Sóng nhiệt biển khổng lồ khiến các rạn san hô vùng Caribbean sụp đổ nhanh hơn nhiều so với dự đoán – nghiên cứu mới
Massive marine heatwave caused Caribbean coral reefs to collapse much faster than predicted – new research
Coral reefs underpin tourism and small fisheries, but are under threat from rising ocean temperatures.
Rạn san hô là nền tảng của ngành du lịch và ngư nghiệp quy mô nhỏ, nhưng đang bị đe dọa bởi nhiệt độ đại dương tăng cao.
For decades, coral reefs throughout the Caribbean have been suffering from disease, pollution, overfishing and rising sea temperatures, yet most have continued to grow – until now.
Trong nhiều thập kỷ, các rạn san hô khắp vùng Caribbean đã phải chịu đựng bệnh tật, ô nhiễm, đánh bắt quá mức và nhiệt độ biển tăng, nhưng hầu hết vẫn tiếp tục phát triển – cho đến bây giờ.
In 2023 and 2024, surface temperatures climbed to record highs in the world’s oceans, and a marine heatwave of unprecedented length and intensity spread across the tropics. Satellites from the US National Oceanic and Atmospheric Administration detected heat stress that could cause corals to bleach across more than 80% of the planet’s reef areas.
Năm 2023 và 2024, nhiệt độ bề mặt nước biển đã tăng lên mức kỷ lục ở các đại dương trên thế giới, và một đợt nắng nóng biển với độ dài và cường độ chưa từng có đã lan rộng khắp vùng nhiệt đới. Vệ tinh từ Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia Hoa Kỳ (NOAA) đã phát hiện ra căng thẳng nhiệt có thể gây tẩy trắng san hô trên hơn 80% diện tích rạn san hô của hành tinh.
During these periods of extreme stress, corals expel the symbiotic algae that give them their colour and most of their food – turning them stark white and leaving them vulnerable to starvation, diseases and eventually death.
Trong những giai đoạn căng thẳng cực độ này, san hô thải bỏ tảo cộng sinh cung cấp màu sắc và phần lớn thức ăn cho chúng – khiến chúng trở nên trắng bệch và dễ bị chết đói, bệnh tật và cuối cùng là cái chết.
Across the North Atlantic, including the Caribbean, the heat stayed for months, with heat stress two-to-three times higher than reefs had ever experienced. Heat stress, the phenomena of high temperatures putting fragile ecosystems under pressure, can permanently alter their ability to function.
Trên khắp Đại Tây Dương, bao gồm cả vùng Caribbean, cái nóng đã kéo dài hàng tháng, với mức căng thẳng nhiệt cao gấp hai đến ba lần so với những gì các rạn san hô từng trải qua. Căng thẳng nhiệt, hiện tượng nhiệt độ cao gây áp lực lên các hệ sinh thái mong manh, có thể làm thay đổi vĩnh viễn khả năng hoạt động của chúng.
This triggered what is now recognised as the fourth global coral bleaching event, the most severe one that has been documented.
Điều này đã kích hoạt sự kiện được công nhận là sự kiện tẩy trắng san hô toàn cầu lần thứ tư, sự kiện nghiêm trọng nhất từng được ghi nhận.
Coral reefs are among the most productive ecosystems on Earth, and their importance to people is fundamental. They feed hundreds of millions through small-scale fisheries, underpin tourism across the Caribbean, and serve as natural breakwaters that protect the coast from storms and reduce flooding events.
Các rạn san hô là một trong những hệ sinh thái sản xuất nhất trên Trái Đất, và tầm quan trọng của chúng đối với con người là vô cùng cơ bản. Chúng nuôi sống hàng trăm triệu người thông qua nghề cá quy mô nhỏ, là nền tảng cho du lịch khắp vùng Caribbean, và đóng vai trò là đê chắn sóng tự nhiên bảo vệ bờ biển khỏi bão và giảm thiểu các sự kiện lũ lụt.
Caribbean reefs are eroding fast
Các rạn san hô Caribbean đang bị xói mòn nhanh chóng
In a new study, we found that across the Caribbean, the 2023 marine heatwave – combined with a deadly disease known as stony coral tissue loss disease – has pushed reefs over a threshold scientists thought was a decade or more away. They are now eroding faster than corals can rebuild them.
Trong một nghiên cứu mới, chúng tôi phát hiện ra rằng trên khắp Caribbean, đợt sóng nhiệt biển năm 2023 – kết hợp với một căn bệnh chết người được gọi là bệnh mất mô san hô đá – đã đẩy các rạn san hô vượt qua ngưỡng mà các nhà khoa học từng nghĩ là còn cách xa một thập kỷ hoặc hơn. Hiện tại, chúng đang bị xói mòn nhanh hơn khả năng tái tạo của san hô.
We studied reefs in the Mexican Caribbean and the Gulf of Mexico, comparing data collected before the heatwave (2018–2022) with surveys after it (2023–24) . At each reef, we counted live corals and organisms that break down the reef, like parrotfish and sea urchins. From those counts, we estimated how much reef-building (carbonate production) and reef-breaking (bioerosion) was happening, then calculated the net result – whether the reef was gaining or losing material.
