הרצאה של ורון 2009 משבר האלמוגים בריף הגדול

J.E.N. Veron

Is the Great Barrier Reef

on Death Row?

J.E.N. Veron

The Royal Society, 6th July, 2009

המלכותית בלונדון' בחב 2009הרצאה שנתן בתחילת חודש יוני

Coral reefs are unique...

1. They exist at the interface of atmosphere and ocean:

physically and chemically stressful

והם , יש כמה אלפי שוניות פלטפורמה כאלה בריף הגדול

במצוקה פיסיקלית וכימית

2. They are geological structures made by living organisms

מיליון שנה 200אלמוגי אבן איכלסו את האוקינוסים הטרופיים מזה

Light

Corals are closely attuned to their environment

Carbonate chemistry of the ocean

Temperature : 31ºC

, אור: גורמי סביבה מגבילים. אלמוגים מותאמים לחייהם בסביבתם

מעלות והכימיה של הקרבונטים 31טמפרטורה עד

Reefs are Nature’s historians

They are record-keepers of ancient fauna

and of ancient environments

and of modern environments

הם משמרים את שרידי העבר וגם את השינויים בזמננו: השוניות הן ההיסטוריונים של הטבע

Carbon dioxide

The carbon cycle

Mass bleaching of corals

The great mass extinctions

Ocean acidification

The future

During our own era

Temperature

Sea-level changes

Today’s subjects נושאי ההרצאה

ההכחדות הגדולות•

מחזור הפחמן•

: מה קורה בתקופתנו •

פחמן דו חמצני

טמפרטורה

שינויים במפלס האוקיינוסים

הלבנת אלמוגים מסיבית•

התחמצנות האוקיינוס•

מה צופן להם העתיד •

Ordovician Devonian Carboniferous Siluri

an Permian Triassic Jurassic Cretaceous

490

Millions of years ago

434 410 354 298 251 205 141 65

Palaeozoic Cenozoic Mesozoic

Reefs lead a boom-to-bust existence

.... and they bust easily

Mass extinctions

וזה קורה בקלות, שוניות מתקיימות משגשוג לפשיטת רגל



490


434 410 354 298 251 205 141 65

Palaeozoic Mesozoic Cenozoic

השוניות אז נראו אחרת מאשר בימינו



490


434 410 354 298 251 205 141 65


אינם קרובים למינים בני ימינו Tabulata, Rugosaמסדרות שונות , המינים שהתקיימות אז

הכחדה ראשונה



490


434 410 354 298 251 205 141 65


חי טחבים ועוד , הם חבצלות ים. הריפים הסילורים בגרינלנד אינם שוניות אלמוגים



490


434 410 354 298 251 205 141 65


ש "מ 400בצפון קנדה מוצאים שרידי שוניות ענק מתקופת הדבון



490


434 410 354 298 251 205 141 65


הכחדה שניה

ש "מ 380 –בסוף הדבון הייתה הכחדות של כל החיים בשוניות של אוסטרליה



490


434 410 354 298 251 205 141 65


הכחדה שלישית

לאחר מכן החלו אלמוגי האבן את התפתחותם. מאוכלוסיית הים נכחדו 95%, בסוף תקופת הפרם



490


434 410 354 298 251 205 141 65


בסוף העידן הכחדה נוספת . צפון איטליה –תקופת הטריאס הייתה תקופת שגשוג לאלמוגים

הכחדה רביעית



490


434 410 354 298 251 205 141 65


ריפים באוסטרליה –ש החלה תקופת שגשוג של היורה "מ 6אחרי המתנה של



490


434 410 354 298 251 205 141 65


הכחדה האחרונה

הקש האחרון שגרם להכחדה -זוהי הכחדה הקשורה בנפילת עצם שמימי



490


434 410 354 298 251 205 141 65


והיא סוגרת חמש הכחדות בהיסטוריה של כדור הארץ, מיליון שנה 65זוהי השונית בת ימינו גילה

?

?

?

?

?

? ?

Devonian Carbonif. Silurian Permian Triassic Jurassic Cretaceous


500 400 300 200 100 0

6,000

CO2

(ppm)

5,000

4,000

3,000

2,000

1,000


Ordovician

?

?

?האם זוהי הסיבה להיכחדויות CO 2רמה גבוהה של

?

?

?

?

?

?

? ?

