浮游植物决定了海洋能够支持多少生命，并在控制大气二氧化碳浓度方面发挥作用，从而调节我们的气候。这些微小的海洋植物依靠阳光和营养来茁壮成长，包括可以通过洋流和上升流带到海洋表面的铁或氮等元素。
为了了解海洋中浮游植物的营养限制，科学家通常在海上研究探险期间进行实验。然而，这种方法只记录了某一特定时间点海洋的一小部分。因此，一个国际研究小组测试了卫星在太空中探测到的信号是否可以用来观察几天内覆盖整个海洋的营养限制。
为此，他们调查了卫星记录的赤道太平洋浮游植物的荧光信号是否提供了浮游植物营养限制的信息。2019年，德国科考船SonNE在SO267/2号科考船上进行了观测。在这个海洋区域，由于厄尔Niño南方涛动(ENSO)的影响，营养物质的可用性和浮游植物的生产力自然变化。研究结果发表在今天的《自然》杂志上。
Thomas Browning博士说:“尽管卫星已经进行了20年的荧光测量，但我们还不知道如何正确地解释它们。”基尔(德国)GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心的海洋生物学家和化学家是《自然》杂志的协调作者和“海洋辉光”小组组长。该项目旨在开发新的方法，通过卫星观测来确定哪些营养物质限制了浮游植物的生长。
在2019年的SonNE考察期间，研究人员使用浮游植物蛋白质的实验和分析来找出哪些营养物质限制了浮游植物的生长。他们还评估了浮游植物荧光的变化——浮游植物发出的红光被认为是由限制浮游植物生长的营养物质调节的。
具体来说，在铁限制下，浮游植物产生高度荧光的色素-蛋白质复合物，而在氮限制下，它们不会。重要的是，他们还使用安装在船艏的仪器向下观察海面，进行了与美国宇航局MODIS卫星相同类型的光学测量。然后将这些实地数据与卫星数据进行比较，以评估自20年前这些卫星观测开始以来赤道太平洋营养限制的历史趋势。
“我们发现浮游植物要么受到铁的限制，要么受到氮的限制，这导致卫星检测到浮游植物荧光的独特特性。我们还发现，铁限制的强度也会影响荧光信号:铁限制越强，荧光越多，”布朗宁博士说。卫星的荧光观测结果在某种程度上与ENSO循环中从更深的水域上涌的铁供应相匹配。
当他们将他们的观察结果与全球生物地球化学模型的预测进行比较时，研究人员发现了一个显著的差异:在多个周期中，铁限制的变化与ENSO动力学是一致的。但与实地观测相比，该模型高估了浮游植物铁限制的影响两倍。
通过这种方式，卫星对营养限制的这些类型的天气观测可能是验证和改进这些模型的关键，并且可以更好地预测未来气候变化对海洋生态系统的影响。
勃朗宁博士说:“这些初步发现表明，卫星观测可以帮助我们评估营养限制对浮游植物的影响，以及它们在全球海洋和气候系统中的重要作用。”“然而，我们的研究主要集中在赤道太平洋。通过新的ERC项目‘Ocean Glow’，我们计划在海洋的所有区域更有力地验证这一点。”
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我是机制号的签约作者“寻雪”！
希望本篇文章《从太空评估对海洋生产力的控制》能对你有所帮助！
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