Astronomija, satelīts, kosmoss

Fitoplanktons zied no kosmosa



Eksplozīvs fitoplanktona pieaugums izplatās ziedos simtiem jūdžu attālumā no okeāna.


Šis attēls ir fitoplanktona ziedēšanas satelīta attēls, kas 2008. gadā izveidojās Atlantijas okeānā pie Namībijas krastiem. Zieds pirmo reizi parādījās apmēram 28. oktobrī un sāka izklīst līdz 14. novembrim. Tipiskais fitoplanktona ziedēšana ilgst tikai dažas nedēļas vai mazāk . Ziedēšana bieži ir par sliktu Namībijai, jo dziļas okeāna straumes no aukstā, barības vielām bagātā ūdens piegādā no Dienvidu okeāna netālu no Antarktīdas. Straumes sastopas ar kontinentālo šelfu, un ūdens tiek virzīts augšup pa kontinentālo slīpumu virszemes virzienā. Bieži vien ziedēšana aug tik agresīvi, ka mirušā planktona ķermeņu sadalīšanās patērē tik daudz skābekļa, ka šajos apgabalos izveidojas “mirušā zona”. Šo satelītattēlu sagatavoja NASA Zemes observatorija. 1

Fitoplanktons ar mikroskopa palīdzību: Šajā fotogrāfijā ir parādīti daudzi mikroskopisko, augu veida organismu veidi, kas pazīstami kā diatomi. Diatomas ir parasts fitoplanktona populācijas loceklis, kas dzīvo un dreifē okeāna virsmas saules apspīdētajos ūdeņos. Daudziem no tiem ir plāns silīcija dioksīda apvalks, kas pazīstams kā "tests", un tie satur hlorofilu. Ziedēšanas laikā miljardiem diatomītu ūdenī tas parādās no zilgani zaļas līdz zaļai krāsai. Nomirstot, viņu ķermeņi nogrimst līdz apakšai un silīcija dioksīdu un organisko oglekli nogulsnē apakšā. 2

Kas ir fitoplanktona zieds?

Fitoplanktons ir mikroskopiski augiem līdzīgi organismi, kas aug, vairojas un dreifē vairumā Zemes ūdenstilpņu saules apspīdētajos virszemes ūdeņos. Nosaukums “fitoplanktons” ir divu grieķu vārdu kombinācija: “phyton” (kas nozīmē “augs”) un “planktos” (kas nozīmē “dreifētājs”).

Fitoplanktons aizņem okeāna barības ķēdes pamatus. Lielākā daļa no tiem satur hlorofilu un ražo enerģiju fotosintēzes laikā. Ja hlorofils atrodas augstās koncentrācijās ūdenī, to ķermenī ūdens iegūst zaļu krāsu. Cits fitoplanktons izdala skeleta materiālu, kas sastāv no kalcija karbonāta. Lielās koncentrācijās tie ūdenim var dot gaiši tirkīza krāsu.

Parasti fitoplanktons ir sastopams un bagātīgs saules apspīdētos virszemes ūdeņos, taču parasti krastā esošie cilvēki to nepamana, krastā dodoties garām vai braucot ar lidmašīnu. Tomēr, kad temperatūra, saules gaisma un ūdens sastāvs ir ideāli, sprādzienbīstama augšana un vairošanās palielina to skaitu eksponenciāli. Šajos sprādzienbīstamības periodos ūdenī un uz tā iegūst zaļu vai tirkīza krāsu, kas pazīstama kā “fitoplanktona ziedēšana”.

2017. gada 29. maijā Donavas upe, Dņepras upe un citas straumes, kas iztukšojās Melnajā jūrā, pārpludināja un pārplūda to krastus lauksaimniecības zemēs. Straumju ūdeņi savāc augšējo augsni, virszemes nogulumus, mēslojumu un dzīvnieku atkritumus un nogādāja tos Melnajā jūrā. Šis izšķīdušā dzelzs, slāpekļa un fosfāta pieplūdums šajos ūdeņos izraisīja sprādzienbīstamu fitoplanktona augšanu jūrā, izraisot daudzos ziedus, kas redzami satelīta attēlā iepriekš. Šo NASA satelītattēlu sagatavoja Normens Kurings. 4

