สีสันของมหาสมุทร: ดาวเทียมใหม่ของอเมริกาใต้เข้าร่วมความพยายามสังเกตการณ์โลก

กัลฟ์สตรีม SeaWiFS Image

น่าจะเป็นลักษณะเด่นของมหาสมุทรแอตแลนติกทางตะวันตกของมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือคือกระแสน้ำกัลฟ์สตรีม ขอบด้านเหนือของกระแสน้ำนั้นมองเห็นได้ชัดเจนในสนามคลอโรฟิลล์ที่วัดโดย SeaWiFS เมื่อกระแสน้ำกัลฟ์สตรีมไหลไปทางทิศตะวันออก จะเกิดกระแสน้ำที่คดเคี้ยวเป็นครั้งคราวเพื่อสร้างวงแหวนแกนกลางที่หมุนตามเข็มนาฬิกาไปทางทิศเหนือและวงแหวนแกนเย็นที่หมุนทวนเข็มนาฬิกาไปทางทิศใต้ วงแหวนแกนเย็นโดยทั่วไปมีความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์สูงกว่า (และอุณหภูมิพื้นผิวต่ำกว่า) มากกว่าน้ำโดยรอบ (เครดิตรูปภาพ: NASA SeaWiFS)



การรับรู้สีของมหาสมุทรจากระยะไกลเป็นวิทยาศาสตร์ที่เป็นที่ยอมรับในปัจจุบัน ซึ่งให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบของน้ำและความลึกของการแทรกซึมของแสงโดยพิจารณาจากสีของมหาสมุทรเมื่อมองจากอวกาศ ดาวเทียมสีมหาสมุทรเป็นส่วนหนึ่งของระบบสังเกตการณ์โลก และเนื่องจากความสำคัญของระบบนี้ในการทำความเข้าใจสถานะของมหาสมุทรและวิวัฒนาการของมหาสมุทร ชุมชนวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศจึงตกลงที่จะร่วมกันพยายามร่วมกันรักษากลุ่มดาวดาวเทียมสีมหาสมุทรที่โคจรรอบเรา ดาวเคราะห์.



ครั้งแรกของพวกนั้น เซ็นเซอร์สีมหาสมุทร เป็นการทดลอง CZCS (Coastal Zone Color Scanner) ซึ่งเปิดตัวโดย NASA ในปี 1978 บนดาวเทียม Nimbus-7 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการพิสูจน์แนวคิดของความสามารถในการวัดอนุภาคแขวนลอยและละลายใน น้ำทะเลจากอวกาศ . เม็ดสีสังเคราะห์แสงเป็นจุดสนใจหลักของภารกิจบุกเบิกนี้ การหาปริมาณและตรวจสอบเม็ดสีเหล่านั้นเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจการทำงานของระบบของโลกของเรา เนื่องจากการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่รับผิดชอบในการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เข้าสู่ออกซิเจนที่ระบายอากาศได้ของเรา (O2) และสำหรับการผลิตหลักของดาวเคราะห์ที่ค้ำจุนใยอาหาร (ใยอาหาร) ด้วยวิธีนี้ พืชและสาหร่ายขนาดเล็กจะให้อาหารและอากาศสำหรับรูปแบบชีวิตส่วนใหญ่ของโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งรูปแบบมหภาค เช่น สัตว์ เห็นได้ชัดว่ารวมทั้งมนุษย์ด้วย

แม้ว่าภารกิจ CZCS จะประสบความสำเร็จ แต่เมื่อเซ็นเซอร์นี้หยุดทำงานในปี 1986 ก็ต้องรออีกสิบปีก่อนที่จะส่งภารกิจสีมหาสมุทรใหม่ไปยังอวกาศเพื่อดำเนินการศึกษาต่อ เซ็นเซอร์ตรวจจับสีของมหาสมุทรใหม่เหล่านี้ – ชื่อ MOS, OCTS และ POLDER – เปิดตัวในปี 1996 [ ภาพถ่าย: ภาพที่น่าตื่นตาตื่นใจของโลกจากอวกาศ ]



