Κοραλλιογενής ύφαλος

Σχηματισμός

Οι περισσότεροι κοραλλιογενείς ύφαλοι διαμορφώθηκαν μετά την τελευταία παγετώδη περίοδο, όταν το λιώσιμο των πάγων προκάλεσε την αύξηση της στάθμης της θάλασσας και την πλημμύρα των υφαλοκρηπίδων. Αυτό σημαίνει ότι οι περισσότεροι κοραλλιογενείς ύφαλοι είναι λιγότερο από 10.000 ετών. Καθώς οι κοινότητες εγκαταστάθηκαν στις ηπειρωτικές υφαλοκρηπίδες, οι ύφαλοι αυξήθηκαν προς τα πάνω, με ρυθμό ανόδου από τη στάθμη της θάλασσας. Οι ύφαλοι που αυξήθηκαν πάρα πολύ αργά θα μπορούσαν να καταλήξουν σε πνιγμένους ύφαλους, οι οποίοι καλύπτονταν από τόσο πολύ νερό που υπήρχε ανεπαρκής φωτισμός. Οι κοραλλιογενείς ύφαλοι βρίσκονται σε βαθιά ύδατα μακριά από τις ηπειρωτικές υφαλοκρηπίδες, γύρω από ωκεάνια νησιά και ως ατόλλες. Η συντριπτική πλειοψηφία των νησιών αυτών έχουν ηφαιστειογενή προέλευση. Οι λίγες εξαιρέσεις έχουν τεκτονική προέλευση, όπου οι κινήσεις των πλακών έχουν ανυψώσει το πυθμένα του ωκεανού στην επιφάνεια.
Το 1842 στην πρώτη του μονογραφία, τη Διάρθρωση και Κατανομή των Κοραλλιογενών Υφάλων , ο Κάρολος Δαρβίνος περιγράφει τη θεωρία του για το σχηματισμό των ατολλών, ως μια ιδέα που συνέλαβε κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του με το Beagle. Αυτός διατύπωσε τη θεωρία της ανάτασης και της καθίζησης του φλοιού της Γης κάτω από τους ωκεανούς και διαμόρφωσε τις ατόλλες. Η θεωρία του Δαρβίνου περιλαμβάνει μια σειρά από τρία στάδια στο σχηματισμό μιας ατόλλης. Ξεκινά με έναν περιθωριακό ύφαλο που σχηματίζεται γύρω από ένα ηφαιστειακό νησί το οποίο σταδιακά εξαφανίζεται και υποχωρεί στον πυθμένα του ωκεανού. Καθώς η καθίζηση συνεχίζεται, ο περιθωριακός ύφαλος μετατρέπεται σε κοραλλιογενή ύφαλο, και τελικά σε ατόλλη.
Ο Δαρβίνος προέβλεψε ότι κάτω από κάθε λιμνοθάλασσα θα υπήρχε μια βάση βραχώδους υποστρώματος, δηλαδή τα ερείπια του αρχικού ηφαιστείου. Μεταγενέστερες γεωτρήσεις απέδειξαν ότι είχε δίκιο. Η θεωρία του Δαρβίνου ακολουθείται από την κατανόηση του ότι οι πολύποδες κοραλλιών ευδοκιμούν στις καθαρές θάλασσες των τροπικών περιοχών, όπου το νερό είναι ταραγμένο, αλλά μπορούν να επιβιώσουν μόνο μέσα σε ένα περιορισμένο εύρος βάθους, ξεκινώντας ακριβώς κάτω από την άμπωτη. Όταν το επίπεδο της υποκείμενης γης το επιτρέπει, τα κοράλλια αναπτύσσονται γύρω από την ακτή για να σχηματίσουν αυτό που αποκάλεσε περιθωριακούς υφάλους, και μπορεί τελικά να αναπτυχθούν έξω από την ακτή για να γίνουν ένας κοραλλιογενής ύφαλος.
Όταν ο πυθμένας υψώνεται, οι περιθωριακοί ύφαλοι μπορούν να αναπτυχθούν γύρω από την ακτή, αλλά τα κοράλλια που υψώνονται παραπάνω από το επίπεδο της θάλασσας πεθαίνουν και γίνονται λευκός ασβεστόλιθος. Αν η γη υποχωρήσει σιγά-σιγά, οι περιθωριακοί ύφαλοι συμβαδίζουν με την ανάπτυξη προς τα πάνω σε μια βάση των ηλικιωμένων, νεκρών κοραλλιών, σχηματίζοντας έναν κοραλλιογενή ύφαλο που περικλείει μία λιμνοθάλασσα μεταξύ του υφάλου και της γης. Ένας κοραλλιογενής ύφαλος μπορεί να περικυκλώνει ένα νησί, και μόλις το νησί βυθίζεται κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας μία σχεδόν κυκλική ατόλλη αυξανόμενων κοραλλιών συνεχίζει να συμβαδίσει με το επίπεδο της θάλασσας, σχηματίζοντας μια κεντρική λιμνοθάλασσα. Οι κοραλλιογενείς ύφαλοι και οι ατόλλες δεν αποτελούν συνήθως πλήρεις κύκλους, αλλά διασπώνται σε μέρη από τις καταιγίδες. Όπως και η άνοδος της στάθμης της θάλασσας, μια ραγδαία υποχώρηση του πυθμένα μπορεί να συντρίψει την ανάπτυξη των κοραλλιών, σκοτώνοντας τα ζώα και τον ύφαλο.
Οι δύο κύριες μεταβλητές που καθορίζουν την γεωμορφολογία, ή το σχήμα, των κοραλλιογενών υφάλων είναι η φύση του υποκείμενου υποστρώματος πάνω στο οποίο αναπαύονται, και η ιστορία της αλλαγής της στάθμης της θάλασσας σε σχέση με το υπόστρωμα.
Ο περίπου 20.000 ετών, Μεγάλος Κοραλλιογενής Ύφαλος προσφέρει ένα παράδειγμα για το πώς σχηματίζονται οι κοραλλιογενείς ύφαλοι στις ηπειρωτικές υφαλοκρηπίδες. Η στάθμη της θάλασσας ήταν τότε 120 μ. (390 πόδια) πιο κάτω σε σχέση με τον 21ο αιώνα. Καθώς το επίπεδο της θάλασσας αυξήθηκε, το νερό και τα κοράλλια καταπάτησαν ό, τι λόφους υπήρχαν στην Αυστραλιανή παράκτια πεδιάδα. Από 13.000 χρόνια πριν, το επίπεδο της θάλασσας είχε αυξηθεί στα 60 μ. (200 πόδια) χαμηλότερα από ότι σήμερα, και πολλοί από τους λόφους των παράκτιων πεδιάδων είχαν γίνει ηπειρωτικά νησιά. Δεδομένου ότι η άνοδος της στάθμης της θάλασσας συνεχίζεται, το νερό έχει φτάσει στο μεγαλύτερο μέρος των ηπειρωτικών νησιών. Τα κοράλλια τότε θα μπορούσαν να αυξηθούν υπερβολικά στους λόφους, σχηματίζοντας τα τωρινά κη και τους υφάλους. Η στάθμη της θάλασσας στον Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο δεν έχει μεταβληθεί σημαντικά κατά τα τελευταία 6.000 χρόνια, και η ηλικία της σύγχρονης δομής της διαβίωσης του υφάλου εκτιμάται ότι κυμαίνεται μεταξύ 6.000 και 8.000 χρόνων. Παρά το γεγονός ότι ο Μεγάλος Κοραλλιογενής Ύφαλος σχηματίστηκε κατά μήκος μιας υφαλοκρηπίδας, και όχι γύρω από ένα ηφαιστειογενές νησί, οι αρχές του Δαρβίνου ισχύουν. Η ανάπτυξη σταμάτησε στο στάδιο του κοραλλιογενούς υφάλου, δεδομένου ότι η Αυστραλία δεν επρόκειτο να βυθιστεί. Αποτελούσε το μεγαλύτερο κοραλλιογενή ύφαλο στον κόσμο, 300-1.000 μ. (980-3,300 πόδια) από την ακτή, που εκτείνεται σε μήκος 2.000 χιλιόμετρα (1.200 μίλια).
Οι υγιείς τροπικοί κοραλλιογενείς ύφαλοι αυξάνονται οριζόντια από 1 μέχρι 3 εκ.  ανά έτος, και αυξάνονται κάθετα οπουδήποτε από 1 έως 25 εκ. ανά έτος· ωστόσο, αναπτύσσονται μόνο σε ρηχά βάθη από 150 μ., λόγω της ανάγκης τους για το φως του ήλιου, και δεν μπορούν να αυξηθούν πάνω από το επίπεδο της θάλασσας.

