Реки-архитекторы: ученые разгадали, как острова создают коралловые рифы

Ученые Массачусетского технологического института (MIT) представили первое количественное доказательство того, что реки, стекающие с вулканических островов, играют ключевую роль в формировании окружающих их коралловых рифов. Оказывается, именно речные потоки создают в коралловых барьерах широкие каналы, жизненно важные для здоровья всей экосистемы.

Коралловые рифы, окружающие такие острова, как Гавайи или Таити, представляют собой живое, лабиринтообразное кольцо. Это кольцо не сплошное — оно пронизано так называемыми рифовыми проходами. Эти каналы служат артериями, по которым океанская вода и питательные вещества циркулируют, омывая риф, вымывая излишки пресной воды и поддерживая хрупкий баланс, необходимый для жизни кораллов.

Гипотеза о том, что именно реки «прорезают» эти пути, существовала давно, но до сих пор оставалась лишь догадкой. Новое исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, подводит под нее научную базу. Ведущий автор работы Меган Гиллен, аспирант совместной программы MIT и Океанографического института Вудс-Хоул, говорит, что сегодня влияние рек на рифы чаще обсуждают в негативном ключе из-за загрязнения от человеческой деятельности. Она надеется, что это исследование изменит парадигму и покажет долгосрочную пользу, которую реки приносят рифам в их естественном состоянии.

Для своего анализа команда выбрала острова Общества во Французской Полинезии, включая знаменитые Таити и Бора-Бора. Используя спутниковые топографические данные NASA, ученые нанесли на карту все речные бассейны на побережьях островов и сопоставили их с расположением рифовых проходов. Чтобы провести точное сравнение, они применили оригинальный метод: «развернули» береговую линию и кольцо рифа в прямые линии.

Результаты оказались убедительными. Меган Гиллен подчеркивает, что статистически совпадение крупных речных бассейнов и рифовых проходов не может быть случайным. Это доказывает, что именно большие реки играют решающую роль в их формировании. Профессор Тейлор Перрон, соавтор исследования, добавляет, что эти выводы помогают понять, насколько здоровье коралловых рифов зависит от островов, которые они окружают.

Ученые предлагают два основных механизма этого процесса, которые, вероятно, действуют на протяжении тысячелетий. Первый, «врезание рифа», происходит в периоды низкого уровня моря. Когда риф обнажается, река течет прямо по нему, и ее поток вместе с осадками постепенно прорезает канал. Второй механизм, «наступление рифа», работает при высоком уровне моря. Кораллы естественным образом растут вверх и в сторону острова, стремясь оставаться ближе к поверхности воды. Однако те части рифа, что попадают в старые, более глубокие русла рек, оказываются слишком глубоко для фотосинтеза и погибают, оставляя после себя проход.

Исследователи также заметили, что более молодые вулканические острова имеют больше рифовых проходов, чем старые. Со временем острова оседают, площадь суши уменьшается, а реки становятся слабее и уже не могут поддерживать каналы открытыми. Волны и океанские течения постепенно «залечивают» некоторые из них.

Открытие открывает захватывающие перспективы. Команда уже размышляет над тем, можно ли использовать этот природный механизм для спасения рифов. Гиллен задается вопросом, возможно ли искусственно создавать потоки, имитирующие речные, чтобы улучшить циркуляцию и здоровье рифовых систем там, где естественное взаимодействие с реками отсутствует.