За допомогою орбітального супутника дослідники провели перший глобальний аналіз здоров’я та продуктивності океанських рослин. Використовуючи спектрорадіометр середньої роздільної здатності (MODIS) на супутнику Aqua НАСА, вчені вперше дистанційно виміряли кількість флуоресцентного червоного світла, що випромінюється океанським фітопланктоном, і оцінюють, наскільки ефективно мікроскопічні рослини перетворюють сонячне світло та поживні речовини в їжу за допомогою фотосинтезу. Тепер, коли вони мають свої перші дані, цей метод повинен дозволити вченим ефективно стежити за здоров’ям наших океанів. То що вони досі з’ясували?
Протягом останніх двох десятиліть вчені застосовували різні супутникові датчики для вимірювання кількості та розподілу зеленого пігменту хлорофілу, що є показником кількості рослинного світу в океані. Але в MODIS "флуоресценція" червоного світла "спостерігається над відкритим океаном.
"Хлорофіл дає нам уявлення про те, скільки є фітопланктону", - сказав Скотт Доні, морський хімік з Океанографічної установи Woods Hole та співавтор статті. "Флуоресценція дає зрозуміти, наскільки добре вони функціонують в екосистемі."
Флуоресценція червоного світла розкриває уявлення про фізіологію морських рослин та ефективність фотосинтезу, оскільки різні частини обладнання для енергозбереження рослини активуються залежно від кількості світла та поживних речовин. Наприклад, кількість флуоресценції збільшується, коли фітопланктон перебуває під напругою через брак заліза, критичного живильного речовини в морській воді. Коли вода бідна залізом, фітопланктон виділяє більше сонячної енергії, як флуоресценція, ніж тоді, коли заліза достатньо.
Дані флуоресценції MODIS надають вченим інструмент, який дозволяє дослідити, щоб виявити, де води збагачені залізом або обмежені залізом, і спостерігати, як зміни в залізі впливають на планктон. Залізо, необхідне для росту рослин, досягає морської поверхні на вітрах, що видувають пил із пустель та інших посушливих районів, а також від високих течій біля річкових пластів та островів.
Новий аналіз даних MODIS дозволив дослідницькій групі виявити нові регіони океану, постраждалі від осадження заліза та виснаження. Індійський океан був особливою несподіванкою, оскільки великі частини океану сезонно «загорялися» змінами мусонних вітрів. Влітку, восени і взимку, особливо влітку - значні південно-західні вітри збуджують океанські течії і приносять більше поживних речовин із глибини фітопланктону. При цьому зменшується кількість пилу, багатого залізом, що доставляється вітрами.
"За шкалою часу від тижнів до місяців ми можемо використовувати ці дані для відстеження реакцій планктону на надходження заліза від пилових бур та транспортування води, багатої залізами, з островів і континентів", - сказав Доней. "За роки до десятиліть ми також можемо виявити довгострокові тенденції зміни клімату та інших збурень людини до океану".
Зміна клімату може означати, що сильні вітри набирають більше пилу і видувають його в море, або менш інтенсивні вітри, залишаючи води без пилу. Деякі регіони стануть більш сухими, а інші вологішими, змінивши регіони, де накопичуються пилові ґрунти і викидаються у повітря. Фітопланктон відображатиме та реагуватиме на ці глобальні зміни.
Одноклітинні фітопланктони живлять майже всі екосистеми океану, слугуючи основним джерелом їжі для морських тварин від зоопланктону до риби до молюсків. Насправді фітопланктон становить половину всієї фотосинтетичної активності на Землі. На здоров'я цих морських рослин впливає комерційне рибальство, кількість вуглекислого газу, який океан може поглинати, і як океан реагує на зміни клімату.
"Це перше пряме вимірювання стану здоров'я фітопланктону в океані", - сказав Майкл Беренфельд, біолог, який спеціалізується на морських рослинах в Державному університеті штату Орегон в штаті Корваліс, штат Оре, "У нас є важливий новий інструмент для спостереження за змінами в фітопланктон щотижня по всій планеті ».
Джерело: NASA
