Τι μπορούν να διδάξουν τα κοράλλια στις Νήσους Κουκ για την παγκόσμια άνοδο της στάθμης της θάλασσας;
Σκόνη από βράχους ξεχύνεται μέσα από τις ρωγμές που σχηματίζονται γύρω από το δείγμα απολιθωμένων κοραλλιών που συλλέγω καθώς με χτυπά η καταρρακτώδης βροχή. Ξεκολλάει και σταματάω για να κοιτάξω κάτω τα άγρια κύματα που χτυπούν τη βάση του γκρεμού. Το GPS λέει ότι το τρέχον υψόμετρο μου είναι 8,65 μέτρα, αλλά η αμμώδης παραλία που ελπίζαμε να επισκεφτούμε από κάτω έχει εξαφανιστεί, και αυτά τα κύματα καταιγίδας φαίνονται πολύ πιο κοντά από αυτό.
Η παγκόσμια στάθμη της θάλασσας προβλέπεται να αυξηθεί τον επόμενο αιώνα λόγω της υπερθέρμανσης του πλανήτη που προκαλείται από τα ορυκτά καύσιμα και της τήξης των πολικών πάγων. Ωστόσο, ο χρόνος και η πλήρης έκταση αυτής της ανόδου παραμένουν αντικείμενο συζήτησης στην επιστημονική κοινότητα, λόγω της αβεβαιότητας σχετικά με τη δυναμική και την έκταση της τήξης των πάγων στη Δυτική Ανταρκτική - μια περιοχή περίπου στο μέγεθος του Μεξικού που επηρεάζει τη στάθμη της θάλασσας σε ολόκληρο τον πλανήτη. Για να λάβουμε κάποιες απαντήσεις, μια ομάδα επιστημόνων με έδρα το Παρατηρητήριο της Γης Lamont-Doherty, το οποίο αποτελεί μέρος της Σχολής Κλίματος, ταξίδεψε στις Νήσους Κουκ τον περασμένο Ιούνιο, αναζητώντας στοιχεία για την αλλαγή της στάθμης της θάλασσας στο παρελθόν, τα οποία θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην επίλυση αυτών των ερωτημάτων. Συμμετείχα μαζί τους ως διδακτορικός φοιτητής που σπουδάζει γεωφυσική και αλλαγή της στάθμης της θάλασσας.
Τα Νησιά Κουκ βρίσκονται μακριά από την Ανταρκτική, στον τροπικό Νότιο Ειρηνικό, αλλά οι εμφανίσεις μακατέα -πρώην κοραλλιογενείς ύφαλοι που έχουν απολιθωθεί και τώρα σχηματίζουν το βραχώδες υπόστρωμα σε ορισμένα νησιά- διατηρούν στοιχεία για την ιστορία των παγοκαλύμματος της Ανταρκτικής και της ανόδου της στάθμης της θάλασσας σε όλο τον κόσμο, όσον αφορά τη χημική τους σύνθεση και το υψόμετρο.
Το έργο HISEAS στοχεύει στην κατανόηση του γιατί τα στρώματα πάγου έλιωσαν σημαντικά πέρα από το σημερινό τους επίπεδο κατά τη διάρκεια της Τελευταίας Μεσοπαγετώδους Περιόδου , μιας θερμής περιόδου πριν από περίπου 125.000 χρόνια, την οποία οι επιστήμονες θεωρούν ανάλογη με τις κλιματικές συνθήκες που ενδέχεται να αντιμετωπίσουμε στο εγγύς μέλλον.
