Что не так с кораллами
В 2018 году супертайфун уничтожил 80% кораллов в бухте Хой Ха Ван у полуострова Сай Кунг в Гонконге. Из-за сильного шторма со скоростью ветра, достигающей 250 км/ч, на месте рифов остались лишь обломки скелетов кораллов. Несколько видов кораллов выжили, но им потребуются десятилетия, чтобы восстановиться до прежнего состояния.
Коралловые рифы быстро исчезают из Мирового океана в значительной степени из-за последствий глобального потепления, которое увеличивает частоту и силу штормов. Только в 2016 и 2017 годах 89% новых кораллов на Большом Барьерном рифе погибли в результате обесцвечивания, вызванного глобальным потеплением. Без решительных действий в борьбе с климатической катастрофой, с чрезмерным выловом рыбы и загрязнением окружающей среды мы потеряем от 70% до 90% оставшихся в мире коралловых рифов уже в течение следующих 20 лет.
Как можно спасти рифы
Группа морских ученых из Университета Гонконга и Института морских наук Свайра в рамках проекта archiREEF испытывает уникальный метод восстановления рифов. С помощью 3D-принтера и роботизированной руки они создали так называемые «рифовые плитки» — шестиугольники из терракоты — и разместили их на морском дне в бухте Хой-Ха-Ван.
Плитки не заменяют рифы, они лишь служат основой для кораллов и способствуют возвращению их обитателей. Терракота безвредна для океана — она похожа на карбонат кальция, который обнаружен в настоящих коралловых рифах. И что особенно важно, терракотовая глина естественным образом разрушается: ученые надеются, что через несколько десятилетий, плитка исчезнет, а на ее месте останутся только новые кораллы.
Дизайн рифовой плитки обеспечивает структурно сложную основу, благодаря чему фрагменты кораллов могут найти множество укромных уголков и трещин, чтобы закрепиться. Это предотвращает накопление отложений, которые, по словам ученых, представляют серьезную угрозу для морских животных.
Первые результаты эксперимента можно назвать многообещающими. Выживаемость кораллов и других обитателей составила 98% — это в 4 раза больше по сравнению с обычными методами.
«Обнадеживает, что мелкие рыбы и крабы укрываются в плитке почти сразу же, как только она касается морского дна, — говорит Дэвид Бейкер, директор Института морских наук Свайра. — Я надеюсь, что правительство позволит нам посадить участки рифов, которые в течение моей жизни будут способствовать увеличению количества кораллов в Гонконге, стать важными точками биоразнообразия и приятными местами для дайвинга».
Почему именно 3D-печать
Сейчас 128 шестиугольных плиток покрывают только 40 кв. м. дна, но если эксперимент сработает, эту практику можно будет масштабировать. Идею терракотовых плиток проверяют по всему миру: ученые работают над восстановлением рифов на Мальдивах, где находится самый большой напечатанный на 3D-принтере риф, а также во Франции и на Карибах.
Испытываются и другие искусственные методы спасения коралловых рифов. В практике, известной как «буровые установки к рифам», морские нефтяные вышки, выведенные из эксплуатации, были превращены в искусственные рифы в США, Брунее и Малайзии. Намеренное затопление «отслуживших» кораблей — еще один метод. Затонувший американский авианосец USS Oriskany считается крупнейшим искусственным рифом в мире, а авианосец по прозвищу «Большой авианосный риф», потопленный на северо-западе Флориды, в 2006 году, — одно из самых популярных мест для дайвинга в США.
Команда из Гонконга, однако, считает, что использование терракоты намного эффективнее и безопаснее в сравнении с другими способами искусственного строительства рифов. «Бетон содержит цемент, а он очень едкий, — говорит Бейкер. — В морской воде он поддерживает очень высокое значение pH на поверхности, что наносит ущерб многим видам морских видов. К тому же, бетонные конструкции часто кажутся странно лишенными жизни или покрываются неприглядной биопленкой водорослей, большая часть которых не поддерживает кораллы или другие виды морской жизни».
Современные технологии, в частности, возможности 3D-печати, создают условия для революционных решений в экологии. По словам Вирко Ю, соучредителя и генерального директора archiREEF, есть две причины использовать 3D-печать:
«Первая — адаптивность. Мы хотели создать что-то, что могло бы адаптироваться к любым видам кораллов в любой точке мира. Дизайн, который у нас есть сейчас, основан на алгоритме, и изменение параметров позволяет немного изменить дизайн. Поскольку конечной целью мы считаем восстановление кораллов в любом месте, гибкость дизайна имеет решающее значение, и 3D-печать дает такую возможность».
Еще одна причина — повышенная сложность и большая детализация 3D-печати по сравнению с традиционным формованием. В Гонконге есть микроорганизмы, которым нужны небольшие и сложные конструкции в качестве убежища. С помощью 3D-принтера можно создавать структуры с гораздо большим количеством деталей, что очень важно для восстановления биоразнообразия. Создатели проекта мечтают сделать эту технологию простой в исполнении, доступной и популярной не только для круга узких специалистов, но и для обычных людей.
Вирко Ю:
«Когда мы впервые привлекли к себе внимание мировых СМИ, нам стали приходить сообщения от жителей разных стран с вопросами, могут ли они помочь и сделать то же самое на рифах в своем регионе. И я поняла, что восстановление кораллов касается всех. Мы хотим, чтобы это было так же просто, как сажать деревья — легко и доступно».
В чем сложность
Несмотря на перспективную идею archiREEF, большинство ученых подчеркивает, что ни одна технология искусственных рифов не может быть панацеей от упадка коралловых рифов.
«3D-печать действительно может помочь в создании небольших сложных субстратов, на которых можно расселять и выращивать личинки кораллов, — говорит Аласдер Эдвардс, профессор экологии коралловых рифов в Университете Ньюкасла. — Но с учетом того, что за последние 50 лет несколько десятков тысяч квадратных километров рифов по всему миру уже были разрушены, 3D-печать явно не является решением, но может сыграть второстепенную роль. Единственное решение — ограничить выбросы парниковых газов».