การรักษาแพลตฟอร์มที่มีสีของมหาสมุทรในอวกาศในวงโคจรเป็นเป้าหมาย เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ต้องการสังเกตมหาสมุทรในระยะเวลานาน เมื่อเร็วๆ นี้ บราซิลและอาร์เจนตินาเข้าร่วมกลุ่มดาวนานาชาตินี้เพื่อให้ข้อมูลที่มีค่าและช่วยป้องกันช่องว่างข้อมูลสีของมหาสมุทรอีก ภารกิจที่เรียกว่า ซาเบีย-มาร์ ซึ่งเป็นคำย่อซึ่งหมายถึงข้อมูลดาวเทียมด้านสิ่งแวดล้อมของทะเลอาร์เจนตินา-บราซิล (ชื่อนี้ใช้ได้ทั้งในภาษาสเปนและโปรตุเกส ซึ่งเป็นภาษาราชการของประเทศนั้นๆ) ชื่อ 'Sabiá' หมายถึง 'truethrush' ซึ่งเป็นนกกลุ่มหนึ่งในสกุล Turdusthat ที่พบได้ทั่วไปในภูมิภาคอาร์เจนตินาและบราซิล

แพลงก์ตอนสีอะความารีนขนาดใหญ่บานสะพรั่งทอดยาวไปตามความยาวของไอร์แลนด์ในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือในภาพนี้ ถ่ายเมื่อวันที่ 6 มิถุนายน พ.ศ. 2549 โดย Envisat

แพลงก์ตอนสีอะความารีนขนาดใหญ่แสดงให้เห็นการผลิบานตลอดแนวยาวของไอร์แลนด์ในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือในภาพนี้ ซึ่งถ่ายเมื่อวันที่ 6 มิถุนายน พ.ศ. 2549 โดยเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ภาพความละเอียดปานกลาง (MERIS) ของ Envisat ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์สีของมหาสมุทรโดยเฉพาะที่สามารถระบุความเข้มข้นของแพลงก์ตอนพืชได้(เครดิตรูปภาพ: อีเอสเอ)



ภารกิจ SABIA-Mar เป็นความคิดริเริ่มของ Agência Espacial Brasileira– AEB (Brazilian Space Agency), Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais- INPE (สถาบันวิจัยอวกาศแห่งชาติ) ทั้งจากบราซิลและ CONAE Comisión Nacional de Actividades Espaciales (คณะกรรมการอวกาศแห่งชาติ) กิจกรรม) จากอาร์เจนตินา ลักษณะทางเทคนิคยังคงเป็นเรื่องของการอภิปราย ดังนั้นสถาบันเหล่านี้จึงจัดการประชุมเชิงปฏิบัติการในบัวโนสไอเรส (14-15 มีนาคม)NSปี 2013) และบราซิเลีย (13-14 พฤษภาคมNSปี 2556) เมืองหลวงของอาร์เจนตินาและบราซิล ตามลำดับ ชุมชนการประชุมเชิงปฏิบัติการประกอบด้วยสถาบันของรัฐและเอกชนจากทั้งสองประเทศ และขณะนี้ชุมชนนานาชาติที่มากขึ้นของผู้มีโอกาสเป็นผู้ใช้ดาวเทียมก็ถูกขอให้มีส่วนร่วมและให้คำติชมและข้อเรียกร้องของพวกเขาด้วย

'ดาวเทียมต้องจัดหาความต้องการสูงสุดเท่าที่เป็นไปได้' Petrônio de Souza ผู้อำนวยการนโยบายอวกาศและการลงทุนเชิงกลยุทธ์จาก AEB กล่าว

