Reef accretion during the last 700 years in the outer insular shelf of southwest Puerto Rico

Abstract

Previous studies reported ceased accretion for shelf edge reefs in southwest Puerto Rico after 6,000 yrs. Four cores were recovered from spur and groove reefs, on the outer shelf; to characterize changes in the reef stratigraphy and structure that could document reasons for changes in reef accretion. Three major constituents were found: Montastrea annularis complex (M. annularis, M. faveolata, M. franksi) coral fragments, Acropora palmata coral fragments and coral rubble. Total recovery from these reefs show most of the content composed of coral fragments (48%), followed by coral rubble (33%), in situ corals (17%) and crustose coralline algae (2%); being in situ corals relatively uncommon in the geologic record. The major reef builder is corals of the Mn complex while recoveries of A. palmata specimens were mostly in the form of fragments and not in place. Analyses of bioerosion processes documented removal of coral material mainly by Lithophaga sp., sponges and serpulid worms, responsible for up to 80% of microborings and 65% of macroborings. Recent radiocarbon ages (70 - 680 ± 25 yrs) in these corals show accretion rates ranging from 1.1 to 3.4 m/1,000 yrs in three of the four cores representing average values according to the literature. Average accretion rate is 2.3 m/1,000 yrs. The topography seen today of the spurs studied could have started about 1,000 to 2,000 years ago. The spur and groove "recent" Holocene reef sequence obtained in southwest Puerto Rico shows the natural variability of reef materials deposition and accretion. The new data documents recent reef accretion and bring important information about the platform development and history which was unknown until now.

Estudios pasados reportaron un cese en acreción en el veril de la plataforma insular hace 6,000 años en el suroeste de Puerto Rico. Se extrajeron cuatro barrenos de los arrecifes de surcos y estribos, cercanos al veril, para caracterizar los cambios en estratigrafía y estructura que pudiera indicar cambios en acreción. Se encontraron tres componentes principales: corales del complejo Montastrea, Acropora palmata y detritos de coral. El contenido de estos barrenos muestra que hay una abundancia mayor de fragmentos de coral (48%), seguido por detritos de coral (33%), corales en posición de crecimiento (17%) y algas coralinas encrustadoras (2%), siendo los corales en posición de crecimiento menos abundantes en el record geológico. El componente que más contribuye a la construcción del arrecife son los corales del complejo Montastrea mientras que el contenido recuperado de A. palmata son considerados fragmentos transportados. Análisis de procesos de bioerosión indican que la remoción del material coralino es mayormente causada por Lithophaga sp., esponjas perforadoras y serpúlidos, responsables de hasta 80% de la micro-bioerosión y 65% de la macro-bioerosión. Datos de análisis de carbono14 en estos corales indican edades recientes (70-680 ± 25 años) y muestran tasa de acreción de 1.1 a 3.4 m/1,000 años, siendo el promedio 2.3 m/1,000 años. Estos valores son similares a los publicados previamente en la literatura científica. La morfología que se observa en el presente en estos arrecifes pudo haberse originado algunos 1,000 a 2,000 años atrás. Los resultados obtenidos en los arrecifes de surcos y estribos del Holoceno muestran la variabilidad natural en acreción. Estos datos documentan acreción reciente y brindan información nueva e importante sobre el desarrollo e historia de la plataforma que se desconocía.