Arcas de Recifes de Coral: Um Mesocosmo In Situ e Kit de Ferramentas para Montar Comunidades de Recifes

Em todo o mundo, os ecossistemas de recifes de coral estão passando por transições de comunidades bentônicas dominadas por corais de alta biodiversidade para comunidades de baixa diversidade dominadas por macroalgas carnudas e de grama ^1,2,3. Décadas de progresso na caracterização dos mecanismos de degradação dos recifes de coral revelaram como as ligações entre comunidades microbianas e de macro-organismos aumentam o ritmo e a severidade dessas transições. Por exemplo, a pesca excessiva de recifes por populações humanas inicia uma cascata trófica na qual o excesso de açúcares derivados fotossinteticamente de algas não pastejadas desvia energia para as comunidades microbianas recifais, impulsionando a patogênese e causando declínio dos corais ^4,5,6. Esse rebaixamento trófico é reforçado pela perda de biodiversidade nos recifes resultante do declínio da qualidade da água ^7,8. Experimentos em nível de mesocosmo podem ser usados para entender melhor e mitigar o rebaixamento trófico das comunidades de recifes de coral, aumentando a biodiversidade e melhorando a qualidade da água, mas os desafios logísticos tornam esses estudos difíceis de implementar in situ.

Uma consequência do rebaixamento trófico nos recifes é a perda generalizada da biodiversidade críptica, grande parte da qual permanece descaracterizada ^7,9. Os corais dependem de um conjunto diversificado de organismos recifais crípticos ("criptobiota") que apoiam sua saúde desempenhando papéis integrais na defesa de predadores¹⁰, limpeza 11, pastoreio de algas concorrentes 12,13 e regulação da química da água recifal ^14,15. Até recentemente e devido às limitações metodológicas dos levantamentos visuais, a criptobiota recifal tem sido sub-representada e pouco compreendida no contexto da ecologia recifal, sendo, portanto, raramente considerada nos esforços para restaurar ou reconstruir recifes. Na última década, o uso de unidades de assentamento padronizadas denominadas Estruturas Autônomas de Monitoramento de Recifes (ARMS), combinadas com abordagens de sequenciamento de alto rendimento, permitiu a melhor coleta e caracterização da criptobiota recifal^16,17. Os ARMS recrutam passivamente representantes de quase toda a biodiversidade conhecida de recifes de coral e têm ajudado a revelar numerosos papéis funcionais de organismos crípticos em processos em escala recifal 9,18,19,20,21,22,23. Essas unidades de assentamento, portanto, fornecem um mecanismo para translocar a biota críptica dos recifes ao lado dos corais, a fim de reunir comunidades recifais mais intactas com mecanismos biologicamente mediados, como pastejo, defesa e melhoria da qualidade da água local, que são essenciais para a manutenção da estrutura trófica.

Recifes dominados por corais prosperam em ambientes de alta luminosidade, baixo teor de nutrientes e bem oxigenados. Atividades humanas como urbanização, agricultura e pesca predatória têm reduzido a qualidade da água em muitos recifes de coral, aumentando sedimentos, nutrientes, metais e outros compostos no escoamento superficial ^24,25 e alterando a ciclagem biogeoquímica²⁶. Por sua vez, essas atividades degradam as comunidades recifais por meio do sufocamento, da depleção de energia, da liberação de poluentes associados à sedimentação^27,28, aumentando o crescimento de macroalgas que competem com os corais²⁹, aumentando a abundância de patógenos microbianos^6,30,31 e criando zonas hipóxicas que matam invertebrados crípticos ^32,33 . Esses e outros "impactos locais" são agravados por mudanças regionais e globais nas condições oceânicas, incluindo o aumento das temperaturas e a diminuição do pH, piorando ainda mais as condições para corais e outros organismos recifais^34,35. Na interface bentônico-água, especificamente, a dinâmica respiratória e fotossintética das comunidades bentônicas causam flutuações diárias no pH e no oxigênio dissolvido, que se tornam mais pronunciadas em recifes altamente degradados, criando condições que os invertebrados bentônicos não toleram^32,36,37,38 . Fornecer condições adequadas de qualidade da água é, portanto, essencial para a montagem de comunidades recifais funcionais, mas isso continua sendo um desafio porque um número crescente de recifes está preso em vários estados de degradação.

Muitos dos desafios enfrentados pelos corais e táxons crípticos fundamentais nos bentos podem ser superados através da realocação para o meio da água, definido aqui como a coluna de água entre a superfície do oceano e o fundo do mar. No ambiente de águas médias, a qualidade da água é melhorada^39,40, a sedimentação é reduzida e a distância do fundo do mar atenua as flutuações nos parâmetros associados ao metabolismo bentônico. Essas características são melhoradas ainda mais com o deslocamento para o mar, onde os impactos antropogênicos terrestres, como o escoamento terrestre, se diluem cada vez mais com a distância da costa. Aqui, introduzimos e fornecemos protocolos para construir, implantar e monitorar Coral Reef Arks, uma abordagem que aproveita a melhoria das condições de qualidade da água no meio da água e incorpora biodiversidade críptica em estruturas ancoradas e positivamente flutuantes para a montagem de comunidades de recifes de coral.

Os sistemas de Arcas de Recifes de Coral, ou "Arcas", são compostos por dois componentes principais: (1) uma plataforma geodésica rígida suspensa elevada acima dos bentos e (2) ARMS cobertos por organismos ou "semeados" que translocam criptobiota recifal de áreas bentônicas próximas, complementando assim os processos de recrutamento natural para fornecer aos corais translocados uma comunidade recifal mais diversificada e funcional. Uma estrutura geodésica foi selecionada para maximizar a resistência e minimizar o material de construção (e, portanto, o peso), bem como para criar um ambiente de fluxo interno turbulento análogo à matriz recifal.

Dois projetos de Arcas foram instalados com sucesso em dois locais de campo no Caribe e estão atualmente sendo usados para pesquisas sobre o estabelecimento da comunidade recifal e sucessão ecológica (Figura 1). As estruturas da Coral Arks destinam-se a ser plataformas de pesquisa de longo prazo e, como tal, um foco principal deste manuscrito é descrever protocolos para localizar, instalar, monitorar e manter essas estruturas para maximizar sua estabilidade e longevidade no ambiente de águas médias. Uma combinação de modelagem e ensaios em água foi usada para avaliar as características de arrasto das estruturas e ajustar o projeto para suportar as forças hidrodinâmicas previstas. Após a instalação, comunidades recifais foram estabelecidas nas Arcas e em locais de controle bentônico próximos na mesma profundidade através de uma combinação de translocação ativa (corais e unidades ARMS semeadas) e recrutamento natural. As condições de qualidade da água, a dinâmica da comunidade microbiana e a sobrevivência dos corais nas Arcas foram documentadas em vários momentos ao longo do período sucessional inicial e comparadas com os locais de controle bentônico. Até o momento, as condições associadas ao ambiente das Arcas de Corais de águas médias têm sido consistentemente mais favoráveis para os corais e seus consórcios crípticos associados em relação aos locais vizinhos de controle bentônico nas mesmas profundidades. Os métodos abaixo descrevem as etapas necessárias para replicar a abordagem das Arcas de Coral, incluindo como selecionar locais e projetar e implantar estruturas das Arcas de Coral. As abordagens sugeridas para o monitoramento das Arcas de Coral estão incluídas no Arquivo Suplementar 1.