'จำเป็นต้องรู้ว่าอนาคตที่ผู้ใช้ SABIA-Mar ต้องการคืออะไร' Marco Antônio Chamon ผู้จัดการภารกิจชาวบราซิลยืนยันอีกครั้งระหว่างการประชุมเชิงปฏิบัติการในบราซิเลีย ตามปกติสำหรับภารกิจสีมหาสมุทรอื่นๆ ส่วนใหญ่ ข้อมูลจะพร้อมให้ผู้ใช้ที่สนใจทั่วโลกใช้ได้ฟรี



การตัดสินใจหลักจากการประชุมเหล่านี้คือข้อตกลงในการแบ่งภารกิจ SABIA-Mar ออกเป็นสองดาวเทียม ดวงแรกมุ่งเน้นไปที่การถ่ายภาพ มหาสมุทรโลก ซึ่งคาดว่าจะเปิดตัวในปี 2561 และอีกรายการสำหรับการศึกษาระดับภูมิภาคซึ่งวางแผนไว้สำหรับปี 2562

การถ่ายภาพเฉพาะพื้นที่ต้องใช้ความละเอียดเชิงพื้นที่ที่สูงขึ้น และแสดงถึงการก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีสำหรับทั้งสองประเทศที่เกี่ยวข้อง แต่ข้อมูลระดับภูมิภาคยังแสดงถึงความท้าทายทางวิทยาศาสตร์สำหรับทั้งองค์กร สีของมหาสมุทร ชุมชนวิจัย มหาสมุทรเปิดขึ้นชื่อเรื่องสีน้ำเงินเข้มที่เกิดจากโมเลกุลของน้ำที่ทำปฏิกิริยากับแสงแดด แต่บริเวณชายฝั่งทะเลและแหล่งน้ำภายใน เช่น ทะเลสาบและแม่น้ำมีรูปแบบสีที่ซับซ้อนกว่ามาก เนื่องจากพวกมันได้รับอิทธิพลอย่างสูงจากตะกอนแขวนลอย อินทรียวัตถุที่ละลายน้ำ และแพลงก์ตอนพืช (สาหร่ายขนาดเล็ก) ในปัจจุบัน การแยกส่วนการมีส่วนร่วมของสารเหล่านี้แต่ละส่วนอย่างแม่นยำนั้นทำได้ยาก ดังนั้นแหล่งน้ำเหล่านี้จะเป็นจุดสนใจของกล้องระดับภูมิภาคที่จะติดตั้งบนดาวเทียม SABIA-Mar ระดับภูมิภาค [ Oceans & Us: แกลเลอรีการใช้งานของมนุษย์ ]

วัตถุประสงค์ที่แท้จริงของภารกิจอวกาศนี้คือเพื่อให้เข้าใจวัฏจักรคาร์บอนของโลกได้ดีขึ้น ตลอดจนช่วยการประมงและการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ตรวจจับและติดตามมลภาวะและสาหร่ายที่เป็นอันตราย ติดตามสายพันธุ์ที่มีความเสี่ยง ประเมินคุณภาพน้ำและการมองเห็นของน้ำ และศึกษาสภาพอากาศและ การเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม ภารกิจดังกล่าวจะช่วยสนับสนุนความพยายามในการจัดการชายฝั่งและมาตรการอธิปไตยและการป้องกันประเทศ

แต่ในขณะที่เราสามารถสังเกตมหาสมุทรได้ในปัจจุบัน เราต้องนึกภาพมหาสมุทรในอนาคตด้วย การรับรู้สีของมหาสมุทรจากระยะไกลโดยธรรมชาติเป็นภารกิจที่เกิดจากอวกาศ และการค้นพบของโลกอาจถูกอนุมานไปยังดาวเคราะห์และดวงจันทร์ดวงอื่นภายในและภายนอกระบบสุริยะได้ บางทีการสำรวจโลกจากระยะไกลอาจสร้างแรงบันดาลใจให้ภารกิจในอนาคตในการสังเกตมหาสมุทรน้ำแข็งของดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดีและทะเลสาบไฮโดรคาร์บอนของไททันของดาวเสาร์ในทศวรรษต่อ ๆ ไป

