ด้วยความช่วยเหลือของดาวเทียมที่โคจรรอบนักวิจัยได้ทำการวิเคราะห์ระดับโลกครั้งแรกของสุขภาพและผลผลิตของพืชมหาสมุทร การใช้ Modror Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) บนดาวเทียม Aqua ของ NASA นั้นนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวัดปริมาณแสงฟลูออเรสเซนต์สีแดงที่เปล่งออกมาจากมหาสมุทรแพลงก์ตอนพืชในระยะไกลเป็นครั้งแรกและประเมินประสิทธิภาพของพืชด้วยกล้องจุลทรรศน์ ตอนนี้พวกเขามีข้อมูลแรกของพวกเขาแล้ววิธีนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจับตาดูสุขภาพของมหาสมุทรของเราได้อย่างมีประสิทธิภาพ แล้วพวกเขารู้อะไรได้บ้าง?
ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เซ็นเซอร์รับสัญญาณดาวเทียมเพื่อวัดปริมาณและการกระจายตัวของคลอโรฟิลล์สีเขียวซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ปริมาณชีวิตของพืชในมหาสมุทร แต่ด้วย MODIS นั้นมีการตรวจพบ "แสงเรืองแสงสีแดง" เหนือมหาสมุทรเปิด
“ คลอโรฟิลล์ให้ภาพว่าแพลงก์ตอนพืชมีอยู่แค่ไหน” Scott Doney นักเคมีทางทะเลจาก Woods Hole Oceanographic Institution และผู้เขียนร่วมรายงาน “ การเรืองแสงให้ข้อมูลเชิงลึกว่ามันทำงานได้ดีเพียงใดในระบบนิเวศ”
แสงเรืองแสงสีแดงเผยให้เห็นข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสรีรวิทยาของพืชทะเลและประสิทธิภาพของการสังเคราะห์ด้วยแสงเนื่องจากส่วนต่าง ๆ ของเครื่องจักรควบคุมพลังงานของพืชถูกเปิดใช้งานตามปริมาณของแสงและสารอาหารที่มี ตัวอย่างเช่นปริมาณของฟลูออเรสเซนซ์เพิ่มขึ้นเมื่อแพลงก์ตอนพืชอยู่ภายใต้ความเครียดจากการขาดธาตุเหล็กซึ่งเป็นสารอาหารสำคัญในน้ำทะเล เมื่อน้ำไม่ดีธาตุเหล็กแพลงก์ตอนพืชจะปล่อยพลังงานแสงอาทิตย์ออกมาเป็นฟลูออเรสเซนต์มากกว่าเมื่อเหล็กเพียงพอ
ข้อมูลการเรืองแสงจาก MODIS ให้นักวิทยาศาสตร์เป็นเครื่องมือที่ช่วยให้การวิจัยสามารถเปิดเผยแหล่งน้ำที่มีธาตุเหล็กหรือธาตุเหล็ก จำกัด และเพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงของแพลงก์ตอนที่มีอิทธิพลต่อเหล็ก ธาตุเหล็กที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของพืชมาถึงผิวน้ำทะเลจากลมที่พัดฝุ่นจากทะเลทรายและพื้นที่แห้งแล้งอื่น ๆ และจากกระแสน้ำที่ไหลเวียนอยู่ใกล้กับแม่น้ำและเกาะต่างๆ
การวิเคราะห์ใหม่ของข้อมูล MODIS ทำให้ทีมวิจัยสามารถตรวจหาพื้นที่ใหม่ของมหาสมุทรที่ได้รับผลกระทบจากการสะสมของเหล็กและการพร่อง มหาสมุทรอินเดียเป็นสิ่งที่น่าประหลาดใจเป็นพิเศษเนื่องจากมหาสมุทรส่วนใหญ่ถูก“ ส่องสว่าง” ตามฤดูกาลด้วยการเปลี่ยนแปลงของลมมรสุม ในฤดูร้อนฤดูใบไม้ร่วงและฤดูหนาว - โดยเฉพาะฤดูร้อน - ลมตะวันตกเฉียงใต้ที่สำคัญก่อให้เกิดกระแสน้ำในมหาสมุทรและนำสารอาหารมากขึ้นจากส่วนลึกของแพลงก์ตอนพืช ในเวลาเดียวกันปริมาณฝุ่นที่อุดมด้วยธาตุเหล็กจะลดลงตามลม
“ ในช่วงเวลาหลายสัปดาห์ถึงเดือนเราสามารถใช้ข้อมูลนี้เพื่อติดตามการตอบสนองของแพลงก์ตอนต่อการป้อนธาตุเหล็กจากพายุฝุ่นและการขนส่งน้ำที่อุดมด้วยธาตุเหล็กจากหมู่เกาะและทวีป” Doney กล่าว “ เป็นเวลาหลายปีถึงหลายทศวรรษที่เราสามารถตรวจจับแนวโน้มระยะยาวในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการก่อกวนมนุษย์อื่น ๆ สู่มหาสมุทร”
การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศอาจหมายถึงลมแรงพัดฝุ่นและพัดเข้าสู่ทะเลมากขึ้นหรือลมแรงน้อยลงทำให้น้ำไม่เป็นฝุ่น บางพื้นที่จะแห้งแล้งและบางพื้นที่ก็เปียกชื้นขึ้นการเปลี่ยนบริเวณที่ดินมีฝุ่นสะสมและถูกพัดพาขึ้นไปในอากาศ ไฟโตแพลงตอนจะสะท้อนและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงระดับโลกเหล่านี้
แพลงก์ตอนพืชเป็นเชื้อเพลิงเซลล์เดียวเกือบทุกระบบนิเวศของมหาสมุทรทำหน้าที่เป็นแหล่งอาหารพื้นฐานที่สุดสำหรับสัตว์ทะเลตั้งแต่แพลงก์ตอนสัตว์ไปจนถึงปลาสู่หอย ในความเป็นจริงแพลงก์ตอนพืชคิดเป็นครึ่งหนึ่งของกิจกรรมการสังเคราะห์แสงทั้งหมดบนโลก สุขภาพของพืชทะเลเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อการประมงเชิงพาณิชย์ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่มหาสมุทรสามารถดูดซับและวิธีที่มหาสมุทรตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
“ นี่เป็นการวัดโดยตรงครั้งแรกของสุขภาพของแพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทร” ไมเคิลเบห์เรนเฟลด์นักชีววิทยาที่เชี่ยวชาญเรื่องพืชทะเลที่มหาวิทยาลัยรัฐโอเรกอนในคอร์แวลลิสโอเรกอนกล่าว“ เรามีเครื่องมือใหม่ที่สำคัญสำหรับการสังเกตการเปลี่ยนแปลง แพลงก์ตอนพืชทุกสัปดาห์ทั่วทั้งโลก”
ที่มา: NASA