Chúng tôi đã nghiên cứu các rạn san hô ở Caribbean Mexico và Vịnh Mexico, so sánh dữ liệu thu thập trước đợt sóng nhiệt (2018–2022) với các khảo sát sau đó (2023–24) . Tại mỗi rạn, chúng tôi đã đếm số lượng san hô sống và các sinh vật phá hủy rạn, như cá vẹt và nhím biển. Từ những số đếm này, chúng tôi ước tính lượng vật liệu tạo rạn (sản xuất cacbonat) và vật liệu phá rạn (xói mòn sinh học) đang diễn ra, sau đó tính toán kết quả ròng – liệu rạn có đang tích lũy hay mất vật chất.
The results were stark: between 70% and 75% of our Caribbean sites had tipped from net growth into net erosion. They are now losing calcium carbonate faster than corals can add it. The threshold that earlier models had suggested might be crossed over during the next decade or so has already arrived.
Kết quả rất đáng báo động: từ 70% đến 75% các địa điểm nghiên cứu của chúng tôi ở Caribbean đã chuyển từ tăng trưởng ròng sang xói mòn ròng. Hiện tại, chúng đang mất cacbonat canxi nhanh hơn khả năng san hô bổ sung. Ngưỡng mà các mô hình trước đây gợi ý có thể bị vượt qua trong thập kỷ tới đã đến rồi.
This shift was driven by the loss of fast‑growing, branching and plate‑forming corals, especially the Acropora species, which have very high growth rates and disproportionately contribute to reef building.
Sự thay đổi này là do mất đi các loài san hô phát triển nhanh, có cấu trúc nhánh và tấm, đặc biệt là các loài Acropora, vốn có tốc độ tăng trưởng rất cao và đóng góp không tương xứng vào việc xây dựng rạn san hô.
One of our most unsettling findings is that the Caribbean reef sites that still had high coral cover and high carbonate production before the disease and heatwave were the ones that lost the most. Some lost up to 8 kilograms of calcium carbonate per square metre per year.
Một trong những phát hiện đáng lo ngại nhất của chúng tôi là các địa điểm rạn san hô Caribbean vốn vẫn có tỷ lệ bao phủ san hô và sản xuất cacbonat cao trước khi xảy ra bệnh và sóng nhiệt lại là những nơi bị mất mát nhiều nhất. Một số nơi đã mất tới 8 kilôgam cacbonat canxi trên mét vuông mỗi năm.
A tale of two seas
Câu chuyện về hai vùng biển
Our survey also revealed a striking contrast. While Caribbean reefs collapsed, reefs in the Gulf of Mexico largely held their ground. The great majority of Gulf sites remained net positive after the heatwave.
Khảo sát của chúng tôi cũng tiết lộ một sự tương phản rõ rệt. Trong khi các rạn san hô ở vùng Caribbean bị sụp đổ, thì các rạn san hô ở Vịnh Mexico phần lớn vẫn giữ được vị thế. Phần lớn các địa điểm ở Vịnh vẫn duy trì mức dương ròng sau đợt nắng nóng.
The difference comes down to which corals are pre-eminent in each region. In the Gulf of Mexico, reefs are dominated by slow-growing, mound-shaped corals. They grow more slowly, but they are tougher when the heat kicks in. They bleached during the heatwave but mostly survived, keeping the reef’s carbonate budget positive.
Sự khác biệt nằm ở loại san hô nào chiếm ưu thế ở mỗi khu vực. Ở Vịnh Mexico, các rạn san hô chủ yếu được chi phối bởi các loài san hô hình gò, phát triển chậm. Chúng phát triển chậm hơn, nhưng chúng cứng rắn hơn khi nhiệt độ tăng cao. Chúng bị tẩy trắng trong đợt nắng nóng nhưng phần lớn vẫn sống sót, giữ cho ngân sách cacbonat của rạn san hô ở mức dương.
This is the balance between the constructing and eroding processes. When more is added than removed, the coral reef can grow. When that balance flips, the reef stops growing and may even erode.
Đây là sự cân bằng giữa các quá trình xây dựng và xói mòn. Khi lượng vật chất được thêm vào nhiều hơn lượng bị loại bỏ, rạn san hô có thể phát triển. Khi sự cân bằng đó đảo ngược, rạn san hô ngừng phát triển và thậm chí có thể bị xói mòn.
Moreover, sites in the Gulf of Mexico have not yet been affected by stony coral tissue loss disease, which preferentially kills the same massive, long-lived species that are keeping Gulf reefs alive. By the time the heat arrived, large parts of the Caribbean had already lost their most resilient corals because of the disease outbreak. What it started, the heatwave finished.
Hơn nữa, các địa điểm ở Vịnh Mexico chưa bị ảnh hưởng bởi bệnh mất mô san hô đá, loại bệnh này ưu tiên tiêu diệt các loài khổng lồ, sống lâu năm vốn đang duy trì sự sống của các rạn san hô ở Vịnh. Đến khi cái nóng ập đến, nhiều khu vực của Caribbean đã mất đi những loài san hô kiên cường nhất của mình do sự bùng phát của bệnh. Cái gì bắt đầu, đợt nắng nóng đã kết thúc.
