东太平洋研究强调严重的冷水白化是深海珊瑚礁生态系统的另一个威胁

马克斯普朗克化学研究所(MPIC)的研究人员最近发表了一篇论文，详细介绍了他们对克利珀顿环礁深海珊瑚礁发生的一次大规模珊瑚白化和死亡事件的观察结果。克利珀顿环礁是东热带太平洋的一个偏远珊瑚岛。这次珊瑚白化是意料之外的，其原因是冷海水向上位移到比正常情况更浅的深度。

研究人员将这种异常浅冷水的存在与太平洋东风强度的变化联系起来，并表明风力变化可以解释过去在东热带太平洋观测到的其他浅礁白化事件。他们的研究最近发表在《整体环境科学》杂志上，强调冷水白化可能成为21世纪深礁生态系统的主要威胁。

遥远的东太平洋出现了令人不安的意外

艾伦·福尔曼和尼古拉斯·杜普雷是美因茨马克斯·普朗克化学研究所阿尔弗雷多·马丁内斯·加西亚团队的两名博士后研究员，他们于2023年初对克利珀顿环礁进行了一次科学考察，采集了克利珀顿浅礁的样本。

这项工作是在帆船S/YAcadia上进行的，是与罗尔基金会合作的一部分，目的是在一个区域内获取珊瑚岩芯和水样，以便MPIC研究人员重建20世纪东太平洋含氧量最低区面积的变化。

“克利珀顿是一个真正偏远的目的地：距离墨西哥以南800海里，距离哥斯达黎加以西1000海里，”尼古拉斯杜普雷解释道。

“尽管我们来到该地区是为了收集其他样本，但在第一次潜水时，我们偶然观察到深海珊瑚礁出现了白化现象，”福尔曼回忆道。

杜普雷补充道：“根据周围水的温度，我们可以推断，这几乎肯定是由于冷水的存在而造成的。”

这对两位古气候学家来说确实是一个相当大的惊喜，因为克利珀顿位于太平洋一个以温暖水域而闻名的地区，全年大部分时间的平均地表水温为28°C。

尼克和艾伦抵达克利珀顿环礁后的第一眼景象。这个环礁很小，直径只有几公里，而且没有人居住。图片来源：艾伦·福尔曼

如何量化水下30米处的大规模白化事件

在研究合著者马克·罗尔、罗斯·多德威尔和盖伊·多德威尔的实地协助下，两位科学家开始记录克利珀顿周围大规模的白化现象，记录了32米深处白化和死亡珊瑚的百分比(约70%)，并拍摄了高分辨率的白化照片。

在海法大学的马坦·尤瓦尔的帮助下，他们将大量的照片合为一张图像，即所谓的照片马赛克，以便返回陆地后进行进一步分析。结合水柱上部300米的温度测量，可以清楚地看出，深海珊瑚因冷冲击而白化，而这种冲击是导致深海珊瑚礁大量死亡的重要原因。

在玛丽埃尔·杜梅斯特(MPIC)的协助下，研究人员汇编了该地区浅水珊瑚礁中发生的已发表的冷水和热水白化事件数据库，以更好地阐明冷水入侵在控制珊瑚礁生态系统功能方面的作用。结果表明，冷水白化事件发生的时间与过去东风强度的最大值相吻合。

福尔曼说：“我们很快意识到，水柱中如此之高的异常冷水与东太平洋热带东风强度的波动有关。”

这一联系表明，未来太平洋东风的任何增强都可能对中光层珊瑚生态系统构成重大威胁，因为它可能通过增加与深层较冷水域的接触而导致严重的白化。

21世纪中光层珊瑚礁面临双重威胁

最近的研究表明，在不久的将来，伴随强烈东风的大型拉尼娜现象将变得更强、更频繁。模型还预测，极端拉尼娜现象将更频繁地发生在极端厄尔尼诺现象之后。研究人员推测，如果这成为现实，随着来自地表的暖热应力增加，异常冷的海水将转移到东热带太平洋深层和中层珊瑚礁上。

该研究的作者担心，鉴于克利珀顿珊瑚白化的严重程度及其相关的珊瑚死亡率，冷水白化对深水珊瑚礁的影响不是暂时的，而且此类事件可能会严重影响特定深水珊瑚礁的健康和功能。

福尔曼总结道：“我们的观察结果，结合最近有关红海和印度洋中光层珊瑚生态系统温水白化的报道，突出表明，21世纪东太平洋中光层珊瑚生态系统面临着双重挑战：来自上方的温水白化和来自下方的冷水白化。”