Mengapa Satelit Iklim Baharu NASA Sedang Meneliti Awan dan Fitoplankton

(SeaPRwire) –   Jika anda cuba untuk melihat phytoplankton, ia membayar untuk mendapatkan sangat dekat. Di kalangan bentuk hidup terkecil yang mendiami air tawar dan laut, phytoplankton boleh diukur sekecil satu mikrometer – atau satu juta meter. Tetapi perkara kecil boleh memberi kesan besar. Kemunculan phytoplankton, yang sebenarnya merupakan bentuk mikroalga, boleh menyebar berbatu-batu, kadang-kadang menimbulkan kerosakan yang membinasakan kepada perikanan, pantai, bekalan air minuman, dan ekosistem akuatik yang secara keseluruhannya. Untuk menjejak penyakit yang begitu luas, anda mahu berdiri pada jarak – 675 km (420 batu) jarak. Itulah ketinggian di mana satelit NASA yang baru – singkatannya Plankton, Aerosol, Awan, dan Ekosistem Lautan – akan mengorbit, selepas pelancarannya yang dirancang pada 6 Februari.

Secara rasmi, PACE akan meneruskan lebih daripada NASA memulakan pada tahun 1978 apabila ia melancarkan CZCS, satelit pertama yang dibina khusus untuk meninjau phytoplankton di laut dan mengkaji peranannya yang lebih luas dalam mempengaruhi alam sekitar. Tetapi sesuai dengan zaman moden di mana kita tahu begitu banyak tentang sains alam sekitar secara keseluruhan dan perubahan iklim khususnya, PACE adalah kapal yang lebih bijak, lebih lincah, yang akan mengambil denyut planet dalam dua cara penting.

Yang pertama akan menangani soalan phytoplankton secara terus, dan untuk kerajaan, industri, dan saintis alam sekitar, itu penting untuk beberapa sebab. Karpet hidup besar kadang-kadang boleh menyerap karbon dari atmosfera dan mengikatnya di dasar rantai makanan, di mana organisma yang lebih besar boleh menikmatinya. Tetapi racun yang dihasilkan oleh alga juga boleh membunuh ikan dan hidupan akuatik lain, dan pada manusia menyebabkan cirit-birit, kematian, pusingan kepala, dan kehilangan ingatan, fungsi hati yang tidak normal, muntah-muntah, dan kebasan.

“Kami memerlukan mata di langit untuk ini kerana [phytoplankton] tumbuh dengan sangat cepat, dalam skala beberapa jam hingga hari,” kata Jeremy Werdell, saintis projek untuk misi PACE. “Mereka juga berada di cecair yang berputar dan tiga dimensi, jadi jika anda tidak melihat mereka hari ini, kemungkinan besar mereka akan ada esok.”

Menyemak untuk phytoplankton bukanlah segala-galanya yang akan dilakukan PACE. Faktor alam sekitar yang berkaitan, yang boleh mempengaruhi perubahan iklim, ialah zarah atmosfera – awan terapung asap hutan, debu gurun, abu gunung berapi, kabus perindustrian bandar, dan bahkan garam laut yang telah wap dan mengambil ke udara. Zarah mencipta bayangan terapung, yang, bergantung kepada warna, komposisi, dan saiz zarah boleh menyerap tenaga suria masuk – dengan itu memperburuk pemanasan global – atau memantulkannya ke angkasa, dengan itu menurunkan suhu.

“Saya tidak akan menggunakan istilah kesan rumah kaca,” kata Werdell. “Ia biasanya disimpan untuk gas, bukan zarah. Tetapi prinsipnya sama dalam erti kata bahawa seimbang tenaga sinaran tertentu terlibat.”

PACE, yang akan terbang di atas pesawat pelancar, dengan pelancaran dijadualkan pada 1:33 PG EST pada 6 Februari, adalah mesin satelit yang agak kecil berbanding saiz satelit lain – beratnya 1,700 kg (3,750 paun) dan tingginya 1.5 m (4.9 kaki). NASA dapat menguruskan mengekalkan PACE kecil kerana satelit itu hanya membawa dua peralatan sains: OCI dan polarimeter.

