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
Ordovician Devonian Carboniferous Siluri
an Permian Triassic Jurassic Cretaceous
490
Millions of years ago
434 410 354 298 251 205 141 65
Palaeozoic Mesozoic Cenozoic
השוניות אז נראו אחרת מאשר בימינו
Ordovician Devonian Carboniferous Siluri
an Permian Triassic Jurassic Cretaceous
490
Millions of years ago
434 410 354 298 251 205 141 65
Palaeozoic Mesozoic Cenozoic
אינם קרובים למינים בני ימינו Tabulata, Rugosaמסדרות שונות , המינים שהתקיימות אז
הכחדה ראשונה
Ordovician Devonian Carboniferous Siluri
an Permian Triassic Jurassic Cretaceous
490
Millions of years ago
434 410 354 298 251 205 141 65
Palaeozoic Mesozoic Cenozoic
חי טחבים ועוד , הם חבצלות ים. הריפים הסילורים בגרינלנד אינם שוניות אלמוגים
Ordovician Devonian Carboniferous Siluri
an Permian Triassic Jurassic Cretaceous
490
Millions of years ago
434 410 354 298 251 205 141 65
Palaeozoic Mesozoic Cenozoic
ש "מ 400בצפון קנדה מוצאים שרידי שוניות ענק מתקופת הדבון
Ordovician Devonian Carboniferous Siluri
an Permian Triassic Jurassic Cretaceous
490
Millions of years ago
434 410 354 298 251 205 141 65
Palaeozoic Mesozoic Cenozoic
הכחדה שניה
ש "מ 380 –בסוף הדבון הייתה הכחדות של כל החיים בשוניות של אוסטרליה
Ordovician Devonian Carboniferous Siluri
an Permian Triassic Jurassic Cretaceous
490
Millions of years ago
434 410 354 298 251 205 141 65
Palaeozoic Mesozoic Cenozoic
הכחדה שלישית
לאחר מכן החלו אלמוגי האבן את התפתחותם. מאוכלוסיית הים נכחדו 95%, בסוף תקופת הפרם
Ordovician Devonian Carboniferous Siluri
an Permian Triassic Jurassic Cretaceous
490
Millions of years ago
434 410 354 298 251 205 141 65
Palaeozoic Mesozoic Cenozoic
בסוף העידן הכחדה נוספת . צפון איטליה –תקופת הטריאס הייתה תקופת שגשוג לאלמוגים
הכחדה רביעית
Ordovician Devonian Carboniferous Siluri
an Permian Triassic Jurassic Cretaceous
490
Millions of years ago
434 410 354 298 251 205 141 65
Palaeozoic Mesozoic Cenozoic
ריפים באוסטרליה –ש החלה תקופת שגשוג של היורה "מ 6אחרי המתנה של
Ordovician Devonian Carboniferous Siluri
an Permian Triassic Jurassic Cretaceous
490
Millions of years ago
434 410 354 298 251 205 141 65
Palaeozoic Mesozoic Cenozoic
הכחדה האחרונה
הקש האחרון שגרם להכחדה -זוהי הכחדה הקשורה בנפילת עצם שמימי
Ordovician Devonian Carboniferous Siluri
an Permian Triassic Jurassic Cretaceous
490
Millions of years ago
434 410 354 298 251 205 141 65
Palaeozoic Mesozoic Cenozoic
והיא סוגרת חמש הכחדות בהיסטוריה של כדור הארץ, מיליון שנה 65זוהי השונית בת ימינו גילה
?
?
?
?
?
? ?
Devonian Carbonif. Silurian Permian Triassic Jurassic Cretaceous
Palaeozoic Cenozoic Mesozoic
500 400 300 200 100 0
6,000
CO2
(ppm)
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
Millions of years ago
Ordovician
?
?
?האם זוהי הסיבה להיכחדויות CO 2רמה גבוהה של
?
?
?
?
?
?
? ?
