Tín dụng hình ảnh: NASA
Dữ liệu vệ tinh của NASA đã được sử dụng để phân tích sinh học của các điểm nóng khu vực mở ra xung quanh bờ biển Nam Cực. Các sinh vật phù du ăn loài nhuyễn thể giống tôm hỗ trợ nhiều động vật biển khác bao gồm chim cánh cụt. Dữ liệu được thu thập bởi Bộ cảm biến quan sát tầm nhìn rộng (SeaWiFS) của NASA Trái đất và Máy đo phóng xạ độ phân giải rất cao (AVHRR) của NOAA.
Dữ liệu vệ tinh của NASA đã được sử dụng lần đầu tiên để phân tích sinh học của các điểm nóng dọc theo bờ biển Nam Cực. Các ốc đảo sinh học là vùng nước mở, được gọi là polynyas, nơi sinh vật phù du nở hoa hỗ trợ chuỗi thức ăn địa phương.
Nghiên cứu đã tìm thấy một mối liên hệ mạnh mẽ giữa sự thịnh vượng của quần thể chim cánh cụt Adelie ở Nam Cực và năng suất của sinh vật phù du trong các polynyas. Polynyas là khu vực nước mở hoặc lớp băng giảm, nơi người ta có thể mong đợi băng biển. Chúng thường được tạo ra bởi những cơn gió mạnh thổi băng ra khỏi bờ biển để lại những khu vực mở hoặc bởi những khoảng trống xuất hiện trên bề mặt đại dương, khi băng chảy bị chặn bởi một chướng ngại vật, giống như một tảng băng.
Vùng biển Nam Cực rất giàu chất dinh dưỡng. Việc thiếu băng, kết hợp với vùng nước nông ven bờ, cung cấp các lớp trên cùng của đại dương có thêm ánh sáng mặt trời, vì vậy polynyas cung cấp điều kiện lý tưởng cho thực vật phù du nở hoa. Bởi vì băng xung quanh polynyas mỏng vào đầu mùa xuân khi ngày dài của Úc bắt đầu, chúng là khu vực đầu tiên nhận được ánh sáng mặt trời mạnh. Vùng nước mở giữ nhiệt nhiều hơn, lớp băng mỏng hơn và dẫn đến những sinh vật phù du nở sớm, dữ dội và ngắn ngủi. Những bông hoa này ăn krill, một loài động vật nhỏ như tôm, lần lượt được ăn bởi Adelie Penguins, chim biển, hải cẩu, cá voi và các động vật khác.
Mặc dù diện tích tương đối nhỏ, nhưng polynyas ven biển đóng vai trò quan trọng không cân xứng trong nhiều quá trình vật lý và sinh học ở các vùng cực. Ở phía đông Nam Cực, hơn 90 phần trăm của tất cả các thuộc địa chim cánh cụt Adelie sống bên cạnh các polynyas ven biển. Năng suất của Polynya giải thích, ở một mức độ lớn, sự tăng giảm của quần thể chim cánh cụt.
Kevin Arrigo, trợ lý giáo sư địa vật lý tại Đại học Stanford, Stanford, Calif. Không ai có ý tưởng nào về việc kết hợp chặt chẽ các quần thể chim cánh cụt với nhau như thế nào năng suất của các polynyas. Bất kỳ thay đổi nào trong quá trình sản xuất trong các polynyas này đều có khả năng dẫn đến những thay đổi mạnh mẽ trong quần thể chim cánh cụt và các sinh vật lớn khác, theo ông Arrigo.
Nghiên cứu, xuất hiện trong một số gần đây của Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý, đã sử dụng các ước tính dựa trên vệ tinh để xem xét các thay đổi liên tục ở các vị trí và kích thước polynya; sự phong phú của các loài thực vật biển nổi tự do siêu nhỏ gọi là thực vật phù du, là cơ sở của chuỗi thức ăn đại dương; và tốc độ quần thể thực vật phù du phát triển mạnh. Bao gồm năm chu kỳ hàng năm từ 1997 đến 2002, 37 hệ thống polynya ven biển đã được nghiên cứu.
Các polynya lớn nghiên cứu được đặt tại vùng biển Ross (396.500 km vuông hoặc 153.100 dặm vuông; gần như kích thước của California). Nhỏ nhất nằm ở Biển Lazarev Tây (1.040 km vuông hoặc 401,5 dặm vuông). Hầu hết polynyas, ít diện tích tối đa của họ trong tháng hai, ít hơn 20.000 kilômét vuông (7722 dặm vuông).
Dữ liệu từ NASA Cảm biến quan sát trường rộng (SeaWiFS) và Máy đo phóng xạ độ phân giải rất cao (AVHRR) của NOAA, đã cung cấp các phép đo hàng tuần về chất diệp lục và nhiệt độ được sử dụng trong mô hình máy tính để ước tính năng suất của thực vật phù du. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy, kết hợp lại với nhau, Biển Ross, thềm băng Ronne, vịnh Prydz và polynyas biển Amundsen chịu trách nhiệm cho hơn 75% tổng sản lượng sinh vật phù du.
Các nhà nghiên cứu đã rất ngạc nhiên khi thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa các chú chim cánh cụt Adelie với năng suất của polynyas địa phương của chúng. Các polynyas năng suất cao hơn hỗ trợ các quần thể chim cánh cụt lớn hơn. Loài nhuyễn thể dồi dào hơn đã cho ăn nhiều chim cánh cụt hơn và những con chim có khoảng cách ngắn hơn để đi tìm thức ăn, làm giảm tiếp xúc với động vật ăn thịt và các mối nguy hiểm khác.
Chương trình Hải dương học của NASA, Quỹ Khoa học Quốc gia và Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã tài trợ cho nghiên cứu này. Doanh nghiệp Khoa học Trái đất của NASA dành riêng để hiểu Trái đất là một hệ thống tích hợp và áp dụng Khoa học Hệ thống Trái đất để cải thiện dự đoán về khí hậu, thời tiết và các mối nguy hiểm tự nhiên bằng cách sử dụng điểm thuận lợi duy nhất của không gian.
Nguồn gốc: NASA News Release
