Chapter 42. Cold-Water Corals Contributors: Erik Cordes

Recent findings of typically deep-dwelling corals in these habitats shed new light on the 

persistence of corals in deep waters (Roder et al., 2013; Qurban et al., 2014). Although 

none of the coral species found in the Red Sea are among the most common globally 

(see above  for list), limited framework growth is recorded mainly by Eguchipsammia 

fistula  under food-  and oxygen deprived conditions (1.02 – 2.04 ml l

-1

). Coral survival 

under such extreme environmental conditions may follow the strategy of metabolic 

depression (sensu  Guppy and Withers, 1999), including depressed aerobic  respiration 

and calcification rates. However, the high temperatures in combination with high 

aragonite saturation values of 3.44-3.61 in the Red Sea may facilitate calcification under 

these otherwise adverse conditions  (Roder  et al.,  2013). The cold-water coral 

communities in the northern Gulf of Mexico belong to the most intensively studied sites 

in waters of the United States (e.g., Cordes et al.,  2008). The major framework-

constructor is L.  pertusa  and  most  environmental variables  (i.e.,  temperature, salinity 

and aragonite saturation  state)  reflect the ranges known from Atlantic Lophelia  sites 

(Davies et al., 2010; Lunden et al., 2013). However, dissolved oxygen values appear to 

be low, 2.7–2.8 ml l

−1

 are typically observed (Davies et al., 2010) and values as low as 1.5 

ml l

−1 

have  been recorded adjacent to coral mounds (Georgian  et al.,  2014).  Coral 

nubbins from these Gulf of Mexico populations survived and grew in the lab at oxygen 

levels as low as 2.9 ml l

-1

, but eight-day incubations at lower oxygen concentrations (1.5 

ml l

-1

) caused complete mortality, suggesting that these conditions are short-lived in situ 

(Lunden  et al.,  2014).  Similarly,  low oxygenation levels were  found in the newly 

discovered Lophelia-Enallopsammia coral mounds in the Campeche Bank coral mound 

province, in the southern Gulf of Mexico (Hebbeln et al., 2014). It is possible that the 

low oxygen concentrations of the Gulf of Mexico result in lower growth rates observed 

for L. pertusa on natural (Brooke and Young, 2009) and man-made substrata (Larcom et 

al., 2014), although this remains to be examined empirically.  

There have been numerous recent advances in our knowledge of the  oceanographic 

variables describing coral habitat in the deep sea. However, knowledge gaps still remain 

when up-scaling from local to regional to global scales. Furthermore, limited capacity to 

carry out long-term in situ measurements with benthic landers and cabled observatories 

persists. This knowledge is of utmost importance to understand the consequences of 

already perceptible environmental change, such as ocean acidification, spread of oxygen 

minimum zones, and rising temperatures, on deep-sea ecosystems. 

 

3.

 

Major Pressures Linked to the Trends 

 

Numerous anthropogenic threats to cold-water coral communities  exist,  the most 

significant of which include  fisheries, hydrocarbon exploration and extraction, and 

mining, as well as global ocean change including warming and acidification. An improved 

understanding of the function of cold-water corals as habitat, feeding grounds and 

nurseries for many fishes including certain deep-sea fisheries targets has emerged along 

with concerns as to the impact of fisheries on these ecosystems (Costello et al., 2005; 

© 2016 United Nations 

 

5 

---

Grehan et al., 2005; Stone, 2006; Hourigan, 2009; Maynou and Cartes, 2012). Physical 

impacts from both trawl fisheries and long-lining,  now being conducted as deep as 

1500-2000 m, are likely to be significant anywhere deep-water fisheries are active, but 

have been well-demonstrated in the North Atlantic and Norwegian Seas (Roberts et al., 

2000;  Fossa  et al.,  2002;  Hall-Spencer  et al.,  2002, Reed,  2002),  on the Australian 

seamounts  (Koslow  et al.,  2001), off the coast of New Zealand  (Probert  et al.,  1997, 

Clark and Rowden,  2009), and Southwestern Atlantic slope (Kitahara, 2009).  Trawl 

fisheries have the most severe impacts, by removal of large volumes of organisms and 

of cold-water coral framework from the seafloor and the concomitant destruction of the 

habitat, but long-lining impacts have also been observed (Heifetz et al., 2009). Recovery 

times from these types of disturbance are likely to require settlement and regrowth of 

the corals, which based on radiometric dating of cold-water coral species, can require 

decades to centuries (Andrews et al.,  2002;  Prouty et al.,  2014) or in the case of the 

black corals, could require millennia (Roark et al., 2009). Direct evidence of recovery 

times is consistent with these estimates, indicating that there was no apparent recovery 

5-10 years after the closure of seamount fisheries on the Tasmanian seamounts (Althaus 

et al.,  2009).  These impacts have also been the most recognized in terms of 

management efforts, thus far (see below).  

Installation of oil and gas offshore facilities and drilling activities (see Chapter 21) have a 

great potential to impact cold-water coral communities. The potential impact should be 

higher  in areas where much of the available substrate is from authigenic  carbonates 

related to natural oil and gas seepage, such as the Gulf of Mexico (Cordes et al., 2008), 

some locations on the Norwegian margin (Hovland, 2005), and the New Zealand margin 

(Baco et al., 2010). Most of the typical impacts would be from infrastructure installation 

and the deposition of drill tailings that can include high concentrations in barium, 

among other potential toxins  (Continental Shelf Associates, 2006).  These impacts are 

typically confined to a few hundred metres, but can have been shown to extend over 2 

kilometres in some cases (Continental Shelf Associates, 2006). The most glaring example 

of oil and gas industry impacts in the deep sea is the Deepwater Horizon disaster in 2010 

in the Gulf of Mexico. Material conclusively linked to the spill was discovered on 

octocoral colonies (primarily Paramuricea biscaya) approximately 11 km away from the 

site of the drilling rig (White et al., 2012a). These colonies suffered tissue loss and many 

have continued to decline in health since the spill (Hsing et al.,  2013).  Subsequent 

surveys detected at least two additional sites, extending the impacts to 26 km from the 

site of the well, and from 1,370 m to 1,950 m water depth (Fisher et al., 2014). One of 

the primary lessons learned from this tragic incident is that there is an urgent need for 

improved baseline surveys in deep waters prior to industrial activity. Offshore energy 

industry activity in the form of wind and wave energy is also increasing (see Chapter 22), 

and physical structure placed on the seafloor, including pipelines and cables, could have 

an impact on cold-water corals if the appropriate surveys are not completed prior to 

installation.  

Mining activities have increased in the deep sea in recent years. This activity has mainly 

focused on massive seafloor sulphide  deposits near hydrothermal vents, cobalt-rich 

© 2016 United Nations 

 

6 

---