NOTA: Informações detalhadas sobre a fabricação, implantação e monitoramento de estruturas ARMS e Coral Arks, incluindo desenhos técnicos, diagramas e fotos, são fornecidas no Arquivo Suplementar 1. Recomenda-se que as seções do protocolo que envolvem trabalho subaquático, incluindo a instalação de estruturas Arks e ARMS, sejam conduzidas por uma equipe de três mergulhadores (no SCUBA) e dois funcionários de apoio de superfície.

1. Montagem e implantação do ARMS

NOTA: ARMS são estruturas de aproximadamente 1 ft 3 (30 cm³) feitas de PVC ou materiais de base calcária que imitam a complexidade tridimensional dos substratos de fundo duro de recife. A Tabela 1 discute dois desenhos para ARMS dadas as diferentes considerações do projeto. Recomenda-se que os ARMS sejam implantados por 1-2 anos antes da transferência para Arcas para maximizar a colonização por biota críptica.

1. BRAÇOS DE PVC
   NOTA: Os componentes prontos para uso referidos neste protocolo (e listados na Tabela de Materiais) são descritos usando unidades imperiais. Os materiais fabricados são descritos usando unidades métricas. As instruções de fabrico pormenorizadas, incluindo desenhos técnicos para o fabrico dos componentes, são fornecidas na secção 1 do processo suplementar 1.
   1. Assembléia
      1. Insira quatro parafusos de 1/4 em 20, 8 em cabeças longas e hexagonais através dos orifícios centrais em uma placa de base de PVC de 1/2 de espessura; em seguida, inverta-o de tal forma que os parafusos fiquem voltados para cima verticalmente.
      2. Adicione um espaçador de nylon a cada parafuso e, em seguida, adicione um 1/4 de espessura, PVC 9 em x 9 em placa. Isso cria uma camada aberta entre a placa de base e a primeira placa de empilhamento.
      3. Adicione um espaçador cruzado longo em dois parafusos em cantos opostos e, em seguida, adicione dois espaçadores cruzados curtos nos parafusos restantes de modo que um "X" seja formado. Adicione outra placa de empilhamento de PVC para criar uma camada fechada.
      4. Repita as etapas 1.1.1.2 e 1.1.1.3, alternando entre as camadas abertas e fechadas, até que sete a nove camadas de placa tenham sido adicionadas aos parafusos (Arquivo Suplementar 1-Figura S5).
      5. Adicione uma arruela, uma porca hexadecimal e uma porca de nylon na parte superior de cada parafuso e aperte com segurança.
   2. Para a implantação, transporte os ARMS de PVC montados até o local de implantação alvo, cobrindo os ARMS com malha de 100 μm durante a transferência para reter pequenos invertebrados móveis (Arquivo Suplementar 1-Figura S6). Localize um pedaço de substrato de fundo de recife nas proximidades de comunidades saudáveis de recifes de coral.
      NOTA: Os locais de implantação específicos devem ser selecionados levando em consideração os regulamentos locais e as estipulações de permissão, como evitar os habitats críticos para espécies listadas pela Lei de Espécies Ameaçadas em águas dos EUA.
      1. Usando 3 em comprimentos de 1/2 em vergalhão e um martelo, prenda os BRAÇOS aos bentos em todos os quatro cantos batendo o vergalhão, ligeiramente inclinado para fora, no calcário de base de tal forma que o vergalhão gere tensão contra a borda da placa de base (Figura 2A, B).
      2. Alternativamente, conecte as correntes dos ARMS usando cabos pesados e ancore as extremidades das correntes com sacos de concreto endurecido (Figura 2C e Arquivo Suplementar 1-Figura S6).
2. Braços de calcário
   1. Para a montagem, comece com 12 em x 12 em telhas inacabadas de calcário ou travertino (Figura 2). Identificar a complexidade desejada do interior calcário ARMS.
      NOTA: Recomenda-se o uso de 2 cm³ cubos. Designs e considerações alternativos são fornecidos na Seção 2 do Arquivo Suplementar 1.
      1. Usando uma serra de telha molhada, corte várias telhas inacabadas em espaçadores quadrados de 2 cm^{e 2} (~250).
      2. Corte as telhas de travertino na forma desejada para as camadas ARMS. Semelhante ao PVC ARMS, use 12 em x 12 em quadrados, e cuba-os com espaçadores para formar cubos de 1 pé³ (Arquivo Suplementar 1-Figura S8).
      3. Usando um epóxi marinho de grau marinho não tóxico de duas partes, cole as peças menores de travertino em uma placa de camada de travertino maior ao longo de um padrão de grade pré-desenhado.
      4. Prepare várias camadas que, quando empilhadas, atingem a altura ARMS desejada. Permita que o epóxi cure com base nas recomendações do fabricante.
      5. Monte as placas de empilhamento ARMS usando epóxi para colar cada camada na camada acima.
         NOTA: A altura do ARMS irá variar de acordo com o peso desejado e complexidade interna. Um tamanho final de aproximadamente 1 pé³ é recomendado.
      6. Deixe o epóxi curar a luz solar direta por 24 h antes da implantação.
   2. Para implantação, transporte o Limestone ARMS montado para o local de implantação de destino. Localize um pedaço de substrato de fundo de recife nas proximidades de comunidades saudáveis de recifes de coral.
      NOTA: Os locais de implantação específicos devem ser selecionados levando em consideração os regulamentos locais e as estipulações de permissão, como evitar os habitats críticos de espécies listadas pela Lei de Espécies Ameaçadas em águas dos EUA.
      1. Transporte os ARMS para os bentos usando uma caixa de leite e saco de elevação. Encrave os ARMS de calcário em matriz de recife morto (rocha viva). Evite habitats de fundo arenoso e aqueles fortemente colonizados por algas de grama ou tapetes de cianobactérias bentônicas.
      2. Coloque os ARMS de calcário ao lado de saliências rochosas e afloramentos para protegê-los da ação das ondas e das tempestades.