Why reef erosion matters
Tầm quan trọng của sự xói mòn rạn san hô
All the benefits reefs provide rely on a delicate balance between reef construction and erosion.
Tất cả các lợi ích mà rạn san hô mang lại đều phụ thuộc vào sự cân bằng tinh tế giữa quá trình xây dựng và xói mòn rạn.
Tropical reefs are essentially vast limestone structures, built slowly over centuries as corals deposit calcium carbonate skeletons. At the same time, waves and various reef organisms like parrotfish, sea urchins and boring sponges chip away at them.
Các rạn san hô nhiệt đới về cơ bản là những cấu trúc đá vôi rộng lớn, được xây dựng chậm qua nhiều thế kỷ khi san hô lắng đọng bộ xương canxi cacbonat. Đồng thời, sóng và các sinh vật rạn khác nhau như cá vẹt, nhím biển và bọt biển khoan cũng bào mòn chúng.
An eroding, flattening reef begins to lose its capacity to provide benefits to other species, and people.
Một rạn san hô bị xói mòn và bằng phẳng sẽ bắt đầu mất khả năng cung cấp lợi ích cho các loài khác và con người.
We did not expect to be documenting the moment at which a major region of the ocean crossed from growing to eroding. The fact that it happened this quickly, and at some of the most iconic and well-studied reefs in the Caribbean, suggests the timelines scientists have been using may be too optimistic.
Chúng tôi không ngờ rằng mình lại ghi lại khoảnh khắc một khu vực lớn của đại dương chuyển từ trạng thái phát triển sang xói mòn. Việc điều này xảy ra nhanh chóng như vậy, và tại một số rạn san hô mang tính biểu tượng và được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất ở vùng Caribbean, cho thấy các mốc thời gian mà các nhà khoa học đang sử dụng có thể quá lạc quan.
Our findings may also force a rethink of how to approach coral restoration. Programmes across the Caribbean have invested heavily in replanting fast-growing branching species of coral, such as Acropora, because they rebuild structural complexity quickly. The 2023–24 heatwave wiped out many of these restored populations, along with wild ones.
Những phát hiện của chúng tôi cũng có thể buộc phải xem xét lại cách tiếp cận phục hồi san hô. Các chương trình trên khắp vùng Caribbean đã đầu tư mạnh vào việc trồng lại các loài san hô phân nhánh phát triển nhanh, chẳng hạn như Acropora, vì chúng tái tạo độ phức tạp cấu trúc nhanh chóng. Đợt nắng nóng 2023–24 đã xóa sổ nhiều quần thể được phục hồi này, cũng như các quần thể tự nhiên.
Restoration will have to diversify. Exploring approaches such as moving heat-tolerant genes between populations (assisted gene flow) and breeding corals that survive heat better (selective breeding) might be a promising path.
Việc phục hồi sẽ phải đa dạng hóa. Khám phá các phương pháp như di chuyển gen chịu nhiệt giữa các quần thể (dòng gen hỗ trợ) và nhân giống san hô sống sót tốt hơn với nhiệt độ cao (giống chọn lọc) có thể là một hướng đi đầy hứa hẹn.
But restoration alone will not be enough. Reversing the decline requires rapid cuts in greenhouse gas emissions to slow the frequency and intensity of marine heatwaves, alongside serious local action on pollution, nutrient runoff, sedimentation and disease – the stressors that weaken corals before the heat arrives.
Nhưng chỉ phục hồi thôi là không đủ. Việc đảo ngược sự suy giảm đòi hỏi phải cắt giảm nhanh lượng khí thải nhà kính để làm chậm tần suất và cường độ của các đợt nắng nóng biển, cùng với hành động địa phương nghiêm túc về ô nhiễm, dòng chảy dinh dưỡng, lắng đọng trầm tích và bệnh tật – những yếu tố gây căng thẳng làm suy yếu san hô trước khi nhiệt độ cao ập đến.
Chris Perry receives funding from the UK Natural Environment Research Council.
Chris Perry nhận tài trợ từ Hội đồng Nghiên cứu Môi trường Tự nhiên Vương quốc Anh.
Lorenzo Alvarez-Filip does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
Lorenzo Alvarez-Filip không làm việc cho, tư vấn, sở hữu cổ phần hoặc nhận tài trợ từ bất kỳ công ty hoặc tổ chức nào được hưởng lợi từ bài viết này, và đã không tiết lộ bất kỳ mối liên hệ nào liên quan ngoài vị trí học thuật của họ.
Read more
-
Các cuộc tấn công ở Mali: Bất mãn của người Tuareg là chìa khóa dẫn đến hòa bình
Mali attacks: Tuareg grievances hold the key to peace
-
Mã QR giả tạo tạo điều kiện cho các vụ lừa đảo dễ dàng – hãy cẩn thận với những gì bạn quét ở ngoài
Fake QR codes make for easy scams – be careful what you scan out there