Devonian Carbonif. Silurian Permian Triassic Jurassic Cretaceous


500 400 300 200 100 0

6,000

CO2

(ppm)

5,000

4,000

3,000

2,000

1,000


Ordovician

?האם זוהי הסיבה להיכחדויות CO 2רמה גבוהה של

Causes of mass extinctions

1. Causes independent of the carbon cycle

2. Causes linked to the carbon cycle

הסיבות להכחדה

לא קשורות למחזור הפחמן •

קשורות למחזור הפחמן •

1. Causes independent of the carbon cycle

Asteroid impacts

‘Nuclear winters’

Sea-level changes

Low temperature

High temperature

Disease and toxins

Extraterrestrial events

High temperature

פגיעת אסטרואיד •

חורף גרעיני •

שינויים במפלס הים •

נמוכות' טמפ •

גבוהות' טמפ •

מחלות והרעלות •

א"אירועים מחוץ לכדה •


לא קשורות למחזור הפחמן

2. Causes linked to the carbon cycle

Acid rain

Hydrogen sulphide

Ocean anoxia

Methane

Carbon dioxide

Ocean acidification

גשם חומצי •

מימן גפריתי •

מחסור בחמצן באוקיינוס •

מתאן •

חמצני-פחמן דו •

החמצת האוקיינוס •


קשורות למחזור הפחמן

הסיבות שקשורות במחזור הפחם הם לכל הדעות גרמו לכל חמש ההכחדות בהיסטוריה

The carbon cycle


During our own era

Temperature

Sea-level changes

Today’s subjects

Carbon dioxide

נושאי ההרצאה

ההכחדות הגדולות •

מחזור הפחמן •



טמפרטורה


65 55 38 24 5.3 2.6

Palaeocene Eocene Oligocene Miocene Pliocene



490


434 410

Palaeozoic Mesozoic

354 298 251 205 141 65

Cenozoic

Pleistocene

זוהי התקופה בה אנו דנים

Pleistocene Not much information

65 55 38 24 5.3 2.6


CO2

(ppm)

1000

2000

3000

4000

0


Late Palaeocene Thermal Maximum

Mid Eocene Extinctions

K/T

Origin of the GBR?

CO2 -גם כאן היו הכחדות ואירועים קשים והקשר שלהם לרמת ה

?כאן החל הריף הגדול

זה בשקופית הבאה

Thousands of years ago

400 300 200 100 0

200

240

280

320

360

CO2

(ppm)

Last interglacial

קרחונית אחרונה -תקופה בין


400 300 200 100 0

200

240

280

320

360

CO2

(ppm)

Today

387

Last interglacial

כאן אנחנו היום >>>>>>

Past 420,000 Years - Vostok Ice Core Data

150

200

250

300

350

-10 -5 0 5

Temperature Anomaly

CO2

IGBP 2000

400

2008

התקרחנות מורידה

הפשרה מעלה אותו

65 55 38 24 5.3 2.6


°C

-5

Present

+5

Pleistocene


Late Palaeocene

Thermal Maximum Mid Eocene Extinctions

Last interglacial

Present

400 300 200 100 0


°C

-8

+4

+2

0

-6

-4

-2

Last interglacial

Present

-120

-80

-40

0

+40

m

400 300 200 100 0


Last interglacial

Present

-120

-80

-40

0

+40

m

400 300 200 100 0


120 80 40


0

-100

-50

0

Last glacial

maximum

Present Last interglacial

GBR

flooded

Today’s sea level

At the time of Australia’s first people

בזמן שהגיעו האוסטרלים הראשונים

כיום

Home sweet home?

Carbon dioxide

The carbon cycle



Ocean acidification

During our own era

Temperature

Sea-level changes






טמפרטורה


הלבנה מסיבית של אלמוגים •


Corals live in

symbiosis with

zooxanthellae

עקת חום

Thermal stress

זה מגיע, חכו? יפה

אבל רק בהתחלה זה נראה כך , זה בא

בהמשך זה כבר פחות מלבב

התאוששות לא מובטחת אבל כך היא נראית

600 year-old Porites colonies שנה 600חרירן בן

320 300

400

500

600

700

800

900

1750 1800 1850 1900

2000

1950

1990

2050

2100

Worst-case scenario

Mid-range scenario

Date

CO2

(ppm)

No harm to reefs in the long term? 320

ברמה זו אין נזקים בטווח הארוך

300

400

500

600

700

800

900

1750 1800 1850 1900

2000

1950

1990

2050

2100

Worst-case scenario

Mid-range scenario

Date

CO2

(ppm)

Periodic mass bleaching on

the GBR

350

350

ברמה זו יש כבר הלבנות תקופתיות

300

400

500

600

700

800

900

1750 1800 1850 1900

2000

1950

1990

2050

2100

Worst-case scenario

Mid-range scenario

Date

387

CO2

(ppm)

387 (Today)

Compounding long-term

degradation for GBR

טווח -ברמה זו ירידת איכותית ארוכת

זה קורה היום

300

500

600

700

800

900

1750 1800 1850 1900

2000

1950

1990

2050

2100

Worst-case scenario

Mid-range scenario

Date

CO2

(ppm)

Will be reached by ~2015

Will cause major weather

events

Will cause severe bleaching,

mainly during El Niño cycles

400

לזה נגיע בשנת 400

ניניו-הלבנות קשות מלוות באל

300

400

500

600

700

800

900

1750 1800 1850 1900

2000

1950

1990

2050

2100

Worst-case scenario

Mid-range scenario

Date

CO2

(ppm)

Will be reached by 2030-2040?

