Un nuevo estudio establece un marco de seguimiento para evaluar la persistencia de los arrecifes ante el cambio climático y la acidificación de los océanos

Científicos especializados en corales del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico (AOML) de la NOAA y del Instituto Cooperativo de Ciencias Marinas y Atmosféricas (CIMAS) de la Universidad de Miami han desarrollado un nuevo método de modelización para evaluar la persistencia de los arrecifes de coral en escenarios de cambio climático. Con el objetivo de mejorar los esfuerzos de restauración de los corales, este nuevo marco de fácil uso se ha creado como una herramienta útil para los científicos y gestores de los arrecifes de coral para hacer frente a la creciente vulnerabilidad de estos ecosistemas vitales.

Un balance de carbonatos es una forma de medida cuantitativa de la producción neta de carbonatos en un entorno arrecifal determinado. La producción de carbonato es una herramienta vital que poseen los corales, ya que esencialmente construye su esqueleto interno, permitiendo a los corales construir arrecifes enteros. Cada pólipo de coral, que es un organismo invertebrado, segrega este material que forma el esqueleto, conocido como carbonato cálcico. El carbonato cálcico ayuda a los arrecifes a sobrevivir y prosperar, pero también es lo que se descompone fácilmente por las condiciones oceánicas cada vez más cálidas y ácidas. La acidificación de los océanos se debe principalmente al aumento de la cantidad de dióxido de carbono que absorben. Esta mayor absorción de carbono se debe a la quema de combustibles fósiles y reduce el pH del agua oceánica, haciéndola más ácida. Esta acidez dificulta que los corales formen sus esqueletos de carbonato cálcico, deteniendo la formación de corales constructores de arrecifes. Las aguas más cálidas también hacen que los organismos simbióticos de algas conocidos como zooxantelas se expulsen de los corales, provocando su blanqueamiento.

Estas figuras muestran la relación entre la temperatura de la superficie del mar (TSM) y la tasa de saturación de aragonito, en dos escenarios de emisiones diferentes. La tasa de saturación es la medida del carbonato cálcico que necesitan los corales para formar sus esqueletos. En ambos casos, la temperatura de la superficie del mar aumenta, pero en el escenario en el que se reducen las emisiones, a menudo denominado "escenario intermedio". Es menos pronunciada y se estabiliza más rápidamente en torno a los 29 grados centígrados. En la segunda figura, ambas líneas descienden, lo que dificulta la formación del esqueleto de los corales. Pero, una vez más, la línea correspondiente al nivel medio de emisiones no desciende tan bruscamente como en el peor de los casos y se estabiliza en torno a los 3,25 grados. Este nuevo marco de vigilancia de los arrecifes vincula los niveles de carbonatos con la persistencia de los arrecifes.
Estas figuras representan la relación entre la temperatura de la superficie del mar (TSM) y la tasa de saturación de aragonito, en dos escenarios de emisiones diferentes. La tasa de saturación es la medida del carbonato cálcico que necesitan los corales para formar sus esqueletos. La línea azul representa un escenario muy ambicioso pero plausible en el que se reducen las emisiones, a menudo denominado "escenario intermedio". La línea roja representa un escenario de emisiones elevadas. En ambos escenarios, la TSM aumenta y la tasa de saturación de aragonito disminuye, lo que dificulta la propagación de los corales formadores de arrecifes.

Este nuevo enfoque se ha publicado recientemente en Scientific Reports y ha creado la técnica subyacente a una herramienta de fácil uso que se está construyendo para que los gestores exploren la persistencia de sus arrecifes de interés y evalúen el impacto potencial de las iniciativas locales para mitigar los efectos de la acidificación y el calentamiento de los océanos. Según la autora principal, la Dra. Alice Webb

"Iniciamos este proyecto porque los responsables de la toma de decisiones se ven limitados por la falta de herramientas de predicción para evaluar las respuestas regionales ante el futuro cambio climático. Para hacer frente a estos retos, hemos creado una nueva herramienta de fácil uso para la gestión satisfactoria de las iniciativas de restauración del coral." - Dra. Alice Webb

Buceador nadando sobre un arrecife recogiendo datos
Pie de foto: Un buceador del programa coralino del AOML flota sobre el arrecife recogiendo datos en el emplazamiento de Cheeca Rocks.

Este nuevo marco permitirá a científicos y conservacionistas evaluar la persistencia de los arrecifes en escenarios de calentamiento y acidificación de los océanos, explorando al mismo tiempo los resultados de distintos objetivos de restauración. Se aplicó por primera vez a Cheeca Rocks, un arrecife atípico de los Cayos de Florida por su elevada cobertura coralina, su producción de carbonato y la abundancia del vulnerable coral estrella de montaña(Orbicella faveolata). Este lugar fue seleccionado como sitio centinela del Programa Nacional de Vigilancia de Arrecifes de Coral (NCRMP ), así como arrecife objetivo de la iniciativa Mission: Arrecifes Icónicos.

También se examinaron los efectos de la adaptación térmica de los corales en el contexto del cambio climático aumentando el umbral de blanqueamiento de los corales. Los resultados de este estudio muestran que, independientemente de la restauración o la adaptación, la producción neta de carbonato en el emplazamiento de Cheeca Rocks disminuye una vez alcanzado el umbral de blanqueamiento grave anual. Los científicos creen que una combinación de esfuerzos de restauración y adaptación térmica de los corales tiene el potencial de retrasar la aparición de mortalidades masivas por blanqueamiento en Cheeca Rocks y proporcionar el tiempo necesario hasta que se implante una economía baja en carbono. 

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Webb, A.E., Enochs, I.C., van Hooidonk, R., van Westen, R., Besemer, N., Kolodziej, G., Viehman, S., Manzello, D. Restoration and coral adaptation delay, but do not prevent, climate-driven reef framework erosion of an inshore site in the Florida Keys. Sci Rep 13, 258 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-022-26930-4