Extensive coral bleaching occurred across depths on the north shore of Moorea during the 2019 marine heatwave. Credit: Peter J. Edmunds

Most studies of coral bleaching patterns rely on sea-surface measures of water temperatures, which cannot capture the full picture of threats from ocean heating to marine ecosystems, including tropical coral reefs. These surface measurements conducted over broad areas with satellites are valuable, yet cannot detect heating below the surface that influences communities living in waters deeper than the shallowest few meters of the ocean.

Prof. Wyatt and colleagues analyzed data collected at Moorea over 15 years from 2005 to 2019, taking advantage of a rare combination of remotely sensed sea-surface temperatures and high-resolution, long-term in-situ temperatures and sea level anomalies. Results showed that the passage of anti-cyclonic eddies in the open ocean past the island raised sea levels and pushed internal waves down into deeper water. Internal waves travel along the interface between the warm surface layer of the ocean and cooler layers below, and, in a previous study also led by Prof. Wyatt, have been shown to provide frequent cooling of coral reef habitats.

La investigación actual muestra que, como resultado de los anticiclones, el enfriamiento de la ola interna se apagó a principios de 2019, así como durante algunas olas de calor anteriores. Esto condujo a un calentamiento inesperado sobre los arrecifes de coral, lo que a su vez condujo a la decoloración generalizada de los corales y la posterior mortalidad. Desafortunadamente para la biodiversidad de los arrecifes locales, la muerte generalizada de corales en 2019 ha llevado a la recuperación de las comunidades de corales que ha estado ocurriendo alrededor de Moorea durante la última década.

Una observación notable fue, en contraste con la ola de calor de 2019, que los arrecifes de Moorea no sufrieron muertes significativas por blanqueamiento en 2016, a pesar de que el evento súper El Niño prevaleciente trajo condiciones cálidas y diezmó muchos corales poco profundos en todo el mundo. La nueva investigación demuestra la importancia de recopilar datos de temperatura en el rango de profundidades que ocupan los arrecifes de coral porque la capacidad de predecir el blanqueamiento de los corales se puede perder centrándose solo en las condiciones de la superficie. Los datos de temperatura de la superficie del mar predicen un blanqueamiento moderado tanto en 2016 como en 2019 para Moorea.

Sin embargo, las observaciones directas mostraron que el blanqueo fue ecológicamente insignificante solo en 2016, con un calentamiento de corta duración y limitado a profundidades poco profundas. La intensa y prolongada ola de calor marino de 2019 podría haberse pasado por alto si los investigadores solo hubieran tenido acceso a los datos de temperatura de la superficie del mar, y el catastrófico blanqueamiento de coral resultante podría haberse atribuido incorrectamente a causas distintas al calentamiento.

El estudio actual destaca la necesidad de considerar la dinámica ambiental a través de las profundidades relevantes para los ecosistemas amenazados, incluidos los causados ​​por el paso submarino de los fenómenos meteorológicos oceánicos. Este tipo de análisis se basa en datos in situ a largo plazo medidos en las profundidades del océano, pero tales datos generalmente no están disponibles”, dijo el profesor White.

“Nuestro artículo proporciona un valioso ejemplo mecánico para evaluar el futuro de los ecosistemas costeros en el contexto de la dinámica oceánica y los climas cambiantes”.

Referencia: “Olas de calor ocultas y decoloración intensa de los corales asociadas con remolinos de mesoescala y dinámicas de termoclina” 6 de enero de 2023, disponible aquí. Comunicaciones de la naturaleza.
DOI: 10.1038/s41467-022-35550-5

Esta investigación fue dirigida por HKUST en colaboración con un equipo de científicos de Instituto Scripps de Oceanografía En el Universidad de California San Diegoel Universidad de California Santa Bárbaray la Universidad Estatal de California y Northbridge Universidad Estatal de Florida. Los datos detrás de este estudio fueron posibles gracias a observaciones físicas y ecológicas emparejadas a largo plazo realizadas en el sitio de Investigación Ecológica a Largo Plazo (LTER) del Arrecife de Coral de Moorea. Los análisis a largo plazo realizados aquí, y el monitoreo simultáneo de las condiciones físicas y la dinámica biológica en toda la gama de profundidades de las comunidades marinas insulares y costeras, es un modelo para futuras investigaciones destinadas a proteger los recursos vivos vulnerables en el océano.