2. Montagem e implantação de Coral Arks

NOTA: A Tabela 2 discute as considerações de design do Coral Arks dados diferentes parâmetros de projeto. As dimensões dos sub-elementos (escoras, cubos, plataformas, componentes de amarração e flutuabilidade positiva) podem ser modificadas dependendo do tamanho e peso desejados das estruturas finais da Coral Ark.

1. Instalação do sistema de ancoragem
   NOTA: Selecione o sistema de ancoragem com base em considerações específicas do local e do projeto, como design da Arca, frequência de tempestade, tipo de fundo, exposição do local, duração do projeto e forças previstas devido ao arrasto, correntes e flutuabilidade. Consulte PADI⁴¹ para obter informações sobre a seleção do sistema de amarração.
   1. Use parafusos de areia em habitats de fundo arenoso e entulho solto.
      1. Transporte os parafusos de areia para os bentos. Colocando o parafuso de areia na vertical, torça e enterre o parafuso de areia até que o primeiro disco tenha sido coberto de areia ou entulho solto.
      2. Coloque uma barra giratória de metal de 5 metros de comprimento através do olho da âncora, de modo que a maior parte da barra giratória fique fora de um lado do olho.
      3. Andando ou nadando em círculos sobre os bentos, rosqueie o parafuso de areia no substrato até que apenas o olho permaneça saindo dos bentos (Arquivo Suplementar 1-Figura S20).
      4. Instale três parafusos de areia em um padrão triangular, conectados por um freio de corrente, para aumentar o poder de retenção (Arquivo Suplementar 1-Figura S20).
   2. Use âncoras Halas em habitats de rochas de fundo duro e base carbonática.
      1. Transporte 9-12 em olhais e uma furadeira submersível (elétrica ou pneumática) até o local da ancoragem.
      2. Use a broca submersível e uma serra de alvenaria de 1 diâmetro para perfurar um furo de 9 em profundidade e 1 em largo na rocha base. Limpe periodicamente o excesso de substrato do buraco usando um baster de peru.
      3. Preencha o buraco com cimento Portland ou epóxi de grau marinho. Empurre o eixo do parafuso para dentro do orifício e preencha as lacunas restantes com cimento ou epóxi.
      4. Deixe o cimento/epóxi curar por 5 dias.
      5. Para aumentar o poder de retenção, instale três âncoras Halas em um padrão triangular, conectadas por um freio de corrente.
   3. Use amarração do tipo bloco em locais com blocos de amarração existentes ou elementos de detritos pesados.
      NOTA: A instalação de um novo bloco de amarração requer equipamentos de instalação de nível comercial, como um guindaste montado em barcaça, e não é recomendada para projetos com escopo menor.
      1. Fixe o sistema de amarração a elementos de detritos pesados existentes (embarcações afundadas, blocos de motores) ou a olhos de bloco de amarração existentes através de hardware e tacha.
      2. Certifique-se de que os componentes de amarração de metal sejam feitos de metais semelhantes e protegidos contra corrosão galvânica usando anodos de sacrifício.
2. A estrutura de frequência de 1V (Duas plataformas)
   NOTA: As instruções de fabrico pormenorizadas, incluindo desenhos técnicos para o fabrico dos componentes, são fornecidas em Secção 4 de Arquivo suplementar 1. Os componentes prontos para uso referidos neste protocolo (e listados no Tabela de Materiais) são descritos usando unidades imperiais.
   1. Montagem do quadro geodésico de 1V
      1. Rosqueie uma porca hexadecimal de aço inoxidável 1/4-20 em um parafuso de aço inoxidável 1/4-20 2.5 3/4 do caminho até o topo do parafuso. Insira o parafuso em um dos orifícios internos da escora.
      2. Fixe uma porca de bloqueio no outro lado do parafuso, apertando-a até que ela se acompanhe firmemente com o PVC para evitar que o cubo deslize pelo comprimento da haste.
      3. Repita para o lado oposto da biela e para as 29 hastes restantes.
      4. Empurre a extremidade de cada biela através de um dos orifícios nos cubos e prenda outro parafuso através do orifício externo na haste, terminando com uma porca de bloqueio para evitar que a biela deslize para fora do cubo (Arquivo Suplementar 1-Figura S24).
      5. Repita para todas as cinco escoras em um hub e, em seguida, continue a adicionar hubs e escoras até que a esfera geodésica seja montada (Arquivo Suplementar 1-Figura S24).
      6. Desbobine o 1/8 em cabo de aço inoxidável e comece a rosqueá-lo através das escoras. Crie 12 loops, do tamanho de um dólar de prata, com cabos de nylon - um para cada hub. À medida que a corda de aço é rosqueada através das escoras, passe a corda através do laço de tirolesa no cubo e, em seguida, continue até a próxima haste.
         NOTA: Algumas escoras serão repetidas.
      7. Continue rosqueando até que o cabo de aço tenha sido rosqueado através de todas as escoras, conectadas no meio de cada vértice pelo laço de tirolesa.
      8. Rosqueie o cabo de volta ao ponto de partida. Usando um alicate, puxe os laços de amarração para encolhê-los até o menor tamanho possível, aproximando os comprimentos de cabo de aço. Encaixe uma braçadeira de cabo de aço inoxidável de 1/2 em todos os comprimentos de cabo de aço e aperte com segurança.
      9. Repita para todos os vértices da estrutura.
      10. Mate o comprimento inicial do cabo de aço com o comprimento final e prenda-os usando três abraçadeiras de cabo 1/2.
          NOTA: O cabo de aço (resistência à ruptura: 2.000 lb) deve agora suportar a maior parte da carga colocada sobre a estrutura, fortalecendo-a consideravelmente.
      11. Adicione o sistema de rigging, que é composto por dois comprimentos de 3/8 em cabo de aço inoxidável girado hidraulicamente em um olho em cada extremidade. Encaixe as tampas de PVC entre as estacas de modo que o cabo passe por todo o comprimento da Arca, com olhos na parte superior e inferior para os acessórios da linha de amarração/boia. Um sistema de turnbuckle no meio conecta os dois comprimentos do cabo inoxidável.
      12. Passe as extremidades inferiores do cabo através da parte superior e inferior da Arca, encaixando as tampas finais nos cubos superior e inferior usando um martelo. Rosqueie os olhais no torniquete e aperte até que haja tensão suficiente na estrutura para tornar o sistema rígido (Arquivo Suplementar 1-Figura S24).
      13. Adicione cada grade de fibra de vidro moldada, cortada em dois semi-pentágonos, no interior da Arca usando laços de zíper pesados de 250 lb para ancorar as laterais da plataforma nas escoras da Arca (Arquivo Suplementar 1-Figura S24).
      14. Abaixo da estrutura, coloque um comprimento de feixe I de fibra de vidro para que ele una as duas metades da plataforma de fibra de vidro. Fixe na parte inferior da plataforma usando dois parafusos em U de aço inoxidável 1/4 em 20.
      15. Repita para os outros quatro feixes I, distribuindo-os igualmente pelo comprimento da plataforma. Isso une e suporta as duas metades da plataforma, criando um pentágono completo.
      16. Aperte as amarras de zíper pesadas nas bordas da plataforma e corte o excesso. Ao final desta etapa, a plataforma interna está firmemente integrada à estrutura da Arca (Arquivo Suplementar 1-Figura S24).
