该杂志科学报告发表了一篇题为研究论文“图瓦卢环礁记录为珊瑚年度的黑条的人为缺氧史”，由博士写的信子村的海洋政策，研究员研究所笹川和平基金会(研究员，东京大学理学研究科，在项目的时间)，和一个研究小组从由肇Kayanne教授带领东京大学理学研究科，上2020年4月30日。

本文的发现基于在图瓦卢进行的研究，该研究是通过可持续发展科学技术合作伙伴计划(SATREPS)作为“国际可持续海平面上升生态工程计划(2008-2013年)”项目的一部分。该论文是基金会2019财年海洋政策研究项目的一部分，该项目的标题为``研究建立小岛屿发展中国家环境变化监测和研究的协作框架''。

隐藏在珊瑚骨骼中的重金属和微生物基因可以揭示人类活动与珊瑚礁以及珊瑚礁生态系统变化之间的联系。

该研究中使用的珊瑚骨骼样本来自图瓦卢的Fongafale岛，图瓦卢是夏威夷和澳大利亚之间的一个太平洋中岛国，建立在珊瑚礁上。图瓦卢的最高海拔是海拔5米(15英尺)。全球气候变化引起的海平面上升威胁着该国。

尽管全球卫星数据可以跟踪广泛的环境变化，但由于历史记录不完整或不存在，因此很难了解特定位置的长期变化。由于缺乏2009年之前的水质数据，图瓦卢附近生态系统退化的时间和过程尚不清楚。

某些珊瑚具有每年的生长周期，这些生长周期在骨骼中留下图案，类似于树干中的年轮。研究人员检查了从浅水中收集的两个珊瑚样本，一个样本是从丰格法莱岛(Fongafale Island)海岸约18公里(11英里)的健康区域采集的，另一个样本是从靠近海岸的污染区域采集的。

研究人员可以使用放射性碳和稳定的同位素氧定年技术来确定每个年生层的年龄，甚至可以确定珊瑚的生长季节。从Fongafale岛采集的珊瑚样品从1940年到1972年左右都有年增长波段，然后似乎停止增长。珊瑚从1991年开始再次生长，直到2009年才采集样本。最值得注意的是，从1991年开始，珊瑚在其生长层中就集中了黑色的条带。

“当我们在图瓦卢珊瑚中发现年度黑带时，我们感到非常震惊。我们无法相信珊瑚中的黑带反映了当地的环境条件，”《科学报告》上发表的研究论文的第一作者中村信子(Nobuko Nakamura)说。

化学分析表明，黑带包括重金属(主要是铁)和有机物质。对一些黑带的DNA分析确定了在低氧条件下会繁殖并使用硫作为能量的细菌残留。

中村说：“更仔细的检查显示，色带实际上是变化的，从干净的白色到带蓝黑色的灰色，带红棕色和黑色的层。”

研究小组确定，色带中的变化是由其他与铁相互作用的元素造成的。铁在没有氧气的条件下呈黑色，但在氧气含量升高时会生锈或氧化变红。使用硫在没有氧气的情况下生长的细菌会在珊瑚骨骼中留下其DNA，以及黄铁矿的晶体，黄铁矿是铁和硫化物结合而成的一种矿物。

研究人员指出，黑带记录了自1990年代以来人类对图瓦卢珊瑚礁生态系统的影响。流入海洋的生活垃圾增加了水中的养分含量，进而导致藻类生长失控。藻类突然开花会降低水中的氧气含量。

“健康的珊瑚生态系统在岛屿抵御海平面上升的复原力中起着关键作用。由于污染导致的生态系统从珊瑚向藻类过度生长的转移大大降低了岛屿形成的可能性。强烈建议恢复健康的珊瑚礁生态系统，以增强抵御岛屿的抵御力。海平面上升。”该研究出版物的共同作者，东京东京大学研究生院的Hajime Kayanne教授说。