Με τη βοήθεια ενός δορυφόρου σε τροχιά, οι ερευνητές πραγματοποίησαν την πρώτη παγκόσμια ανάλυση της υγείας και της παραγωγικότητας των ωκεανών φυτών. Χρησιμοποιώντας το φασματοσκοπικό μετρητή μέτριας ανάλυσης (MODIS) στον δορυφόρο Aqua της NASA, οι επιστήμονες έχουν μετρήσει για πρώτη φορά εξ αποστάσεως την ποσότητα του φθορισμού κόκκινου φωτός που εκπέμπεται από το ωκεάνιο φυτοπλαγκτόν και αξιολογούν πόσο αποτελεσματικά τα μικροσκοπικά φυτά μετατρέπουν το ηλιακό φως και τα θρεπτικά συστατικά σε τρόφιμα μέσω της φωτοσύνθεσης. Τώρα που έχουν τα πρώτα τους δεδομένα, αυτή η μέθοδος θα επιτρέψει στους επιστήμονες να παρακολουθούν αποτελεσματικά την υγεία των ωκεανών μας. Τι βρήκαν λοιπόν μέχρι τώρα;
Τις δύο τελευταίες δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει διάφορους δορυφορικούς αισθητήρες για τη μέτρηση της ποσότητας και της κατανομής της χλωροφύλλης της πράσινης χρωστικής, δείκτης της ποσότητας της φυτικής ζωής στον ωκεανό. Αλλά με το MODIS, έχει παρατηρηθεί «φθορισμός κόκκινου φωτός» στον ανοιχτό ωκεανό.
«Η χλωροφύλλη μας δίνει μια εικόνα για το πόσο φυτοπλαγκτόν υπάρχει,» είπε ο Scott Doney, ένας χημικός ναυτιλίας από το Ωκεανογραφικό Ίδρυμα Woods Hole και συν-συγγραφέας της εφημερίδας. «Ο φθορισμός παρέχει πληροφορίες για το πόσο καλά λειτουργούν στο οικοσύστημα».
Ο φθορισμός του κόκκινου φωτός αποκαλύπτει πληροφορίες σχετικά με τη φυσιολογία των θαλάσσιων φυτών και την αποτελεσματικότητα της φωτοσύνθεσης, καθώς διάφορα μέρη των μηχανημάτων ενεργειακής αξιοποίησης του φυτού ενεργοποιούνται με βάση την ποσότητα φωτός και θρεπτικών συστατικών. Για παράδειγμα, η ποσότητα φθορισμού αυξάνεται όταν το φυτοπλαγκτόν βρίσκεται υπό πίεση από την έλλειψη σιδήρου, ένα κρίσιμο θρεπτικό συστατικό στο θαλασσινό νερό. Όταν το νερό είναι φτωχό σε σίδηρο, το φυτοπλαγκτόν εκπέμπει περισσότερη ηλιακή ενέργεια ως φθορισμό από ό, τι όταν ο σίδηρος είναι επαρκής.
Τα δεδομένα φθορισμού από το MODIS παρέχουν στους επιστήμονες ένα εργαλείο που επιτρέπει στην έρευνα να αποκαλύψει πού τα ύδατα είναι εμπλουτισμένα με σίδηρο ή περιορισμένα σε σίδηρο και να παρατηρήσουν πώς οι αλλαγές στο σίδηρο επηρεάζουν το πλαγκτόν. Ο σίδηρος που απαιτείται για την ανάπτυξη των φυτών φτάνει στην επιφάνεια της θάλασσας με ανέμους που φυσούν σκόνη από έρημους και άλλες άνυδρες περιοχές, καθώς και από ανορθωτικά ρεύματα κοντά σε λοφία ποταμών και νησιά.
Η νέα ανάλυση των δεδομένων MODIS επέτρεψε στην ερευνητική ομάδα να εντοπίσει νέες περιοχές του ωκεανού που επηρεάζονται από την εναπόθεση και την εξάντληση του σιδήρου. Ο Ινδικός Ωκεανός ήταν μια ιδιαίτερη έκπληξη, καθώς μεγάλα τμήματα του ωκεανού φάνηκαν να «φωτίζονται» εποχιακά με αλλαγές στους ανέμους των μουσώνων. Το καλοκαίρι, το φθινόπωρο και το χειμώνα - ιδιαίτερα το καλοκαίρι - σημαντικοί νοτιοδυτικοί άνεμοι αναγκάζουν τα ωκεάνια ρεύματα και φέρνουν περισσότερα θρεπτικά συστατικά από τα βάθη για το φυτοπλαγκτόν. Ταυτόχρονα, μειώνεται η ποσότητα σκόνης πλούσιου σε σίδηρο που παράγεται από ανέμους.
«Σε χρονικές κλίμακες από εβδομάδες έως μήνες, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτά τα δεδομένα για να παρακολουθούμε τις απαντήσεις του πλαγκτόν στις εισροές σιδήρου από καταιγίδες σκόνης και τη μεταφορά πλούσιου σε σίδηρο νερού από νησιά και ηπείρους», δήλωσε ο Doney. «Από χρόνια σε δεκαετίες, μπορούμε επίσης να εντοπίσουμε μακροπρόθεσμες τάσεις στην κλιματική αλλαγή και άλλες ανθρώπινες διαταραχές στον ωκεανό».
Η κλιματική αλλαγή θα μπορούσε να σημαίνει ότι οι ισχυρότεροι άνεμοι παίρνουν περισσότερη σκόνη και το φυσούν στη θάλασσα, ή λιγότερο δυνατούς ανέμους αφήνοντας τα νερά χωρίς σκόνη. Ορισμένες περιοχές θα γίνουν πιο ξηρές και άλλες πιο υγρές, αλλάζοντας τις περιοχές όπου συσσωρεύονται σκονισμένα εδάφη και σκουπίζονται στον αέρα. Το φυτοπλαγκτόν θα αντανακλά και θα αντιδρά σε αυτές τις παγκόσμιες αλλαγές.
Το μονοκύτταρο φυτοπλαγκτόν τροφοδοτεί σχεδόν όλα τα οικοσυστήματα των ωκεανών, χρησιμεύοντας ως η πιο βασική πηγή τροφής για θαλάσσια ζώα, από το ζωοπλαγκτόν έως τα ψάρια έως τα οστρακοειδή. Στην πραγματικότητα, το φυτοπλαγκτόν αντιπροσωπεύει το ήμισυ του συνόλου της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας στη Γη. Η υγεία αυτών των θαλάσσιων φυτών επηρεάζει την εμπορική αλιεία, την ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα που μπορεί να απορροφήσει ο ωκεανός και τον τρόπο με τον οποίο ο ωκεανός αντιδρά στην κλιματική αλλαγή.
«Αυτή είναι η πρώτη άμεση μέτρηση της υγείας του φυτοπλαγκτού στον ωκεανό», δήλωσε ο Michael Behrenfeld, βιολόγος που ειδικεύεται στα θαλάσσια φυτά στο κρατικό πανεπιστήμιο του Όρεγκον στο Corvallis, Ore. «Έχουμε ένα σημαντικό νέο εργαλείο για την παρακολούθηση των αλλαγών στο φυτοπλαγκτόν κάθε εβδομάδα, σε όλο τον πλανήτη. "
Πηγή: NASA