      17. Use fio de aço inoxidável para passar as extremidades do torniquete e todas as manilhas. Ao final desta etapa, a Arca terá duas plataformas integradas, acessórios superior e inferior para fixação de hardware, e um cabo central que suporta a maior parte da força de tensão colocada nas estruturas por meio de ancoragem e flutuabilidade positiva.
   2. Fixação da linha de amarração à moldura geodésica
      NOTA: Os sistemas de amarração devem ser concebidos de modo a que a resistência à ruptura de todos os componentes de amarração individuais exceda a carga máxima esperada devido a condições ambientais e ambientais extremas. Veja os resultados representativos para uma descrição do uso da modelagem hidrodinâmica no projeto de sistemas de ancoragem. Recomenda-se distribuir a carga por vários pontos de fixação na Arca e no sistema de ancoragem do fundo do mar, pois isso adiciona redundância ao sistema em caso de falha de elementos individuais.
      1. Projete as linhas de amarração e o hardware para garantir conexões seguras entre a base da Arca e o sistema de ancoragem (veja a Figura 1 para obter um exemplo).
         NOTA: Recomenda-se projetar o sistema de amarração de forma que a linha média da estrutura da Arca seja posicionada a uma profundidade de 30 m.
      2. Conecte o topo de uma linha de emenda dupla ao olho base da Arca com uma manilha. Conecte uma manilha giratória de aço inoxidável de alta resistência à base dessa linha (Figura 1 e Arquivo Suplementar 1-Figura S25).
      3. Conecte a parte superior de uma linha de emenda dupla à base da manilha giratória. A parte inferior dessa linha se conectará ao sistema âncora (Figura 1 e Arquivo Suplementar 1-Figura S25).
   3. Transporte da Arca até o local de implantação
      1. Transporte a Arca através de um caminhão de mesa para uma praia adjacente ao local de implantação (implantação nearshore com entrada de areia) ou para um local de lançamento de barco (implantação de navio).
      2. Fixe um saco de elevação de 220 lb no olho inoxidável superior da Arca usando uma algema de 1/2 pol.
      3. Anexe uma linha de amarração, incluindo as ferragens para fixação à âncora do fundo do mar, à base da Arca.
      4. Para a implantação de uma embarcação sem uma estrutura A ou davit, carregue a Arca na embarcação de tal forma que ela possa ser facilmente rolada para fora do barco e para a água (evitando proas com canhões altos ou popas com motores de popa).
      5. Para a implantação a partir da costa, enrole a Arca na água até uma profundidade suficiente na qual o saco de elevação possa ser preenchido com ar (Figura 3).
      6. Nade, reboque ou transporte a Arca até o local de ancoragem na superfície (Figura 3).
   4. Fixação das Arcas ao sistema de amarração
      NOTA: Nesta fase, o sistema Ark está flutuando na superfície acima do local de ancoragem com um saco de elevação. As tarefas a seguir são realizadas debaixo d'água no SCUBA e exigem uma equipe de pelo menos três mergulhadores.
      1. Ventilando lentamente o ar do saco de elevação, execute uma descida controlada até o sistema de ancoragem.
      2. Fixe as ferragens de amarração na base da Arca ao sistema de ancoragem.
      3. Aumente a flutuabilidade positiva do sistema Arks enchendo o saco de elevação com ar e inspecione os componentes de monitoramento quanto à integridade estrutural. Certifique-se de que as manilhas estão assentadas corretamente e que as âncoras estão firmemente no lugar. Use fio de moagem para passar todas as algemas.
      4. Conecte o olho de um comprimento de linha curto e duplo emendado ao olho superior do sistema Arks com uma manilha. Conecte uma boia de amarração inflável poliforme à outra extremidade desta linha com uma manilha (Arquivo Suplementar 1-Figura S25).
      5. Encha a boia de amarração com ar usando um adaptador de bico de ar de baixa pressão padrão conectado a uma garrafa de pônei de ar comprimido até que esteja aproximadamente 75% cheia de ar.
      6. Ventile lentamente o ar do saco de elevação e remova-o do sistema.
      7. Adicione boias de amarração maiores ou mais numerosas para sistemas Arks utilizando ARMS de calcário ou para compensar o acúmulo de massa biológica.
   5. Fixação das ARMAS às Arcas
      1. Recupere o ARMS do local de semeadura e coloque em caixas de leite forradas com malha de 100 μm para evitar a perda de pequenos invertebrados móveis que vivem dentro do ARMS.
      2. Transfira os ARMS para os locais das Arcas em banheiras de água do mar fresca e sombreada.
      3. Coloque os ARMS na plataforma superior ou inferior das Arcas, distribuindo uniformemente o peso pela plataforma.
      4. Passe amarras de cabos para serviço pesado através da plataforma de fibra de vidro moldada e da base dos ARMS de PVC ou Calcário e aperte para prender os ARMS à estrutura da Arca (Arquivo Suplementar 1-Figura S25).
3. A estrutura de frequência de 2V (Shell)
   NOTA: As instruções de fabrico pormenorizadas, incluindo desenhos técnicos para o fabrico dos componentes, são fornecidas em Secção 3 de Arquivo suplementar 1.
   1. Montagem do quadro geodésico 2V
      1. Monte a estrutura de montagem da Arca de acordo com o guia fornecido pelo VikingDome (Arquivo Suplementar 1-Figura S11).
      2. Adicione uma arruela a um parafuso inoxidável 10/32 de 2,5 polegadas de comprimento. Insira o parafuso através de um dos dois orifícios na extremidade de uma haste, adicionando um conector STAR à face interna (orifício específico para escoras S1 ou S2) e prenda com uma porca de bloqueio.
      3. Repita para o segundo furo do parafuso. Continue sem apertar as porcas de bloqueio até que a estrutura esteja totalmente montada (Arquivo Suplementar 1-Figura S12).
      4. Aperte a estrutura de montagem da Arca. No final da etapa 2.3.1.1, as conexões strut-STAR serão soltas e maleáveis. Comece a apertar as porcas de bloqueio usando uma chave de soquete (10 mm ou 3/8 de soquete) e uma chave de fenda de cabeça Philips.
      5. Continue por toda a estrutura até que todas as porcas de bloqueio tenham sido apertadas, com a inserção de nylon da porca de bloqueio totalmente engatada, nas roscas dos parafusos.
      6. Adicione olhos de almofada para a fixação do freio de amarração. Adicione um olho de almofada à estrutura inoxidável S1 na base da Arca e prenda com quatro parafusos de aço inoxidável de cabeça de panela de 3 polegadas.
      7. Adicione 1/4 em 20 porcas de bloqueio e aperte. Repita para um total de cinco pontos de conexão de amarração (Arquivo Suplementar 1-Figura S17).
      8. Monte 10 placas de base ARMS nos conectores N2 STAR voltados para o meio. Coloque um parafuso de cabeça de panela de 3 polegadas através do orifício central na placa de base ARMS. Adicione um suporte de PVC cinza ao eixo do parafuso e coloque-o através do orifício central do conector N2 STAR, com a placa de base dentro da estrutura. Adicione uma arruela e uma porca de bloqueio e aperte.
      9. Adicione dois suportes e use quatro parafusos de cabeça hexadecimal 3 1/4 e porcas de bloqueio para fixar a placa de base ARMS às escoras. Aperte todas as porcas de fechadura. Mantenha a mesma orientação para todas as placas de base ARMS (Arquivo Suplementar 1-Figura S15).