Fitoplanktons ar mikroskopa palīdzību: Šajā fotogrāfijā ir parādīts kokolitofors - vienšūnu, augiem līdzīgs organisms, kas planktoniski dzīvo okeāna seklajos, saules apspīdētajos ūdeņos vai citās ūdenstilpēs. Kokolitofori izdala un ieskauj līdz pat trīsdesmit plāksnēm līdzīgām skalām, kas sastāv no kalcija karbonāta, kuras katra ir tikai pāris mikronu šķērsām. Ziedēšanas laikā miljardiem dreifējošu kokolitoforu var izraisīt ūdens ļoti gaišu tirkīza krāsu, kad parādās saules gaisma un atstarojas no tā skalas. Nomirstot, viņu ķermeņi nogrimst apakšā un ievada kalcija karbonātu apakšējos nogulumos. 3 Hannes Grūbes Creative Commons attēls.

Fitoplanktona nozīme

Sīkais fitoplanktons ir nozīmīgs nogulumu klājuma veicinātājs daudzās Zemes okeānu daļās. Viņiem ir arī nozīmīga loma, samazinot oglekļa dioksīda saturu Zemes atmosfērā. Fitoplanktons absorbē izšķīdušo oglekļa dioksīdu no okeāna ūdens un fotosintēzes laikā izdala skābekli.

Nomirstot, viņu ķermeņi nogrimst uz okeāna dibena, un tie uzkrājas kā smalkgraudains organiskais materiāls, kas pazīstams kā šķidrums. Diatomu uzkrāšanās rada ar silīcija dioksīdu bagātu šķidrumu, kas varētu radīt nogulumiežu, kas pazīstama kā diatomīts. Kokolitofora uzkrāšanās rada ar kalciju karbonātiem bagātu ožu, kas varētu veidot nogulumiežu, kas pazīstama kā krīts.

Abi fitoplanktona veidi dod izšķīdušo oglekļa dioksīdu dziļajā okeāna ūdenī un organisko oglekli - nogulumu masā. Šo oglekli miljoniem gadu var ieslēgt dziļajā okeāna ūdenī un jūras dibena nogulumos. Tā rezultātā okeāns kļūst par oglekļa izlietni. Tādā veidā fitoplanktons no oglekļa dioksīda, siltumnīcefekta gāzes, noņem no virszemes ūdeņiem un neļauj tam iekļūt atmosfērā. Šī oglekļa noņemšana palīdz regulēt oglekļa dioksīda saturu atmosfērā un caur to regulē globālo temperatūru.

Satelīta attēls fitoplanktona ziedēšanai, kas izveidojās pie Jaunzēlandes austrumu krasta. Šis zieds eksplozīvi pieauga no 2009. gada 11. oktobra līdz 25. oktobrim. Sacensības starp vējiem un straumēm veica planktonu simtiem kilometru attālumā no okeāna virsmas, veidojot sarežģītus virpuļus un rakstus. Zieds saturēja tik daudz mikroskopisku organismu, ka to varēja skaidri redzēt no kosmosa. Šo NASA satelītattēlu sagatavoja Roberts Simmons un Džesijs Allens. 5

Informācija par fitoplanktonu
1 Fitoplanktons Bloom Off Namibia - raksts NASA Zemes novērošanas centra vietnē, kas pieejams 2019. gada janvārī.
2 diametomi caur mikroskopu publiskā domēna fotogrāfijai, kuru veidojis Gordons T. Teilors no Stonijas Brūkas universitātes un izplatīta caur Wikimedia, pieejama 2019. gada janvārī.
3 Kas ir kokolitofors? autors Džons Veiers, raksts NASA Zemes observatorijas vietnē, pieejams 2019. gada janvārī.
Kathryn Hansen, Pola Lem un Norman Kuring raksts 4 tirkīza virpuļi Melnajā jūrā, raksts NASA Zemes novērošanas centra vietnē pieejams 2019. gada janvārī.
5 Kas ir fitoplanktons? autori Rebeka Lindseja un Mišons Skots - raksts NASA Zemes novērošanas centra vietnē, kas pieejams 2019. gada janvārī.
Kathryn Hansen un Jeff Schmaltz raksts Niplijas Zemes novērošanas centra vietnē Phytoplankton Blooms Off New Jersey, pieejams 2019. gada janvārī.
7 Maiks Karlovičs, Hjū Pauels un Normens Kurings, NASA Zemes novērošanas centra vietnē publicētais raksts Bloom in Ross Sea, pieejams 2019. gada janvārī.
8 Bloom Channel English Channel by Steve Groom, Plymouth Marine Laboratory, publiskā domēna attēls, ko mitināja Wikimedia, piekļūst 2019. gada februārī.
9 Maiks Karlovičs, Holli Riebeeks, Bārnijs Balčs, Normens Kurings un Sergio Signorini, zieds Barenca jūrā, raksts NASA Zemes novērošanas centra vietnē, kas pieejams 2019. gada februārī.

