000 specie di vita marina, inclusi i coralli corna di cervo e corna di alce elencati come minacciati dall'Endangered Species Act, e oltre 1.400 naufragi documentati che coprono quattro secoli di commercio marittimo e conflitti. La designazione del santuario è seguita a decenni di danni causati dal trascinamento delle ancore, scarichi fognari grezzi e raccolta non regolamentata di strombi giganti e aragoste spinose, con una copertura corallina diminuita del 44% solo tra il 1984 e il 1991. La protezione federale ha introdotto una zonizzazione applicabile, boe d'ormeggio in 600 siti ad alto utilizzo e zone di non prelievo che ora proteggono le popolazioni di pesci giovani critiche per la pesca commerciale in tutto il Golfo.
Key West si trova all'estremità occidentale del santuario, dove la Corrente del Golfo scorre entro sette miglia dalla costa e le temperature dell'acqua in inverno scendono raramente sotto i 21 gradi Celsius. Gli operatori di snorkeling partono quotidianamente dallo storico porto turistico e dal Garrison Bight Marina, effettuando escursioni verso le barriere coralline poco profonde da due a quattro miglia al largo, dove i banchi di corallo emergono da fondali sabbiosi a profondità di 3-6 metri. I siti di Eastern Dry Rocks e Rock Key ospitano colonie di coralli cerebriformi che superano i 3 metri di diametro, alcuni stimati risalire a 500 anni fa, insieme a banchi di pesci, chirurghi blu e pesci pappagallo che brucano le alghe dalla struttura della barriera. I tour di snorkeling a Key West includono spesso la Western Sambo Ecological Reserve, una zona vietata all'ingresso dal 1997 che ha visto la biomassa di cernie triplicare e i tassi di reclutamento dei coralli raddoppiare rispetto alle aree di pesca adiacenti.
La USS Vandenberg, una nave tracciamissili di 160 metri affondata nel 2009 a sette miglia a sud di Key West, funge ora da barriera corallina artificiale a 43 metri di profondità, sebbene la sua sovrastruttura salga fino a 14 metri dalla superficie e attiri gli snorkelisti disposti a fare immersioni in apnea sui ponti superiori. Siti di relitti meno profondi come il Cayman Salvage Master, un mercantile con scafo in acciaio a 6 metri di profondità al largo di Sand Key, offrono un accesso più facile e hanno sviluppato comunità di coralli incrostanti entro due decenni dall'affondamento. Gli operatori che gestiscono i tour di snorkeling a Key West in questi siti riportano avvistamenti di cernie golia atlantiche, squali nutrice e razze meridionali con un'apertura alare che supera i 1,2 metri. Il santuario proibisce l'ancoraggio sul corallo vivo, la raccolta di vita marina compresi i gusci vuoti e l'alimentazione dei pesci, con sanzioni civili che raggiungono i 100.000 dollari per violazione e la possibilità di procedimenti penali per danni superiori a 5.000 dollari. La chiarezza dell'acqua raggiunge il picco tra novembre e aprile, quando i fronti freddi sopprimono le fioriture di plancton, con una visibilità orizzontale che spesso supera i 18 metri nelle giornate calme.
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