แพลงก์ตอนพืชทะเลในฤดูร้อนที่บานสะพรั่งเต็มไปด้วยสีสันของทะเลบอลติกในภาพ Envisat นี้ ในขณะที่คลอโรฟิลล์แพลงก์ตอนพืชจะรวมเอาน้ำทะเลโดยรอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ทีละน้อย ทำให้สามารถตรวจจับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้จากอวกาศได้โดยเฉพาะ

แพลงก์ตอนพืชทะเลในฤดูร้อนที่บานสะพรั่งเต็มไปด้วยสีสันของทะเลบอลติกในภาพ Envisat นี้ คลอโรฟิลล์ในแพลงก์ตอนพืชจะรวมตัวกับน้ำทะเลโดยรอบ ทำให้เป็นวิธีการตรวจหาสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้จากอวกาศด้วยเซ็นเซอร์ 'สีของมหาสมุทร' โดยเฉพาะ(เครดิตรูปภาพ: อีเอสเอ)

ความรู้ที่ได้รับจากวิทยาศาสตร์สีของมหาสมุทรอาจช่วยนักโหราศาสตร์ในการล่าสัตว์นอกโลก ปัจจุบันสีของมหาสมุทรเป็นวิธีเดียวในการตรวจสอบ แพลงก์ตอนพืช ตั้งแต่ระดับท้องถิ่นไปจนถึงระดับสากล และความแปรผันของความหนาแน่นและองค์ประกอบผ่านมาตราส่วนเวลาหลายระดับ นักวิทยาศาสตร์กำลังระบุช่วงของการดูดกลืนแสงแดดโดยเม็ดสีสังเคราะห์แสงแต่ละชนิดที่มีอยู่บนพืชและสาหร่ายของโลก เซ็นเซอร์ออปติคัลในอนาคตบนดาวเทียมหรือยานสำรวจห้วงอวกาศอาจมองหาเม็ดสีเหล่านั้นในดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ใกล้กว่า ในขณะที่ยังเป็นเรื่องของการเก็งกำไร หากเซ็นเซอร์ดังกล่าวเป็นไปได้ ระยะทางขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องจะต้องใช้ความแม่นยำและความแม่นยำที่สูงกว่าเทคโนโลยีล้ำสมัยของวิทยาศาสตร์สีมหาสมุทรในปัจจุบัน

เม็ดสีสังเคราะห์แสงเป็นผลมาจากวิวัฒนาการของการปรับตัวของชีวิตของโลกให้เข้ากับแสงที่มีอยู่ และขึ้นอยู่กับระยะทาง อายุ และขนาดของดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์ชีววิทยากำลังพิจารณาสารสีสังเคราะห์แสงที่เป็นไปได้อื่นๆ ที่ปรับให้เข้ากับดาวฤกษ์ประเภทต่างๆ และระยะห่างจากพวกมัน ตัวอย่างเช่น สีของป่าและสาหร่ายของโลกอื่นอาจแตกต่างจากลวดลายสีเขียวของเราอย่างมาก เราสามารถสรุปได้ว่าอาจมีที่อยู่อาศัยนอกโลกที่กลายเป็นสีแดงและสีเหลืองเป็นต้น

โดยการทำความเข้าใจชีวิตบนบกให้ดีขึ้นและพิจารณาความเป็นไปได้ทางชีวเคมี เราควรจะสามารถสำรวจว่าเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของเราบางแห่งอาจมีชีวิตนอกโลก 'อย่างที่เรารู้' หรืออย่างน้อยสิ่งที่เราสามารถสรุปได้ว่าชีวิตมนุษย์ต่างดาวอาจจะเป็นเช่นนั้น

เรื่องนี้จัดทำโดย นิตยสารโหราศาสตร์ สิ่งพิมพ์บนเว็บที่สนับสนุนโดย NASA โปรแกรมโหราศาสตร์ .

ติดตาม guesswhozoo.com บน ทวิตเตอร์ , Facebook และ Google+ . บทความต้นฉบับเกี่ยวกับ guesswhozoo.com .