Chapter 42. Cold-Water Corals Contributors: Erik Cordes

---

Chapter 42. Cold-Water Corals 

 

Contributors: Erik Cordes (Convenor and Lead Author), Sophie Arnaud-Haond,  

Odd-Aksel Bergstad, Ana Paula da Costa Falcão, Andre Freiwald, J. Murray Roberts, 

Patricio Bernal (Lead Member) 

 

Commentators: Peter Harris (Group of Experts) 

 

1.

 

Inventory and Ecosystem Functions 

 

Globally viewed, cold-water corals  cover a wide range of depths (39  -  2000 m) and 

latitude (70°N – 60°S). In this Chapter, we will focus on the corals found below 200 m, 

the average depth below which photosynthesis does not occur, to avoid overlap with 

other  chapters. The term “corals” refers to a diverse group of species in the Phylum 

Cnidaria, including the scleractinian hard corals, octocorals  including the sea fans and 

soft corals, antipatharian black corals, and stylasterid lace corals. Although the majority 

of the species-level diversity of scleractinians is in the solitary corals  (Cairns, 2007), 

some of the scleractinian corals may form extensive reef structures, occasionally 

accumulating into  large carbonate mounds, or bioherms. Many of the ecological 

patterns discussed in this chapter are derived from the study of these structures, simply 

because they have been the focus of the most extensive research in this developing 

field. However, other types of cold-water corals can also form highly significant 

structural habitat and these are also discussed. The most representative cold-water, 

framework-building,  scleractinian corals are Enallopsammia rostrata,  Goniocorella 

dumosa,  Lophelia pertusa  (Figure  1)  Madrepora oculata,  Oculina varicosa  and 

Solenosmilia variabilis (Roberts et al., 2006). The most common and widespread of the 

large, structure-forming  octocorals  are found in the genera Corallium,  Isidella, 

Paragorgia, Paramuricea, and Primnoa (Watling et al., 2011) (Figure 2). 

Cold-water corals  (CWC)  most commonly occur in continental slope settings, on deep 

shelves and along the flanks of oceanic banks and seamounts. The majority of CWC 

occur between the depths of 200 to 1000 m, with the bathymetric ranges becoming 

shallower towards the poles (Roberts et al., 2009). However, there are numerous, dense 

coral gardens (primarily octocorals and black corals) found on the slopes of seamounts 

and the base of the continental slope to over 3000 m, and some soft corals and sea pens 

are found on soft substrata down to abyssal depths (Yesson et al., 2012). The shallowest 

occurrences  of typically deep-water species are  in high latitudes  associated with the 

rocky slopes and sills of fjords (L. pertusa off of Norway at 37 m depth, Wilson, 1979) or 

narrow passes between islands (the octocorals Paragorgia arborea and Plumarella spp. 

at 27 m depth in Alaska, (Stone, 2006)). Continental slopes exhibit a variety of specific 

topographic irregularities that provide suitable substrate for cold-water coral larvae to 

© 2016 United Nations 

 

1 

---

settle. In many parts  of the world  ocean, the shelf edge is incised by gullies and 

submarine canyons (Harris and Whiteway, 2011; Harris et al., 2014). Some prominent 

examples are located at the canyon-rich slope of the Gulf of Lion off the coast of France 

(Fabri et al., 2014), the Bay of Biscay under the national jurisdiction of France and Spain 

(De Mol et al.,  2011; Sánchez et al.,  2014),  the Gully off the coast of Nova Scotia 

(Mortensen and Buhl-Mortensen, 2005), and the canyons off the eastern United States 

(Watling and Auster, 2005; Brooke and Ross, 2014). Narrow straits between land-masses 

may also provide suitable substrate, such as the Straits of Florida (Correa et al., 2012), 

Gibraltar (De Mol et al., 2012), Sicily (Freiwald et al., 2009), and the Yucatan (Hebbeln et 

al., 2014). Open-slope CWC mounds are known from the large reefs off the Norwegian 

coast  (Mortensen et al., 2001; Buhl-Mortensen et al., 2014),  the Northeast Atlantic 

along the Rockall and Porcupine Banks (Van der Land et al., 2014), the Southeast coast 

of the United States (Stetson et al., 1962; Reed et al., 2006), the Gulf of Mexico (Reed et 

al., 2006; Cordes et al., 2008), Southwestern Atlantic Ocean (Viana et al., 1998; Sumida 

et al., 2004; Pires, 2007; Carranza et al., 2012), and off Mauritania (Colman et al., 2005). 

These mounds are not randomly distributed over the slope but show a strong affinity 

with  distinct water mass boundaries passing along the slope (Mienis  et al.,  2007; 

Arantes et al, 2009; White and Dorschel, 2010). Open-slope coral gardens appear to be 

common along most of the continental margins of the world (Figure  3,  Yesson et al., 

2012).  Oceanic seamounts represent another  important cold-water coral-rich 

environment  (see Chapter 51), such as the Tasmanian seamounts off South Australia 

(Thresher  et al.,  2011), the seamount speckled Chatham Rise  off the coast of New 

Zealand (Tracey et al., 2011), seamounts of the central Pacific (Rogers et al., 2007), and 

seamounts of the Mid-Atlantic Ridge system (Mortensen et al., 2008). A compilation of 

framework-forming cold-water coral occurrences is displayed in Figure 4 based on the 

UNEP-WCMC database (Freiwald et al.,  2005) and more recent findings.  The current 

information on deep-water octocorals suggests that they are ubiquitous along 

continental margins and seamounts on hard substrata, as well as occasionally on soft-

bottom in the case of the sea pens and a few species of bamboo corals. A combination 

of octocorals collections and observations along with a predictive habitat suitability 

model is displayed in Figure 3 (Yesson et al., 2012).  

Cold-water corals have been known since the first descriptions in the 18

th

 century and 

the first deep-water research expeditions of the 19

th

 century (Roberts et al., 2006). The 

presence of large reef structures in deep water was not broadly  appreciated  by the 

scientific community until the first submersibles were available in the late 20

th

 century 

(Cairns, 2007). Using these new tools, a more complete set of distribution records and 

characterization of the habitat requirements of CWC were developed. Based on these 

recent data, the use of habitat modelling  has led to the discovery  of numerous cold-

water coral sites and habitats. As an example, scleractinians were discovered on steep 

submarine cliffs after  modelling (Huvenne et al.,  2011) and field observation in the 

Mediterranean (Naumann et al.,  2013) and the  Bay of Biscay (De Mol et al., 2011; 

Reveillaud et al., 2008). Similarly, an extensive screening of newly available mapping and 

visualization technology in the Mediterranean revealed additional and more extensive 

© 2016 United Nations 

 

2 

---