Ved hjælp af en kredsløbssatellit har forskere foretaget den første globale analyse af havplants sundhed og produktivitet. Ved hjælp af moderat opløsning Imaging Spectroradiometer (MODIS) på NASAs Aqua-satellit har forskere for første gang fjernmålt mængden af fluorescerende rødt lys, der udsendes af havets planteplankton og vurderer, hvor effektivt de mikroskopiske planter forvandler sollys og næringsstoffer til mad gennem fotosyntesen. Nu når de har deres første data, bør denne metode give forskere mulighed for effektivt at holde øje med sundheden i vores oceaner. Så hvad fandt de ud hidtil?
I løbet af de sidste to årtier har forskere anvendt forskellige satellitsensorer til at måle mængden og fordelingen af det grønne pigmentklorofyll, en indikator for mængden af planteliv i havet. Men med MODIS er der observeret "rødlysfluorescens" over det åbne hav.
"Chlorophyll giver os et billede af, hvor meget planteplankton der er til stede," sagde Scott Doney, en marinekemiker fra Woods Hole Oceanographic Institution og en medforfatter til papiret. "Fluorescens giver indsigt i, hvor godt de fungerer i økosystemet."
Rød lysfluorescens afslører indsigt om marine planternes fysiologi og effektiviteten af fotosyntesen, da forskellige dele af plantens energibearbejdningsmaskineri aktiveres baseret på den disponible mængde lys og næringsstoffer. For eksempel øges mængden af fluorescens, når planteplankton er under stress på grund af mangel på jern, et kritisk næringsstof i havvand. Når vandet er jernfattigt, udsender fytoplankton mere solenergi som fluorescens end når jern er tilstrækkeligt.
Fluorescensdataene fra MODIS giver forskere et værktøj, der gør det muligt for forskning at afsløre, hvor vand er jernberiget eller jernbegrænset, og til at observere, hvordan ændringer i jern påvirker plankton. Jernet, der er nødvendigt for plantevækst, når havoverfladen ved vinde, der blæser støv fra ørkener og andre tørre områder, og fra opstrømning af strømme nær flodstrømme og øer.
Den nye analyse af MODIS-data har gjort det muligt for forskerteamet at opdage nye regioner i havet, der er påvirket af jernaflejring og udtømning. Det Indiske Ocean var en særlig overraskelse, da store dele af havet blev set ”lyse op” sæsonmæssigt med ændringer i monsunvindene. Om sommeren, efteråret og vinteren - især sommeren - væsentlig betydningsfulde sydvestlige vinde opstrømme havstrømme og bringe flere næringsstoffer op fra dybderne for planteplanktonet. Samtidig reduceres mængden af jernrigt støv, der leveres af vinde.
”På tidsskalaer fra uger til måneder kan vi bruge disse data til at spore planktonsvar på jernindgange fra støvstorme og transport af jernrigt vand fra øer og kontinenter,” sagde Doney. ”I årevis til årtier kan vi også opdage langsigtede tendenser inden for klimaændringer og andre menneskelige forstyrrelser mod havet.”
Klimaændringer kan betyde, at stærkere vinde henter mere støv og blæser det til havet eller mindre intense vinde, der efterlader vandet støvfrit. Nogle regioner bliver tørre og andre vådere og ændrer de områder, hvor støvede jord samles og bliver fejet op i luften. Planteplankton vil afspejle og reagere på disse globale ændringer.
Encellet fytoplankton brændstof næsten alle havøkosystemer og tjener som den mest basale fødekilde for havdyr fra dyreplankton til fisk til skaldyr. Faktisk tegner planteplankton sig for halvdelen af al fotosyntetisk aktivitet på Jorden. Disse marine planters sundhed påvirker kommercielt fiskeri, mængden af kuldioxid, som havet kan absorbere, og hvordan havet reagerer på klimaændringer.
”Dette er den første direkte måling af plantesundhedens sundhed i havet,” sagde Michael Behrenfeld, en biolog, der er specialiseret i marine planter ved Oregon State University i Corvallis, Ore. ”Vi har et vigtigt nyt værktøj til at observere ændringer i planteplankton hver uge over hele planeten. ”
Kilde: NASA
