Ved hjelp av en kretsende satellitt har forskere gjennomført den første globale analysen av helse- og produktiviteten til havplanter. Ved å bruke Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) på NASAs Aqua-satellitt, har forskere for første gang fjernmålt mengden lysstoffrødt lys som sendes ut av planteplankton i havet, og vurder hvor effektivt de mikroskopiske plantene gjør sollys og næringsstoffer til mat gjennom fotosyntesen. Nå som de har sine første data, bør denne metoden tillate forskere å effektivt følge med på helsen til havene våre. Så hva fant de ut så langt?
I løpet av de siste to tiårene har forskere ansatt forskjellige satellittføler for å måle mengden og fordelingen av det grønne pigmentklorofyllet, en indikator på mengden planteliv i havet. Men med MODIS er det observert "rødt lys fluorescens" over det åpne hav.
"Klorofyll gir oss et bilde av hvor mye planteplankton som er til stede," sa Scott Doney, en marinkjemiker fra Woods Hole Oceanographic Institution og en medforfatter av papiret. "Fluorescens gir innsikt i hvor godt de fungerer i økosystemet."
Rød lysfluorescens avslører innsikt om fysiologien til marine planter og effektiviteten av fotosyntesen, ettersom forskjellige deler av plantens energisnert maskineri aktiveres basert på mengden lys og næringsstoffer som er tilgjengelig. For eksempel øker fluorescensmengden når planteplankton er under stress på grunn av mangel på jern, et kritisk næringsstoff i sjøvann. Når vannet er jernfattig, avgir planteplankton mer solenergi som fluorescens enn når jern er tilstrekkelig.
Fluorescensdataene fra MODIS gir forskere et verktøy som gjør det mulig for forskning å avdekke hvor vann er jernanriket eller jernbegrenset, og å observere hvordan endringer i jern påvirker plankton. Jernet som trengs for plantevekst når havoverflaten på vinder som blåser støv fra ørkener og andre tørre områder, og fra oppstrømsstrømmer i nærheten av elveflommer og øyer.
Den nye analysen av MODIS-data har gjort det mulig for forskerteamet å oppdage nye regioner i havet som er berørt av jernavsetning og uttømming. Det indiske hav var en spesiell overraskelse, da store deler av havet ble sett til å "lyse opp" sesongmessig med endringer i monsunvindene. Om sommeren, høsten og vinteren - spesielt sommeren - øker betydelige sørvestlige vinder havstrømmer og bringer mer næringsstoffer opp fra dypet for planteplanktonet. Samtidig reduseres mengden jernrikt støv som leveres av vind.
"I tidsskalaer fra uker til måneder kan vi bruke disse dataene til å spore planktonsvar på jerninnganger fra støvstormer og transport av jernrikt vann fra øyer og kontinenter," sa Doney. "Gjennom år til tiår kan vi også oppdage langsiktige trender i klimaendringer og andre menneskelige forstyrrelser mot havet."
Klimaendringer kan bety at sterkere vinder henter mer støv og blåser det til sjøs, eller mindre intense vinder som lar vann være støvfrie. Noen regioner vil bli tørrere og andre våtere, og endre regionene der støvete jordsmonn samler seg og bli feid opp i luften. Planteplankton vil reflektere og reagere på disse globale endringene.
Encellede fytoplankton brensler nesten alle havøkosystemer, og tjener som den mest basale matkilden for marine dyr fra dyreplankton til fisk til skalldyr. Faktisk utgjør planteplankton halvparten av all fotosyntetisk aktivitet på jorden. Helsen til disse marine plantene påvirker kommersielt fiskeri, mengden karbondioksid som havet kan absorbere, og hvordan havet reagerer på klimaendringer.
"Dette er den første direkte måling av fytoplanktonets helse i havet," sa Michael Behrenfeld, en biolog som spesialiserer seg på marine planter ved Oregon State University i Corvallis, Ore. ”Vi har et viktig nytt verktøy for å observere endringer i planteplankton hver uke over hele planeten. ”
Kilde: NASA
