Neue Diagnose der Ozean-Gesundheit

Wissenschaftler haben eine neue Art der Bestimmung der Höhe der Photosynthese im Ozean aus Satellitenbildern entwickelt. Im Vergleich zu früheren Messungen unterscheiden sich die neuen Werte manchmal um einen Faktor von zwei oder mehr, je nach Region.

Die Photosynthese ist der Prozess, durch welche Pflanzen wandeln Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser in Essen. Im Ozean diese Konvertierung, auch genannt "Primärproduktion," Phytoplankton, mikroskopisch kleine Organismen erfolgt durch, die die Basis der Nahrungskette des Meeres bilden.

Es ist ein großes Geschäft für die Natur.

Obwohl unsichtbar für das bloße Auge, Phytoplankton entfallen auf die Produktion von mehr als 50 Milliarden Tonnen von organischem Material jedes Jahr. Und weil dieser schwimmenden Pflanzen so viel von der Atmosphäre Kohlendioxid - einen großen Treibhausgas - aufnehmen, wie terrestrische Pflanzen, sie sind wichtig für jede globale Klima-Studie.

"Wissenschaftler haben versucht, globalen Primärproduktion für eine lange Zeit zu bestimmen", sagte Michael Behrenfeld der Oregon State University, in einer NASA-geförderten Telefonkonferenz mit Reportern letzte Woche.

Bestimmung der Höhe der Primärproduktion verlangt zu wissen, wie viele Pflanzen gibt es und wie schnell sie wachsen. Im Ozean bedeutet dies die Messung Phytoplankton.

Grüne Maschinen

Früher sah Sat-Studien an der Farbe des Ozeans in einer bestimmten Region, die Menge an Chlorophyll - das grüne Pigment in Pflanzen zu schätzen, die für die Photosynthese benötigt wird. Je grüner Ozean, nahm die weitere Phytoplankton.

Aber die Methode, die entwickelt haben, Behrenfeld und seine Kollegen enthält Informationen über die Helligkeit des Ozeans. Diese zusätzliche Information gibt Aufschluss über die Menge an Chlorophyll oder "grün", pro Pflanze, bezogen auf die Wachstumsrate.

"Ozean Farbe Satellitenbilder Art wie Ihr TV-Bildschirm, wo Sie Steuerelemente für die Farbeinstellung und Steuerelemente für die Helligkeit haben," sagte David Siegel von der University of California, Santa Barbara. "Was wir hier getan haben, ist die Farbe und Helligkeit Signale verwenden, um Pflanze grün und die Anzahl der einzelnen Phytoplankton Zellen bestimmen."

Siegel und Behrenfeld und ihren Mitarbeitern diese Analyse auf Daten von NASA Meer-Viewing Wide Field-of-View Sensor (SeaWiFS) angewendet. In einer Studie, die in der Januar 2005 elektronische Ausgabe der Zeitschrift Globale biogeochemische Zyklenerschienen, fand das Team, dass ihre implizite Wachstumsraten für Phytoplankton Laborstudien abgestimmt.

Mit der neuen Photosynthese "Herrscher" überprüft die Forscher auch die Produktionsmengen in bestimmten Bereichen. Siegel sagte, dass ihre neuen Messungen in tropischen Zonen sind zwei-bis dreimal mehr als was zuvor geschätzt hatte. Im Gegensatz dazu scheint in anderen Teilen des Ozeans, der Betrag der Photosynthese überschätzt worden.

Was nun?

Aber was bedeuten diese neuen Werte für die Gesundheit des Ozeans ist noch nicht vollständig verstanden. Eine Komplikation ist, dass mehr Phytoplankton Wachstum gut an einigen Stellen - wie im Ozean Fischerei - aber zu viel kann eine schlechte Sache sein.

Algenblüten, beispielsweise die einer Überfülle von Phytoplankton sind, führen zu einen gefährlichen Abfall im Meer Sauerstoffgehalt durch Bakterien, die totes Pflanzenmaterial zu essen. Darüber hinaus erscheinen Korallenriffe besser zu machen als Phytoplankton sind auf den unteren Ebenen.

Jorge Sarmiento der Princeton University, der nicht an der Studie beteiligt war, machte eine Analogie zu Wüsten und Wälder, die haben auch verschiedene Ebenen der Photosynthese.

"Wir wollen, dass die biologische Vielfalt zu erhalten - das gleiche gilt in den Ozeanen", sagte Sarmiento.

Was die Forscher erhoffen sich, dass ihr neue Tool hilft zu verbessern das Verständnis der Wirkung, dass die Klima- und Nährstoffgehalt haben auf die Vitalität von Phytoplankton und entsprechend den Ozean als Ganzes.

"Wir haben festgestellt, dass die Straße, aber wir haben noch, wohin es uns führt zu finden", sagte Behrenfeld.