Seperti namanya, OCI direka bentuk untuk mengukur warna air laut, membuat perbezaan rambut halus antara pelbagai panjang gelombang spektrum untuk menentukan komposisi kimia wilayah yang berbeza dan, dengan itu, jenis organisma yang memanggil kawasan itu rumah, terutamanya pelbagai jenis phytoplankton. Spesies phytoplankton yang berbeza datang dalam warna yang berbeza, biasanya hijau atau biru, tetapi juga, paling berbahaya, merah. Yang terakhir ini mampu menghasilkan pembalikan merah, yang melepaskan racun yang sangat tahan lama yang bergerak ke atas rantai makanan ketika ikan kecil yang lebih kecil memakannya, ikan besar memakan ikan kecil, dan seterusnya. Tentu sahaja, dengan anggapan ikan kecil terselamat, dan bergantung kepada kepekatan racun yang mereka konsumsi, seringkali mereka tidak. Satu pembalikan merah di Florida pada 2021 menyebabkan beribu-ribu ikan mati di pantai Teluk Tampa.

“PACE mengukur spektrum warna penuh,” kata Werdell, “dari ultraungu hingga hampir inframerah. Ini adalah maklumat baru yang membolehkan kami tidak hanya mengatakan kita melihat phytoplankton, tetapi komuniti phytoplankton apa mereka.”

Membezakan organisma penting kerana phytoplankton tidak hanya mempunyai tahap ketoksikan yang berbeza tetapi metabolisme dan saiz yang berbeza. Menggumpul data ini akan membantu saintis memahami bagaimana pelepasan terperangkap atau dibebaskan oleh lautan. Beberapa phytoplankton menyerap lebih karbon berbanding yang lain – menyerapnya dari atmosfera dan mengurangkan keupayaannya untuk menyebabkan pemanasan global; beberapa lebih besar – dan dengan itu tenggelam lebih jauh dan lebih dalam – mengurung karbon yang dikumpulkan lebih dalam dalam tiub air. Phytoplankton juga melepaskan gas ke udara, memberi titisan mikro airmosfera sesuatu untuk berinti, dan akhirnya membawa kepada pembentukan awan. Yang terakhir ini pantul cahaya matahari yang memanaskan planet. “Organisma sangat penting dalam memecahkan teka-teki,” kata Werdell. Matlamat jangka panjang adalah untuk mempelajari lebih banyak tentang kitar pertukaran gas-awan lautan-atmosfera dan memahami dengan lebih baik bagaimana ia mengubah iklim kita.

Polarimeter mempelajari bahagian lain, dengan mengkaji zarah atmosfera – terutamanya dengan mengukur getaran cahaya matahari ketika ia melalui udara. Ini adalah bidang penyelidikan penting – dan pada masa ini tidak lengkap. Seperti grafik sains kebanyakannya, grafik yang diterbitkan oleh Panel Antarabangsa mengenai Perubahan Iklim (IPCC) termasuk apa yang disebut bar kesilapan untuk menunjukkan tahap ketidakpastian dalam apa-apa set data. “IPCC mempunyai angka yang memecahkan sumbangan perkara-perkara yang boleh memanaskan dan mendinginkan atmosfera,” kata Werdell, “dan sekarang, bar kesilapan terbesar adalah pada taburan zarah antropogenik.”

Dia dan anggota pasukan PACE yang lain bertujuan untuk memperbaiki itu, mengumpul data yang akan membantu saintis alam sekitar mengkaji zarah dan mengumpul petunjuk untuk menentukan kadar dan keparahan perubahan iklim masa depan. “Dengan membuat pengukuran ini,” kata Werdell, “kami boleh memahami bagaimana komponen atmosfera yang berbeza berinteraksi – dengan sesetengah perkara memanaskan dan sesetengah perkara mendinginkan. Ia benar-benar penting untuk mengetahui semua ini.”