För första gången kan forskare nu upptäcka en fytoplanktonblomma i sina tidiga stadier genom att titta på dess röda "glöd" under solljus, på grund av de unika uppgifterna från två NASA-satelliter. Enligt en studie som genomförts i Mexikanska golfen kan detta fenomen varna fiskare och simmare om att utveckla fall av röda tidvatten som förekommer i skogar med mörkfärgad avströmning från floden och våtmarkerna, ibland orsakar "svartvattens" händelser.
Mörkfärgad avrinningsflod inkluderar kväve och fosfor, som används som gödningsmedel i jordbruket. Dessa näringsämnen orsakar blomningar av marina alger som kallas fytoplankton. Under extremt stora fytoplankton blomstrar där algerna är så koncentrerade kan vattnet verka svart, en del fytoplankton dör, sjunker ner till havsbotten och äts av bakterier. Bakterierna konsumerar algerna och tappar ut syre från vattnet som leder till fiskdöd.
Chuanmin Hu och Frank Muller-Karger, oceanografer vid högskolan för marinvetenskap vid University of South Florida, St. Petersburg, Florida, använde fluorescensdata från NASA: s instrument för måttlig upplösning Imaging Spectroradiometer (MODIS) ombord både NASA: s Terra- och Aqua-satelliter. MODIS upptäcker glöd eller fytoplanktonfluorescens från växtens klorofyll. Det mänskliga ögat kan inte upptäcka den röda fluorescensen.
Förmågan att upptäcka glödande områden med vatten hjälper forskare att identifiera om fytoplankton finns i stora mörka vattenlappar som bildar utanför Floridas kust. Utan dessa data är det omöjligt att särskilja fytoplanktonblommor från plummer av mörk flodavrinning som innehåller få enskilda fytoplanktonceller.
Eftersom färgade upplösta organiska ämnen som har sitt ursprung i floder kan absorbera liknande mängder blå och gröna färgsignaler som växter gör, kan traditionella satelliter som helt enkelt mäter havsfärgen inte urskilja fytoplanktonblommor inom sådana fläckar.
Även om satelliter inte direkt kan mäta näringsämnen i sjöar, floder, våtmarker och hav, mäter fjärravkänningsteknik mängderna av plankton. Forskare kan sedan beräkna hur mycket näringsämne som kan behövas för att odla de mängder plankton.
Hu och andra använde denna teknik för att studera arten och ursprunget till en mörk plumhändelse hösten 2003 nära Charlotte Harbour, utanför södra Florida kust. Måttliga koncentrationer av en av Floridas röda tidvattenarter hittades från vattenprover.
"Vår studie spårar de svarta vattenlapparna nära Florida Keys till cirka 200 kilometer (124 miles) bortströms," sade Hu. ”Dessa resultat antyder att det känsliga ekosystemet från Florida Keys är anslutet till det som händer på land och i två avlägsna floder, freden och Caloosahatchee, när de dränerar i havet. Extrema klimatförhållanden, såsom onormalt hög regn under våren och sommaren 2003, kan påskynda sådana anslutningar, ”tillade han.
Dessa resultat är baserade på vetenskapliga analyser av flera saker. Data som används inkluderar havsfärg från satellit från MODIS och Sea-View Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS) och vinddata från NASAs QuikSCAT-satellit. U.S. Geological Survey, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Floridas forskningsinstitut för fisk och djurliv, och andra organisationer gav information om regn, flodutflöde och fältundersökning.
Genom att veta vilket sätt vindarna blåser och strömmarna strömmar, kan Hu och kollegor förutsäga var svart vatten kan röra sig.
Rödvatten förekommer varje år utanför Florida och är känt för att orsaka fiskdöd, korallstress och dödlighet, och hud- och andningsproblem hos människor. Tidigare studier visar att långvariga "svarta vatten" -plåster orsakar försämring av vattenkvaliteten och kan orsaka koralldöd. Användningen av fjärranalysatelliter ger effektiva medel för att övervaka och förutsäga sådana händelser.
Kopplingen mellan kustströmning och händelser i svartvattnet är ett exempel på hur land- och havsekosystem kopplas samman. "Kust- och landschefer över stora områden måste arbeta tillsammans för att lindra fler svartvattenshändelser från att äga rum i framtiden", säger Muller-Karger.
Denna studie dök upp i en nyligen utgåva av American Geophysical Union: s Geophysical Research Letters. Coauthors av artikeln inkluderar Gabriel Vargo och Merrie Beth Neely från University of South Florida och Elizabeth Johns från NOAA: s Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory.
NASA: s vetenskapsdirektorat arbetar för att förbättra människors liv genom utforskning och studier av jordens system, solsystemet och universum.
Originalkälla: NASA News Release
