El tamaño microscópico del fitoplancton, los organismos parecidos a plantas que viven en la parte superior del océano iluminada por el sol, Desmiente su importancia en el medio ambiente global. Proporcionan la fuente de alimento para el zooplancton que finalmente alimenta a animales más grandes que van desde peces pequeños hasta ballenas. Y como plantas en la tierra El fitoplancton utiliza el dióxido de carbono de la atmósfera para crecer y prosperar a través de la fotosíntesis. que finalmente libera oxígeno al océano y la atmósfera.

El fitoplancton también juega un papel importante en la reducción de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera:un estudio reciente encontró que el fitoplancton absorbe aproximadamente el 24 por ciento de este gas de efecto invernadero. Cuando mueran y se hundan a grandes profundidades en el océano, el fitoplancton también mueve el dióxido de carbono fuera del contacto con la atmósfera. Una de las cuestiones más urgentes que están investigando los científicos es cuánto de ese carbono se almacena en el océano a largo plazo. Otra pregunta es cómo el aumento de los niveles de dióxido de carbono y los cambios asociados en el medio marino están afectando a las comunidades de fitoplancton.

Para abordar esas preguntas, el 26 de enero, científicos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, junto con investigadores de todo el país se embarcaron en una campaña marítima de 27 días desde Hawái hasta Portland, Oregón, categorizar y observar las poblaciones de fitoplancton y su entorno. El equipo está trabajando a bordo del R / V Falkor, un buque de investigación propiedad y operado por la organización sin fines de lucro Schmidt Ocean Institute, que otorga a los científicos el uso del barco para avanzar en la investigación oceanográfica.

Donde el dióxido de carbono, una vez tomado, termina en el ciclo global del carbono depende de la especie de fitoplancton, dijo la oceanógrafa de Goddard / USRA Ivona Cetinic, el científico jefe de la campaña. "Su tamaño, así como su forma y color, determinan el papel que desempeñan, ", dijo." Al saber quién está allí, puedes predecir lo que va a pasar con ese carbono ".

Por ejemplo, las interacciones entre el fitoplancton más pequeño y los organismos que lo comen se limitan principalmente a la capa superficial del océano. El carbono que absorben permanece en la superficie o, finalmente, vuelve a la atmósfera. Pero los organismos que comen tipos más grandes de fitoplancton, junto con sus desperdicios, es más probable que se hundan más profundamente en el océano. Sin comer El fitoplancton muerto también puede hundirse a medida que se descompone.

"Cuando el fitoplancton pasa por debajo de la capa superficial y alcanza las partes más profundas del océano, se hunden "Cetinic dijo." Esa es la clave, porque el carbono que han secuestrado se elimina del contacto con la atmósfera ".

Los procesos físicos también juegan un papel en la diversidad del fitoplancton y el transporte de carbono. Una interacción compleja de diferentes masas de agua, a menudo visibles en imágenes en color del océano, Permiten la formación de focos de ecosistemas muy específicos. Es más, procesos como la subducción, o mezclando, presentan otra vía para la deposición de carbono en las profundidades del océano.

El color del océano también es un indicador importante de la salud y la actividad del fitoplancton. y así, desde arriba del agua, un instrumento está recolectando medidas hiperespectrales (reflectancia del océano superior a 100 colores), desde el ultravioleta hasta el infrarrojo de onda corta del espectro electromagnético. Los datos recopilados informarán a los instrumentos satelitales de color del océano actuales y previstos de la NASA, incluido el plancton, Aerosol, Nube, La misión Ocean Ecosystem (PACE) está programada para su lanzamiento en 2022.

Catorce investigadores están desplegando una gama de instrumentos para rastrear comunidades de fitoplancton mientras el R / V Falkor atraviesa el norte del Océano Pacífico. Están midiendo continuamente la diversidad del fitoplancton a través de imágenes microscópicas, análisis de pigmentos o análisis de su material genómico. Por primera vez, están probando una nueva tecnología financiada por la NASA que les permitirá recolectar medidas del tamaño de las partículas.

Se tomarán medidas similares de partes más profundas del océano utilizando un aparato llamado roseta, que comprende un grupo de botellas que capturan agua a diferentes profundidades e instrumentos para medir la salinidad, temperatura, y oxigeno. Tales mediciones físicas dan pistas sobre las condiciones ambientales que apoyan tipos específicos de fitoplancton. Estos tipos se reconocerán adicionalmente mediante imágenes recopiladas por una cámara holográfica, que luego será reconstruido en un espacio de realidad virtual.

Una plataforma autónoma llamada wirewalker ayudará a evaluar el entorno físico, así como el flujo de partículas hacia las profundidades del océano. El wirewalker permite que un paquete de instrumentos viaje a lo largo de un cable hasta 100 metros midiendo la temperatura, salinidad, oxígeno, así como biomarcadores de fitoplancton como la clorofila. Un flotador autónomo flotará a 100 metros de profundidad y recogerá las partículas que se asientan a medida que se hunden desde la parte superior del océano.

Los satélites de color del océano ofrecen una visión global del fitoplancton, pero PACE será el primer satélite hiperespectral (alta resolución espectral) de la agencia y una mejora con respecto a sus predecesores en el sentido de que podrá distinguir entre diferentes tipos. Toda la investigación de esta campaña marítima permitirá una mejor validación de productos de datos satelitales y el desarrollo de productos de datos sin precedentes.

Jeremy Werdell, científico del proyecto PACE, quien es co-investigador en la propuesta de tiempo de envío en el R / V Falkor, dijo, "El objetivo del crucero es recopilar datos que nos ayuden a comprender mejor las imágenes recopiladas por los satélites del color del océano. Estudiar el color del océano puede decirnos mucho sobre el océano".