周回衛星の助けを借りて、研究者たちは海洋植物の健康と生産性の最初のグローバル分析を実施しました。 NASAのAqua衛星で中解像度イメージング分光放射計（MODIS）を使用して、科学者は初めて海の植物プランクトンから放出される蛍光赤色光の量をリモートで測定し、微視的な植物が光合成を通じて太陽光と栄養素をどれだけ効率的に食品に変えているかを評価しました。彼らが最初のデータを取得したので、この方法により、科学者は海洋の健康を効果的に監視できるようになります。それで、彼らはこれまでに何を知りましたか？
過去20年間、科学者はさまざまな衛星センサーを使用して、海洋の植物の生息量の指標である緑色色素クロロフィルの量と分布を測定してきました。しかし、MODISでは「外光蛍光」が外洋で観測されています。
「クロロフィルは、植物プランクトンの量を示しています」と、ウッズホール海洋研究所の海洋化学者であり、この論文の共著者でもあるスコットドニーは述べています。 「蛍光はそれらが生態系でどれだけうまく機能しているかについての洞察を提供します。」
植物のエネルギー利用機械のさまざまな部分が利用可能な光と栄養素の量に基づいて活性化されるため、赤色光の蛍光は海洋植物の生理学と光合成の効率に関する洞察を明らかにします。たとえば、植物プランクトンが海水中の重要な栄養素である鉄の欠乏からストレスを受けている場合、蛍光の量が増加します。水が鉄分に乏しい場合、植物プランクトンは鉄分が十分な場合よりも、蛍光としてより多くの太陽エネルギーを放出します。
MODISからの蛍光データは、科学者に、水が鉄分が豊富または鉄分が制限されている場所を明らかにし、鉄の変化がプランクトンにどのように影響するかを観察するためのツールを提供します。植物の成長に必要な鉄分は、砂漠や他の乾燥地域からの粉塵を吹き付ける風、および川のプルームや島の近くの湧昇流から海面に到達します。
MODISデータの新しい分析により、研究チームは、鉄の堆積と枯渇の影響を受ける新しい海域を検出できるようになりました。インド洋はモンスーンの風の変化で季節的に海が「明るく」なるのが見られたため、特に驚きでした。夏、秋、冬、特に夏は、南西の強い風が海流を引き起こし、植物プランクトンの深部からより多くの栄養素をもたらします。同時に、風によって運ばれる鉄分の多いダストの量が減少します。
「数週間から数か月の時間スケールで、このデータを使用して、砂嵐からの鉄の投入と、島や大陸からの鉄分の豊富な水の輸送に対するプランクトンの応答を追跡できます」とドニーは述べました。 「私たちは数年から数十年にわたって、気候変動や他の人間による海洋への摂動の長期的な傾向を検出することもできます。」
気候変動は、強い風がより多くのダストを拾って海に吹き付けることや、弱い風が水をほこりのない状態にすることを意味します。一部の地域はより乾燥し、他の地域はより湿り、ほこりの多い土壌が蓄積し、空気中に吸い上げられる地域を変えます。植物プランクトンはこれらの地球規模の変化を反映して対応します。
単細胞植物プランクトンは、ほぼすべての海洋生態系に燃料を供給し、動物プランクトンから魚、貝類まで、海洋動物の最も基本的な食料源として機能します。実際、植物プランクトンは地球上のすべての光合成活動の半分を占めています。これらの海洋植物の健康は、商業漁業、海洋が吸収できる二酸化炭素の量、そして海洋が気候変動にどのように反応するかに影響を与えます。
オレゴン州コーバリスにあるオレゴン州立大学の海洋植物を専門とする生物学者であるマイケルベーレンフェルドは、次のように述べています。毎週、地球全体で植物プランクトンです。」
出典：NASA
