שונית המחסום הגדולה

גאולוגיה וגאוגרפיה

החל מהקנוזואיקון אוסטרליה נדדה צפונה בשיעור של שבעה סנטימטרים בכל שנה. בתקופה זו התחוללה התרוממות טקטונית באוסטרליה המזרחית, וכתוצאה מכך קו פרשת המים שבקווינסלנד נדד למרחק של 400 קילומטרים בכיוון פנים היבשת. כמו כן, בתקופה זו התרחשו בקווינסלנד מספר התפרצויות געשיות שגרמו ליצירתם של מספר הרי געש וזרמי בזלת. חלק מהבליטות הגרניטיות הללו הפכו בסופו של דבר לאיים גבוהים. שוניות אלמוגים החלו לגדול באגן ים האלמוגים לאחר היווצרותו, אך עד לפני 25 מיליון שנים החלק הצפוני של קווינסלנד היה במים ממוזגים דרומית לאזורים הטרופיים, ולפיכך לא יכל לשמש כבית גידול עבור השוניות.
לשונית המחסום הגדולה יש היסטוריה התפתחותית מורכבת; לאחר שקווינסלנד נסחפה לתוך המים התפתחותה של השונית הושפעה מהתנודיות שלה (גדילה או הצטמקות) שהתרחשה במקביל לשינויים בגובה פני הים. קוטר השוניות הקטנות נע בין 1 לשלושה סנטימטרים בכל שנה, והן גדלו באופן אנכי בקצב של 1 עד 25 סנטימטרים לשנה; אולם, השוניות יכלו להגיע רק לעומק של 150 מטרים בגלל הצורך באור השמש, והן לא יכלו לגדול מעל פני המים.
הקרקע שממנה נוצר המצע של השונית הנוכחית הייתה מישור חוף שנוצר ממשקעים שנסחפו מההרים המחלקים הגדולים ומגבעות גדולות (חלקן היו שרידים של שוניות קדומות או הרי געש). לאחר שקווינסלנד נדדה לאזור של מים טרופיים לפני 24 מיליון שנים האלמוגים החלו לשגשג, אך תוך זמן קצר החל להתפתח משטר השקעה שגרם לתהליך בליה בהרים המחלקים הגדולים, וכתוצאה ממנו נוצרו דלתות נהר, משקעים ימיים ומשקעים עכורים, שלא היו מתאימים כמצע לגדילת האלמוגים. גובה פני המים ירד באופן משמעותי לפני כ-10 מיליון שנים, וכתוצאה מכך תהליך ההשקעה התגבר. מצע הגידול של שונית המחסום הגדולה התהווה בצורה כזאת שהוא היה מספיק רחוק מהמשקעים כדי לבטל את השפעתם המעכבת על גדילת האלמוגים. כמו כן, לפני כ-400,000 שנים הייתה תקופת ביניים בין שני עידני קרח שבה גובה פני המים עלה והטמפרטורה שלהם הייתה גבוהה ב-4 מעלות צלזיוס.
חוקרים ממרכז המחקר של השונית מצאו "שלדי" אלמוגים המתוארכים לתקופה של לפני חצי מיליון שנים. על סמך הממצאים הללו נטען כי חלקים שלמים מהשונים הנוכחית החלו להיווצר לפני כ-600,000 שנים. לפי רשות המחקר של הפארק הימי השונית החיה הנוכחית החלה לצמוח על מצע קדום יותר לפני כ-20,000 שנים. המכון האוסטרלי לאוקיינוגרפיה קיבל את הטענה הזו, וטוען כי השונית הנוכחית החלה לצמוח בסופו של שיא עידן הקרח האחרון. גובה פני המים באותה תקופה היה כ-120 מטרים, והוא עלה מאז. בתקופה שלפני 20,000 שנים ועד לפני 6,000 שנים גובה פני המים עלה בהדרגתיות, ובמקביל לכך האלמוגים החלו לגדול באזורים הגבוהים יותר של גבעות מישור החוף. כאשר גובה פני המים המשיך לעלות רוב האיים היבשתיים שנוצרו לאורך השנים התמזגו. האלמוגים החלו לשגשג על הגבעות, ובכך ליצור את הקיז והשוניות. לפי הערכתו של מרכז המחקר של הפארק הימי המבנים החיים הנוכחיים של השונית הם בני 6,000 עד 8,000 שנים.
שרידיה של שונית מחסום עתיקה הדומה לשונית המחסום הגדולה נמצאים באזור קימברלי, הנמצא בחלק הצפוני של אוסטרליה המערבית.
האזור בשונית שהוכרז כאתר מורשת עולמית חולק ל-70 אזורים אקולוגיים, מתוכם 30 מוגדרים כאזורי שונית והיתר כאזורים שאינם שונית. בחלק הצפוני של שונית המחסום הגדולה נוצרו שוניות סרט ושוניות דלתה, והם ייחודיים לאזור זה. בשונית המחסום הגדולה אין אטולים, ונדיר למצוא שוניות הצמודות לחלק היבשתי העיקרי.
שוניות החוף מפוזרות על פני מרחק רב, והן נפוצות בעיקר בסמוך לאיים שבחלק הדרומי של שונית המחסום הגדולה. שוניות לגונה נמצאות גם כן בחלק זה, אך חלקן נמצאות גם בסמוך לחוף מפרץ הנסיכה שרלוט שבצפון שונית המחסום. שוניות החרמש נפוצות בעיקר במרכז שונית המחסום הגדולה, והן נמצאות גם בקצה הצפוני של הפארק הימי ובשוניות סוויין. שוניות מישוריות נמצאות בעיקר בקרבת קייפ יורק, מפרץ הנסיכה שרלוט וקיירנס, המצאים בחלק הצפוני ובחלק הדרומי של שונית המחסום הגדולה. רוב האיים הנמצאים בשונית נמצאים מעל שוניות מישוריות.

