دانشمندان چترهای زیر آب را برای محافظت از صخره های مرجانی اختراع کردند - و به نظر می رسد که کار می کند

زمین در میانه چهارمین رویداد جهانی سفید شدن مرجان ها قرار دارد. دانشمندان انتظار دارند تا سال 2050، اقیانوس های جهان به حدی گرم شوند که اکثر صخره ها هر ساله دچار سفید شدن انبوه می شوند. یک اختراع ساده و شگفت آور می تواند به محافظت از برخی از آنها کمک کند.

در مطالعه‌ای که امروز در مجله Frontiers in Marine Science منتشر شد، محققان "چترهای زیر آب" را ارائه کردند که مرجان‌ها را سایه می‌اندازد تا در معرض نور خورشید قرار نگیرند، که سفید شدن ناشی از گرم شدن آب را تشدید می‌کند. آنها این سایبان های حیله گر را در دریای کارائیب آزمایش کردند، جایی که مرجان ها به ویژه در برابر تشعشعات خورشیدی و استرس گرمایی آسیب پذیر هستند و دریافتند که مرجان های سایه دار در واقع کمتر دچار سفید شدن می شوند. برخی حتی مقداری از رنگ خود را بازیابی کردند.

کارن نیلی، نویسنده اصلی، دانشمند تحقیقاتی در دانشگاه نوا جنوب شرقی، در ایمیلی به Gizmodo گفت: «ساختارهای خاصی که ما مستقر کردیم برای مناطق کوچک‌تر، مانند مرجان‌های با اولویت بالا، نهالستان‌های مرجانی، یا مناطق کوچک بیرون زده خوب هستند. اما ایده های مهندسی جدید می تواند آن را برای مناطق بزرگتر صخره ای مناسب کند.

هنگامی که مرجان ها به دلیل تغییرات در شرایط محیطی مانند دما، نور یا در دسترس بودن مواد مغذی تحت فشار قرار می گیرند، جلبک های همزیستی را که در بافت هایشان زندگی می کنند، بیرون می اندازند. این جلبک ها که zooxanthellae نامیده می شوند، به مرجان ها رنگ های روشن می بخشند و همچنین به عنوان منبع غذایی اصلی آنها عمل می کنند. بدون zooxanthellae، مرجان ها سفید می شوند - از این رو اصطلاح "سفید کننده" - و شروع به گرسنگی می کنند.

خنک کردن آب‌هایی که مرجان‌ها در آن زندگی می‌کنند نیازمند اقدام جهانی است. بشریت باید انتشار گازهای گلخانه ای خود را به صفر خالص برساند و کربن را از جو حذف کند تا روند گرمایش فعلی را معکوس کند. تا زمانی که نتوانیم به آن شاهکارها دست یابیم - و نزدیک به دستیابی به آنها نباشیم - صخره های مرجانی همچنان از حوادث سفید شدن انبوه رنج می برند.

نابودی این اکوسیستم‌های حیاتی، گونه‌های دریایی متعدد، حفاظت‌های طبیعی برای جوامع ساحلی و صنعت ماهیگیری چند میلیارد دلاری که میلیون‌ها نفر را تغذیه و استخدام می‌کند، تهدید می‌کند.

با ادامه گرم شدن اقیانوس‌های زمین، دانشمندان در حال توسعه استراتژی‌هایی برای کاهش آسیب صخره‌های مرجانی هستند. به گفته نیلی، سایه‌زنی به عنوان یک راه‌حل امیدوارکننده ظاهر شده است و محققان آزمایش‌هایی را در اقیانوس آرام با استفاده از طرح‌های مختلف انجام داده‌اند. طراحی تیم او از یک همکار در دومینیکا الهام گرفته شده است که چند ساختار چتر مانند را در طول موج گرمای دریایی سال 2023 ایجاد کرد.

سایه ها که از لوله هایی با پارچه های نایلونی متصل هستند، به کف دریا ثابت می شوند تا حدود یک فوت (30 سانتی متر) بالای یک مرجان شناور شوند. در تابستان 2024، نیلی و همکارانش 20 سایه روی 10 مستعمره مختلف از دو گونه مرجان مغزی، Pseudodiploria clivosa و Colpophyllia natans را در بندر نیوفاند در فلوریدا کیز برپا کردند. آنها همچنین 20 مرجان همسان را انتخاب کردند که بدون سایه می ماندند تا به عنوان کنترل عمل کنند.

محققان دریافتند که سایه ها نور مرجان ها را تا 60 درصد کاهش می دهد. آنها با پوشیدن وسایل غواصی، هر دو هفته یک بار از مرجان ها دیدن می کردند تا تغییرات رنگی را پیدا کنند و بافت های آنها را بیوپسی کنند. سپس آن‌ها نمونه‌های بافتی را در آزمایشگاه برای نظارت بر جلبک‌های ساکن داخل آن تجزیه و تحلیل کردند.

در آن تابستان، تنش گرمایی اندازه‌گیری شده در بندر نیوفاند، دومین تنش بالاتر ثبت شده بود، اما مرجان‌های سایه‌دار کمتر از حد انتظار دچار سفید شدن شدند. محققان متوجه بزرگترین تفاوت ها در شدیدترین دوره های استرس گرمایی شدند. همچنین به نظر می‌رسد که سایه‌ها باعث تغییر رنگ سفیدی می‌شوند که قبلا رخ داده بود، زیرا برخی از مرجان‌ها شروع به بازیابی رنگ خود کردند.

جالب اینجاست که مرجان‌های بدون سایه نیز کمتر از حد انتظار سفید شدن دیدند و هیچ یک از مرجان‌های هر دو گروه از بین نرفتند. نیلی و همکارانش گمان می‌کنند که این ممکن است به این دلیل باشد که موج گرمای دریایی باعث شده است که بیشتر مرجان‌ها توسط جلبکی به نام Durusdinium اشغال شود. این گونه به ویژه گرما را تحمل می کند اما با کاهش رشد مرجان ها و شاید حساسیت بیشتر به بیماری همراه است.

علاوه بر این، محققان هیچ تفاوتی در تراکم اشغال جلبک ها یا گونه های جلبک بین مرجان های سایه دار و بدون سایه مشاهده نکردند. این ممکن است به این دلیل باشد که مجوزهای آنها نمونه برداری از لبه های مرجان ها را که کمتر در معرض نور خورشید قرار می گیرند و سفید شدن کمتری را تجربه می کنند، تعیین کرده است. آن‌ها همچنین معتقدند اگر سایه‌ها را قبل از اینکه دمای آب به اندازه‌ای بالا برود که باعث سفید شدن شود، آن‌ها را نصب می‌کردند، مؤثرتر بودند.

علی‌رغم این هشدارها، سایه‌ها همچنان تأثیر مثبت قابل اندازه‌گیری داشتند و نیلی گفت که تیم او هیچ مدرکی دال بر آسیب رساندن به سایر بخش‌های اکوسیستم ندیدند. این آزمایش به عنوان اثبات مفهومی برای اثرات سایه‌اندازی مثبت بر مرجان‌های کارائیب عمل می‌کند و طرح‌های آینده می‌تواند برای مناطق بزرگ‌تر صخره‌ها کار کند.

نیلی گفت: «در تابستان امسال تلاش هایی برای آزمایش این تلاش های بزرگتر انجام شده است.

در مرحله بعد، او امیدوار است اثرات طولانی مدت این سایه ها بر مرجان ها را بررسی کند. او گفت: "از لحاظ نظری آنها باید بیماری های بعدی را کاهش دهند و تولید مثل بعدی را افزایش دهند، اما این باید آزمایش شود."