Ζώνες

Τα οικοσυστήματα των κοραλλιογενών υφάλων περιέχουν διακριτές ζώνες που αντιπροσωπεύουν διαφορετικά είδη οικοτόπων. Συνήθως, οι τρεις μεγάλες περιοχές που αναγνωρίζονται είναι: η παρυφή υφάλου, ο επιφανειακός ύφαλος και το πίσω τμήμα του υφάλου (συχνά αναφέρεται και ως ύφαλος λιμνοθάλασσα).
Και οι τρεις ζώνες διασυνδέονται και φυσικά και οικολογικά μεταξύ τους. Η ζωή στον ύφαλο και οι θαλάσσιες διεργασίες δημιουργούν ευκαιρίες για την ανταλλαγή του νερού της θάλασσας, των ιζημάτων, των θρεπτικών συστατικών, και της θαλάσσιας ζωής μεταξύ του ενός με του άλλου.
Έτσι, καθεμία από τις συνιστώσες του οικοσυστήματος των κοραλλιογενών υφάλων, παίζει ένα ρόλο στην υποστήριξη των άφθονων και ποικίλων συνόλων των ψαριών και των υφάλων.
Οι περισσότεροι κοραλλιογενείς ύφαλοι βρίσκονται σε ρηχά νερά, με λιγότερο από 50 μ. βάθος. Κάποιοι ζουν στις τροπικές ηπειρωτικές υφαλοκρηπίδες, όπου η δροσερή, πλούσια σε θρεπτικά συστατικά ανάβλυση δεν συμβεί, όπως στο Μεγάλο Κοραλλιογενή Ύφαλο. Άλλοι βρίσκονται στο βαθύ ωκεανό γύρω από νησιά ή ως ατόλλες, όπως οι στις Μαλδίβες. Οι ύφαλοι σχηματίζονται γύρω από τα νησιά, όταν αυτά υποχωρούν στον ωκεανό, και σχηματίζονται ως ατόλλες όταν ένα νησί υποχωρεί κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας.
Εναλλακτικά, οι Peter B. Moyle και Joseph J. Cech διακρίνουν έξι ζώνες, αν και οι περισσότεροι ύφαλοι έχουν μόνο μερικές από τις ζώνες αυτές.