Will cause severe bleaching most years

450

לזה נגיע ב 450

הלבנות קשות מדי כמה שנים

300

400

600

700

800

900

1750 1800 1850 1900

2000

1950

1990

2050

2100

Worst-case scenario

Mid-range scenario

Date

CO2

(ppm)

Will result in a global increase of >3°C

Will cause severe bleaching every year….

500

500

צ "מ 3 -הים ב' ברמה זו תעלה טמפ

הלבנות קשות מדי שנה

300

400

500

600

700

800

900

1750 1800 1850 1900

2000

1950

1990

2050

2100

Worst-case scenario

Mid-range scenario

Date

CO2

(ppm)

Will result in 2.8 → 5.8°C warming

550

550

65 55 38 24 5.3 2.6


°C

-5

Present

+5

Pleistocene


צ "מ 5.8 -הים ב' ברמה זו תעלה טמפ

Carbon dioxide Temperature

Sea level Arctic ice

Global Carbon Budget update; Raupach et al. 2007, PNAS

Recent emissions

1990 1995 2000 2005 2010

CO

2 E

mis

sio

ns (

GtC

y-1)

5

6

7

8

9

10Actual emissions: CDIAC

Actual emissions: EIA

450ppm stabilisation


A1FI

A1B

A1T

A2

B1

B2

1850 1900 1950 2000 2050 2100C

O2 E

mis

sio

ns (

GtC

y-1)

0

5

10

15

20

25




A1FI

A1B

A1T

A2

B1

B2

1990 1995 2000 2005 2010

2006

2005

2007

Actual emissions: CDIAC




IPCC worst case scenario

Global Carbon Budget update; Raupach et al. 2007, PNAS

Recent emissions

1990 1995 2000 2005 2010

CO

2 E

mis

sio

ns (

GtC

y-1)

5

6

7

8

9





A1FI

A1B

A1T

A2

B1

B2

1850 1900 1950 2000 2050 2100C

O2 E

mis

sio

ns (

GtC

y-1)

0

5

10

15

20

25




A1FI

A1B

A1T

A2

B1

B2

1990 1995 2000 2005 2010

2006

2005

2007

2006

2005

2007

Actual emissions: CDIAC




IPCC worst case scenario

CO2 טמפרטורה

מפלס הים קרח בקטבים

Cyclones סערות ציקלון El Niño אל ניניו

Thermal cap Ocean conveyor שיבוש בזרמים

Source: Hoegh-Guldberg et al., 2007

לכידת הפחמן על ידי הים גורמת שינויים כימיים רציניים

עליית פחמן דוחמצני באוויר מקטינה את ריכוז הארגוניט בים

300

400

500

600

700

800

900

1750 1800 1850 1900

2000

1950

1990

2050

2100

Worst-case scenario

Mid-range scenario

Date

CO2

(ppm)

280

שהם בין היתר הפיכת הארגוניט שבשלד האלמוגים לקלציט ודולומיט

כאן רואים ירידה הדרגתית בתכולת הארגוניט בים

חמצני -עם עליית ריכוז הפחמן הדו

300

400

500

600

700

800

900

1750 1800 1850 1900

2000

1950

1990

2050

2100

Worst-case scenario

Mid-range scenario

Date

CO2

(ppm)

380



300

400

500

600

700

800

900

1750 1800 1850 1900

2000

1950

1990

2050

2100

Worst-case scenario

Mid-range scenario

Date

CO2

(ppm)

450



300

400

500

600

700

800

900

1750 1800 1850 1900

2000

1950

1990

2050

2100

Worst-case scenario

Mid-range scenario

Date

CO2

(ppm)

650



וכאן כבר אין הרבה מה לעשות

Carbon dioxide

The carbon cycle



Ocean acidification

The future – the synergies

During our own era

Temperature

Sea-level changes






טמפרטורה


הלבנה מסיבית של אלמוגים •


הצירופים -והעתיד •

כמובן שהצירוף בין סוגי הפרעות לכשעצמן יכול להיות מאד בעייתי ולכן הבה נראה איך ביחד הם משפיעות

Mass bleaching started

Corals

345 ppm (Reefs responding to ~320 ppm.)

