Szerző: Habók Lilla

2016. december 30. 15:12

Lézerrel méri a NASA az óceáni planktonokat

A CALIPSO műholdat és a benne található CALIOP műszert a NASA eredetileg nem a planktonok kutatására használta, de mint kiderült, erre is alkalmas. Márpedig a planktonok mennyiségét érdemes követni, mert a táplálékláncot és a Föld szén-dioxid helyzetét is befolyásolják.

HIRDETÉS

A NASA tevékenységei közé nem csak más bolygók feltérképezése tartozik, hanem például a Föld klímájának kutatása, folyamatos mérése és a következtetések levonása is. A napokban az óceánban előforduló, a víz zöldes színét adó fitoplanktonok megfigyelésével, elterjedési és visszaesési ciklusával kapcsolatban egy új felfedezésről adott ki az űrkutatási hivatal közleményt és publikációt a Nature Geoscience folyóiratban, amelyet a CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations) műholdon keresztül végzett.

Elsődlegesen a függőleges légköri profilok mérése a 2006-ban fellőtt francia-amerikai rendszer feladata. Pontosabban az aeroszolok, vagyis a levegőben lebegő részecskék vagy folyadékcseppek adatainak begyűjtése, ezeknek a klímára, időjárásra, csapadékképződésre gyakorolt hatásának kutatása, de a planktonok kutatása már túlmutat ezen a tevékenységen. Korábban az óceán ökoszisztémáját csak a műholdak szenzorain keresztül mérték a kutatók, főleg a nap visszatükröződését használva, de ez a sarkköri részeken problémába ütközött, ahol kevesebb napfény, viszont a rálátást elhomályosító nagyobb egybefüggő felhőréteg található.

Új vizsgálati módszert a CALIPSO legfontosabb műszere a CALIOP azaz a Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization hozott, amely a lézeres technológiával elkezdett fontos szerepet játszani a planktonok mennyiségi változásának mérésében. A LiDAR (Light Detection and Ranging) a lézer alapú távérzékelést jelenti, amelyet a kutatók általában a kibocsátó eszköz és egy adott felület távolságának meghatározására szoktak használni, jelen esetben a rendszer az űrből kibocsátott impulzus és az óceán visszaverődése közt eltelt idő mérésére. Ennek érdekében a CALIOP két hullámhosszon, 532 és 1064 nanométeren bocsátja ki a polarizált lézernyalábokat, és ezen keresztül figyeli az aktuális planktonmennyiséget. Az éghajlati körülmények nem okoznak olyan problémát mint a korábbi szenzoros műholdas mérésnél, mivel a LiDAR saját fénnyel rendelkezik, és éjjel-nappal képes a planktonok vizsgálatára felhős égbolton is.

Azért jelentős a fitoplanktonok elterjedési és visszaesési ciklusának megértése, mert befolyásoló tényezői az óceáni ökoszisztémának, vagyis a tengeri emlősök és a víz felett repülő madarak táplálékának, a kereskedelmi halászatnak és az egész Föld klímájának. "Nagyon fontos számunkra, hogy megértsük mi befolyásolja ezt az elterjedési és visszaesési ciklust, illetve ez hogyan változhat a jövőben, így pontosabban képet tudnánk kapni ennek hatásáról a tápláléklánc más részeire" - mondta Michael Behrenfeld, az Oregon State University tengeri plankton szakértője. Az élelmezésen kívül a planktonok a Föld szénciklusát is befolyásolják, mivel fotoszintézisen keresztül elnyelik a szén-dioxidot és oxigént termelnek, a NASA kutatása szerint ezek teszik ki a Föld fotoszintetikus aktivitásának felét, úgyhogy az atmoszférában jelen lévő oxigén jelentős részéért felelnek.

Az új eredmény rácáfol egy korábbira, ezek szerint a fitoplanktonok szaporodásának a gyorsulási üteme okozza azt a robbanást, amelynek következtében az élőlények túlnövik a rájuk vadászó egyedeket. Amikor ez történik, a planktonok száma rohamosan nő a vízben, addig az állatok nem fogyasztanak belőle, viszont amint ez a folyamat megáll, visszaáll a természetes rend. Korábban úgy gondolták a kutatók, hogy a fitoplanktonok nagyobb elterjedését az okozza, ha a szaporodási ráta túllép egy bizonyos küszöböt, de nem vették számításba a tápláléklánc következő szemeinek, a plaktonokat fogyasztó élőlények erre adott reakcióját. Amint pontosan egyértelművé válik a folyamat, a tudósok előre tudják majd jelezni az aktuális planktonmennyiséget és ezzel együtt az óceán teljes élővilágának alakulását.

Eredetileg a CALIOP LiDAR-t a NASA nem az óceán mérésére fejlesztette, ez a tanulmány bizonyítja, hogy ez a műszertípus hasznos lehet ebből a szempontból is. Úgyhogy a kutatók jelenleg kifejezetten a fitoplanktonok mérésére specializált rendszeren dolgoznak, amely pontosabb képet tud majd adni arról, hogy ezeknek az élőlényeknek az elterjedtsége milyen hatással van a szén-dioxid és a tápláléklánc változására.

a címlapról