耗資近10億美元！NASA新衛(wèi)星監(jiān)測海洋浮游生物
美國宇航局（NASA）耗資9.64億美元打造的“浮游生物、氣溶膠、云、海洋生態(tài)系統(tǒng)”（PACE）衛(wèi)星，將不早于2月6日搭乘獵鷹9號火箭從美國卡納維拉爾角發(fā)射升空。該衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道后，將每兩天對整個地球進(jìn)行一次掃描，監(jiān)測海洋中的浮游生物以及漂浮在海洋上空的細(xì)顆粒物，這對于研究全球氣候變化至關(guān)重要。
NASA的一顆新衛(wèi)星將每兩天對整個地球進(jìn)行一次掃描，追蹤海洋浮游生物及其上空顆粒的變化。圖片來源：NASA概念圖像實驗室
海洋中的浮游生物、藻類和細(xì)菌在吸收大量二氧化碳的同時，還產(chǎn)生了地球上50%的氧氣。但幾十年來，地球觀測衛(wèi)星一直無法將組成這些綠色黏稠物的眾多物種區(qū)分開來。這也阻礙了研究浮游生物如何對氣候造成影響。
而PACE衛(wèi)星即將改變這一狀況。據(jù)《科學(xué)》報道，PACE衛(wèi)星的主要儀器是NASA首個執(zhí)行重大地球科學(xué)任務(wù)的“高光譜”成像儀。該儀器并不是像人眼視錐細(xì)胞那樣，只能感知紅、綠、藍(lán)3種顏色，而是將光分成200多個通道，其中包括多種深淺不一的綠色，從而根據(jù)浮游生物的物種和棲息地呈現(xiàn)的不同綠色而將它們加以區(qū)分。
“軌道上本來只有一盒僅8支顏色的蠟筆，而有了PACE，我們將得到一盒200種不同顏色的蠟筆。”NASA戈達(dá)德太空飛行中心的首席研究員Jeremy Werdell說。
美國鮑登學(xué)院的光學(xué)海洋學(xué)家Collin Roesler說，通過研究浮游生物物種，PACE有助于回答一個關(guān)鍵的氣候問題。大型浮游生物在較冷水域占主導(dǎo)地位，是碳儲存的堡壘。這些非常大的細(xì)胞會被大型浮游動物吃掉，然后通過排泄物排出。后者中的碳更有可能到達(dá)海底并被安全地封存起來。在低緯度較溫暖的水域，較小的浮游生物茁壯成長，但它們排泄物中的碳往往會被微生物吞噬，最終排放回大氣。模型表明，隨著全球變暖，這些較小的浮游生物可能會向兩極擴(kuò)張，而PACE可以看到這些擔(dān)憂是否屬實。
PACE敏銳的色覺還能幫助追蹤人類對湖泊、河流和海岸線的影響，將自然物種與污水或化肥徑流中的細(xì)菌及溶解有機(jī)物區(qū)分開來。它還將探索海洋中數(shù)公里寬的湍流漩渦，在推動浮游生物及其所依賴的營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)動方面所起的作用。
這顆衛(wèi)星還將研究氣候中另一個關(guān)鍵因素：將約90%的太陽光反射到太空的小氣溶膠顆粒和云。NASA戈達(dá)德空間研究所PACE項目負(fù)責(zé)人Brian Cairns說，新衛(wèi)星攜帶了兩個小巧但功能強(qiáng)大的偏振儀，通過識別顆粒的類型、大小和豐度，這兩臺偏振儀應(yīng)該可以填補(bǔ)氣溶膠清單，包括難以捉摸的氣溶膠，如海洋上空的海霧。這些儀器還將顯示氣溶膠如何影響云的生長和壽命，這可能會影響氣候變暖的速度。研究人員目前正在爭論，更清潔的航運(yùn)燃料在多大程度上抑制了海洋上空反射云的形成，從而加劇了全球變暖。
PACE 的主要儀器可以使用10年或更長時間，它使觀測海洋浮游生物的能力幾乎達(dá)到了研究人員在實驗室里所能達(dá)到的水平。
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