Kur notiek fitoplanktona ziedēšana?

Fitoplanktona ziedēšana visbiežāk notiek ūdeņos ar plaukstošu jūras populāciju un tur, kur nepārtrauktā straumē vai straumē tiek pievienotas bagātīgas fitoplanktona augšanai nepieciešamās barības vielas. Tās bieži ir kontinentu malas, kur barības vielas tiek piegādātas caur upju noteci vai kur virspusē paceļas auksti barības vielām bagāti ūdeņi no okeāna dziļumiem. Ziedēšana var notikt arī saldūdens objektos, un to bieži izraisa lauksaimniecības notece. Kad apstākļi ir perfekti, bagātīgais barības vielu daudzums planktona sprādzienbīstamo augumu pavada ziedā.

Neparasts fitoplanktona ziedēšana notika Atlantijas okeānā pie Ņūdžersijas krastiem 2016. gada 6. jūlijā. Šis zieds saņēma barības vielas no procesa, kas pazīstams kā "augšupvērsts". Spēcīgs, pastāvīgs vējš, pūšot no kontinenta un austrumu virzienā, virszemes ūdeņus veda prom no krasta. Tādējādi kontinentālā nogāzē ienāca auksti, barības vielām bagāti ūdeņi, kas aizstāja ūdeņus, kas tika izpludināti jūrā. Rezultāts bija fitoplanktona ziedēšana gandrīz krastā. Līdzīgi ziedēšana periodiski notiek gar Atlantijas okeāna piekrasti vasarā. Šo NASA satelītattēlu sagatavoja Džefs Šmaltcs. 6

Šis satelītattēls parāda fitoplanktona ziedēšanu Rosas jūrā, Antarktīdā. Katru pavasari, kad saule paceļas pietiekami augstu dienvidu puslodes debesīs, pietiekama saules enerģija nonāk Rosas jūrā, lai izraisītu fitoplanktona eksploziju. Šis ir laiks, kad visi, kas dzīvo ap Rosas jūru, sāk ikgadējus svētkus. Krils barojas ar fitoplanktonu, zivis barojas ar krilu, pingvīni baro zivis, bet slepkavas vaļi barojas ar pingvīniem. Pārtikas ķēde eksplodē no tās pamatnes. Šo NASA satelītattēlu sagatavoja Normens Kurings. 6

Šajā satelītattēlā ir parādīts piena balts fitoplanktons, kas zied Lamanšā pie Anglijas dienvidrietumu gala. Šis spīdums tika iemūžināts Landsat attēlā 1999. gada 24. jūlijā. Tas ir ievērības cienīgs piena piena tirkīza krāsas dēļ, ko rada saules gaisma, kas atstarojas no miljardiem kokolitofora (Emiliania huxleyi) zvīņu, kas sastāv no baltā kalcija karbonāta. Šo Landsatas attēlu sagatavoja Stīvs Groom no Plimutas Jūras laboratorijas. 8

Šis satelītattēls parāda fitoplanktona ziedēšanu Barenca jūrā pie Norvēģijas ziemeļu krastiem un Krievijas ziemeļrietumiem 2011. gada 14. augustā. Katru pavasara planktona ziedēšanu simtiem jūdžu šķērso šīs piekrastes. Ziedēšanu izraisa pavasara straumes notece, bet vēl svarīgāk ir tas, ka katru pavasari notiek 24 stundu saules gaisma. Krāsu atšķirības plūmē izraisa atšķirīgs ūdens dziļums (plūmes kokolitofori var dzīvot dziļumā līdz 50 metriem zem virsmas) un dažādas fitoplanktona koncentrācijas. Plūmju modeļus izraisa mainīgais vējš un pašreizējā darbība. Šajā Ziemeļu Ledus okeāna daļā diatomītu ziedēšana parasti notiek maijā, bet kokolitofora ziedēšana - jūnijā. Šo NASA attēlu sagatavoja Džefs Šmaltcs. 9