Lélegző óceánok
(Rovat: Környezetünk védelme, A hét képe , Amerikai távérzékelő műholdak - 2023.01.22 07:15.)

Bár a trópusi esőerdőket joggal tartják a „Föld tüdejének”, a légkörben található oxigén felét előállító fitoplanktonra legalább ennyire illik ez a megjelölés.

Csaknem a teljes tengeri élővilág alapja a parányi, fotoszintetizáló élőlények alkotta fitoplankton. A fotoszintézisük során a szárazföldi növényekhez hasonlóan a légkörből szén-dioxidot vesznek fel, és oxigént bocsátanak ki. A fitoplankton mennyisége és eloszlása a napfény energiáját elnyelő klorofill koncentrációja alapján határozható meg. A klorofillnak két fajtája ismert (klorofill-A és –B), azonban mindkettőre az jellemző, hogy a színkép kék és vörös tartományában elnyelik a fényt, a zöld színű hullámokat pedig visszaverik.

A klorofill koncentrációjának éves változását (2021 januárjától 2022 januárjáig) bemutató animáció a NASA Aqua műholdján működő MODIS közepes felbontású, képalkotó spektroradiométer mérései alapján készült. A klorofill nagyobb koncentrációját az alsó színskálának megfelelően a világosabb területek jelzik. A klorofill koncentrációja évszakos változást mutat, a koncentráció elsősorban tavasszal és nyár elején magas, amikor bőségesen áll rendelkezésre tápanyag a fitoplankton rohamos elszaporodásához, ún. „virágzásához”.

A klorofill koncentrációjának éves változása a világtengerekben – egy képkocka az animációból. (Forrás: NASA Earth Observatory, Joshua Stevens, felhasznált adatok: NASA's Ocean Color Web, VIIRS adatok: NASA EOSDIS LANCE, GIBS/Worldview, valamint Suomi National Polar-orbiting Partnership)

Az óceán színe fontos információt jelent a fitoplanktonról, és ezen keresztül az óceánok „egészségi állapotáról” és a globális éghajlatról. A klorofill koncentrációjában kimutatható regionális eltéréseket a tengerfenék domborzata (batimetria), az óceáni áramlások és a rendelkezésre álló tápanyag mennyisége okozzák. A tengerpartok közelében a fitoplankton elszaporodik, mert a szárazföldekről a tengerbe ömlő folyók sok tápanyagot szállítanak, emellett a part közelében a tenger mélyebb részeiből feláramló víz is tápanyagokban gazdag. A fitoplankton elszaporodása általában veszélytelen, azonban bizonyos fajtáinak rohamos elszaporodása a sekély, part menti vizekben veszélyes algavirágzást okozhat, amelynek során az emberi egészségre is veszélyes, mérgező anyagok termelődnek.

A klorofill legmagasabb koncentrációja többek közt a hideg, sarkvidéki vizekben figyelhető meg, ahol a sötét téli hónapokban felhalmozódik a tápanyag, majd amikor felkel a Nap, a fitoplankton hirtelen elszaporodik. Az Egyenlítő közelében ott figyelhető meg a klorofill magas koncentrációja, ahol a felszíni melegebb víz keveredik a mélyből feláramló, tápanyagokban gazdag, hidegebb vízzel. Ez az egyenlítői feláramlásnak nevezett folyamat egész évben kedvező életfeltételeket biztosít a fitoplankton számára. A mérsékelt égövben a jelentősebb tengeráramlások találkozásánál nagy a klorofill mennyisége, például Argentína partjai előtt. Erre látható példa a bemutatott felvételen, a Falkland-szigetek környékén.

A NASA Terra műholdjának MODIS közepes felbontású képalkotó spektroradiométerével 2022. november 21-én készült felvétele a déli félgömb nyarának algavirágzásáról a Falkland-szigetek környékén. A kék és zöld különböző árnyalataiban látszó fitoplankton kirajzolja az óceán áramlása nyomán a kontinentális talapzat környékén kialakuló örvényeket. A színek a fitoplankton fajtáját jelzik, bár a kapcsolat nem egyértelmű, pusztán a szín alapján nem azonosítható a fitoplankton fajtája. Az Egyesült Királysághoz tartozó Falkland-szigetek két nagy szigete (a Keleti-sziget és a Nyugati-sziget) és az azokat elválasztó Falkland-szoros jól látható a képen, de a szigetcsoporthoz emellett több mint 700 apró sziget is tartozik. (Kép: NASA Earth Observatory, Joshua Stevens, felhasznált adatok: NASA's Ocean Color Web, VIIRS adatok: NASA EOSDIS LANCE, GIBS/Worldview, valamint Suomi National Polar-orbiting Partnership)

Az óceán és a fitoplankton színei látványosak ugyan, de a NASA jelenlegi műholdflottája csak korlátozottan alkalmas az óceánok ökológiájának megértéséhez. Ezen a helyzeten javíthat a NASA tervezett PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem) műholdja, amely, mint a neve jelzi, a plankton, az aeroszolok, a felhőzet és az óceánok egységes ökoszisztémaként történő vizsgálatát teszi majd lehetővé. A hiperspektrális megfigyeléseket végző műhold felbocsátását 2024-re tervezik, működési ideje minimum 3 év, de 10 évre meghosszabbítható.