אקלים

האקלים בשונית המחסום הגדולה הוא אקלים טרופי המושפע מלחץ משווני נמוך בחודשי הקיץ, ומאזור לחץ גבוה סוב-טרופי בחודשי החורף. האקלים מושפע במידה רבה מהיבשת הסמוכה אליו ומהשפעות האוקיינוס. דפוסי הרוח נקבעים לאורך רוב השנה על ידי רוחות הסחר הדרום-מזרחיות. בין ינואר למרץ הרוח נעה מכיוון צפון-מערב בחלק הצפוני של השונית, והיא מושפעת מהחזית הפנים-טרופית של המונסון. כמות המשקעים תלוי במיקום ובזמן. הקיץ היא העונה הרטובה ביותר בגלל השפעות המונסון וסופות הציקלון. במהלך החורף עשויים לרדת גשמים עזים בחלקה הדרומי של השונית. 
הטמפרטורה הממוצעת הגבוהה ביותר היא בין 30°C בינואר ל-23°C ביולי, ואילו הנמוכה ביותר היא בין 24°C בינואר ל-18°C ביולי. טמפרטורת פני המים מגיעה לשיאה בפברואר, ולמינימום ביולי.

המערכת האקולוגית

שונית המחסום הגדולה משמשת כבית גידול עבור מגוון ביולוגי רחב של יצורים חיים, הכוללים מינים פגיעים או בסכנה שחלקם אנדמיים לשונית עצמה. בתחומי השונית תועדו כ-30 מינים של לווייתנאים, דולפינים ופוקניים, כולל לווייתן מינקי, דולפינים מהסוג סוסא, ולווייתן גדול-סנפיר. השונית היא גם בית גידול עבור אוכלוסיות גדולות של תחש המשכן.
השונית משמשת כאתר התרבות עבור שישה מינים של צבי ים: צב ים ירוק, צב ים גילדי, צב ים קרני, צב ים חום, Natator depressus וצב ים זיתני. אוכלוסיית צבי הים הירוקים נחלקת לשתי קבוצות השונות זו מזו מבחינה גנטית, הנמצאות בחלק הצפוני ובחלק הדרומי של השונית. תחשי המשכן והצבים נמשכים ל-15 מינים של עשבי ים, המהווים בית גידול עבור דגים.
תניני הים מתקיימים במנגרובות ובביצות המים המלוחים שעל אזור החוף הסמוך לשונית. אין תצפיות על פעילות קינון, ואוכלוסיית תניני הים בשונית היא מגוונת ולא צפופה. השונית היא גם בית גידול עבור כ-125 מינים של כרישאים, טריגוניים, תריסניתיים וכימראים. בתחומי השונית תועדו כ-5,000 מינים של רכיכות, כולל צדפת ענק ומגוון גדול של חשופיות ים וחרוטיים. בשונית תועדו גם 49 מינים של אבוביים Syngnathinae (תת-משפחה במחלקת מקריני הסנפיר) ותשעה מינים של סוסוני ים. על האיים שבשונית נמצאו כשבעה מינים של חסרי זנב.
