Lý do vệ tinh khí hậu mới của NASA đang nghiên cứu Mây và Sinh vật phù du

(SeaPRwire) –   Nếu bạn đang cố gắng để tìm thấy một sinh vật phù du, bạn cần phải tiếp cận cực kỳ gần. Trong số các sinh vật nhỏ nhất sinh sống trong cả nước ngọt và biển, sinh vật phù du có thể đo được chỉ một micromet – hoặc một triệu phần triệu mét. Nhưng những điều nhỏ bé có thể có ảnh hưởng lớn. Bùng nổ của sinh vật phù du, thực chất là một dạng tảo vi sinh, có thể lan rộng hàng dặm, đôi khi gây thiệt hại thảm khốc cho ngành thủy sản, bãi biển, nguồn cung cấp nước uống và toàn bộ hệ sinh thái thủy sinh. Để theo dõi một thảm họa lan rộng như vậy, bạn cần phải đứng từ xa – khoảng cách 675 km (420 dặm). Đó là độ cao mà vệ tinh mới của NASA – viết tắt của Plankton, Aerosol, Cloud, and ocean Ecosystem – sẽ quay quanh sau khi phóng vào ngày 6 tháng 2.

Chính thức, PACE sẽ tiếp tục hơn NASA bắt đầu vào năm 1978 khi phóng vệ tinh đầu tiên trên thế giới được xây dựng để quan sát sinh vật phù du trong và nghiên cứu vai trò rộng lớn hơn của chúng trong việc ảnh hưởng đến môi trường. Nhưng phù hợp với thời đại hiện đại khi chúng ta hiểu rất nhiều về khoa học môi trường nói chung và biến đổi khí hậu đặc biệt, PACE là một con tàu thông minh và nhanh nhẹn hơn, một con tàu sẽ theo dõi nhịp đập của hành tinh theo hai cách quan trọng.

Thứ nhất sẽ trực tiếp giải quyết câu hỏi về sinh vật phù du, và đối với chính phủ, công nghiệp và các nhà khoa học môi trường, điều đó rất quan trọng vì một số lý do. Những tảng sống lớn có thể đôi khi hấp thụ carbon từ khí quyển và cố định nó ở đáy chuỗi thức ăn, nơi các sinh vật lớn hơn có thể tiêu thụ. Nhưng độc tố do tảo sinh ra cũng có thể giết chết cá và các sinh vật thủy sinh khác, và ở người gây tiêu chảy, tê liệt, chóng mặt và mất trí nhớ, chức năng gan bất thường, nôn mửa và tê bì.

“Chúng ta cần mắt trên bầu trời để theo dõi điều này bởi vì [sinh vật phù du] phát triển rất nhanh, trong khoảng từ vài giờ đến vài ngày”, Jeremy Werdell, nhà khoa học dự án cho sứ mệnh PACE nói. “Chúng cũng ở trong một chất lỏng quay và ba chiều, vì vậy nếu bạn không thấy chúng hôm nay, có khả năng chúng sẽ ở đó ngày mai.”

Quan sát sinh vật phù du không phải là tất cả những gì PACE sẽ làm. Một yếu tố môi trường liên quan khác, một yếu tố có thể ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu, là hạt aerosol – những đám mây khói rừng, bụi sa mạc, tro núi lửa, sương mù công nghiệp đô thị và thậm chí muối biển đã bốc hơi cùng với nước biển và bay lên bầu trời. Aerosol tạo ra một bóng đen lơ lửng, tùy thuộc vào màu sắc, thành phần và kích thước hạt có thể hấp thụ năng lượng mặt trời đến hoặc phản xạ lại không gian, do đó làm tăng hoặc giảm nhiệt độ toàn cầu.

“Tôi sẽ không sử dụng thuật ngữ hiệu ứng nhà kính”, Jeremy Werdell nói. “Thuật ngữ này thường dành cho khí, không phải hạt. Nhưng nguyên tắc là tương tự trong ý nghĩa rằng có sự cân bằng của bức xạ được liên quan.”

