Zum ersten Mal können Wissenschaftler nun aufgrund der einzigartigen Daten von zwei NASA-Satelliten eine Phytoplanktonblüte in einem frühen Stadium erkennen, indem sie ihr rotes „Leuchten“ unter Sonnenlicht betrachten. Laut einer im Golf von Mexiko durchgeführten Studie kann dieses Phänomen Fischer und Schwimmer vor der Entwicklung von Fällen roter Gezeiten warnen, die in dunkel gefärbten Abflüssen von Flüssen und Feuchtgebieten auftreten und manchmal „Schwarzwasser“ -Ereignisse verursachen.
Zu den dunklen Flussabflüssen gehören Stickstoff und Phosphor, die in der Landwirtschaft als Düngemittel verwendet werden. Diese Nährstoffe verursachen Blüten von Meeresalgen, die Phytoplankton genannt werden. Während extrem großer Phytoplanktonblüten, in denen die Algen so konzentriert sind, kann das Wasser schwarz erscheinen, etwas Phytoplankton stirbt ab, sinkt auf den Meeresboden und wird von Bakterien gefressen. Die Bakterien verbrauchen die Algen und verbrauchen Sauerstoff aus dem Wasser, was zum Töten von Fischen führt.
Chuanmin Hu und Frank Muller-Karger, Ozeanographen am College of Marine Science der Universität von Südflorida, St. Petersburg, Florida, verwendeten Fluoreszenzdaten von MODIS-Instrumenten (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) der NASA an Bord der Terra- und Aqua-Satelliten der NASA. MODIS erkennt die Glüh- oder Phytoplanktonfluoreszenz anhand des Chlorophylls der Pflanze. Das menschliche Auge kann die rote Fluoreszenz nicht erkennen.
Die Fähigkeit, leuchtende Wasserflächen zu erkennen, hilft Forschern zu identifizieren, ob Phytoplankton in großen dunklen Wasserflecken vorhanden ist, die sich vor der Küste Floridas bilden. Ohne diese Daten ist es unmöglich, Phytoplanktonblüten von dunklen Flussabflusswolken zu unterscheiden, die nur wenige einzelne Phytoplanktonzellen enthalten.
Da farbige gelöste organische Stoffe, die aus Flüssen stammen, ähnliche Mengen an blauen und grünen Farbsignalen absorbieren können wie Pflanzen, können herkömmliche Satelliten, die einfach die Farbe des Ozeans messen, Phytoplanktonblüten in solchen Bereichen nicht unterscheiden.
Obwohl Satelliten Nährstoffe in Seen, Flüssen, Feuchtgebieten und Ozeanen nicht direkt messen können, misst die Fernerkundungstechnologie die Planktonmengen. Wissenschaftler können dann berechnen, wie viel Nährstoff benötigt werden könnte, um diese Mengen an Plankton anzubauen.
Hu und andere verwendeten diese Technik, um die Natur und den Ursprung eines Ereignisses mit dunklen Federn im Herbst 2003 in der Nähe von Charlotte Harbor vor der Küste Südfloridas zu untersuchen. Aus Wasserproben wurden mäßige Konzentrationen einer der Red Tide-Arten Floridas gefunden.
"Unsere Studie verfolgt die Schwarzwasserflecken in der Nähe der Florida Keys bis zu einer Entfernung von etwa 200 Kilometern stromaufwärts", sagte Hu. „Diese Ergebnisse legen nahe, dass das empfindliche Ökosystem der Florida Keys mit dem verbunden ist, was an Land und in zwei abgelegenen Flüssen, dem Peace und dem Caloosahatchee, passiert, wenn sie in den Ozean abfließen. Extreme Klimabedingungen wie ungewöhnlich hohe Niederschlagsmengen im Frühjahr und Sommer 2003 können solche Verbindungen beschleunigen “, fügte er hinzu.
Diese Ergebnisse basieren auf wissenschaftlichen Analysen verschiedener Dinge. Zu den verwendeten Daten gehören die Ozeanfarbe des Satelliten von MODIS und SeaWiFS (Sea Viewing Wide Field-of-View Sensor) sowie Winddaten vom QuikSCAT-Satelliten der NASA. Das US-amerikanische Geological Survey, die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), das Florida Fish and Wildlife Research Institute und andere Organisationen lieferten Informationen zu Regen, Flussabfluss und Felduntersuchungen.
Indem Hu und Kollegen wissen, in welche Richtung die Winde wehen und die Strömungen fließen, können sie vorhersagen, wohin sich Schwarzwasser bewegen kann.
Rote Gezeiten treten jedes Jahr vor Florida auf und verursachen bekanntermaßen beim Menschen Fischsterben, Korallenstress und -sterblichkeit sowie Haut- und Atemprobleme. Frühere Studien zeigen, dass längere „Schwarzwasser“ -Patches zu einer Verschlechterung der Wasserqualität führen und zum Tod von Korallen führen können. Die Verwendung von Fernerkundungssatelliten bietet wirksame Mittel zur Überwachung und Vorhersage solcher Ereignisse.
Die Verbindung zwischen Küstenabfluss und Schwarzwasserereignissen ist ein Beispiel dafür, wie Land- und Ozeanökosysteme miteinander verbunden sind. "Küsten- und Landverwalter über große Gebiete müssen zusammenarbeiten, um zu verhindern, dass in Zukunft mehr Schwarzwasserereignisse stattfinden", sagte Müller-Karger.
Diese Studie erschien in einer kürzlich erschienenen Ausgabe der Geophysical Research Letters der American Geophysical Union. Zu den Mitautoren des Artikels gehören Gabriel Vargo und Merrie Beth Neely von der University of South Florida sowie Elizabeth Johns vom Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory der NOAA.
Die Wissenschaftsdirektion der NASA arbeitet daran, das Leben aller Menschen durch die Erforschung und Untersuchung des Erdsystems, des Sonnensystems und des Universums zu verbessern.
Originalquelle: NASA-Pressemitteilung