שונית המחסום הגדולה היא אתר קינון או חנייה עבור 215 מינים של עופות (הכוללים 22 מינים של עופות ימיים ו-32 מינים של עופות חוף), ובהם עיטם לבן גחון ושחפית ורדרדת. רוב אתרי הקינון נמצאים על האיים הצפוניים והדרומיים, והם מנוצלים על ידי כ-1.4 עד 1.7 מיליון עופות כדי להתרבות. 
איי השונית הם בית גידול עבור כ-2,200 מינים של צמחים, מתוכם שלושה אנדמיים. באיים הצפוניים יש בין 300 ל-350 מינים שהם בדרך כלל עצים, ואילו באיים הדרומיים יש כ-200 מינים שהם בדרך כלל עשבוניים; אזור ויטסאנדיי הוא האזור המגוון ביותר, והוא בית גידול עבור 1,141 מינים. הצמחים השונים מופצים על ידי עופות.
בתחומי השונית ניתן למצוא 17 מינים של נחשי מים, המגיעים לבגרות מינית בתוך שלוש עד ארבע שנים, מאריכים ימים אך עם פוריות נמוכה. נחשי המים נמצאים בעיקר בקרקעית הים, אך המינים הנמצאים על המשקעים הרכים שונים מאלה שנמצאים בשוניות עצמן. נחשי המים חיים במים חמים עד לעומק של 50 מטרים, והם נפוצים יותר בחלק הדרומי של השונית בהשוואה לחלק הצפוני. כל המינים הנמצאים באזור שהוכרז כאתר מורשת עולמית אינם אנדמיים או מצויים בסכנת הכחדה.
שונית המחסום הגדולה היא בית גידול עבור למעלה מ-1,500 מינים של דגים, כאשר 49 מינים משריצים בשונית ביצים בכמות גדולה, ו-84 מינים אחרים שוחים באזור, אך משריצים את ביציהם במקום אחר.
בתחומי השונית תועדו כ-350 מינים של אסצידיות (המשתייכים לתת המערכה מיתרני זנב), שקוטרם הוא בין מילימטר לעשרה סנטימטרים, וכן 300 עד 500 מינים של חיטחביים המשתייכים לקבוצת הרב תאיים האמיתיים.
בשונית המחסום הגדולה ניתן למצוא כ-400 מינים של אלמוגים, הנמנים עם סדרת האלמוגאים והרפיוניתאים, מכונים "אלמוגי אבן" ו"אלמוגים רכים" בהתאמה. רוב המינים הללו משריצים תאי רבייה, מתרבים במחזוריות מתואמת הנשלטת על ידי גובה הטמפרטורה באביב ובקיץ, מחזור הירח, והמחזור היומי. השוניות בחלק הפנימי משריצות בשבוע שלאחר הירח המלא באוקטובר, אך השוניות החיצוניות משריצות בנובמבר ובדצמבר. האלמוגים הרכים מתחלקים ל-36 סוגים. בשונית גדלים כ-500 מינים של אצות, כולל 13 מינים של הסוג Halimeda ממערכת האצות הירוקיות, המפרישים כמויות גדולות של מרבצי סידן פחמתי היוצרים תילים המהווים מיני-מערכות אקולוגיות עצמאיות ברוחב של עד 100 מטרים.

