Grootste koraalrif is niet klein te krijgen

Verdroogd, verdronken en begraven. Het Groot Barrièrerif was de afgelopen 35.000 jaar verscheidene keren ten dode opgeschreven. Maar uit boringen blijkt dat het machtige rif een bijzonder vermogen heeft om telkens weer uit de dood te herrijzen.

Verdroogd, verdronken en begraven. Het Groot Barrièrerif was de afgelopen 35.000 jaar verscheidene keren ten dode opgeschreven. Maar uit boringen blijkt dat het machtige rif een bijzonder vermogen heeft om telkens weer uit de dood te herrijzen.

Yen-Yi Lee/THE OCEAN AGENCY/ XL CATLIN SEAVIEW SURVEY/THE OCEAN AGENCY

De zee stijgt golf na golf, terwijl het troebele water vol klei en fijn zand zich vermengt met het zoute water tot een onheilspellende duisternis. Midden in deze onderzeese zandstorm probeert een grote kolonie van piepkleine poliepen naarstig toegang te krijgen tot hun belangrijkste energiebron: de zon.

Maar de stralen komen niet door het donker heen, en een voor een moeten de eencelligen de strijd opgeven, terwijl het bonte rif dat ze hebben gebouwd, langzaam verandert in een grijs en levenloos dodenrijk.

In een laatste wanhopige stuiptrekking staan de paar dieren die nog leven miljarden geslachtscellen af aan de zee, in de hoop dat hun larven ergens landen waar het beter is – een plek waar de hele cyclus opnieuw kan beginnen.

Deze dramatische verdrinkingsscène vond plaats aan het eind van de laatste ijstijd, 10.000 jaar geleden, in het gebied dat we nu kennen als het grootste koraalrif op aarde: het Groot Barrièrerif. In enkele millennia werd de aardbol wel 5 °C warmer.

IJskappen smolten, klimaatgordels verschoven en de zee steeg bij vlagen zo’n 6 centimeter per jaar. Veel dieren en planten profiteerden van de veranderingen, maar de koraalriffen vochten voor hun leven – en hebben het gered, zij het ternauwernood.

De onderzoekers verdeelden 20 zeeboringen over twee gebieden, die samen de laatste 35.000 jaar van het rif in kaart brachten.

Boring vertelt verhaal van het rif

Wetenschappers weten al lang dat het rif in de Koraalzee bij de Australische provincie Queensland niet het eerste in dit gebied was. Mogelijk waren er al 600.000 jaar lang zo nu en dan riffen.

Het nieuwste onderzoek toont echter met behulp van boringen aan dat zelfs de extreme omstandigheden van de laatste ijstijd het rif niet helemaal de nek om wisten te draaien.

Het Groot Barrièrerif is dus stukken veerkrachtiger dan biologen dachten. Het rif staat ook bekend als de ongekroonde koning van de koraalriffen met zijn imposante 2300 kilometer aan skeletten van de piepkleine poliepen: de diertjes die steen- of rifkoralen worden genoemd.

Zo’n diertje bouwt tijdens zijn leven een kalkschaal om zich heen, en als het sterft, bouwt een andere koraal zijn schaal erbovenop, en zo groeit het rif.

Koralen zijn roofdieren, net als hun veel grotere familieleden: kwallen. Maar koralen putten ook veel energie uit algen die in het koraalweefsel leven en gebruikmaken van de zonnestralen.

Omdat de levende koralen op overblijfselen van de dode voortbouwen, kunnen onderzoekers er goed een boorkern van nemen. Een boorkern is een staaf van enkele meters lang met een diameter van 10 centimeter, die de onderzoekers vervolgens millimeter voor millimeter analyseren.

De gegevens die met elkaar worden vergeleken, vertellen de geschiedenis van het rif op de plaats waar de kern is uitgeboord. Welke omstandigheden heersten er in het rif? En waarom is het rif verdwenen?

Door veel boorkernen van verschillende plekken met elkaar te combineren, ontstond er een beeld van het verleden van het hele rif. En daar maakten de onderzoekers dankbaar gebruik van.

Ze hebben de kalk in de boorkernen gedateerd door te kijken in hoeverre radioactief uranium-234 omgezet was in radioactief thorium-230. Wanneer de kalk door het koraal wordt afgestoten, is er geen thorium aanwezig, alleen uranium.

Maar hoe meer tijd er verstrijkt, des te meer thorium de kalk gaat bevatten, want het radioactieve uranium wordt dan omgezet.

Monsters van organisch materiaal zijn ook te dateren met de koolstof 14-methode, waarbij de onderzoekers het gehalte radioactief koolstof 14 analyseren dat is omgezet sinds het organische materiaal afstierf.

Rif overleeft vijf bijna-doodervaringen

Het verhaal dat de wetenschappers nu in elkaar hebben gedraaid, gaat ongeveer 35.000 jaar terug, en tot hun verbazing blijkt dat er gedurende de hele periode riffen op tal van plaatsen in Noordoost-Australië zijn geweest.

Eerder dachten de wetenschappers dat het rif verdween tijdens ijstijden, als de zee zeer laag stond of juist snel steeg, en dat nieuwe riffen pas ontstonden wanneer de larven van koralen aan kwamen drijven met de zeestromingen.

De nieuwste gegevens laten dan ook zien dat het rif het flink voor de kiezen kreeg. Vijf keer was het op sterven na dood, waarbij grote delen verdwenen. Twee keer droogde het uit toen de zeespiegel sterk daalde doordat er op de continenten enorme gebieden met landijs ontstonden.

