Коралловые рифы: формирование, структура, экология и угрозы

Риф представляет собой устойчивую к волнам карбонатную постройку, основу которой составляет биогенный каркас, созданный организмами, секретирующими карбонат кальция (CaCO₃). В более широком понимании термин может обозначать любой мелководный скалистый выступ у поверхности воды. Эти сложные биоконструкции располагаются преимущественно чуть ниже уровня отлива, выполняя роль естественного барьера, защищающего континентальные шельфы и островные берега от высокой волновой энергии. Прочный трехмерный каркас, формируемый живыми колониями, цементируется скелетными остатками, создавая уникальную среду обитания. Рост рифа ограничен фотической зоной, обычно до глубины 100 метров, что связано с зависимостью ключевых симбиотических организмов от солнечного света.

Основными организмами-рифостроителями (биоконструкторами) в современных морях являются склерактиниевые (мадрепоровые) кораллы, красные водоросли (кораллиновые), некоторые губки, моллюски и гидрозои. Доминирующую роль играют колониальные кораллы-склерактинии, выделяющие массивный внешний скелет арагонита. Их мягкотелые особи — полипы — находятся в симбиозе с микроскопическими водорослями зооксантеллами. Полипы поставляют водорослям углекислый газ и метаболиты; в ответ зооксантеллы в процессе фотосинтеза продуцируют органические вещества, снабжая полип энергией и усиливая кальцификацию — осаждение карбоната кальция для роста рифового каркаса.

Существует несколько основных морфогенетических типов рифов. Окаймляющие (береговые) рифы растут непосредственно у берега, часто отделяясь от суши мелководным каналом. Барьерные рифы отстоят от побережья на значительное расстояние, отделяясь глубокой и широкой лагуной; ярчайший пример — Большой Барьерный риф у берегов Австралии протяженностью около 2300 км. Для всех типов характерна выраженная зональность: высокоэнергетическая наветренная сторона отличается активным ростом и ровным краем, а защищенная подветренная — имеет неправильную форму и плавно переходит в лагуну. Наблюдается и вертикальная зональность в распределении видов от глубоководных к мелководным участкам.

Особой формой являются атоллы — кольцеобразные коралловые острова, окружающие центральную лагуну и поднимающиеся со дна открытого океана. Классическую теорию их формирования предложили Чарльз Дарвин и позже Джеймс Дана. Согласно ей, атолл проходит стадии: окаймляющий риф вулканического острова → барьерный риф → атолл после полного погружения вулканического основания. Этот процесс объясняется комбинацией вертикального роста рифа и субсиденции (погружения) океанической коры по мере ее остывания и движения от срединно-океанического хребта. Бурение на атоллах Эниветок и Бикини подтвердило наличие под сотнями метров карбонатов вулканического фундамента.

Если скорость погружения субстрата превышает скорость роста кораллов, остров полностью затопляется, образуя гайот — подводную гору с плоской вершиной. Коралловые рифы — высокочувствительные экосистемы, требующие стабильных условий по температуре, солености, освещенности и чистоте воды. К основным угрозам относятся глобальное потепление (вызывающее обесцвечивание кораллов), закисление океана, загрязнение, механическое разрушение и хищничество (например, вспышки численности морской звезды «терновый венец»). Их сохранение критически важно для биоразнообразия, защиты берегов и устойчивости прибрежных сообществ.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Тимоти Куски

Источник: Энциклопедия наук о Земле и космосе

Данные публикации будут полезны студентам и аспирантам геологических специальностей, профессиональным геологам-тектонистам, специалистам в области геодинамики и региональной геологии, а также всем, кто интересуется фундаментальными процессами формирования и эволюции земной коры.