איומים סביבתיים

האיום המשמעותי ביותר על שונית המחסום הגדולה הוא שינויי אקלים. הלבנת אלמוגים בקנה מידה גדול מתרחשת בין השאר בגלל עלייתה של טמפרטורת המים באוקיינוס, שהתרחשה בקיץ של 1998, 2002 ו-2006. ב-2016,דווח כי השונית חוותה אירוע גדול של הלבנת אלמוגים שבו נפגעו 95% מהשוניות במחסום הגדול. שינויי האקלים משפיעים גם על צורות חיים אחרות בשונית - דגים מסוימים ייאלצו לנדוד למקומות חדשים בגלל טווח הטמפרטורה שבו הם מסוגלים להתקיים, ובכך לגרום לעליית התמותה של עופות ימיים הניזונים מהם. שינויי האקלים עשויים להשפיע גם על אוכלוסיית צבי הים. ביוני 2016 חוקרים דיווחו כי מלומיס קי ברמבל - מין עכברוש האנדמי לצפון השונית - נכחד מהאי שבו היה מצוי כתוצאה מעליית פני הים שגרמו להשמדת הצמחייה באי.
אחד מהאיומים הנוספים על השונית הוא הזיהום הגורם לירידה באיכות המים. הנהרות הזורמים בצפון-מזרח אוסטרליה מזרימים גורמים מזהמים רבים לשונית במהלך אירועי שיטפון טרופיים, כאשר החוות גורמות לכ-90% מהזיהום. כתוצאה מהיקף השימוש של האדם באזור ניקוז המים הסמוך לשונית. איכות המים ירדה בעיקר בגלל משקעים ושיירים כימיים מהחוות, ובגלל אובדן אזורי החוף הלחים, המתפקדים כמסנן טבעי. ההשערה היא כי המנגנון העומד מאחורי איכות מים ירודה המשפיעה על השונית יגרום בסופו של דבר להגברת התחרות על אור וחמצן בקרב האצות.
כוכבן קוצני הוא טורף של שוניות אלמוגים הנמצא על הפוליפים האלמוגיים. פרצי פעילות של הכוכבן עשויים לגרום להרס מוחלט של השוניות הקטנות. במחקר שערך מרכז המחקר של הפארק הימי בשנת 2000 התברר כי התפרצות של הכוכבן הקוצני גרמה לאובדן של 66% מכיסוי האלמוגים החיים בשוניות שנבדקו. ההשערה היא כי ההתפרצויות מתרחשות במחזוריות טבעית כלשהי, המוחמרת על ידי איכות מים ירודה ודיג יתר של טורפי הכוכבן הקוצני.
דיג יתר של מיני מפתח עשוי לגרום להפרעה במארג המזון של השונית. השפעות נוספות של הדיג על השונית הן זיהום הנובע מסירות, לכידה לא מכוונת של מינים מסוימים (כגון דולפינים וצבים) והרס בית הגידול על ידי מכמורות, עוגנים ורשתות. באמצע שנת 2004 נכנסה לתוקף תקנה שלפיה זכה שליש משטחו של הפארק הימי להגנה חוקתית, כך שחל איסור להוציא ממנו מין כלשהו ללא היתר מפורש.
איומים אחרים על שונית המחסום הגדולה כוללים בין היתר תאונות של ספינות, הצפות נפט, וסופות ציקלון טרופיות.

פעילות האדם

שונית המחסום הגדולה משמשת את האבוריג'ינים ותושבי האיים שבמצר טורס במשך שנים רבות. האבוריג'ינים החלו להתגורר באזור לפני כ-40,000 שנים, ותושבי מצר טורס לפני כ-10,000 שנים. השונית הייתה חלק חשוב בתרבות וברוחניות של הקבוצות הללו.
הספינה האירופית הראשונה שהגיע לשונית הייתה אה"מ אנדוור הבריטית בפיקודו של החוקר ג'יימס קוק, שעלתה על שרטון ב-11 ביוני 1770 וספגה נזקים רבים. הספינה ניצלה לאחר שמשקלה הופחת ככל האפשר והיא הצליחה לשוט בזמן הגאות. תקרית נוספת התרחשה ב-29 באוגוסט 1791 כאשר האנייה "פנדורה" טבעה, וכתוצאה מכך נהרגו 35 נוסעים. מוזיאון קווינסלנד עומד בראש החפירות הארכאולוגיות המתנהלות במקום הטביעה מאז 1983. אולם, כיוון שבשונית אין אטולים לא התבצע בה מחקר כלשהו במהלך המאה ה-19. בתקופה זו נפתחו מספר מכרות גואנו בחלק מאיי השונית, ועל חלק מהאיים נבנו מגדלורים. ועדת שונית המחסום הגדולה הוקמה ב-1922 על מנת לנהל את המחקרים הראשונים שבוצעו במקום.