PACE, sẽ được phóng lên bằng tên lửa, với lịch phóng dự kiến vào ngày 6 tháng 2 lúc 1:33 sáng giờ Đông Bắc Mỹ, là một máy móc tương đối nhỏ so với các vệ tinh khác – nặng khoảng 1.700 kg (3.750 lbs) và cao 1,5 m (4,9 ft). NASA có thể để PACE nhỏ gọn bởi vì vệ tinh chỉ mang theo hai thiết bị khoa học: một thiết bị quang học đại dương (OCI) và một phân cực kế.

Như tên gọi của nó, OCI được thiết kế để đo màu nước biển, phân biệt tỉ mỉ giữa các bước sóng khác nhau trên quang phổ để xác định thành phần hóa học của các khu vực khác nhau và do đó các loại sinh vật sống ở những khu vực đó, đặc biệt là các loại sinh vật phù du khác nhau. Các loài sinh vật phù du khác nhau có màu sắc khác nhau, thường là xanh hoặc xanh lá cây, nhưng cũng nguy hiểm nhất là màu đỏ. Loại cuối cùng có thể sản xuất độc tố gọi là “bùng nổ đỏ”, phát hành độc tố cực kỳ bền vững có thể di chuyển lên theo chuỗi thức ăn khi cá nhỏ hơn tiêu thụ chúng, cá lớn hơn ăn cá nhỏ hơn, và cứ thế. Điều đó, tất nhiên, giả định cá nhỏ hơn sống sót, và tùy thuộc vào nồng độ độc tố chúng tiêu thụ, thường chúng không sống sót. Một bùng nổ đỏ ngoài bờ biển Florida vào năm 2021 đã khiến hàng tấn cá chết tràn ngập bãi biển Tampa.

“PACE đo toàn bộ phổ màu”, Jeremy Werdell nói, “từ cực tím đến hồng ngoại gần. Đó là thông tin mới cho phép chúng tôi không chỉ nói chúng tôi thấy sinh vật phù du, mà cộng đồng sinh vật phù du cụ thể là gì.”

Phân biệt các sinh vật quan trọng bởi vì sinh vật phù du không chỉ có mức độ độc tính khác nhau mà còn có chuyển hóa và kích thước khác nhau. Thu thập dữ liệu này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu cách khí nhà kính bị mắc kẹt hoặc giải phóng bởi đại dương. Một số sinh vật phù du hấp thụ carbon nhiều hơn – hút nó từ khí quyển và giảm khả năng dẫn đến hiệu ứng nhà kính toàn cầu; một số lớn hơn – và do đó chìm nhanh hơn và xa hơn – cố định carbon họ thu thập sâu hơn trong cột nước. Sinh vật phù du cũng phát thải khí vào không khí, cho các giọt nước nhỏ trong khí quyển điều gì đó để hạt nhân, và cuối cùng dẫn đến sự hình thành mây. Những cơn mưa này phản xạ ánh sáng nóng của hành tinh. “Các sinh vật thực sự là những mảnh ghép quan trọng của câu đố”, Jeremy Werdell nói. Mục tiêu dài hạn là tìm hiểu thêm về chu kỳ trao đổi khí và mây giữa đại dương và khí quyển và hiểu tốt hơn cách nó thay đổi khí hậu của chúng ta.

Phân cực kế nghiên cứu mảnh ghép khác, quan sát các hạt aerosol trong khí quyển – chủ yếu bằng cách đo dao động ánh sáng khi nó đi qua không khí. Đó là một lĩnh vực nghiên cứu thiết yếu – và hiện tại chưa đầy đủ – Cũng như hầu hết các hình ảnh khoa học, những hình ảnh được xuất bản bởi Tổ chức Khí tượng Thế giới bao gồm các thanh sai số để chỉ ra mức độ bất định trong