С помощта на орбитален спътник изследователите са извършили първия глобален анализ на здравето и производителността на океанските растения. Използвайки спектрорадиометър за изобразяване на умерена разделителна способност (MODIS) на спътника Aqua на НАСА, учените за първи път измерват дистанционно количеството флуоресцентна червена светлина, излъчвана от океанския фитопланктон, и оценяват колко ефективно микроскопичните растения превръщат слънчевата светлина и хранителните вещества в храната чрез фотосинтеза. Сега, когато имат първите си данни, този метод трябва да позволи на учените ефективно да следят здравето на нашите океани. И така, какво откриха досега?
През последните две десетилетия учените са използвали различни сателитни сензори, за да измерват количеството и разпределението на зеления пигмент хлорофил, индикатор за количеството на растителния живот в океана. Но при MODIS се наблюдава "флуоресценция на червена светлина" над открития океан.
„Хлорофилът ни дава картина колко фитопланктон присъства“, казва Скот Дони, морски химик от океанографската институция „Уудс Хоул“ и съавтор на статията. „Флуоресценцията дава представа за това колко добре функционират в екосистемата.“
Червената светлина флуоресценция разкрива представа за физиологията на морските растения и ефективността на фотосинтезата, тъй като различните части на машината за използване на енергия на растението се активират въз основа на наличната светлина и хранителни вещества. Например, количеството на флуоресценцията се увеличава, когато фитопланктонът е подложен на стрес от липса на желязо, критично важно вещество в морската вода. Когато водата е бедна на желязо, фитопланктонът отделя повече слънчева енергия като флуоресценция, отколкото когато желязото е достатъчно.
Данните за флуоресценция от MODIS дават на учените инструмент, който позволява изследванията да разкрият къде водите са обогатени с желязо или са ограничени от желязо и да наблюдават как промените в желязото влияят на планктона. Желязото, необходимо за растежа на растенията, достига до морската повърхност при ветрове, издуващи прах от пустини и други засушливи райони, както и от извисяващи се течения в близост до речни заливи и острови.
Новият анализ на данните на MODIS позволи на изследователския екип да открие нови региони на океана, засегнати от отлагането и изчерпването на желязо. Индийският океан беше особена изненада, тъй като се забелязваше, че големи части от океана се „светят“ сезонно с промени в мусонните ветрове. През лятото, есента и зимата - особено през лятото - значителните югозападни ветрове раздвижват океанските течения и донасят повече хранителни вещества от дълбините на фитопланктона. В същото време се намалява количеството богат на желязо прах, доставян от ветровете.
„По времеви мащаби от седмици до месеци можем да използваме тези данни, за да проследяваме реакциите на планктон на входа на желязо от прашните бури и транспортирането на богата на желязо вода от острови и континенти“, каза Дони. „С години до десетилетия можем да открием и дългосрочни тенденции в изменението на климата и други човешки смущения към океана.“
Изменението на климата може да означава, че по-силните ветрове събират повече прах и го издухват в море, или по-малко интензивни ветрове, оставяйки водите без прах. Някои региони ще станат по-сухи, а други по-влажни, променяйки регионите, в които се натрупват прашни почви и се изхвърлят във въздуха. Фитопланктонът ще отразява и реагира на тези глобални промени.
Едноклетъчният фитопланктон горива почти всички океански екосистеми, служейки като най-основният хранителен източник за морски животни от зоопланктон до риба до миди. Всъщност фитопланктонът представлява половината от цялата фотосинтетична активност на Земята. Здравето на тези морски растения влияе върху търговския риболов, количеството въглероден диоксид, който океанът може да поеме, и как океанът реагира на климатичните промени.
„Това е първото пряко измерване на здравето на фитопланктона в океана,“ казва Майкъл Беренфелд, биолог, специализиран в морските растения в Университета на Орегон в Корвалис, Оре, „Имаме важен нов инструмент за наблюдение на промените в фитопланктон всяка седмица по цялата планета. "
Източник: НАСА
