Po raz pierwszy naukowcy mogą teraz wykryć zakwit fitoplanktonu we wczesnych stadiach, patrząc na jego czerwoną „poświatę” w świetle słonecznym, dzięki unikalnym danym z dwóch satelitów NASA. Według badań przeprowadzonych w Zatoce Meksykańskiej zjawisko to może uprzedzić rybaków i pływaków o rozwijających się przypadkach czerwonych przypływów, które występują w pióropuszach spływu ciemnego koloru z rzeki i mokradeł, czasami powodując zdarzenia „czarnej wody”.
Ciemny spływ rzeczny obejmuje azot i fosfor, które są używane jako nawozy w rolnictwie. Te składniki odżywcze powodują zakwity alg morskich zwanych fitoplanktonem. Podczas bardzo dużych zakwitów fitoplanktonu, gdy glony są tak skoncentrowane, woda może wydawać się czarna, niektóre fitoplanktony umierają, opadają na dno oceanu i są zjadane przez bakterie. Bakterie zużywają glony i wyczerpują tlen z wody, co prowadzi do zabijania ryb.
Chuanmin Hu i Frank Muller-Karger, oceanografowie z College of Marine Science University of South Florida, St. Petersburg, Floryda, wykorzystali dane fluorescencyjne z przyrządów NASA o średniej rozdzielczości spektroskopadiometrii obrazowania (MODIS) na pokładzie satelitów Terra i Aqua NASA. MODIS wykrywa fluorescencję blasku lub fitoplanktonu na podstawie chlorofilu rośliny. Ludzkie oko nie może wykryć czerwonej fluorescencji.
Zdolność do wykrywania jarzących się obszarów wody pomaga badaczom określić, czy fitoplankton występuje w dużych płatach ciemnej wody u wybrzeży Florydy. Bez tych danych nie można odróżnić zakwitów fitoplanktonu od pióropuszy ciemnego odpływu rzecznego, które zawierają niewiele pojedynczych komórek fitoplanktonu.
Ponieważ barwiona rozpuszczona materia organiczna pochodząca z rzek może pochłaniać podobne ilości sygnałów koloru niebieskiego i zielonego jak rośliny, tradycyjne satelity, które po prostu mierzą kolor oceanu, nie są w stanie odróżnić zakwitów fitoplanktonu w takich łatach.
Chociaż satelity nie mogą bezpośrednio mierzyć składników odżywczych w jeziorach, rzekach, mokradłach i oceanach, technologia teledetekcji mierzy ilość planktonu. Naukowcy mogą następnie obliczyć, ile składników odżywczych może być potrzebne do wyhodowania tych ilości planktonu.
Hu i inni wykorzystali tę technikę do zbadania natury i pochodzenia zdarzenia ciemnych pióropuszów jesienią 2003 r. W pobliżu Charlotte Harbor, u wybrzeży południowej Florydy. Umiarkowane stężenia jednego z gatunków czerwonych przypływów na Florydzie stwierdzono w próbkach wody.
„Nasze badanie pokazuje plamy czarnej wody w pobliżu Florida Keys na około 200 kilometrów w górę rzeki”, powiedział Hu. „Wyniki te sugerują, że delikatny ekosystem Florida Keys jest powiązany z tym, co dzieje się na lądzie i w dwóch odległych rzekach, Peace i Caloosahatchee, gdy spływają do oceanu. Ekstremalne warunki klimatyczne, takie jak wyjątkowo wysokie opady wiosną i latem 2003 roku, mogą przyspieszyć takie połączenia ”- dodał.
Odkrycia te opierają się na analizach naukowych kilku rzeczy. Wykorzystane dane obejmują kolor oceanu satelitarnego z MODIS i szerokiego pola widzenia (SeaWiFS) z widokiem na morze oraz dane wiatru z satelity NASA QuikSCAT. U.S. Geological Survey, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Florida's Fish and Wildlife Research Institute oraz inne organizacje dostarczyły informacji na temat deszczu, zrzutu rzeki i badań terenowych.
Wiedząc, w którą stronę wieją wiatry i płyną prądy, Hu i koledzy mogą przewidzieć, gdzie może poruszać się czarna woda.
Czerwone fale występują co roku u wybrzeży Florydy i wiadomo, że powodują zabijanie ryb, stres koralowy i śmiertelność, a także problemy skórne i oddechowe u ludzi. Poprzednie badania pokazują, że przedłużone łaty „czarnej wody” powodują pogorszenie jakości wody i mogą powodować śmierć koralowców. Wykorzystanie satelitów teledetekcyjnych zapewnia skuteczne środki monitorowania i przewidywania takich zdarzeń.
Związek między odpływem przybrzeżnym a zdarzeniami na czarnych wodach jest przykładem tego, jak ekosystemy lądowe i oceaniczne są ze sobą powiązane. „Zarządcy wybrzeży i gruntów na dużych obszarach muszą współpracować, aby złagodzić więcej wydarzeń związanych z czarną wodą w przyszłości” - powiedział Muller-Karger.
Badanie to ukazało się w najnowszym wydaniu listów badań geofizycznych amerykańskiej Unii Geofizycznej. Współautorami artykułu są Gabriel Vargo i Merrie Beth Neely z University of South Florida oraz Elizabeth Johns z NOAA's Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory.
Dyrekcja Naukowa NASA działa na rzecz poprawy życia wszystkich ludzi poprzez eksplorację i badanie układu Ziemi, Układu Słonecznego i Wszechświata.
Oryginalne źródło: NASA News Release