Devonian Carbonif. Silurian Permian Triassic Jurassic Cretaceous
Palaeozoic Cenozoic Mesozoic
500 400 300 200 100 0
6,000
CO2
(ppm)
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
Millions of years ago
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 •
הסיבות להכחדה
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 •
הסיבות להכחדה
קשורות למחזור הפחמן
הסיבות שקשורות במחזור הפחם הם לכל הדעות גרמו לכל חמש ההכחדות בהיסטוריה
The carbon cycle
The great mass extinctions
During our own era
Temperature
Sea-level changes
Today’s subjects
Carbon dioxide
נושאי ההרצאה
ההכחדות הגדולות •
מחזור הפחמן •
: מה קורה בתקופתנו •
פחמן דו חמצני
טמפרטורה
שינויים במפלס האוקיינוסים
65 55 38 24 5.3 2.6
Palaeocene Eocene Oligocene Miocene Pliocene
Ordovician Devonian Carboniferous Siluri
an Permian Triassic Jurassic Cretaceous
490
Millions of years ago
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
Palaeocene Eocene Oligocene Miocene Pliocene
CO2
(ppm)
1000
2000
3000
4000
0
Millions of years ago
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
Thousands of years ago
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
Palaeocene Eocene Oligocene Miocene Pliocene
°C
-5
Present
+5
Pleistocene
Millions of years ago
Late Palaeocene
Thermal Maximum Mid Eocene Extinctions
Last interglacial
Present
400 300 200 100 0
Thousands of years ago
°C
-8
+4
+2
0
-6
-4
-2
Last interglacial
Present
-120
-80
-40
0
+40
m
400 300 200 100 0
Thousands of years ago
Last interglacial
Present
-120
-80
-40
0
+40
m
400 300 200 100 0
Thousands of years ago
120 80 40
Thousands of years ago
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
Mass bleaching of corals
The great mass extinctions
Ocean acidification
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
הלבנה מסיבית של אלמוגים •
החמצת האוקיינוס •
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
Palaeocene Eocene Oligocene Miocene Pliocene
°C
-5
Present
+5
Pleistocene
Millions of years ago
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
650ppm 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
30Actual emissions: CDIAC
450ppm stabilisation
650ppm stabilisation
A1FI
A1B
A1T
A2
B1
B2
1990 1995 2000 2005 2010
2006
2005
2007
Actual emissions: CDIAC
Actual emissions: EIA
450ppm stabilisation
650ppm stabilisation
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
10Actual emissions: CDIAC
Actual emissions: EIA
450ppm stabilisation
650ppm 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
30Actual emissions: CDIAC
450ppm stabilisation
650ppm stabilisation
A1FI
A1B
A1T
A2
B1
B2
1990 1995 2000 2005 2010
2006
2005
2007
2006
2005
2007
Actual emissions: CDIAC
Actual emissions: EIA
450ppm stabilisation
650ppm stabilisation
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
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)
450
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)
650
כאן רואים ירידה הדרגתית בתכולת הארגוניט בים
חמצני -עם עליית ריכוז הפחמן הדו
וכאן כבר אין הרבה מה לעשות
Carbon dioxide
The carbon cycle
Mass bleaching of corals
The great mass extinctions
Ocean acidification
The future – the synergies
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
הלבנה מסיבית של אלמוגים •
החמצת האוקיינוס •
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
Synergies 50 years from now
No shallow-water habitats
No coralline algae
Physical impacts: sea-level rise, super-cyclones
>600 ppm
65 55 38 24 5.3 2.6
Palaeocene Eocene Oligocene Miocene Pliocene
CO2
(ppm)
1000
2000
3000
4000
0
Millions of years ago
Late Palaeocene Thermal Maximum
Mid Eocene Extinctions
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
Synergies 75 years from now
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
Palaeocene Eocene Oligocene Miocene Pliocene
CO2
(ppm)
1000
2000
3000
4000
0
Millions of years ago
Late Palaeocene Thermal Maximum
Mid Eocene Extinctions
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
Recommended