Dat gebeurde 34.300 jaar geleden en opnieuw 21.870 jaar geleden, waarna het rif zichzelf weer op moest bouwen in dieper water. Twee andere keren steeg het water zo snel dat grote delen van het rif verdronken, omdat de zee ineens meer dan 25 meter diep was; dieper dan dat kunnen koralen niet groeien. Dat gebeurde 19.220 jaar geleden en 13.720 jaar geleden nog eens.

Het rif kan de waterstijging bijhouden door omhoog te groeien, maar slechts met maximaal 2 centimeter per jaar. Gaat het sneller, dan is de enige mogelijkheid dat het levende deel van het rif naar de kust groeit. En ook die situatie heeft het Groot Barrièrerif weten te doorstaan.

De ijstijd vergde het uiterste van het Groot Barrièrerif, want de zee werd 4 °C kouder en het waterpeil kelderde. Maar nu weten we dat de kleine koraaldieren ijverig bleven bouwen, ondanks overstromingen, uitdroging en slechte waterkwaliteit.

© Oliver Larsen

35.000 - 33.000 jaar geleden: Het rif droogt uit

Het Groot Barrièrerif ligt 35.000 jaar terug bijna op zijn huidige positie, maar naarmate er op de meeste continenten gletsjers verschijnen, daalt het zeepeil met 15-20 millimeter per jaar. Daardoor is de waterstand 33.000 jaar geleden gedaald tot 85 meter onder het huidige peil, en het rif is grotendeels uitgedroogd en afgestorven.

© Oliver Larsen

33.000 - 22.000 jaar geleden: Het rif volgt de zee

Het waterpeil blijft 11 tot 16 millimeter per jaar dalen, maar nieuw rif komt aan de rand van het continentale plat op. Het zeeniveau ligt 22.000 jaar terug wel 105 meter onder het huidige, en veel van het overgebleven rif sterft ook. Door de lagere zeetemperaturen verdwijnen sommige soorten koraal zelfs helemaal.

© Oliver Larsen

22.000 -17.000 jaar geleden: Kantje boord voor het rif

De waterstand bereikt een dieptepunt in de ijstijd 21.000 jaar geleden: 123 meter lager dan nu. Maar dan verandert het klimaat en smelten de gletsjers. Door de waterstijging kan het rif aangroeien, maar het betekent ook dat grote delen verdrinken, want die komen ruim 25 meter onder water te staan, waar ze het zwaar hebben.

© Oliver Larsen

17.000 - 13.000 jaar geleden: Het rif verdrinkt

Het waterpeil blijft stijgen, wat betekent dat het rif aan de rand van het continentale plat te ver onder water komt te liggen en uiteindelijk verdrinkt. Maar als het zeeniveau 13.000 jaar geleden nog maar 88 meter onder het huidige peil ligt, kan er weer nieuw rif dichter bij de waterspiegel ontstaan.

© Oliver Larsen

13.000 jaar geleden tot nu: De comeback van het rif

10.000 jaar geleden staat het water 55 meter lager dan nu. Toch gaat het mis, want klei en zand van de overstromingen maken het water troebel en blokkeren het zonlicht. Zodra de omstandigheden echter verbeteren, krijgt nieuw rif een kans, dat in de 10.000 jaar daarna aangroeit tot het rif dat we vandaag de dag kennen.

Nieuwe bedreigingen staan klaar

De laatste keer dat het rif zo goed als dood was, vinden de onderzoekers echter met name interessant. Daaruit blijkt namelijk welke gevolgen de invloed van de mens op het Groot Barrièrerif kan hebben. Zo’n 10.140 jaar geleden werd het rif blootgesteld aan enorme hoeveelheden klei en fijn zand in het water, ook wel sediment genoemd.

De hoeveelheid sediment verdrievoudigde en blokkeerde het zonlicht, waardoor de algen in het koraalweefsel niet langer energie konden produceren en de poliepen geen voedsel meer kregen.

De oorzaak van de situatie was waarschijnlijk dat de opkomende zee grote gebieden op het continentale plat die vóór die tijd droog lagen, in een zeer hoog tempo overspoelde en veel klei en zand afzette. Ook het huidige rif staat onder druk doordat de zee troebeler wordt.

Deze keer komt dat echter niet alleen door sedimenten, maar ook door de vervuiling met voedingsstoffen van de landbouw, waardoor de hoeveelheid algen in het water explodeert.

Tegelijkertijd is de temperatuur van de zee rond Australië gevaarlijk hoog tijdens de zomermaanden als gevolg van de opwarming van de aarde, die er een extra graad bij heeft gekregen. De hitte zorgt ervoor dat grote delen van het rif plotseling doodgaan doordat de kolonie van koralen massaal de daar verblijvende algen – de energieleveranciers – eruit gooit.

Door het troebele water en een zee die weer stijgt hebben biologen eerder groot alarm geslagen. Het meest recente onderzoekt toont echter aan dat de koning van de koraalriffen zijn mannetje stond in de extreme omstandigheden van de ijstijd.

De onderzoekers benadrukken echter dat het rif niet per se bestand is tegen de druk waaraan de mens het tegenwoordig blootstelt, want de bedreigingen doen zich voor in een mate en een tempo die nog niet eerder zijn waargenomen. Maar de onlangs ontdekte overlevingskunsten van de kolonie bieden toch enige hoop voor de toekomst.