Geheimnisvolle Verbindung als Schlüssel zum Leben im Ozean

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Wenn Bits von natürlichen organischen Stoffen aus Blättern und anderen Quellen zusammenbrechen, können sie geben Sie Flüsse und Teiche und verursachen eine Anhäufung von gelb-braune organische Substanz, der als die winzigen Pflanzen sterben anhäuft.

Die triste Material ist bekannt als chromophoren gelöster organischer Substanz (CDOM) und während seinen Ursprung in Küsten-und Binnenschifffahrt recht gut bekannt ist, Wissenschaftler wissen weit weniger über die Herkunft und die chemische Zusammensetzung des Materials in den Ozeanen.

Wissenschaftler glauben Heterotrophs, Organismen, die ihre eigene Nahrung produzieren können – wie z. B. Bakterien – Produktion und Freisetzung der mysteriöse Gruppe von organischen chemischen Verbindungen in ihrer Umgebung, wie sie zerfallen und neue Studien sich nun konzentrieren auf das Verständnis CDOM in den Ozeanen.

Forscher wissen, dass CDOM, wenn durch Sonnenlicht, geschlagen eine entscheidende Rolle in der Ozean-Chemie spielt, Reaktionen, die Treibhausgas-Emissionen bewirken können, die in Reihe Warm den Planeten Schwefelverbindungen, die Wolkenbildung verursachen können, die den Planeten und Eisen-Konzentrationen, die entscheidend zum Ozean Pflanzen sind cool kann beeinflussen.

Durch das Verständnis marine CDOM, werden Wissenschaftler besser verstehen, Leben in den Ozeanen und wie Organismen und Verbindungen in den Meeren durch Licht beeinflusst werden.

Eine Gruppe von US-Wissenschaftlern studiert CDOM seit 2003 mit mehreren Mitgliedern, die vor kurzem Reisen an Bord des Forschungsschiffs Roger Revelle, Blick auf das Material an und unter der Oberfläche des Ozeans.

Nach der University of California in Santa Barbara Forscher Norm Nelson hat niemand vorher getan. Nur wenige haben ozeanischen CDOM überall außer in der Deckschicht des Ozeans angeschaut, wo sie von der Sonne angestrahlt wird. Thats, warum Forscher sind dankbar für die Chance, zur See zu fahren.

"Es ist eine großartige Gelegenheit, Meer, unsere Hypothesen zu testen und neues zu entdecken, zu gehen", sagte Nelson. "Es lohnt sich die langen Stunden, und das Wetter und die Schwierigkeiten der Reise."

Denn das ist eine aufstrebende Studiengebiet ausgewählt CLIVAR/CO2-Steering Committee die Forscher zur Teilnahme an ausgewählten CLIVAR Kreuzfahrten. Die CDOM Gruppe erhielt erneute Finanzierung von NSF für einige dieser Kreuzfahrten und NASA hat vor kurzem gewährten Mittel für die Optik-Arbeit.

Also wie genau bekommt ein Forscher beteiligt bei der Untersuchung der Angelegenheit so geheimnisvolle Herkunft? Oft beginnt es einfach als Neugier.

"Wir haben in der Studie von CDOM durch Zufall,", sagte Nelson. "Meine Kollegen entdeckt, dass die Anwesenheit von ein unbekannter Faktor, der die Farbe der Sargasso-See aus Bermuda gesteuert, die Phytoplankton [winzige Meerespflanzen], war die wir immer davon ausgegangen das wichtigste war." "Ich habe einige Messungen, die unter Beweis gestellt, es war CDOM, und ein ganz neues Gebiet der Forschung öffnete für uns."

Durch das Studium der Menge des Lichts in den Ozean und die Menge an Licht, das aus dem Ozean, Wissenschaftler überprüfen Ozean-Fernerkundung Farbmessungen und quantifizieren das Licht für Photochemie und Photobiologie. Diese beziehen sich direkt oder indirekt auf CDOM.

Auf der I8S CLIVAR/CO2-Kreuzfahrt an Bord der Roger Revelle Wissenschaftler gemessen CDOM Ebenen unterhalb der Oberfläche mit einer Suite von Instrumenten wie ein Handheld Profiler, der hauptsächlich Lichtsensoren enthält, einem Spektrophotometer, die misst, wie viel Licht von CDOM bei verschiedenen Wellenlängen (Farben) des Lichtes absorbiert wird, Instrumente, die nach oben stellen und Messen Sie Licht aus der Sonne und Instrumente, die nach unten zeigen, um die Strahlen-Spektrum (ein Maß für die helle Farbe wieder auf die Beine) zu messen. Der Handheld Profiler enthält auch ein Fluorometer Chlorophyll in Pflanzen und einem Sensor zur Messung der Trübung – die Menge der kleinen Schmutz Partikel schwebend im Wasser zu messen.

Die Forscher verwendeten auch ein innovatives Instrument namens CTD (Leitfähigkeit, Temperatur, Tiefe Recorder) Rosette, ein System von spezialisierten Flaschen an einem Metallgerüst, das tief in der Wassersäule zu Proben sammeln reist befestigt. Als eines der primären Instrumente zur der CLIVAR-Kreuzfahrt es sammelt Wasser, das später für eine Reihe von Informationen analysieren und beherbergt auch zusätzliche Sensoren. Neben der Sensordaten sammeln die Forscher tatsächliche CDOM Proben und Phytoplankton, sowie Informationen über die Auswirkungen von Bakterien.

Die detaillierte Untersuchung der CDOM hilft Forscher erdbasierte Daten auf jahrelange Satellitenmessungen von Phytoplankton zu bringen. CDOM spielt eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der Farbe des Ozeans, wie Satelliten beobachtet, ultravioletten und blauen Licht absorbieren und machen den Ozean mehr gelb erscheinen. Wissenschaftler schätzen die Menge an Chlorophyll im Meerwasser durch die Messung wie grün das Wasser scheint zu Satelliten und CDOM (im Konzert mit der blauen Farbe reflektiert durch Meerwasser) hilft, den Ozean erscheinen grüner, als es ist, Sie Schätzungen werfen von wie viel Phytoplankton in den Meeren ist vorhanden.

Zusätzlich zu den grundlegenden Informationen über die Art der CDOM, die neuen Studien ermöglicht es Wissenschaftlern, remote Sense Schätzungen der marine pflanzlicher Biomasse und Produktivität zu validieren und vielleicht eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Verwendung von Ozean-Farbe Fernerkundung mit Studien in den Bereichen Photochemie, der Photobiologie der UV-Strahlung und sogar Ozeanzirkulation.

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Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt von der National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Die hinter den Kulissen Archivsehen.