      10. Monte 20 placas de base de placa de coral para as escoras voltadas para cima. Coloque quatro parafusos de cabeça hexadecimal 3 através dos orifícios na placa de base da placa de coral e prenda à estrutura usando um suporte e uma porca de bloqueio. Repita para o outro lado. Aperte as porcas de bloqueio para fixar (Arquivo Suplementar 1-Figura S15).
      11. Adicione uma haste central e um arrasto flutue à espinha central da Arca. Insira uma haste de fibra de vidro não rosqueada de 8 metros de comprimento nos conectores STAR modificados com um segmento de tubo soldado na base da Arca. Adicione uma arruela de 1 polegada e uma rede de arrasto não modificada flutue na haste de fibra de vidro sem rosca dentro da estrutura. Termine de inserir a haste através do conector STAR superior da Arca.
      12. Encaixe os parafusos através do tubo de metal nos conectores STAR modificados e as porcas de bloqueio na haste de bloqueio dentro da Arca. Adicione uma braçadeira de tubo verde confortavelmente abaixo da boia de arrasto (parte superior da Arca) e aperte.
      13. A rede de arrasto modificada de montagem flutua dentro dos conectores N2 e N1 STAR voltados para a parte superior modificados com um furo central de 1 polegada. Adicione uma arruela de fibra de vidro à extremidade mais longa da haste de fibra de vidro rosqueada exposta.
      14. Fixe através do orifício modificado do conector STAR para que a rede de arrasto flutue no interior da estrutura. Adicione outra arruela de fibra de vidro e uma porca hexadecimal de fibra de vidro. Aperte usando uma chave inglesa e torcendo os flutuadores (Arquivo Suplementar 1-Figura S16).
   2. Fixação do sistema de amarração à estrutura geodésica
      1. Projete as linhas de amarração e o hardware para garantir conexões seguras entre a base da Arca e o sistema de ancoragem (veja a Figura 1 , por exemplo).
         NOTA: Recomenda-se projetar o sistema de amarração de forma que a linha média da estrutura da Arca seja posicionada a uma profundidade de 10 m.
      2. Conecte cada olho de almofada na base da estrutura da Arca ao olho emendado no final de um comprimento de emenda dupla de uma linha de espectro de 3/4 com uma manilha de aço inoxidável de alta resistência 7/16 (Arquivo Suplementar 1-Figura S17).
      3. Usando uma manilha de pino de parafuso de 1/2 polegada, conecte a outra extremidade de cada linha de espectro a um dos dois Masterlinks de aço inoxidável, de modo que cada elo tenha duas ou três conexões.
      4. Fixe a manilha giratória de 3/4 na parte inferior do Masterlink e o olho de uma linha de nylon de 1 polegada emendada com um dedal de aço inoxidável.
      5. Coloque uma algema de 3/4 no olho e dedal na outra extremidade da linha de nylon. Essa manilha se conectará ao sistema âncora (Arquivo Suplementar 1-Figura S17).
   3. Transporte da Arca 2V até o local de implantação
      NOTA: A implantação da Shell Ark requer uma embarcação com uma popa plana e motores de bordo, de modo que a Arca possa ser rolada para fora do convés do barco e para a água, ou uma embarcação com uma grande estrutura de arco ou A.
      1. Transporte a Arca através de um caminhão de mesa para o cais ou marina.
      2. Carregue a Arca no navio usando uma empilhadeira de tamanho adequado (Arquivo Suplementar 1-Figura S21).
      3. Fixe as linhas de amarração e ferragens, incluindo as linhas descendentes e ferragens para fixação ao sistema de ancoragem do fundo do mar, à base da Arca.
      4. Transporte a Arca até o local da ancoragem (Figura 3). Prepare uma linha aproximadamente do mesmo comprimento que a profundidade do sistema de ancoragem com uma manilha em uma extremidade e uma boia na outra extremidade.
      5. Fixe a extremidade da manilha da linha ao sistema de ancoragem, com a extremidade da boia flutuando na superfície.
      6. Enrole a Arca com segurança do convés de popa para a água ou implante a Arca na água com uma armação de davit ou A. Fixe a extremidade da boia da linha à Arca positivamente flutuante de modo que a estrutura flutue acima do sistema de ancoragem.
   4. Fixação da Arca ao sistema de amarração
      NOTA: Nesta fase, a estrutura da Arca está flutuando na superfície acima do local de ancoragem com os elementos de flutuabilidade integrados (flutuadores) proporcionando flotação. As tarefas a seguir são concluídas debaixo d'água no SCUBA e exigem uma equipe de pelo menos três mergulhadores e duas equipes de apoio de superfície.
      1. Conecte o bloco superior de um bloco e o sistema de polias a um ponto de fixação seguro na base da Arca, desbobinando a polia enquanto desce em direção ao fundo do mar e, em seguida, conecte o bloco inferior ao sistema de ancoragem (Arquivo Suplementar 1-Figura S19).
      2. Puxe a linha através do bloco inferior para engatar a polia, puxando a Arca até a profundidade. A linha deve ser travada no grampo a cada puxada (Arquivo Suplementar 1-Figura S19).
         NOTA: Para sistemas Arks com alta flutuabilidade positiva inicial, use um sistema de bloco e ataque 6:1 para compra máxima. Os pesos também podem ser temporariamente fixados ao sistema Arks para reduzir a força de empuxo necessária para afundar a estrutura.
      3. Continue a puxar a Arca até a profundidade até que o hardware de fixação de linha descendente e amarração possa ser conectado ao sistema de ancoragem. Use fio para passar o mouse em todas as algemas.
      4. Inspecione todos os componentes de amarração quanto à integridade. Certifique-se de que as manilhas estão assentadas corretamente e que as âncoras estão firmemente no lugar.
      5. Transfira lentamente a tensão do bloco e enfrente para o sistema de amarração. Remova o bloco e o tackle, os pesos e a linha da boia.
   5. Fixação das ARMAS às Arcas
      1. Recupere o ARMS do local de semeadura e coloque em caixas de leite forradas com malha de 100 μm para evitar a perda de pequenos invertebrados móveis que vivem dentro do ARMS. Transfira os ARMS para os locais das Arcas em banheiras de água do mar fresca e sombreada.
      2. Manobrar os BRAÇOS através de uma das maiores aberturas triangulares perto da linha média da Arca de tal forma que os BRAÇOS estejam dentro da estrutura. Segure os ARMS firmemente em uma das placas de base brancas montadas dentro da estrutura da Arca.
      3. Fixe um parafuso de cabeça hexadecimal de 1/2 em 13, 1,75 em aço inoxidável longo através de um orifício de canto aberto da placa de base ARMS e da placa de base HDPE branca subjacente, prenda uma porca de bloqueio de aço inoxidável ao parafuso que se projeta pelo outro lado e aperte até ficar confortável. Repita para os outros três lados (Figura 2D).
      4. Empurre os ARMS para frente e para trás para garantir uma fixação firme.
   6. Fixação dos corais às Arcas
      1. Fixe as placas de coral contendo corais epóxidos à telha de calcário às placas de base de PEAD da placa de coral no exterior da Arca usando parafusos de cabeça hexadecimal de aço inoxidável de 2 polegadas de 1/4 em 20, uma arruela e uma porca de bloqueio em todos os quatro cantos.
      2. Aperte as porcas de bloqueio usando uma chave de soquete para prender a placa de coral no lugar.

