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

As arcas de coral podem responder a perguntas-chave sobre como as comunidades marinhas se reúnem, mudam ao longo do tempo e respondem às mudanças nas condições ambientais, incluindo como a biologia muda o ambiente abiótico. As arcas de coral fornecem uma plataforma de pesquisa replicável, escalável e verticalmente ajustável para construir e experimentar comunidades de recifes de coral em seu ambiente natural e na escala do ecossistema. Este método de combinar ARMS e arcas para construir mesocosmos ecossistêmicos pode ser aplicado a comunidades marinhas bentônicas que vivem em todo o planeta, especialmente aquelas encontradas em áreas costeiras.

Depois de transportar os parafusos de areia para os bentos, coloque o parafuso de areia na vertical e enterre o parafuso de areia torcendo-o até que o primeiro disco tenha sido coberto de areia, ou entulho solto. Coloque uma barra giratória de metal de cinco metros de comprimento através do olho da âncora, de modo que a maior parte da barra giratória fique fora de um lado do olho. Ao caminhar, ou nadar em círculos nos bentos, rosqueie o parafuso de areia no substrato até que apenas o olho permaneça saindo dos bentos.

Instale três parafusos de areia em um padrão triangular conectados por um freio de corrente para aumentar o poder de retenção. Para montar a estrutura geodésica, rosqueie uma porca hexadecimal de aço inoxidável em um parafuso de aço inoxidável de 2,5 polegadas 3/4 do caminho até o topo do parafuso. Insira o parafuso em um dos orifícios internos da escora e prenda-o com uma porca de bloqueio para evitar que o cubo deslize pelo comprimento da haste.

Agora, empurre a extremidade de cada escora através de um dos orifícios do hub. Aperte outro parafuso através do orifício externo da escora e finalize com uma porca de bloqueio para evitar que a haste deslize para fora do cubo. Repita para todas as cinco hastes em um hub.

Em seguida, adicione cubos e escoras até que a esfera geodésica seja montada. Depois de desbobinar o cabo de aço inoxidável de 1/8 de polegada, comece a rosqueá-lo através das escoras. Crie 12 loops de cabos de nylon do tamanho de um dólar de prata, um para cada cubo.

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. Continue enfiando o cabo de aço através de todas as escoras conectadas no meio de cada vértice pelo laço de tirolesa. Depois de rosquear o cabo de volta ao ponto de partida, puxe as alças de amarração de zíper usando um alicate para aproximar os comprimentos do cabo de aço.

Encaixe uma braçadeira de cabo de aço inoxidável de 1/2 polegada em todos os comprimentos de cabo de aço e aperte com segurança. Repita para todos os vértices da estrutura. Agora, mate e prenda ambas as extremidades do fio de metal usando três abraçadeiras de cabo de 1/2 polegada.

Adicione o sistema de rigging composto por dois comprimentos de cabo de aço inoxidável de três por oito polegadas que é girado hidraulicamente em um olho em cada extremidade. 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. Um sistema de turnbuckle no meio conecta os dois comprimentos do cabo inoxidável.

Rosqueie os parafusos no torniquete e aperte-os até que haja tensão suficiente na estrutura para tornar o sistema rígido. Adicione cada grade de fibra de vidro moldada cortada em dois pentágonos no interior da arca usando amarras de zíper de força de 250 libras para ancorar as laterais da plataforma às escoras da arca. Coloque um comprimento de feixe I de fibra de vidro para unir as duas metades da plataforma de fibra de vidro sob a estrutura e prenda a parte inferior da plataforma usando dois parafusos em U de aço inoxidável e prenda com porcas de encaixe de nylon.

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. Aperte as amarras de zíper para serviço pesado nas bordas da plataforma e corte o excesso.

No final desta etapa, a plataforma interna está firmemente integrada na estrutura da arca. 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 na estrutura por meio de ancoragem e flutuabilidade positiva.

Depois que o quadro estiver completamente montado, instale o quadro geodésico no local de implantação. Para medir o peso em água das arcas, conecte a célula de carga submersível a um bloco e enfrente o sistema de polias para transferir temporariamente a tensão na linha de amarração para o sistema de extensômetro. Fixe a base do bloco e enfrente em um local seguro no sistema de amarração da arca, como um ponto de manilha intermediário, ou a uma âncora no fundo do mar.

Conecte a parte superior da célula de carga a um local seguro na estrutura de montagem da arca. Sem remover, ou alterar os componentes de amarração na arca, puxe a linha através do bloco e do sistema de tachas e 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. Certifique-se de que a linha de amarração esteja completamente frouxa para permitir que o extensômetro colete medições de tensão.

Após pelo menos vários minutos de coleta de dados, transfira lentamente a tensão do bloco e enfrente o sistema de polias de volta para a linha de amarração da arca. Certifique-se de que as manilhas e outros componentes de amarração estejam devidamente assentados e seguros. A resposta de duas estruturas de arca de concha mostra uma força de arrasto de menos de 10 quilogramas e flutuações líquidas de 82,7 e 83,0 quilogramas.

As velocidades atuais durante o período de medição foram relativamente estáveis em cerca de 20 centímetros por segundo. O ambiente da arca exibiu maiores intensidades médias de luz diurna, maiores velocidades médias de fluxo, menores concentrações de carbono orgânico dissolvido e menores flutuações diárias nas concentrações de oxigênio dissolvido do que os locais de controle bentônico localizados na mesma profundidade. As diferenças de temperatura entre as arcas e os locais de controle foram insignificantes.

As arcas também exibiram comunidades microbianas com maiores proporções de vírus para micróbios do que os locais de controle, impulsionadas por uma menor abundância de micróbios e uma maior abundância de vírus livres no ambiente da arca 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. A sobrevivência dos corais translocados experimentalmente foi avaliada a cada três meses nas arcas e locais controle.

Nove meses após a translocação da primeira coorte de corais, mais corais ainda estavam vivos nas arcas em comparação com os locais de controle. Os sistemas de arca de coral são projetados para projetos de monitoramento ecológico de longo prazo, portanto, os sistemas de ancoragem e os projetos estruturais devem ser selecionados considerando as condições normais e extremas nos locais de implantação. Fatores abióticos associados às comunidades de arcas de coral podem ser ajustados alterando a profundidade dos sistemas, permitindo investigações sobre como as comunidades virais e microbianas dos recifes respondem às mudanças nas condições ambientais.