Новый спутниковый метод позволяет оценивать состояние подводного мира из космоса
Исследователи из Лаборатории Бигелоу по изучению океана разработали статистический метод для количественной оценки важных параметров океана на основе спутниковых данных. Результаты опубликованы в журнале Global Biogeochemical Cycles (онлайн — декабрь 2017, печатная версия — январь 2018).
Метод решает проблему, десятилетиями стоявшую перед учёными: спутники для наблюдения за океаном — мощный инструмент, но они «видят» только поверхностный слой, оставляя большую часть глубин недоступной. Новый подход позволяет количественно оценивать шесть типов частиц, ключевых для понимания динамики океана и взаимодействия океана с атмосферой. Если раньше дистанционное зондирование цвета океана измеряло эти частицы только в поверхностных водах, то теперь можно надёжно рассчитать их концентрации по всей толще воды, вплоть до глубины 100 метров или до уровня, где освещённость падает до ~1% от поверхностной.
Одной из важных водорослей, оцениваемых с помощью этой техники, являются кокколитофориды. Эти микроскопические организмы окружают себя отражающими известковыми пластинками, и во время их массового цветения целые океанские бассейны могут сильнее отражать свет. Они влияют на биогеохимию, глобальный цикл углерода и микробную экологию. Углерод, который они производят при построении своих пластинок, также помогает буферизовать повышение кислотности океана, вызванное избытком CO₂ в атмосфере.
«Мне пришло в голову, что мы рассчитываем профили хлорофилла по поверхностным измерениям уже более тридцати лет, но мы не знаем, как выглядят глубинные профили других биогеохимически важных материалов», — отметил Барни Балч, старший научный сотрудник лаборатории и ведущий автор статьи.
Исследователи также изучили переменные, связанные с другими группами водорослей, например, диатомеями, которые строят стеклянные оболочки и переносят углерод в глубины моря, изымая его из атмосферы. Понимание цикла углерода крайне важно для осознания текущих и будущих изменений глобального климата.
Для ответа на эти масштабные вопросы потребовались столь же значительные усилия. Балч и его соавторы использовали данные 19 экспедиций, собранные более чем в 1300 точках во всех океанах мира. На основе этого обширного набора данных они рассчитали концентрации шести биогеохимически значимых частиц в освещённой солнцем части океана.
«Это простой вопрос, но для ответа на него потребовался большой глобальный набор данных, — сказал Балч. — Результаты дают новое океанографическое понимание экологии и биогеохимии этих важных водорослей и частиц, а также делают спутники ещё более мощным инструментом для описания всей освещённой глубины океана».