科学家相信微小的海洋生物隐藏着地球气候的秘密

用于北大西洋气溶胶和海洋生态系统研究的海上研究船Atlantis的视图。学分:照片由Nicole Estaphan提供

每个新季节都会带来变化。陆上的季节性变化是我们熟悉并定期调整的事情。但是,每个季节数十亿的海洋浮游生物会发生什么呢?他们如何适应不断变化的阳光模式和水柱的混合?这些微小的生物对我们如此遥远的陆地有什么影响?

为了回答这些问题以及其他问题,NASA的北大西洋气溶胶和海洋生态系统研究(NAAMES)任务开始了第四次也是最后一次部署,使其成为第一个对世界上最大的浮游植物绽放的四个不同阶段进行综合研究的研究任务。北大西洋以及它们如何影响大气。

“大多数研究花朵的科学家在春末夏初的高潮时期都会出海。我们做到了,但在其他季节我们也出去了,以充分捕捉花期的最低限度和过渡期。” NAAMES副项目科学家Rich Moore说。

他说:“随着我们船上科学家使用这些数据来充分描述整个浮游生物的胸围/臂架周期,这种彻底性得到了回报。”“以前没有人做过,而且我们对现在开始流传开来的科学发现感到兴奋。”

研究人员将带有荧光标记的细菌添加到水中,以测量它们的食用速度。由于该过程对光非常敏感,因此该小组以红色工作以量化水中的细菌。学分:照片由Nicole Estaphan提供

NAAMES的研究挑战了有关绽放动态和物种演替的传统观念。来自三个部署的发现已经证实浮游植物开花的年度周期发生了明显的变化,研究人员注意到在开花高峰期间明显缺乏大型浮游生物。这些发现的含义将在来年的一系列期刊出版物中介绍。

在先前的NAAMES部署期间,研究人员在沿北大西洋特定轨道和机动的仪表C-130飞机上完成了220个研究小时,其中包括伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)研究船亚特兰蒂斯号的飞越,载有50多名研究人员和机组人员。

目前正在进行的舰船部署正在收集北大西洋研究区海洋生物组成和种群,气溶胶测量值和光学特性的观测资料。

NASA和CNES的联合任务CALIPSO等卫星也有助于研究海洋和大气-从浮游植物开花的深处到上方天空中的云层和大气层。

NAAMES的最终研究研究了水华的“上升过渡”,水华发生在2月浮游植物最小值之后。在三月至四月阶段,浮游生物稳定增长,其水中的丰度持续增加或积累,直至五月至七月之间的开花高峰。

这项最终的NAAMES活动为亚特兰蒂斯号上的研究人员提供了进行研究浮游植物种群生长和衰退的独特机会。

摩尔说:“对于观察增长率的科学家来说,这是激动人心的时刻,因为预计增长率将在接下来的几个月内不断攀升并保持高位。”浮游植物的积累速率对于了解导致浮游植物生长的海洋条件及其时机至关重要,这是释放环境驱动力和控制生物动力学的关键。

由于科学家也对海洋,大气颗粒和云之间的联系感兴趣,因此他们定期从船上进行气象气球发射,以捕获与云形成过程有关的信息。

通过将来自NASA卫星的全球数据与船舶,飞机和浮标等自主资产相结合,以及实验室研究和气球数据,科学家不仅能够了解大气层的当前状态,还可以了解其随着时间的变化情况。

摩尔说:“在研究的这一点上,我们正在利用从前三个部署中获得的后勤课程来执行所需的知识,以填补有关推动浮游植物生长的累积阶段的科学难题的最后一部分。”他说:“然后,真正的乐趣就开始了。”他指的是对数据的持续分析以及科学期刊中发现的结果的发布。

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