1980

אז החלה ההלבנה, 320בריכוז פחמן של 1980 -הכל החל ב

Mass bleaching mostly during El Niño events

Corals

387 ppm (Reefs responding to ~345 ppm)

Today

Starting to occur during non-El Niño years

ניניו-ההלבנה היא בעיקר בשנים של אל 387-כשהריכוז מגיע ל, היום

Mass bleaching most years

Corals

450 ppm

Reefs

Very extensive habitat destruction

Extinctions start

Synergies 25 years from now

Coralline algae calcification marginal

Stepwise decline

Biodiversity reduction

450 ppm; Ωhigh magnesium calcite 450 ppm; Ωhigh magnesium calcite ; + 2 → 4.1 °C 450 ppm; Ωhigh magnesium calcite ; + 2 → 4.1 °C

תעלה ' הטמפ, הארגוניט יהפוך למגנזיום קלציט 387-שנים יגיע ל 25בעוד

.ההכחדה תתחיל. עם הרס השונית, ההלבנה תהייה רוב הזמן, צ"מ 2-4 -ב

. אצות גירניות לא ישקיעו גיר והמגוון יירד, השוניות ידעכו

None shallower than 10 m

Corals

Reefs will be highly erosional

Calcification marginal

Extinctions extensive


No shallow-water habitats

No coralline algae

Physical impacts: sea-level rise, super-cyclones

>600 ppm

65 55 38 24 5.3 2.6


CO2

(ppm)

1000

2000

3000

4000

0




K/T

>600 ppm; Ωaragonite; 3 → 4.5 ºC >600 ppm; Ωaragonite >600 ppm; Ωaragonite; 3 → 4.5 ºC; + 400 mm >600 ppm; Ωaragonite; 3 → 4.5 ºC; + 400 mm

Heading for a mid-Eocene climate

אלמוגים לא יחיו בעומק , צ"מ 3-4.5 -תעלה ב' הטמפ 600-שנים יגיע ל 50בעוד

.השוניות ייעלמו ועמם הדגים. הכחדה רבה, השקעה מעטה. ' מ 10 -רדוד מ

. אקלים כמו האיאוקני. עליית מפלס הים וציקלונים עצומים. אין אצות גירניות

Molluscs in sharp decline

Calcifying organisms

Extensive biodiversity loss

Corals gone or askeletal


800 ppm 800 ppm; Ω calcite 800 ppm; Ωcalcite ; 5+ °C 800 ppm; Ωcalcite ; 5+ °C; 600+ mm 800 ppm; Ωcalcite ; 5+ °C; 600+ mm

אלמוגים יוכלו להתקיים , צ"מ 5 -תעלה ב' הטמפ 800-שנים יגיע ל 75בעוד

רכיכות ייעלמו והמגוון יירד במידה נוראה. כמו שושנות ים -ללא שלד גיר

All other taxa going extinct

Calcifying organisms

Reefs will be mostly wave-washed geological structures

Corals extinct or askeletal

100 years from now

The sixth mass extinction underway

65 55 38 24 5.3 2.6


CO2

(ppm)

1000

2000

3000

4000

0




K/T

ההכחדה הששית בדרכה ppm 1000פחמן ? האם צריך לפרט

320 ppm: occasional bleaching 320 ppm: occasional bleaching

CO2 in summary

345 ppm: sporadic mass bleaching

387 ppm: inevitable long-term decline

450 ppm: rapid decline, reefs cease to be biodiverse

600 ppm: acidification affecting all biota

800 ppm: mid Eocene extinction conditions

1000 ppm: reefs only geological structures. Sixth Mass Extinction

But the eel didn’t realise...

...the size of the problem

...the domino effect

...ecosystem failures are mass extinctions

...that 450 ppm will bring on the demise

of the GBR

320 - 350

450חמצני מעבר ל -שתוספת הפחמן הדו, המורנה הזאת לא ידעה את היקף הבעיה

ואת העובדה שכשל המערכת האקולוגית תגרום , את אפקט הדומינו, הורגת אותה

... ואנחנו עדיין בהתחלה . למותה יחד עם הרס השונית הגדולה והכחדת האלמוגים

...אבל אתם כבר יודעים

The Great Barrier Reef Marine Park Authority

Australian Coral Reef Society

International Society for Reef Studies

The authors of 3000 peer-reviewed publications

Over 1000 colleagues

A host of research organisations, and

The views expressed in this presentation are my own

now the global network of science academies

(המרצה)הדעות שהוצגו כאן הן שלי

מאמרים שעברו ביקורת מדעית 3000של כותבי

עמיתי מחקר 1000של

של הרשות לשמירת השונית הגדולה

של האגודה האוסטרלית לחקר שוניות האלמוגים

הארגון הבינלאומי למחקרי השונית

ועכשיו כל הרשת של האקדמיה המדעית

וזה בפירוש לא מעט

Thank you for listening

הרצאה של ורון 2009 משבר האלמוגים בריף הגדול

Environment

Transcript of הרצאה של ורון 2009 משבר האלמוגים בריף הגדול