport à maintenant.
Les chercheurs ont déclaré que des mesures continues et supplémentaires de l’oxygène sur les récifs coralliens au cours de différentes saisons et sur des échelles de temps additionally longues seront “impératives” pour établir les situations de base, suivre les événements hypoxiques potentiels et mieux prédire les impacts futurs sur l’écologie, la santé et la fonction des récifs.
“Les disorders d’oxygène de foundation variaient considérablement parmi nos habitats récifaux, ce qui suggère qu’une définition singulière de” l’hypoxie “peut ne pas être raisonnable pour tous les environnements”, a déclaré Pezner. “Déterminer quels seuils sont pertinents sera essential pour faire des prédictions sur la façon dont les récifs pourraient changer sous l’effet du réchauffement et de la perte d’oxygène.”
Cette recherche a été financée principalement par la Nationwide Science Foundation, et les études supérieures de Pezner ont été soutenues par la National Science Foundation Graduate Analysis Fellowship et un Philanthropic Academic Organization (PEO) Global Scholar Award.
Cette étude a impliqué un total de 22 auteurs représentant 14 organismes de recherche et universités différents, dont UC San Diego Université de Porto Rico à Mayagu?ez Centre des sciences halieutiques des îles du Pacifique de la NOAA Université nationale de l’océan de Taïwan Université de Géorgie du Sud Université du Montana Institut de recherche tropicale du Smithsonian Université nationale Sunshine Yat-sen Institut des sciences et systems d’Okinawa Affiliation d’éducation à la mer Institut de recherche sur l’aquarium de la baie de Monterey Université nationale de Taiwan et le US Geological Study.