Với sự trợ giúp của một vệ tinh quay quanh, các nhà nghiên cứu đã tiến hành phân tích toàn cầu đầu tiên về sức khỏe và năng suất của các nhà máy đại dương. Sử dụng Máy quang phổ Hình ảnh Độ phân giải Trung bình (MODIS) trên vệ tinh NASA, Aqua, lần đầu tiên các nhà khoa học đã đo từ xa lượng ánh sáng đỏ huỳnh quang phát ra từ thực vật phù du đại dương và đánh giá hiệu quả của các nhà máy kính hiển vi biến ánh sáng mặt trời và chất dinh dưỡng thành thực phẩm thông qua quá trình quang hợp. Bây giờ họ đã có dữ liệu đầu tiên, phương pháp này sẽ cho phép các nhà khoa học theo dõi hiệu quả sức khỏe của đại dương chúng ta. Vì vậy, những gì họ đã tìm ra cho đến nay?
Trong hai thập kỷ qua, các nhà khoa học đã sử dụng các cảm biến vệ tinh khác nhau để đo lượng và phân phối chất diệp lục màu lục, một chỉ số về lượng sinh vật thực vật trong đại dương. Nhưng với MODIS, đèn huỳnh quang ánh sáng đỏ đã được quan sát thấy trên biển.
Scott Doney, nhà hóa học biển đến từ Viện Hải dương học Woods Hole và là đồng tác giả của bài báo cho biết. Huỳnh quang huỳnh quang cung cấp cái nhìn sâu sắc về mức độ hoạt động của chúng trong hệ sinh thái.
Huỳnh quang ánh sáng đỏ cho thấy cái nhìn sâu sắc về sinh lý học của thực vật biển và hiệu quả của quá trình quang hợp, vì các bộ phận khác nhau của máy móc khai thác năng lượng của nhà máy được kích hoạt dựa trên lượng ánh sáng và chất dinh dưỡng có sẵn. Ví dụ, lượng huỳnh quang tăng lên khi thực vật phù du bị căng thẳng do thiếu chất sắt, một chất dinh dưỡng quan trọng trong nước biển. Khi nước nghèo sắt, thực vật phù du phát ra nhiều năng lượng mặt trời dưới dạng huỳnh quang hơn là khi sắt đủ.
Dữ liệu huỳnh quang từ MODIS cung cấp cho các nhà khoa học một công cụ cho phép nghiên cứu tiết lộ nơi nước được làm giàu bằng sắt hoặc hạn chế chất sắt và để quan sát sự thay đổi của sinh vật phù du sắt. Sắt cần thiết cho sự phát triển của thực vật đến mặt biển khi gió thổi bụi từ các sa mạc và các khu vực khô cằn khác, và từ các dòng chảy ngược gần các luồng sông và đảo.
Phân tích mới về dữ liệu MODIS đã cho phép nhóm nghiên cứu phát hiện các khu vực mới của đại dương bị ảnh hưởng bởi sự lắng đọng và cạn kiệt sắt. Ấn Độ Dương là một sự ngạc nhiên đặc biệt, khi một phần lớn của đại dương đã được nhìn thấy để ánh sáng mặt trời lên theo mùa hè với sự thay đổi của gió mùa. Vào mùa hè, mùa thu và mùa đông - đặc biệt là mùa hè - những cơn gió đông nam đáng kể khuấy động dòng hải lưu và mang lại nhiều chất dinh dưỡng hơn từ độ sâu cho thực vật phù du. Đồng thời, lượng bụi giàu sắt được cung cấp bởi gió được giảm.
Theo quy định của Doney, theo quy mô thời gian từ vài tuần đến vài tháng, chúng ta có thể sử dụng dữ liệu này để theo dõi phản ứng của sinh vật phù du đối với đầu vào sắt từ các cơn bão bụi và vận chuyển nước giàu sắt từ các đảo và lục địa. Sau nhiều năm đến nhiều thập kỷ, chúng ta cũng có thể phát hiện các xu hướng dài hạn trong biến đổi khí hậu và các nhiễu loạn khác của con người đối với đại dương.
Biến đổi khí hậu có thể có nghĩa là những cơn gió mạnh hơn sẽ hút nhiều bụi hơn và thổi nó ra biển, hoặc những cơn gió ít mạnh hơn khiến nước không có bụi. Một số khu vực sẽ trở nên khô hơn và những khu vực khác ẩm ướt hơn, thay đổi các khu vực nơi đất bụi tích tụ và bị cuốn vào không khí. Thực vật phù du sẽ phản ánh và phản ứng với những thay đổi toàn cầu này.
Thực vật phù du đơn bào cung cấp nhiên liệu cho hầu hết các hệ sinh thái đại dương, đóng vai trò là nguồn thức ăn cơ bản nhất cho động vật biển từ động vật phù du đến cá đến động vật có vỏ. Trên thực tế, thực vật phù du chiếm một nửa trong số tất cả các hoạt động quang hợp trên Trái đất. Sức khỏe của các loài thực vật biển này ảnh hưởng đến nghề cá thương mại, lượng carbon dioxide mà đại dương có thể hấp thụ và cách đại dương ứng phó với biến đổi khí hậu.
Đây là phép đo trực tiếp đầu tiên về sức khỏe của thực vật phù du trong đại dương, Michael Behrenfeld, nhà sinh vật học chuyên về thực vật biển tại Đại học bang Oregon ở Corvallis, Ore. Chúng tôi có một công cụ mới quan trọng để quan sát những thay đổi trong thực vật phù du mỗi tuần, trên khắp hành tinh.
Nguồn: NASA
