Меняющиеся цвета нашей живой планеты
Спутники NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США) могут наблюдать, как дышит наша живая Земля. Этой осенью исполняется 20 лет с тех пор, как агентство непрерывно наблюдает из космоса не только физические свойства нашей планеты, но и то, что делает Землю уникальной среди тысяч других открытых миров: жизнь. Непрерывный глобальный мониторинг жизни на суше и в океане начался с запуска датчика SeaWiFS в 1997 году. Новая анимация сжимает двадцатилетнюю запись, сделанную несколькими спутниками, в несколько минут, показывая ежедневное «дыхание» планеты, меняющееся с сезонами.
Этот взгляд из космоса позволяет ученым отслеживать состояние сельхозкультур, лесов и рыболовства по всему миру, а также обнаруживать долгосрочные изменения на континентах и в океанах. По мере того как NASA начинает третье десятилетие глобальных измерений, эти открытия ставят важные вопросы о том, как экосистемы отреагируют на изменение климата и масштабные изменения в деятельности человека.
Спутники зафиксировали позеленение Арктики по мере расширения ареала кустарников в условиях потепления. Они также отслеживают глобальное сельскохозяйственное производство и используются в системах раннего предупреждения о голоде. По мере потепления океанских вод спутники обнаружили сдвиг в популяциях фитопланктона в пяти основных океанских бассейнах планеты — расширение «биологических пустынь», где почти нет жизни. Понимание NASA глобальной растительности будет играть критическую роль в мониторинге углерода, перемещающегося через систему Земли.
«Это невероятно яркие визуализации нашей живой планеты. Вот она, Земля, вот она дышит каждый день, меняется с сезонами, реагирует на Солнце, на меняющиеся ветры, океанские течения и температуры», — сказал океанограф NASA Джин Карл Фельдман.
Первые снимки океанского цвета пришли с прибора CZCS в 1979 году. SeaWiFS, запущенный в 1997 году, успел зафиксировать переход от условий Эль-Ниньо к Ла-Нинья в 1998 году, показав, как быстро фитопланктон реагирует на меняющиеся условия океана. Долгосрочный тренд роста температуры поверхности моря вызывает расширение «биологических пустынь» в центрах океанических круговоротов, что может иметь серьезные последствия для рыболовства. В Северном Ледовитом океане весеннее цветение фитопланктона теперь наступает на несколько недель раньше, что нарушает синхронизацию с жизненными циклами животных.
На суше в Арктике тундра зеленеет, а северные леса меняются после масштабных пожаров, подобных тем, что бушевали на Аляске в 2004 и 2015 годах. Эти пожары высвобождают углекислый газ и, сжигая изолирующий моховой покров, ускоряют таяние вечной мерзлоты. Еловые леса Аляски замещаются березовыми, а в Калифорнии существует риск замены сосен дубами после пожаров.
Спутниковые измерения «зелености» (NDVI) также используются для мониторинга здоровья сельхозкультур. Партнерство NASA с USAID помогает системам раннего предупреждения о голоде. Современные данные позволяют отслеживать рост культур на уровне отдельных полей. Следующим шагом является наблюдение за процессом фотосинтеза из космоса по его слабой флуоресценции.
«Это возможность, которая позволит нам понять, как биология Земли реагирует на меняющуюся планету», — отмечает Фельдман.