3. Monitoramento e manutenção das Arcas de Corais

NOTA: As instruções de fabrico pormenorizadas, incluindo desenhos técnicos para o fabrico dos componentes, são fornecidas na secção 7 do ficheiro suplementar 1.

1. Medição do peso em água das Arcas
   1. Conecte a célula de carga submersível a um sistema de polia de bloco e de ataque para uso na transferência temporária de tensão na linha de amarração para o sistema de extensômetro.
   2. Fixe a base do bloco e enfrente um local seguro no sistema de amarração da Arca, como um ponto de manilha intermediário ou à âncora do fundo do mar. Conecte a parte superior da célula de carga a um local seguro na estrutura de montagem da Arca (Arquivo Suplementar 1-Figura S33).
   3. Sem remover ou alterar os componentes de amarração na Arca, puxe a linha através do bloco e enfrente o sistema de polias de tal forma que a tensão seja transferida do sistema de amarração da Arca para o sistema de polias, cortando a linha a cada tração (Arquivo Suplementar 1-Figura S33).
   4. Certifique-se de que a linha de amarração esteja completamente frouxa para permitir que o extensômetro colete medições de tensão (Arquivo Suplementar 1-Figura S33).
   5. Transfira lentamente a tensão do sistema de polias de bloco e de ataque para a linha de amarração da Arca, verificando se as manilhas e outros componentes de amarração estão devidamente assentados e seguros.
   6. Para coleta de dados de longo prazo, integre uma célula de carga ao sistema de amarração como um componente "em linha". Alterne periodicamente os dataloggers para recuperar os dados.
2. Manutenção a longo prazo das Arcas
   1. Realizar inspeções de rotina do sistema de amarração Arks e realizar trabalhos de manutenção conforme necessário.
      Observação : consulte Supplemental File-Figure S18 para obter um exemplo de lista de verificação de manutenção. Recomenda-se manutenção semestral.
   2. Certifique-se de que as âncoras continuem a fornecer potência máxima de retenção (ou seja, não recuem para fora do substrato).
   3. Limpe as linhas de amarração de organismos incrustantes que possam invadir e comprometer a integridade das linhas.
   4. Substitua componentes degradantes, como os anodos de sacrifício, manilhas e linhas de amarração, conforme necessário (Supplemental File-Figure S18).
   5. Adicione flutuabilidade suplementar, conforme necessário, adicionando flutuadores fixos ou ar às boias de amarração existentes para compensar o acúmulo de massa biológica.

Os métodos acima fornecem instruções de montagem e instalação para dois projetos de sistemas Coral Arks. Protótipos para cada projeto foram montados e testados em campo em San Diego, EUA, antes da implantação de longo prazo para avaliar as características de arrasto e otimizar a integridade estrutural com base em valores empíricos e modelados de resistência. Os esforços de modelagem instrumentais para a seleção e refinamento de ambas as geometrias Arks apresentadas aqui, incluindo os resultados de testes em túnel de vento, simulações hidrodinâmicas e a validação em água dos valores modelados usando estruturas protótipos, são descritos em detalhes na Seção 6 do Arquivo Suplementar 1. Os resultados da modelagem e testes na água do projeto "Shell" Arks são mostrados aqui. Duas estruturas de cada projeto foram então implantadas em locais de campo caribenhos em Porto Rico e Curaçao (quatro estruturas totais de Arcas instaladas), e corais foram translocados para as estruturas. A qualidade da água, a comunidade microbiana e as métricas de sobrevivência dos corais associadas ao projeto "Shell" Arks e dois locais de controle do fundo do mar foram coletados em vários pontos de tempo ao longo de 6 meses para caracterizar e determinar as mudanças nos parâmetros ambientais e na saúde dos corais associados às estruturas das Arcas após o recrutamento natural e a adição de sementes ARMS.