Όταν λιώνουν οι πάγοι, η στάθμη της θάλασσας δεν ανεβαίνει ομοιόμορφα όπως σε μια μπανιέρα. Τα στρώματα πάγου είναι αρκετά μεγάλα ώστε να αλληλεπιδρούν με τις τεκτονικές πλάκες, να μεταβάλλουν το πεδίο βαρύτητας της Γης και να αλλάζουν την περιστροφή της. Αυτά τα φαινόμενα προκαλούν την άνοδο της στάθμης της θάλασσας σε ορισμένα μέρη και την πτώση της σε άλλα, παράγοντας ένα μοτίβο ανόδου και πτώσης σε όλο τον κόσμο που εξαρτάται από το ποιο στρώμα πάγου έλιωσε - και οι σημερινές παρατηρήσεις αυτού του μοτίβου, εμφανείς στην ανύψωση των απολιθωμένων κοραλλιών, μπορούν να υποδείξουν πού και πότε έχει λιώσει ο πάγος στο παρελθόν.
«Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε παρατηρήσεις της στάθμης της θάλασσας από διαφορετικά μέρη για να «αποτυπώσουμε» ή να προσδιορίσουμε ποιο στρώμα πάγου έλιωσε», δήλωσε η Jacqueline Austermann , αναπληρώτρια καθηγήτρια Γεωλογικών και Περιβαλλοντικών Επιστημών και ερευνήτρια στο Lamont. Η Austermann ηγείται του έργου HISEAS σε συνεργασία με μοντελιστές, γεωχρονολόγους, γεωχημικούς και παλαιοωκεανογράφους από όλες τις ΗΠΑ, τον Καναδά και τη Γερμανία. «Οι Νήσοι Κουκ έχουν καταγράψει τη στάθμη της θάλασσας μέσω απολιθωμένων κοραλλιών, τα οποία αποτελούν πολύ καλά στοιχεία για την παρελθούσα στάθμη της θάλασσας, επειδή μπορούμε να τα χρονολογήσουμε με μεγάλη ακρίβεια... Μας λένε την ώρα και τη στάθμη της θάλασσας, τα οποία είναι τα δύο συστατικά που χρειαζόμαστε για να ανακατασκευάσουμε την αλλαγή της στάθμης της θάλασσας».
Μια γυναίκα στέκεται δίπλα σε τοπογραφικό εξοπλισμό σε μια βραχώδη ακτογραμμή, με τα κύματα του ωκεανού και ένα ουράνιο τόξο πίσω της. Η συγγραφέας, Otillia Steadman, μετράει ένα σημείο ελέγχου GPS σε μια προεξοχή στη Mangaia. Από: Roger Creel.
Απολιθωμένα κοράλλια από την Τελευταία Μεσοπαγετωνική Περίοδο έχουν καταγραφεί σε όλο τον κόσμο, αλλά υπάρχουν περιορισμένα αρχεία για τη στάθμη της θάλασσας από τον Ειρηνικό κατά την Τελευταία Μεσοπαγετωνική Περίοδο. Η ομάδα ελπίζει ότι η απόκτηση ενός νέου συνόλου δεδομένων από τα μακατέα των Νήσων Κουκ θα βελτιώσει τη μοντελοποίηση, δημιουργώντας μια σαφέστερη εικόνα των διεργασιών που οδηγούν στην τήξη των πάγων και πόσο γρήγορα μπορεί να αλλάξει η στάθμη της θάλασσας στο μέλλον.
Η ομάδα HISEAS επισκέφθηκε πέντε νησιά όπου έχει εντοπιστεί προηγουμένως η Τελευταία Μεσοπαγετωνική Μακατέα, συμπεριλαμβανομένης της Ραροτόνγκα, όπου βρίσκεται η πρωτεύουσα, και αρκετών εξωτερικών νησιών - Atiu, Mangaia, Mauke και Mitiaro - για να συλλέξει περισσότερα από 100 δείγματα. Χρησιμοποιώντας σφυριά και σμίλες, η ομάδα εξήγαγε θραύσματα ανθρακικού πετρώματος , τα οποία έχουν σταλεί στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα για χρονολόγηση στο εργαστήριο της γεωχρονολόγου Oana Dumitru. Ένα φασματόμετρο μάζας θα μετρήσει τα ισότοπα ουρανίου και θορίου στα δείγματα. Επειδή οι αναλογίες ισοτόπων αλλάζουν με προβλέψιμο τρόπο με την πάροδο του χρόνου λόγω της ραδιενεργού αποσύνθεσης, τα αποτελέσματα θα παρέχουν ακριβείς ηλικίες για τους σκελετούς των κοραλλιών και θα βοηθήσουν στον προσδιορισμό του πότε σχηματίστηκαν οι εμφανίσεις.
