Ar orbītā pavadoņa palīdzību pētnieki ir veikuši pirmo globālo okeāna augu veselības un produktivitātes analīzi. Izmantojot NASA Aqua satelīta mērenas izšķirtspējas attēlveidošanas spektroradiometru (MODIS), zinātnieki pirmo reizi attālināti izmērīja fluorescējošās sarkanās gaismas daudzumu, ko izstaro okeāna fitoplanktons, un novērtē, cik efektīvi mikroskopiskie augi fotosintēzes procesā pārvērš saules gaismu un barības vielas pārtikā. Tagad, kad viņiem ir pirmie dati, šai metodei būtu jāļauj zinātniekiem efektīvi sekot līdzi mūsu okeānu veselībai. Ko viņi līdz šim uzzināja?
Pēdējo divu desmitgažu laikā zinātnieki ir izmantojuši dažādus satelīta sensorus, lai izmērītu zaļā pigmenta hlorofila daudzumu un izplatību, kas ir augu dzīves indikators okeānā. Bet, izmantojot MODIS, virs atklātā okeāna ir novērota “sarkanās gaismas fluorescence”.
"Hlorofils dod mums priekšstatu par to, cik daudz fitoplanktona ir klāt," sacīja Skots Donejs, jūras ķīmiķis no Woods Hole okeanogrāfijas institūcijas un darba līdzautors. "Fluorescence sniedz ieskatu par to, cik labi tās darbojas ekosistēmā."
Sarkanās gaismas fluorescence atklāj ieskatu par jūras augu fizioloģiju un fotosintēzes efektivitāti, jo tiek aktivizētas dažādas augu enerģiju izmantojošās iekārtas, pamatojoties uz pieejamo gaismas daudzumu un barības vielām. Piemēram, fluorescences daudzums palielinās, ja fitoplanktonu ietekmē stresa dēļ dzelzs, kas ir kritiska barības viela jūras ūdenī, trūkums. Ja ūdenī trūkst dzelzs, fitoplanktons fluorescences laikā izstaro vairāk saules enerģijas nekā tad, ja pietiek ar dzelzi.
MODIS fluorescences dati sniedz zinātniekiem rīku, kas ļauj pētījumiem atklāt, kur ūdeņi ir bagātināti ar dzelzi vai ierobežota ar dzelzi, un novērot, kā dzelzs izmaiņas ietekmē planktonu. Augu augšanai nepieciešamais dzelzs nonāk jūras virsmā vējā, kas pūš putekļus no tuksnešiem un citiem neauglīgiem apgabaliem un no augšup vērstām straumēm upju plūmju un salu tuvumā.
Jaunā MODIS datu analīze ļāva pētniecības komandai atklāt jaunus okeāna reģionus, kurus ietekmē dzelzs nogulsnēšanās un izsīkums. Indijas okeāns bija īpašs pārsteigums, jo tika novērots, ka lielas okeāna daļas sezonāli “iedegas”, mainoties musonu vējiem. Vasarā, rudenī un ziemā - īpaši vasarā - ievērojamie dienvidrietumu vēji maisa okeāna straumes un no fitoplanktona dziļuma atnes vairāk barības vielu. Tajā pašā laikā tiek samazināts dzelzs bagāto putekļu daudzums, ko piegādā vēji.
"Laikā no nedēļām līdz mēnešiem mēs varam izmantot šos datus, lai izsekotu planktona reakciju uz dzelzs daudzumu, ko rada putekļu vētras, un dzelzs bagāta ūdens pārvadāšanu no salām un kontinentiem," sacīja Doney. "Gadu līdz gadu desmitiem laikā mēs varam atklāt arī ilgtermiņa tendences klimata pārmaiņu un citu cilvēku radīto traucējumu dēļ okeānam."
Klimata izmaiņas varētu nozīmēt, ka spēcīgāks vējš uzņem vairāk putekļu un izpūtīs tos jūrā, vai arī mazāk intensīvi vēji, atstājot ūdeņus bez putekļiem. Daži reģioni kļūs sausāki, citi - mitrāki, mainot reģionus, kur uzkrājas putekļainas augsnes un tās nokļūst gaisā. Fitoplanktons atspoguļos šīs globālās izmaiņas un reaģēs uz tām.
Vienšūnu fitoplanktons apkurina gandrīz visas okeāna ekosistēmas un kalpo kā vissvarīgākais pārtikas avots jūras dzīvniekiem no zooplanktona līdz zivīm līdz vēžveidīgajiem. Faktiski fitoplanktons veido pusi no visām fotosintēzes aktivitātēm uz Zemes. Šo jūras augu veselība ietekmē komerciālo zvejniecību, oglekļa dioksīda daudzumu, ko okeāns var absorbēt, un to, kā okeāns reaģē uz klimata izmaiņām.
"Šis ir pirmais tiešais fitoplanktona veselības mērījums okeānā," sacīja Maikls Behrenfelds, biologs, kurš specializējas jūras augos Oregonas Valsts universitātē Korvalisā, Ore. "Mums ir jauns svarīgs rīks, lai novērotu izmaiņas fitoplanktons katru nedēļu pa visu planētu. ”
Avots: NASA
