De grootste migratie van dieren op aarde is waarschijnlijk iets waar je nog nooit van hebt gehoord en dat maar weinigen hebben meegemaakt:legioenen kleine zeedieren die elke nacht naar het oceaanoppervlak stijgen om zich te voeden met kleine planten, om dan terug te zinken in de diepte, donker water bij zonsopgang.

De diel verticale migratie genoemd, het werd bijna 200 jaar geleden voor het eerst geregistreerd door scheepsnetten door de waterkolom te slepen. Vandaag, mariene wetenschappers bemonsteren de beweging nog steeds met behulp van scheepsnetten. Ze schieten ook akoestische signalen in het water om het geluid "terugverstrooiing" van het zoöplankton te volgen terwijl ze op en neer migreren. Sommige verzamelen gegevens van vliegtuigen, het inzetten van een lidar-systeem dat een soort laserradar gebruikt om de terugverstrooiing te creëren.

Maar dergelijke methoden kosten tijd en middelen en zijn beperkt.

Vervolgens, een paar jaar geleden, oceanografen die met NASA Langley Research Center in Virginia werkten, ontdekten dat NASA's CALIPSO-satelliet en zijn lidar-instrument - gebouwd om wolken te bestuderen, niet oceanen – verzamelt sinds 2006 toevallig gegevens over deze migratie op wereldschaal.

Wetenschappers waren verbaasd - en opgetogen.

"De lidar heeft ons onze eerste metingen van dieren gegeven - in feite, dierlijk gedrag - vanuit de ruimte, " zei Michael Behrenfeld, een biologische oceanograaf aan de Oregon State University. "Wat (het) ons voor de eerste keer heeft gedaan, is deze migratie op wereldwijde schaal elke 16 dagen gedurende 10 jaar te bestuderen. En dat is een zeer krachtige plek om te zijn."

Behrenfeld is hoofdauteur van een artikel over dit onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuur .

Behrenfeld werkt al jaren samen met Yongxiang Hu, een atmosferische wetenschapper in Langley, over manieren om de huidige activa van NASA in de ruimte te gebruiken om oceaangegevens te verzamelen. Metingen uitgevoerd door het lidar-instrument van CALIPSO, genaamd KALIOP, stelde hem in staat om planktonbiomassa in de oppervlakteoceanen te bestuderen, bijvoorbeeld, en veranderingen in polaire ecosystemen.

Dan op een nacht op een onderzoekscruise in de Noord-Atlantische Oceaan, Behrenfeld zag een stukje fytoplankton dat in zeer korte tijd door migrerende dieren werd weggevreten.

"Ik keek ernaar en zei:'Dit is iets waar ik op moet letten, ', herinnert Behrenfeld zich.

Later, een collega liet hem gegevens zien van veldmetingen overdag van migrerend zoöplankton, genomen met optische signalen.

"Toen ik dat zag, de gloeilamp ging aan, "Zei Behrenfeld. "Ik wist wat ik wilde doen en ik had mensen uit Langley nodig om me daarbij te helpen."

Opnieuw samenwerken met Hu en anderen, hij vergeleek die veldmetingen overdag met de nachtmetingen van CALIOP en, zowaar, een signaal van de migratie gevonden.

Deze kleine zeedieren migreren om een ​​belangrijke reden, verklaarde zoöplanktonexpert Deborah Steinberg, voorzitter van de afdeling Biologische Wetenschappen van het Virginia Institute of Marine Science en een co-auteur van een studie.

"Het belangrijkste doel ervan, "Steinberg zei, "is om te voorkomen dat je wordt opgegeten."

Maar, terwijl het doel is om aan visuele roofdieren te ontsnappen door in het donker te blijven, ze zei, hun migratie speelt ook een sleutelrol in iets veel groters:het verwijderen van koolstofdioxide uit de atmosfeer en het vastleggen ervan in de diepe oceaan, waar het niet bijdraagt ​​aan de opwarming van de aarde.

De zogenaamde koolstoftransportband werkt als volgt:CO ₂ vanuit de atmosfeer diffundeert naar het oceaanoppervlak, waar microscopisch kleine zeeplanten het gebruiken voor fotosynthese. Zoöplankton eet die planten en trekt zich terug in de oceaan diep, waar ze het voedsel verteren en de koolstof vrijgeven als ze poepen.

Deze koolstofbeweging wordt zo belangrijk geacht voor het klimaat op aarde, zei Behrenfeld, dat de dataset van CALIOP wordt geïntegreerd in wereldwijde klimaatmodellen.

CALIOP heeft ook een puzzel gevonden over de migratiekracht. In het algemeen, hij zei, migratiesterkte lijkt op en neer te gaan samen met de productie van fytoplankton, die op zijn beurt correleert met de temperatuur van het oceaanoppervlak en, daarom, klimaat.

Maar er zijn belangrijke regio's van de Atlantische Oceaan waar die relatie het tegenovergestelde lijkt, hij zei, en wetenschappers begrijpen niet waarom.

"Elke ontdekking als deze opent een hele doos vol nieuwe vragen, " zei Behrenfeld. "Wat we echt nodig hebben om dit goed te doen, is een satellietlidar die eigenlijk is ontworpen om oceaanstudies te doen, en niet alleen vertrouwen op een atmosferisch instrument."

Een dergelijk instrument is ontwikkeld in Langley, en ondergaat veldtesten in vliegtuigen, zei Chris Hostetler, een NASA-projectwetenschapper die de CALIOP heeft helpen ontwikkelen. Behrenfeld en Hu helpen bij het ontwerpen van het nieuwe instrument.

"Dat zal een heel nieuw niveau in de wetenschap openen, ' zei Hostetler. 'Het wordt een nieuwe grens.'

Maar, terwijl de technologie er is, hij zei, ze zijn nog steeds op zoek naar de financiering en kansen.

"In de wetenschap, er zijn veel goede ideeën, " zei Hostetler. "Het duurt jaren om de wetenschappelijke gemeenschap en de financieringsinstanties ervan te overtuigen dat een bepaald idee de moeite waard is om een ​​paar honderd miljoen dollar aan uit te geven, want dat is wat er nodig is om een ​​satelliet op te zetten van de natuur waar we het over hebben."

Zelfs de CALIOP nam de tijd om goedkeuring en financiering te krijgen tegen twijfel dat een lidar-systeem betrouwbaar zou kunnen werken in de ruimte. Eindelijk, het werd in 2006 in een baan om de aarde gelanceerd tijdens een driejarige missie en bewees al snel dat het kon. De lidar stopt nog steeds, een decennium voorbij de vervaldatum. Hostetler zei dat zijn datasets meer dan 2 hebben voortgebracht, 000 artikelen in wetenschappelijke tijdschriften, meestal op atmosferische wetenschap.

"Het feit dat het werd gebruikt voor oceaanonderzoek, het was echt verbazingwekkend voor mij, ' zei Hostetler. 'Daar hadden we niet eens van gedroomd.

"Om te zeggen dat het een enorm succes is, is echt een understatement. Het is een transformatie geweest in termen van atmosferische remote sensing."

Zelfs als de CALIOP morgen donker wordt, zei Hostetler, "de dataset van de afgelopen 13 jaar staat nog op de bank, en mensen zullen die gegevens de komende jaren op verschillende manieren analyseren."

©2020 Daily Press (Newport News, va.)
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.