3. 1. They exist at the interface of atmosphere and ocean:
physically and chemically stressful
יש כמה אלפי שוניות פלטפורמה כאלה בריף הגדול, והם
במצוקה פיסיקלית וכימית
4. 2. They are geological structures made by living organisms
אלמוגי אבן איכלסו את האוקינוסים הטרופיים מזה 200 מיליון שנה
5. Light
Corals are closely attuned to their environment
Carbonate chemistry of the ocean
Temperature
: 31ºC
אלמוגים מותאמים לחייהם בסביבתם. גורמי סביבה מגבילים: אור,
טמפרטורה עד 31 מעלות והכימיה של הקרבונטים
6. Reefs are Nature’s historians
They are record-keepers of ancient fauna
and of ancient environments
and of modern environments
השוניות הן ההיסטוריונים של הטבע: הם משמרים את שרידי העבר וגם את השינויים בזמננו
7. 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
8. Ordovician
Devonian
Carboniferous
Silurian
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
שוניות מתקיימות משגשוג לפשיטת רגל, וזה קורה בקלות
9. Ordovician
Devonian
Carboniferous
Silurian
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
10. Ordovician
Devonian
Carboniferous
Silurian
Permian
Triassic
Jurassic
Cretaceous
490
Millions of years ago
434
410
354
298
251
205
141
65
Palaeozoic
Mesozoic
Cenozoic
המינים שהתקיימות אז, מסדרות שונות Tabulata, Rugosa אינם קרובים למינים בני ימינו
הכחדה ראשונה
11. Ordovician
Devonian
Carboniferous
Silurian
Permian
Triassic
Jurassic
Cretaceous
490
Millions of years ago
434
410
354
298
251
205
141
65
Palaeozoic
Mesozoic
Cenozoic
הריפים הסילורים בגרינלנד אינם שוניות אלמוגים. הם חבצלות ים, חי טחבים ועוד
12. Ordovician
Devonian
Carboniferous
Silurian
Permian
Triassic
Jurassic
Cretaceous
490
Millions of years ago
434
410
354
298
251
205
141
65
Palaeozoic
Mesozoic
Cenozoic
בצפון קנדה מוצאים שרידי שוניות ענק מתקופת הדבון 400 מ"ש
13. Ordovician
Devonian
Carboniferous
Silurian
Permian
Triassic
Jurassic
Cretaceous
490
Millions of years ago
434
410
354
298
251
205
141
65
Palaeozoic
Mesozoic
Cenozoic
הכחדה שניה
בסוף הדבון הייתה הכחדות של כל החיים בשוניות של אוסטרליה – 380 מ"ש
14. Ordovician
Devonian
Carboniferous
Silurian
Permian
Triassic
Jurassic
Cretaceous
490
Millions of years ago
434
410
354
298
251
205
141
65
Palaeozoic
Mesozoic
Cenozoic
הכחדה שלישית
בסוף תקופת הפרם, 95% מאוכלוסיית הים נכחדו. לאחר מכן החלו אלמוגי האבן את התפתחותם
15. Ordovician
Devonian
Carboniferous
Silurian
Permian
Triassic
Jurassic
Cretaceous
490
Millions of years ago
434
410
354
298
251
205
141
65
Palaeozoic
Mesozoic
Cenozoic
תקופת הטריאס הייתה תקופת שגשוג לאלמוגים – צפון איטליה. בסוף העידן הכחדה נוספת
הכחדה רביעית
16. Ordovician
Devonian
Carboniferous
Silurian
Permian
Triassic
Jurassic
Cretaceous
490
Millions of years ago
434
410
354
298
251
205
141
65
Palaeozoic
Mesozoic
Cenozoic
אחרי המתנה של 6 מ"ש החלה תקופת שגשוג של היורה – ריפים באוסטרליה
17. 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
זוהי הכחדה הקשורה בנפילת עצם שמימי - הקש האחרון שגרם להכחדה
18. Ordovician
Devonian
Carboniferous
Silurian
Permian
Triassic
Jurassic
Cretaceous
490
Millions of years ago
434
410
354
298
251
205
141
65
Palaeozoic
Mesozoic
Cenozoic
זוהי השונית בת ימינו גילה 65 מיליון שנה, והיא סוגרת חמש הכחדות בהיסטוריה של כדור הארץ
19. ?
?
?
?
?
?
?
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
?
?
רמה גבוהה של 2 CO
האם זוהי הסיבה להיכחדויות ?
20. ?
?
?
?
?
?
?
?
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
רמה גבוהה של 2 CO
האם זוהי הסיבה להיכחדויות ?
21. 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
22. 1. Causes independent
of the carbon cycle
Asteroid impacts
‘Nuclear winters’
Sea-level changes
Low temperature
High temperature
Disease and toxins
Extraterrestrial events
• פגיעת אסטרואיד
• חורף גרעיני
• שינויים במפלס הים
• טמפ' נמוכות
• טמפ' גבוהות
• מחלות והרעלות
• אירועים מחוץ לכדה"א
הסיבות להכחדה
לא קשורות למחזור הפחמן
23. 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
• פחמן דו-חמצני
• החמצת האוקיינוס
הסיבות להכחדה
קשורות למחזור הפחמן
הסיבות שקשורות במחזור הפחם הם לכל הדעות גרמו לכל חמש ההכחדות בהיסטוריה
24. 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
25. 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
26. 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?