Πορώδες κοραλλιογενές πέτρωμα με διακλαδούμενους σχηματισμούς, που φαίνεται δίπλα σε ένα γεωλογικό σφυρί για κλίμακα. Αρκετά είδη κοραλλιών απολιθώθηκαν σε μια προεξοχή στη Μανγκάια, με ένα βραχώδες σφυρί για το μέγεθος. Από: Roger Creel.
Η ερμηνεία του απολιθωμένου αρχείου δεν είναι απλή. Αν και σχηματίστηκαν κοντά στο επίπεδο της θάλασσας, το ακριβές βάθος των κοραλλιών είναι αβέβαιο. Και το ύψος τους πάνω από το επίπεδο της θάλασσας σήμερα είναι το συνδυασμένο αποτέλεσμα τόσο της πτώσης του επιπέδου της θάλασσας από την Τελευταία Μεσοπαγετωνική Περίοδο όσο και των τεκτονικών διεργασιών που ανέβασαν τα νησιά από το νερό. Η κατανόηση του αντίκτυπου καθεμίας από αυτές τις διεργασίες θα απαιτήσει προσεκτική μελέτη, αλλά η ομάδα δήλωσε ότι η άριστη διατήρηση της τοπογραφίας των υφάλων μπορεί να προσφέρει νέες γνώσεις.
«Η τοπογραφία των υφάλων διατηρείται με τόσο αξιοσημείωτο τρόπο, ώστε να μπορείτε πραγματικά να δείτε τις δομές που δημιουργούνται», δήλωσε ο Blake Dyer, γεωλόγος στο Πανεπιστήμιο της Βικτώριας. «Στον ύφαλο σήμερα, τα κύματα σκάνε... δημιουργούν αυτές τις δομές με αυλακώσεις και ακίδες που στην πραγματικότητα εμφανίζονται ουσιαστικά παγωμένες στο χρόνο στο αρχείο απολιθωμάτων... Επειδή έχουμε αυτή την όμορφη γεωλογία, ένα είδος μοναδικής έκθεσης των υφάλων, μπορούμε να θέσουμε ερωτήσεις που δεν είχαμε ποτέ μπορέσει να θέσουμε πουθενά αλλού».
Οι 15 χερσαίες εκτάσεις που αποτελούν τα Νησιά Κουκ φιλοξενούν μικρές κοινότητες, με μόλις μερικές εκατοντάδες ανθρώπους στα περισσότερα από τα εξωτερικά νησιά, απλωμένα σε εκατοντάδες μίλια ωκεανού. Παρά τη γεωγραφική τους απομόνωση, η ερευνητική ομάδα δήλωσε ότι η εμπειρία εργασίας εκεί ήταν οτιδήποτε άλλο εκτός από μοναχική.
Η ομάδα έγινε δεκτή με λέις, φιλέματα με σπιτικά γεύματα και προσκλήθηκαν να παραστούν σε μια σχολική τελετή σε ένα νησί. «Συνάντησα τους πρεσβύτερους, τους διευθυντές και τους δασκάλους, τα παιδιά στο σχολείο και τον οργανισμό για την κλιματική αλλαγή σε κάθε νησί... Ήταν η πρώτη φορά που ένιωσα τόσο ευπρόσδεκτος, αλλά επίσης έδειξαν πραγματικά τόσο μεγάλο ενδιαφέρον και συμμετείχαν στην έρευνά μας», είπε η Ντουμίτρου. «Ήταν ένα νέο είδος επιτόπιας εργασίας για μένα».
Η τοπική φιλοξενία περιελάμβανε συναντήσεις τόσο με κυβερνητικούς αξιωματούχους όσο και με παραδοσιακούς ηγέτες, ένα δημόσιο σεμινάριο υψηλού επιπέδου για τη Ραροτόνγκα και προσκλήσεις για διδασκαλία σε μια τάξη λυκείου σε κάθε νησί, όλα οργανωμένα με τη βοήθεια των Νήσων Κουκ για την Κλιματική Αλλαγή.