Características de arrasto de Coral Arks
É importante entender as características de arrasto das Arcas de Corais para projetar uma estrutura e amarração que sobrevivam ao ambiente alvo. Do ponto de vista estrutural, o arrasto hidrodinâmico, em combinação com a flutuabilidade líquida, impõe cargas dentro da estrutura, particularmente sobre a amarração e seu sistema de ancoragem. Realizamos modelagens e medidas experimentais para estimar as características de arrasto das estruturas das arcas. Os resultados desses testes para o projeto "Shell" das estruturas das Arcas são detalhados abaixo. A modelagem foi realizada estimando-se o arrasto dos elementos individuais da estrutura, somando-os e, em seguida, combinando o resultado em um coeficiente de arrasto efetivo, como mostrado na equação (1) e na equação (2):

(1º)

(2º)

onde D total é o arrasto total da estrutura estimado a partir da soma dos arrastos do elemento D i, CD é o coeficiente de arrasto da estrutura geral, é a densidade do fluido, U é a velocidade do fluxo do objeto em relação ao fluido, e A é a área frontal da estrutura. Nesses cálculos, os elementos foram todos assumidos como cilindros, com sua orientação para o fluxo ditada pela geometria vertical da estrutura da Arca. A modelagem foi realizada para o mesmo protótipo do sistema "Shell" (uma esfera geodésica de 2V) que foi utilizado para o teste de reboque (descrito abaixo) antes da construção dos sistemas de campo finais. O protótipo apresentou uma área frontal total de aproximadamente 2,10 m2, e os resultados da modelagem indicaram um coeficiente de arrasto efetivo para toda a estrutura de aproximadamente 0,12. O arrasto da estrutura previsto pelo modelo em função da velocidade é mostrado na Figura 4.

Estimativas experimentais da força de arrasto da estrutura que seria experimentada sob diferentes velocidades de fluxo foram obtidas rebocando a estrutura da Arca atrás de um vaso com uma célula de carga emendada em linha com a linha de reboque e um sensor de inclinação para registrar as mudanças na orientação da Arca em relação ao eixo vertical em uma faixa de velocidades de reboque. Antes do reboque, o peso em água da estrutura foi determinado, e peso adicional suficiente foi adicionado à estrutura para simular uma flutuabilidade líquida de aproximadamente 200 kg (um alvo inicial para o sistema). Com base na tensão no cabo de reboque e no ângulo de inclinação da Arca, o arrasto (reboque D) em cada velocidade foi determinado usando a equação (3):

(3º)

onde T é a tensão medida da célula de carga e é o ângulo de inclinação em relação ao eixo vertical. A relação arrasto versus velocidade resultante é mostrada na Figura 4. Uma curva de arrasto de melhor ajuste (da forma Dα U2; ver Figura 4), combinada com estimativas da área frontal e da densidade da água, foi então usada para determinar o coeficiente de arrasto empírico de 0,13.

O número de Reynolds durante o teste de reboque (e a faixa usada para a modelagem) estava na faixa de 105-10 6, geralmente nos regimes de fluxo turbulento. Os valores típicos do coeficiente de arrasto para uma esfera neste intervalo de números de Reynolds estão entre 0,2 e 0,4. Para fins de comparação, um gráfico da curva de arrasto para uma esfera com um coeficiente de arrasto de 0,3 é mostrado na Figura 4. Assim, as estimativas modeladas e experimentais do coeficiente de arrasto são da ordem de duas a três vezes menores do que para uma esfera, o que é consistente com o caráter mais aberto da estrutura.

Para validar esses resultados modelados, também realizamos medições de campo da resposta de duas estruturas de arcas "Shell" ao fluxo. Para isso, a mesma célula de carga foi instalada temporariamente em linha com a linha de amarração principal da Arca, um sensor de inclinação foi instalado na Arca e um medidor de corrente foi instalado no local para monitorar simultaneamente a velocidade da água. Os componentes de empuxo e arrasto da tensão foram então calculados a partir do ângulo de inclinação e das medidas da célula de carga (Figura 5). As velocidades atuais durante o período de medição foram relativamente estáveis em cerca de 20 cm/s, e o conjunto de dados foi relativamente curto; Assim, os dados foram calculados em média ao longo do período e utilizados para comparar a resposta de arrasto e velocidade de campo com as estimativas de reboque modeladas e experimentais. Esses resultados mostram que, sob condições esperadas no local de implantação (velocidades de fluxo de até 1,3 m/s durante um evento típico de tempestade), a força de arrasto no sistema deve ser inferior a 300 kg.

Ambas as estruturas "Shell" em Vieques, Porto Rico, sobreviveram a um impacto direto do furacão Fiona de categoria 1 em setembro de 2022, sem danos aparentes nas estruturas, amarração ou sistema de ancoragem, fornecendo um teste in situ que suporta o projeto. Uma boia próxima (CARICOOS) registrou velocidades de corrente de 1,05 m/s a uma profundidade de 10 m no local de implantação, correspondendo a uma força de arrasto de aproximadamente 160 kg nos sistemas de amarração. Os sistemas foram projetados para suportar 1.600 kg de força (considerando a capacidade de ancoragem e a resistência à ruptura do componente) e, portanto, não se espera que falhem em condições ambientais ou típicas de tempestade.

Monitoramento de flutuabilidade líquida para Arcas de Coral
A mesma abordagem descrita para validar as características de arrasto das estruturas da Arca também foi usada para desenvolver um método para monitorar a flutuabilidade da rede das Arcas. Enquanto a estrutura física da Arca permanecer constante, a flutuabilidade líquida fornece uma proxy aproximada para monitorar a calcificação geral da comunidade e, portanto, o crescimento dos corais, bem como uma métrica de manutenção para determinar se o sistema tem flutuabilidade positiva suficiente para compensar o crescimento biológico ao longo do tempo. O componente de empuxo (B) da tensão de amarração foi calculado usando os dados do extensômetro e do sensor de inclinação na equação (4):

(4º)

onde T é a tensão medida da célula de carga e é o ângulo de inclinação. A série temporal resultante da flutuabilidade líquida é mostrada na Figura 5. Sob as condições atuais relativamente estáveis presentes durante os eventos de monitoramento de campo, descobrimos que as duas estruturas "Shell" Arks implantadas em Vieques, Porto Rico, têm flutuações líquidas semelhantes de 82,7 kg ± 1,0 kg (Arca 1) e 83,0 kg ± 0,9 kg (Arca 2) quando calculadas em média durante o período de monitoramento (± um desvio padrão) depois que todos os corais e unidades ARMS semeadas foram translocados para as estruturas 6 meses após a implantação inicial da estrutura. Os resultados mostram que o monitoramento de curto prazo durante períodos relativamente estáveis de fluxo de água pode ser usado para determinar a flutuabilidade líquida no campo para dentro de ~1 kg, o que deve ser útil a longo prazo para monitorar mudanças na biomassa.