ניהול

ממשלת אוסטרליה החליטה להקים את "הפארק הימי שונית המחסום הגדולה" ב-1975, ולהגדיר אילו פעילויות אסור לבצע בתחומי השונית. הפארק מנוהל במשותף על ידי ממשלת קווינסלנד ועל ידי רשות הפארק הימי. הנהלת הפארק נוקטת במגוון פעילויות על מנת לשפר את מצב השימור שלו.
ביולי 2004 נכנסה לתוקף תוכנית חדשה לחלוקת הפארק לאזורים, והיא נחשבה כמקרה מבחן עבור שימורן של מערכות אקולוגיות ימיות. החלוקה המחודשת לאזורים הייתה מבוססת על יישום שנוצר על ידי תוכנת מחשב. רמת ההגנה על הפארק הימי שופרה, וגודלם של האזורים המוגנים היה שליש משטח הפארק, לאחר שקודם לכן עמד על 4.5%. באותה תקופה שונית המחסום הגדולה הייתה האזור הימי המוגן הגדול ביותר בכדור הארץ, אך בשנת 2006 היא איבדה את המעמד הזה למונומנט הלאומי של איי צפון-מערב הוואי.
בשנת 2006 נערכה בדיקה של חוק הפארק הימי שונית המחסום הגדולה - 1975. חלק מהמלצות הוועדה שבחנה את החוק היו לא לבצע שינוי בגבולות האזורים של השונית עד 2013, ופעם בחמש שנים לפרסם דו"ח ביקורת שבו יפורט מה מצב השימור של השונית, איכות הניהול, והלחצים הסביבתיים.

תיירות

השונית היא אתר צלילה לנופש ואתר תיירות פופולרי בזכות המגוון הביולוגי העשיר שלה, מתקני האורחים הצפים, ואפשרויות הצלילה, וערים רבות לאורך חוף קווינסלנד מספקות שירותי שיט לשונית. חלק מהאיים היבשתיים וקיז אלמוגים הפכו לאתרי נופש. שונית המחסום הגדולה היא האזור בעל נפח הפעילות המסחרית הגבוה ביותר, והערכה משנת 2003 קבעה כי התיירות מניבה רווחים של 4 מיליארד דולר אוסטרלי לשנה, והערכה משנת 2005 קבעה כי מדובר ב-5.1 מיליארד דולר אוסטרלי. כשני מיליון אנשים מבקרים בשונית בכל שנה. אחת ממטרותיה של הנהלת השונית היא לעודד את התיירות להפוך לתיירות אקולוגית. התשלום היומי הנגבה מהתיירים מיועד למימון פעילות המחקר בשונית, והוא מהווה כחמישית מהכנסותיו של הפארק.
בשונית יש מספר אפשרויות לטיולי שיט באורכי זמן משתנים, ובכלי שיט שגודלם הוא בין דוגית ליאכטה גדולה. פעילויות פופולריות נוספות הן שיט בסירות שקרקעיתן עשויה מזכוכית לצורך תצפיות תת-ימיות, וטיסה במסוקים. פעילויות פופולריות נוספות הן צלילת שנורקלים וצלילה רגילה.
הנהלת השונית הכינה תוכניות עבור איי קיירנס וויטסאנדיי, שאליהם מגיעים כ-85% מהתיירים המבקרים באזור. בנוסף, ההנהלה מטילה הגבלות על נפח התחבורה בשונית.
ממשלת קווינסלנד מפקחת על תעשיית הדיג בשונית, שמחזור פעילותה השנתי הוא מיליארד דולר אוסטרלי. בתעשיית הדיג עובדים כאלפיים אנשים, והדיג משמש למטרות מסחריות, פנאי והשגת מזון.