بمساعدة القمر الصناعي المداري ، أجرى الباحثون أول تحليل عالمي لصحة وإنتاجية نباتات المحيطات. باستخدام مقياس التصوير الطيفي المعتدل الدقة (MODIS) على القمر الصناعي Aqua التابع لوكالة ناسا ، قام العلماء للمرة الأولى بقياس كمية الضوء الأحمر الفلوري المنبعث من العوالق النباتية المحيطية وتقييم مدى كفاءة النباتات المجهرية في تحويل ضوء الشمس والمغذيات إلى طعام من خلال عملية التمثيل الضوئي. الآن بعد أن حصلوا على بياناتهم الأولى ، يجب أن تسمح هذه الطريقة للعلماء بمراقبة صحة محيطاتنا بشكل فعال. فماذا اكتشفوا حتى الآن؟
على مدى العقدين الماضيين ، استخدم العلماء مستشعرات ساتلية مختلفة لقياس كمية وتوزيع الكلوروفيل الصباغ الأخضر ، وهو مؤشر لكمية الحياة النباتية في المحيط. ولكن مع MODIS ، لوحظ "تألق الضوء الأحمر" فوق المحيط المفتوح.
قال سكوت دوني ، الكيميائي البحري من معهد وودز هول لعلوم المحيطات والمؤلف المشارك في البحث: "الكلوروفيل يمنحنا صورة عن كمية العوالق النباتية الموجودة". "تقدم مضان نظرة ثاقبة على مدى حسن أدائها في النظام البيئي".
يكشف مضان الضوء الأحمر رؤى حول فسيولوجيا النباتات البحرية وكفاءة عملية التمثيل الضوئي ، حيث يتم تنشيط أجزاء مختلفة من آلات تسخير الطاقة في النبات بناءً على كمية الضوء والمغذيات المتاحة. على سبيل المثال ، تزداد كمية التألق عندما تكون العوالق النباتية تحت ضغط من نقص الحديد ، وهو عنصر غذائي بالغ الأهمية في مياه البحر. عندما يكون الماء فقيرًا بالحديد ، تنبعث العوالق النباتية طاقة شمسية أكثر كمضخة أكثر من الحديد عندما يكون كافيًا.
توفر بيانات التألق من MODIS للعلماء أداة تمكّن البحث من الكشف عن الأماكن التي يتم فيها إثراء الحديد أو الحديد المحدود ، وملاحظة كيفية تأثير التغيرات في الحديد على العوالق. يصل الحديد اللازم لنمو النبات إلى سطح البحر على الرياح التي تهب الغبار من الصحاري والمناطق القاحلة الأخرى ، ومن التيارات المتدفقة بالقرب من أعمدة الأنهار والجزر.
سمح التحليل الجديد لبيانات MODIS لفريق البحث باكتشاف مناطق جديدة في المحيط تتأثر بترسب واستنزاف الحديد. كان المحيط الهندي مفاجأة خاصة ، حيث شوهدت أجزاء كبيرة من المحيط "تضيء" موسميًا مع تغيرات الرياح الموسمية. في الصيف والخريف والشتاء - خاصة الصيف - تثير رياح جنوبية غربية كبيرة تيارات المحيط وتجلب المزيد من العناصر الغذائية من أعماق العوالق النباتية. في الوقت نفسه ، يتم تقليل كمية الغبار الغني بالحديد الناتج عن الرياح.
قال دوني: "على المقاييس الزمنية من أسابيع إلى شهور ، يمكننا استخدام هذه البيانات لتتبع استجابات العوالق لمدخلات الحديد من العواصف الترابية ونقل المياه الغنية بالحديد من الجزر والقارات". "على مدى سنوات إلى عقود ، يمكننا أيضًا اكتشاف الاتجاهات طويلة المدى في تغير المناخ والاضطرابات البشرية الأخرى في المحيط."
يمكن أن يعني تغير المناخ أن الرياح القوية تلتقط المزيد من الغبار وتنفثه في البحر ، أو الرياح الأقل شدة التي تترك المياه خالية من الغبار. ستصبح بعض المناطق أكثر جفافًا والبعض الآخر أكثر رطوبة ، مما يغير المناطق التي تتراكم فيها التربة المغبرة وتنجرف في الهواء. سوف تعكس العوالق النباتية هذه التغييرات العالمية وستتفاعل معها.
تعمل العوالق النباتية أحادية الخلية على تزويد جميع النظم البيئية للمحيطات تقريبًا ، وتعمل كمصدر أساسي للغذاء للحيوانات البحرية من العوالق الحيوانية إلى الأسماك إلى المحار. في الواقع ، تمثل العوالق النباتية نصف جميع أنشطة التمثيل الضوئي على الأرض. تؤثر صحة هذه النباتات البحرية على مصائد الأسماك التجارية ، وكمية ثاني أكسيد الكربون التي يمكن أن يمتصها المحيط ، وكيف يستجيب المحيط لتغير المناخ.
قال مايكل بيرينفيلد ، عالم الأحياء المتخصص في النباتات البحرية في جامعة ولاية أوريغون في كورفاليس بولاية أوريغون: "هذا هو أول قياس مباشر لصحة العوالق النباتية في المحيط". لدينا أداة جديدة مهمة لمراقبة التغيرات في العوالق النباتية كل أسبوع ، في جميع أنحاء الكوكب ".
المصدر: وكالة ناسا
