大約4100年前，巴拿馬的珊瑚礁劇烈崩塌，並在接下來的2500年裡停止生長。一位佛羅里達州的研究生、她的導師和一個研究團隊對此感到好奇，著手探究其原因。
透過分析從巴拿馬周圍太平洋多個地點採集的六個珊瑚礁岩芯的化學特徵，科學家們發現，與我們今天所稱的拉尼娜現象相關的極端天氣事件引發了珊瑚礁的崩塌。一系列類似於厄爾尼諾現象的事件在接下來的兩千年裡持續抑制著珊瑚礁的生長。
“最終導致這些珊瑚礁崩塌的是這些極端事件發生的極端頻率，” 勞倫·托特說，她在佛羅里達理工學院讀研究生時進行了這項研究。
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本研究於本週發表在《自然-氣候變化》雜誌上，研究表明，在珊瑚礁崩塌時，水溫非常低，降雨量增加，該地區上升流更強。
托特說，使用歷史記錄來確定珊瑚礁的環境閾值——它經歷並倖存下來的條件範圍，以及哪些條件會將其推過臨界點——可以幫助科學家預測當前氣候變化改變的條件可能給珊瑚礁帶來怎樣的危險。
“這是我們研究珊瑚礁和氣候變化的長期反應的最佳方法，即研究這段歷史記錄，”她說。
托特補充說，珊瑚研究人員經常忽略氣候變化與珊瑚礁長期健康之間的聯絡。
“我們可以測量氣候變化的即時影響，”她說。“我們可以看到珊瑚白化、pH值變化的一些影響、珊瑚疾病的增加，但我們還無法預測這將如何隨著時間推移而轉化。”
達到溫度極限？
對珊瑚化石的化學分析表明，溫度是珊瑚礁崩塌的關鍵原因。托特說，隨著氣候變化導致海洋變暖，我們有可能正在接近一個溫度上限閾值。
斯克裡普斯海洋學研究所的海洋學教授傑里米·傑克遜說，利用歷史記錄來更好地瞭解我們未來將面臨什麼，對於珊瑚礁來說可能是有效的，因為相對於其他海洋生態系統，珊瑚礁特別容易受到氣候和海洋學變化的影響。傑克遜同時也是位於巴拿馬的史密森尼熱帶研究所的高階科學家。
但他警告說，像巴拿馬的珊瑚礁這樣的東太平洋珊瑚礁與大堡礁或加勒比海珊瑚礁截然不同，因此從巴拿馬珊瑚礁資料中得出的結論不一定能推廣到全球的珊瑚礁。
巴拿馬珊瑚礁一直都是“邊緣珊瑚礁”，這意味著它們多樣性低且孤立。該地區的珊瑚礁經歷了巨大的潮汐範圍——平均每天20英尺。這使得沉積物懸浮在水中，導致水變得渾濁，不利於珊瑚礁生長。
然而，它們的地理位置確實意味著它們有一個優勢。
“對於ENSO變化，這些珊瑚礁就像煤礦裡的金絲雀，” 傑克遜說。
厄爾尼諾-南方濤動，即ENSO，是東-中太平洋赤道地區形成的暖海水與大氣之間溫度變化的週期。拉尼娜通常被稱為ENSO的冷位相，厄爾尼諾被稱為暖位相。根據哥倫比亞大學國際氣候與社會研究所的網站，這些與正常海面溫度的偏差不僅對海洋過程產生重大影響，也對全球天氣和氣候產生重大影響。
巨大的知識 gap 仍然存在
氣候變化將如何影響ENSO週期是一個複雜且在科學家中存在爭議的課題，但2014年1月發表的一項研究發現，儘管厄爾尼諾現象的總數預計將保持不變，但超級厄爾尼諾現象的數量可能會增加一倍。這些週期可能對珊瑚礁生態系統是災難性的。在上一次1997-98年的大型厄爾尼諾現象期間，全球16%的珊瑚消失了，其中像馬爾地夫這樣的一些國家損失了高達90%的珊瑚礁。
佐治亞理工學院地球與大氣科學學院副教授兼新論文的合著者之一金·科布說，研究人員現在瞭解了珊瑚礁崩塌期間發生了什麼，但他們仍然不確切知道為什麼珊瑚礁會以如此持久、戲劇性的方式做出反應。
“我們正在看一本200頁的書，但我們只有10到20頁，”她說。“從我們對現代珊瑚礁生態學的瞭解來推斷，變化，無論是熱還是冷，都可能導致白化事件和壓力。”
托特和科布都表示，現在使用這項研究來預測未來全球珊瑚礁的崩塌還為時過早，但這“溫和地提醒人們，過去發生的事情可能在未來再次發生。”
“這確實發生過，並且是由於與涼爽、持續的改變條件相關的變化而發生的，而未來的珊瑚礁將遭受劇烈的變化，” 科布說。“這是一個推斷出的降溫；展望未來，我們看到的是升溫。”
經環境與能源出版有限責任公司許可，從 Climatewire 轉載。www.eenews.net，202-628-6500