Космический лазер помог изучить самую массовую миграцию живых существ

С помощью лидара аппарата CALIPSO учёные исследовали самую массовую миграцию живых существ.
Иллюстрация NASA/Timothy Marvel.

Многие из нас, услышав о миграции животных, наверняка представят себе передвижение северных оленей по бескрайней тундре или сезонные перелёты огромных стай птиц.

Однако подобные массовые перемещения случаются всего пару раз в год, и они весьма малочисленны по сравнению с объёмами циркуляции живых существ, происходящих в океане… ежедневно.

Так, по ночам огромная масса зоопланктона поднимается к поверхности воды в поисках пропитания. На рассвете микроскопические животные снова уходят вглубь океанов и морей, прячась от хищников.

Это самое массовое из известных передвижений обитателей Земли названо вертикальной миграцией зоопланктона.

Размах этого природного явления весьма впечатляет. В ежедневной миграции участвует несчётное количество морских существ от криля и молодых кальмаров до крошечных рыб.

Крошечный кальмар является одним из распространённых представителей зоопланктона.
Фото Chandler Countryman.

Параметры вертикальной миграции постоянно оцениваются и записываются специальными акустическими системами, расположенными на различных судах.

Однако до сегодняшнего дня обширные морские территории оставались неисследованными или исследованными лишь частично и только в сезон навигации. Поэтому по сей день процессы вертикальной миграции оставались недостаточно изученным явлением.

Для того чтобы улучшить современные представления об этом процессе, специалисты космического агентства США NASA и Национального центра космических исследований Франции CNES провели первое изучение глобальных перемещений зоопланктона в Мировом океане.

Учёные подошли к вопросу весьма нестандартно и прибегли к помощи орбитального аппарата Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO), запущенного ещё в 2006 году.

С 2008 по 2017 году его лидар сканировал водные поверхности, проникая лазерным лучом на глубину до 20 метров. По словам специалистов, исследование такого рода впервые проводилось прямо из космоса.

Благодаря небывалому охвату территорий исследователи тщательно проанализировали суточные передвижения морской микроживности в поистине беспрецедентном масштабе.

"Космический лидар дал нам возможность отследить общемировую миграцию зоопланктона. Мы получали новую информацию каждые 16 дней в течение 10 лет. Первое настолько полное изучение процесса позволило проанализировать поведение, распределение и численность морских существ", – поясняет в пресс-релизе НАСА руководитель исследования профессор Орегонского университета Майк Беренфельд (Mike Behrenfeld).

Изучение ежедневной вертикальной миграции важно по целому ряду причин, подчёркивают эксперты. Например, закономерности передвижения морских микросуществ представляют огромный интерес для военно-морских сил многих стран мира.

Дело в том, что естественный слой зоопланктона очень хорошо отражает сигналы гидролокаторов и "шумит", становясь идеальным местом укрытия для подводных лодок.

Кроме того, зоопланктон – это основной источник пищи для более крупных морских жителей. Таким образом, по наибольшему скоплению крошечной живности можно судить о местах, где "пасётся" рыба, а это бесценная информация для промысловиков.

Суточная вертикальная миграция также отражает важнейшие процессы, изучаемые климатологами. К примеру, фитопланктон участвует в переработке большого количество углекислого газа, захватывая и унося его глубоко в океан.

По словам исследователей, данные, собранные CALIPSO, помогут лучше изучить механизмы этого явления и сыграют важную роль в понимании так называемого геохимического цикла углерода.

Авторы отмечают, что современные климатические модели до сих пор не располагали настолько обширной базой данных, описывающей наиболее важные и активные области миграции зоопланктона. Полученные спутником сведения призваны восполнить пробелы в современных знаниях об углеродном цикле.

"Новейшее исследование продемонстрировало нечто неожиданное. Оказалось, лидары достаточно чувствительны для того, чтобы изучать океан прямо из космоса. Я думаю, что мы стоим на пороге новых научных открытий в области океанологии, которые станут возможны именно благодаря космическим лидарам", – заключает один из авторов научной работы Крис Хостетлер (Chris Hostetler) из Исследовательского центра НАСА.

Результаты масштабного исследования международной команды специалистов представлены в ведущем научном издании Nature.