Разгадка видов фитопланктона на просторах космоса

Миниатюрный, но мощный фитопланктон, источник жизненной силы океанической экосистемы Земли, к началу 2024 года окажется под орбитальным микроскопом НАСА, предлагая свежий взгляд на эти морские чудеса.

Спутник PACE: обнаружение видов фитопланктона из космоса

Спутник PACE (Планктон, аэрозоль, облака и океаническая экосистема), предназначенный для раскрытия секретов мельчайших обитателей моря, будет тщательно изучать оттенки океана, расшифровывая местонахождение различных видов фитопланктона.

Фитопланктон, крошечные фотосинтезирующие организмы, населяют поверхность океана, поглощая солнечный свет и углекислый газ для производства кислорода и богатых углеводами сахаров. Эти сахара, имеющие решающее значение для пищевой сети океана, поддерживают более крупных морских животных, что делает первичное производство — создание этих сахаров под действием солнечного света — незаменимым.

Несмотря на то, что на долю фитопланктона приходится менее 1% фотосинтезирующей биомассы Земли, приходится примерно 45% мировой первичной продукции. Их отсутствие приведет к краху большинства океанических пищевых цепей, что вызовет волновой эффект, который серьезно повлияет на морскую жизнь и людей, зависящих от морепродуктов.

Вдыхая жизнь в океан и атмосферу

В дополнение к своим питательным предложениям, фитопланктон вносит значительный вклад в снабжение нашей планеты кислородом. Их фотосинтетическая деятельность, насчитывающая более 3 миллиардов лет, произвела примерно половину всего кислорода Земли.

Фитопланктон также играет ключевую роль в глобальном круговороте углерода, поглощая углекислый газ из атмосферы. Ивона Цетинич, океанограф из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, подчеркивает разнообразие видов фитопланктона, которое влияет на их роль в углеродных системах Земли.

Круговорот углерода и фитопланктон

Некоторые виды фитопланктона, такие как Emiliana huxleyi, хранят углерод в своих внешних панцирях, изолируя углерод в океанских глубинах после их гибели. Другие виды служат предпочтительным источником пищи для определенных морских существ, в то время как некоторые улавливают углерод посредством фотосинтеза, повторно высвобождая его в атмосферу в виде углекислого газа при разложении.

«Понимание разнообразия океанического фитопланктона, полученное Pace, улучшит наше понимание потоков углерода в океанах как в настоящее время, так и в будущем», — предвидит Цетинич.

Цветение фитопланктона и полярная жизнь

В более холодных водах высоких широт он цветет — огромные, видимые из космоса всплески роста — жизненно важны для морской жизни. Многочисленные полярные виды зависят от этих своевременных взрывов питательных веществ, от моллюсков и криля до моржей и китов для пропитания.

В связи с изменением сроков и степени отступления морского льда из-за изменения климата PACE будет отслеживать изменения сроков цветения, проливая свет на потенциальное воздействие на всю экосистему. Гиперспектральный прибор цвета океана на PACE будет ежедневно обнаруживать более 100 различных длин волн по всему миру, что позволит впервые в истории идентифицировать виды фитопланктона из космоса.

Опасная сторона фитопланктона

Однако не весь фитопланктон вносит положительный вклад в экосистему. Некоторые виды могут вызывать вредоносное цветение водорослей, производя токсины, вредные для человека и других морских видов. Отличая вредные цветения от безвредных, данные PACE помогут специалистам по управлению водными ресурсами и ученым смягчить эти пагубные последствия и предотвратить цветение в будущем.

Наследие фитопланктона и обещания PACE

Предыдущие спутниковые миссии, в том числе Terra, Aqua, Landsat и SeaWiFS, проложили путь для PACE, собирая данные о фитопланктоне с 1990-х годов. PACE под управлением Годдарда НАСА расширит наши возможности по дифференциации и отслеживанию видов фитопланктона во всем мире.

Потенциал миссии воодушевляет Эйми Нили, океанографа Годдарда НАСА, которая предвидит «бесконечные исследовательские возможности», вытекающие из гиперспектральной природы прибора цвета океана.