Исследователи Лаборатории наук об океане Бигелоу разработали статистический метод для количественной оценки важных измерений океана на основе спутниковых данных, опубликовав свои выводы в журнале Global Biogeochemical Cycles. Исследование было размещено в Интернете в декабре 2017 г. до публикации в январе 2018 г.
Их исследования решают проблему, которая мучила ученых на протяжении десятилетий: спутники для наблюдения за океаном - невероятно мощные инструменты, но они могут «видеть» только поверхностный слой океана, оставляя большую часть его глубин вне досягаемости.
Новый метод позволяет количественно определить шесть типов частиц, которые являются ключом к пониманию динамики океана и взаимодействия океана и атмосферы. Ученые уже давно используют дистанционное зондирование цвета океана для измерения этих частиц в поверхностных водах, и теперь они смогут надежно рассчитать концентрацию этих частиц в толще воды. Эти расчеты предоставят данные о первых 100 метрах океанской воды или о глубине, где уровень освещенности тускнеет примерно до 1 процента яркости на поверхности.
Одними важными водорослями, количественно определяемыми с помощью этой новой техники, являются кокколитофориды, океанические растения, которые окружают себя отражающими меловыми пластинами, которые в массе своей могут заставлять целые океанские бассейны отражать больше света, когда они «цветут». Эффекты этих микроскопических кокколитофоридов имеют далеко идущие последствия: они влияют на биогеохимию, глобальный круговорот углерода и глобальную микробную экологию. Углерод, который они производят при создании своих меловых пластин, даже помогает нейтрализовать возрастающую кислотность океана, вызванную избытком углекислого газа в атмосфере.
«Меня осенило, что мы рассчитываем профили хлорофилла на основе поверхностных измерений более тридцати лет, но мы не знаем, как выглядят глубинные профили других биогеохимически важных материалов», - сказал Барни Балч. старший научный сотрудник лаборатории Бигелоу и ведущий автор статьи.
Исследователи также изучили переменные, связанные с другими группами океанических растений, такими как диатомовые водоросли, которые строят стеклянные раковины, переносящие углерод в глубины моря, изолируя его из атмосферы. Понимание круговорота углерода необходимо для понимания нынешних и будущих изменений глобального климата.
Попытка ответить на такие огромные вопросы была столь же велика. Балч и его соавторы использовали данные 19 круизов, собранные из более чем 1300 мест во всех океанах мира. Из этого обширного набора данных они рассчитали концентрации шести биогеохимически значимых частиц в освещенной солнцем части океана.
«Это всего лишь простой вопрос, но для ответа на него требуется большой глобальный набор данных», - сказал Балч. «Результаты дают новое океанографическое представление об экологии и биогеохимии этих важных водорослей и частиц, и они делают спутники еще более мощным инструментом для описания всех освещенных глубин океана».