Στα εξωτερικά νησιά, όπου μια ολόκληρη τάξη λυκείου μπορεί να γεμίσει μια μόνο αίθουσα, είναι δύσκολο να βρεθούν αφοσιωμένοι καθηγητές φυσικών επιστημών, με αποτέλεσμα ορισμένοι να καλύψουν διάφορους ρόλους ή τα σχολεία να αναγκάζονται να ζητήσουν βοήθεια από το εξωτερικό. Στους μαθητές προστέθηκαν και περίεργα μέλη της κοινότητας που συγκεντρώθηκαν για να ακούσουν για το πώς διεξάγουμε την έρευνά μας, να επιθεωρήσουν δείγματα και εργαλεία και να συζητήσουν τα ερωτήματα που όλοι μοιραζόμαστε: Πόσο χρονών είναι η μακατέα; Πόσο γρήγορα θα ανέβει η στάθμη της θάλασσας; Τι επιφυλάσσει το μέλλον;
Τρία άτομα με αδιάβροχα εργάζονται σε μια βραχώδη ακτογραμμή δίπλα στον ωκεανό, χρησιμοποιώντας εξοπλισμό τοπογραφίας. Ο Ρότζερ Κριλ και ο συγγραφέας εξάγουν ένα δείγμα απολιθωμένων κοραλλιών με σφυρί και σμίλη και ο γεωχημικός Γουίλιαμ Ντ'Αντρέα μεταφέρει μια συσκευή GPS σε μια έξαρση στο Άτιου. Από: Blake Dyer.
Στη Μανγκάια, οι μαθητές ρώτησαν για τις ηλικίες των υψηλότερων εμφανίσεων μακατέα που είναι μοναδικές για το νησί, οι οποίες τεκμηριώνουν προηγούμενες θερμές περιόδους και υψηλότερα επίπεδα θάλασσας κάποια στιγμή πριν από την Τελευταία Μεσοπαγετωνική Περίοδο. Η ομάδα συνέλεξε αρκετά δείγματα από αυτό το παλαιότερο τμήμα, αλλά οι ηλικίες τους μπορεί να παραμείνουν μυστήριο, καθώς η εκτεταμένη φθορά θα μπορούσε να δυσχεράνει τη χρονολόγηση.
Αυτό που θα αποκαλυφθεί από τη μακατέα θα εξαρτηθεί σε μεγάλο βαθμό από τα αποτελέσματα του εργαστηρίου της Ντουμίτρου. «Είμαι πολύ, πολύ ενθουσιασμένη και περίερη για τα αποτελέσματα. Δεν έχω πάρει ποτέ δείγματα από κάτι που να πιστεύουμε ότι είναι παλαιότερη μεσοπαγετωνική περίοδος, οπότε είμαι πολύ περίεργη να δω αν κάποιο υλικό έχει διατηρηθεί αρκετά καλά μέχρι σήμερα».
Otillia Steadman
Υποψήφια διδάκτορας στις Γεωλογικές και Περιβαλλοντικές Επιστήμες, η οποία σπουδάζει γεωφυσική και μεσοπαγετωνική στάθμη της θάλασσας στο Παρατηρητήριο Γης Λαμόντ-Ντόχερτι, το οποίο αποτελεί μέρος της Σχολής Κλίματος Κολούμπια.
Οι απόψεις και οι γνώμες που εκφράζονται εδώ είναι αυτές των συγγραφέων και δεν αντικατοπτρίζουν απαραίτητα την επίσημη θέση της Σχολής Κλίματος Κολούμπια, του Ινστιτούτου Γης ή του Πανεπιστημίου Κολούμπια.
https://news.climate.columbia.edu/2026/09/29/what-can-fossil-corals-in-the-cook-islands-teach-us-about-global-sea-level-rise/