גם כאן היו הכחדות ואירועים קשים והקשר שלהם לרמת ה - CO2
כאן החל הריף הגדול ?
זה בשקופית הבאה
27. Thousands of years ago
400
300
200
100
0
200
240
280
320
360
CO2 (ppm)
Last interglacial
תקופה בין - קרחונית אחרונה
28. Thousands of years ago
400
300
200
100
0
200
240
280
320
360
CO2
(ppm)
Today 387
Last interglacial
>>>>>> כאן אנחנו היום
29. 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
30. 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
33. 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
34. Today’s sea level
At the time of Australia’s first people
בזמן שהגיעו האוסטרלים הראשונים
כיום
36. 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
37. Corals live in symbiosis with zooxanthellae
עקת חום
Thermal stress
45. 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
46. 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
47. 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
ברמה זו ירידת איכותית ארוכת-טווח
זה קורה היום
48. 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
400
לזה נגיע בשנת
הלבנות קשות מלוות באל-ניניו
49. 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
450
לזה נגיע ב
הלבנות קשות מדי כמה שנים
50. 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
ברמה זו תעלה טמפ' הים ב- 3 מ"צ
הלבנות קשות מדי שנה
51. 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
ברמה זו תעלה טמפ' הים ב- 5.8 מ"צ
52. Carbon dioxide Temperature
Sea level Arctic ice
Global Carbon Budget update; Raupach et al. 2007, PNAS
Recent emissions
1990 1995 2000 2005 2010
CO2 Emissions (GtC y-1)
5
6
7
8
9
10
Actual emissions: CDIAC
Actual emissions: EIA
450ppm stabilisation
650ppm stabilisation
A1FI
A1B
A1T
A2
B1
B2
1850 1900 1950 2000 2050 2100
CO2 0
5
1990 1995 2000 2005 2010
2006
2005
2007
Actual emissions: CDIAC
Actual emissions: EIA
450ppm stabilisation
650ppm stabilisation
IPCC worst case scenario
CO2 טמפרטורה
קרח בקטבים מפלס הים
54. Source: Hoegh-Guldberg et al., 2007
לכידת הפחמן על ידי הים גורמת שינויים כימיים רציניים
עליית פחמן דוחמצני באוויר מקטינה את ריכוז הארגוניט בים
55. 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
עם עליית ריכוז הפחמן הדו-חמצני
56. 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
עם עליית ריכוז הפחמן הדו-חמצני
57. 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
עם עליית ריכוז הפחמן הדו-חמצני
58. 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
עם עליית ריכוז הפחמן הדו-חמצני
61. 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
• והעתיד - הצירופים
כמובן שהצירוף בין סוגי הפרעות לכשעצמן יכול להיות מאד בעייתי ולכן הבה נראה איך ביחד הם משפיעות
62. Mass bleaching started
Corals
345 ppm (Reefs responding to ~320 ppm.)
1980
הכל החל ב- 1980 בריכוז פחמן של 320 , אז החלה ההלבנה
63. Mass bleaching mostly during El Niño events
Corals
387 ppm (Reefs responding to ~345 ppm)
Today
Starting to occur during non-El Niño years
היום, כשהריכוז מגיע ל- 387 ההלבנה היא בעיקר בשנים של אל-ניניו
64. Mass bleaching most years
Corals
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
; + 2 → 4.1 °C
בעוד 25 שנים יגיע ל- 387 הארגוניט יהפוך למגנזיום קלציט, הטמפ' תעלה
ב- 2-4 מ"צ, ההלבנה תהייה רוב הזמן, עם הרס השונית. ההכחדה תתחיל.
השוניות ידעכו, אצות גירניות לא ישקיעו גיר והמגוון יירד.
65. 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
C
Ωaragonite
ppm; Ωaragonite; 3 → 4.5 ºC; + 400 mm
Heading for a mid-Eocene climate
בעוד 50 שנים יגיע ל- 600 הטמפ' תעלה ב- 3-4.5 מ"צ, אלמוגים לא יחיו בעומק
רדוד מ- 10 מ' . השקעה מעטה, הכחדה רבה. השוניות ייעלמו ועמם הדגים.
אין אצות גירניות. עליית מפלס הים וציקלונים עצומים. אקלים כמו האיאוקני.
66. Molluscs in sharp decline
Calcifying organisms
Extensive biodiversity loss
Corals gone or askeletal
Synergies 75 years from now
ppm calcite C 800 ppm; Ω calcite ; 5+ °C; 600+ mm
בעוד 75 שנים יגיע ל 800- הטמפ' תעלה ב- 5 מ"צ, אלמוגים יוכלו להתקיים
ללא שלד גיר - כמו שושנות ים. רכיכות ייעלמו והמגוון יירד במידה נוראה
67. 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
האם צריך לפרט? פחמן 1000 ppm ההכחדה הששית בדרכה
68. 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
69. 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
המורנה הזאת לא ידעה את היקף הבעיה, שתוספת הפחמן הדו-חמצני מעבר ל 450
הורגת אותה, את אפקט הדומינו, ואת העובדה שכשל המערכת האקולוגית תגרום
למותה יחד עם הרס השונית הגדולה והכחדת האלמוגים. ואנחנו עדיין בהתחלה ...
אבל אתם כבר יודעים...
70. 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
הדעות שהוצגו כאן הן שלי )המרצה(
של כותבי 3000 מאמרים שעברו ביקורת מדעית
של 1000 עמיתי מחקר
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