Qualidade da água e dinâmica da comunidade microbiana
Métricas associadas à qualidade da água e comunidades microbianas associadas à coluna de água foram medidas em duas Arcas "Shell" de água média, que foram ancoradas em 55 pés de água com o topo das Arcas a uma profundidade de 25 pés, ao largo de Isla Vieques, Porto Rico (Figura 6C). As métricas de qualidade da água, abundâncias microbianas e virais e tamanho médio dos micróbios de duas Arcas foram comparadas com as mesmas métricas de dois locais de "controle" do fundo do mar próximos, que também estavam a uma profundidade de 25 pés, mas muito mais próximos da costa (Figura 6D). As medidas mostradas foram coletadas imediatamente após a instalação das Arcas com um lote inicial de corais translocados (novembro de 2021) e 6 meses depois que um segundo lote de corais e sementes ARMS foram translocados para as Arcas (maio de 2022); eles foram então calculados em média em ambos os locais (Arcas e locais de controle) para comparação. Como os ARMS semeados foram transferidos para as Arcas aos 6 meses pós-implantação, o acúmulo de comunidades biológicas nas estruturas durante o primeiro período de 6 meses foi associado à bioincrustação e recrutamento natural.

O ambiente Arks exibiu maiores intensidades médias de luz diurna (Figura 6A), maiores velocidades médias de fluxo (Figura 6C), menores concentrações de carbono orgânico dissolvido (Figura 6F) e menores flutuações diárias nas concentrações de oxigênio dissolvido (Figura 6G) do que os locais de controle bentônico. As Arcas também exibiram comunidades microbianas com maiores proporções vírus/micróbio do que os locais de controle (Figura 7A), impulsionadas por uma maior abundância de vírus livres (Figura 7C) e uma menor abundância de micróbios (Figura 7B) no ambiente das Arcas de Água Média. As comunidades microbianas nas Arcas eram compostas, em média, por células fisicamente menores do que as comunidades microbianas nos sítios do fundo do mar (Figura 7D). As diferenças de temperatura entre as Arcas e os locais de controle não foram significativas (Figura 6E). Todas as tendências acima são consistentes com melhor qualidade da água e comunidades microbianas mais saudáveis nas Arcas do que nos locais de controle. Essas condições persistiram durante os 6 meses iniciais da implantação, durante os quais uma comunidade biológica nascente se desenvolveu nas Arcas através da translocação de nubinas de coral e recrutamento natural da coluna de água e experimentou mudanças sucessionais, bem como através da adição de ARMS semeados nas estruturas no mês 6.

Sobrevivência dos corais
Uma coorte de corais compreendendo oito espécies e diferentes morfologias foi distribuída para as Arcas e locais de controle bentônico, tanto após a instalação das Arcas (mês 0) quanto após a adição das sementes ARMS no mês 6. As colônias parentais originais de cada espécie de coral foram fragmentadas em nubinas (2-8 cm em uma dada dimensão) e anexadas a placas de corais calcários (quatro a cinco nubinas por placa de 20 cm2) que foram distribuídas igualmente tanto nas Arcas quanto nos locais de controle, garantindo que as mesmas espécies e genótipos fossem representados tanto nos sítios das Arcas de água média quanto nos locais de controle. A sobrevivência desses corais translocados foi avaliada a cada 3 meses nas Arcas e locais controle. Nove meses após a translocação da primeira coorte de corais, mais corais ainda estavam vivos nas Arcas (80%, Figura 8) em comparação com os sítios controle (42%, Figura 8).

Figura 1: Diagrama mostrando os componentes estruturais de duas estruturas Coral Ark totalmente instaladas. À esquerda, são mostradas as estruturas "Shell" e "Two-Platform" (direita) das Coral Arks, juntamente com dois métodos para fornecer flutuabilidade positiva e dois métodos para ancoragem. Abreviação: ARMS = Autonomous Reef Monitoring Structures. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Projeto, implantação e transferência de unidades ARMS. (A-D) PVC ARMS e (E-H) Limestone ARMS de locais de semeadura do fundo do mar para Coral Arks. (A) Crédito da foto para Michael Berumen. (B) Crédito da foto para David Littschwager. Abreviações: PVC = cloreto de polivinila; ARMS = Estruturas Autônomas de Monitoramento de Recifes. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: Imagens que representam as etapas de implantação do Coral Arks, incluindo o transporte até o local e a instalação completa. (A-C) Sistemas do tipo Shell e (D-F) do tipo Duas Plataformas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4: Características de arrasto das estruturas da "Shell" Ark com base em modelagem, teste experimental de reboque e validação de campo em relação ao arrasto de uma esfera da mesma escala aproximada. "ARK1" e "ARK2" são estruturas idênticas da "Shell" Ark instaladas no mesmo local em Vieques, Porto Rico. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5: Valores de flutuabilidade líquida medidos para duas Arcas "Shell" em Vieques, Porto Rico. São mostradas a velocidade da água (eixo direito, cores médias), flutuabilidade líquida (eixo esquerdo, cores claras) e arrasto/tensão calculado na linha de amarração (eixo esquerdo, cores escuras) para "Shell" Ark 1 (azul) e "Shell" Ark 2 (verde). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 6: Métricas de qualidade da água associadas às Arcas "Shell" e locais de controle do fundo do mar em Vieques, Porto Rico, imediatamente após a instalação e 6 meses depois. (A) intensidade da luz diurna, (B) velocidade da corrente, (C,D) fotos tiradas 6 meses após a instalação, (E) temperatura, (F) carbono orgânico dissolvido, (G) mudanças nos níveis de oxigênio dissolvido nas Arcas versus locais de controle ao longo de 6 meses. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 7: Métricas associadas às comunidades microbianas associadas à coluna de água nas Arcas "Shell" e locais de controle do fundo do mar em Vieques, Porto Rico, imediatamente após a instalação e 6 meses depois . (A) Razão vírus/micróbio, (B) abundância de células bacterianas, (C) abundância de vírus livres e (D) tamanho médio das células bacterianas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 8: Proporção de corais sobreviventes nas Arcas de Concha e locais de controle do fundo do mar em Vieques, Porto Rico, durante os primeiros 9 meses após a translocação. As imagens representam o status de uma única placa de coral nas Arcas (acima) e nos sítios de controle bentônico (abaixo) imediatamente após a translocação (esquerda) e 6 meses após a translocação (direita). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Quadro 1: Considerações sobre a construção e o projecto do ARMS. Abreviaturas: ARMS = Autonomous Reef Monitoring Structures; PVC = cloreto de polivinila. Clique aqui para baixar esta tabela.

Tabela 2: Considerações sobre o projeto da Coral Arks. Abreviações: PVC = cloreto de polivinila; ARMS = Estruturas Autônomas de Monitoramento de Recifes; PEAD = polietileno de alta densidade. Clique aqui para baixar esta tabela.

Arquivo suplementar. Clique aqui para baixar este arquivo. 

Os autores não têm interesses financeiros concorrentes ou outros conflitos de interesse.