Dengan bantuan satelit yang mengorbit, para peneliti telah melakukan analisis global pertama tentang kesehatan dan produktivitas tanaman laut. Dengan menggunakan Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) pada satelit Aqua NASA, para ilmuwan untuk pertama kalinya mengukur jumlah cahaya merah neon yang dipancarkan oleh fitoplankton laut dan menilai seberapa efisien tanaman mikroskopis mengubah sinar matahari dan nutrisi menjadi makanan melalui fotosintesis. Sekarang mereka memiliki data pertama, metode ini harus memungkinkan para ilmuwan untuk secara efektif mengawasi kesehatan lautan kita. Jadi apa yang mereka ketahui sejauh ini?
Selama dua dekade terakhir, para ilmuwan telah menggunakan berbagai sensor satelit untuk mengukur jumlah dan distribusi klorofil pigmen hijau, indikator jumlah kehidupan tanaman di laut. Tetapi dengan MODIS, "fluoresensi lampu merah" telah diamati di atas lautan terbuka.
"Klorofil memberi kita gambaran tentang berapa banyak fitoplankton yang ada," kata Scott Doney, seorang ahli kimia kelautan dari Woods Hole Oceanographic Institution dan rekan penulis makalah tersebut. "Fluoresensi memberikan wawasan tentang seberapa baik mereka berfungsi dalam ekosistem."
Fluoresensi lampu merah mengungkap wawasan tentang fisiologi tanaman laut dan efisiensi fotosintesis, karena bagian-bagian berbeda dari mesin pemanfaat energi tanaman diaktifkan berdasarkan jumlah cahaya dan nutrisi yang tersedia. Sebagai contoh, jumlah fluoresensi meningkat ketika fitoplankton berada di bawah tekanan karena kekurangan zat besi, nutrisi penting dalam air laut. Ketika air miskin zat besi, fitoplankton memancarkan lebih banyak energi matahari sebagai fluoresensi daripada ketika zat besi mencukupi.
Data fluoresensi dari MODIS memberi para ilmuwan alat yang memungkinkan penelitian untuk mengungkapkan di mana air diperkaya zat besi atau terbatas zat besi, dan untuk mengamati bagaimana perubahan dalam pengaruh besi terhadap plankton. Zat besi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman mencapai permukaan laut pada angin yang meniup debu dari gurun dan daerah kering lainnya, dan dari arus naik di dekat bulu-bulu sungai dan pulau-pulau.
Analisis baru dari data MODIS telah memungkinkan tim peneliti untuk mendeteksi daerah baru di lautan yang dipengaruhi oleh deposisi besi dan penipisan. Samudra Hindia adalah kejutan khusus, karena sebagian besar lautan terlihat "menyala" secara musiman dengan perubahan angin musim. Di musim panas, gugur, dan musim dingin - khususnya musim panas - angin barat daya yang signifikan menggerakkan arus laut dan membawa lebih banyak nutrisi dari kedalaman untuk fitoplankton. Pada saat yang sama, jumlah debu yang kaya zat besi yang dikirimkan oleh angin berkurang.
“Pada skala waktu dari minggu ke bulan, kita dapat menggunakan data ini untuk melacak respons plankton terhadap input besi dari badai debu dan pengangkutan air yang kaya zat besi dari pulau-pulau dan benua,” kata Doney. “Selama bertahun-tahun hingga beberapa dekade, kita juga dapat mendeteksi tren jangka panjang dalam perubahan iklim dan gangguan manusia lainnya terhadap lautan.”
Perubahan iklim bisa berarti angin yang lebih kuat mengambil lebih banyak debu dan meniupnya ke laut, atau angin yang kurang kencang membuat perairan bebas debu. Beberapa daerah akan menjadi lebih kering dan yang lain menjadi lebih basah, mengubah daerah tempat tanah berdebu menumpuk dan tersapu ke udara. Fitoplankton akan mencerminkan dan bereaksi terhadap perubahan global ini.
Fitoplankton sel tunggal menjadi bahan bakar hampir semua ekosistem laut, yang berfungsi sebagai sumber makanan paling mendasar bagi hewan laut dari zooplankton hingga ikan hingga kerang. Faktanya, fitoplankton merupakan setengah dari semua aktivitas fotosintesis di Bumi. Kesehatan tanaman laut ini memengaruhi perikanan komersial, jumlah karbon dioksida yang bisa diserap laut, dan bagaimana laut merespons perubahan iklim.
"Ini adalah pengukuran langsung pertama kesehatan fitoplankton di lautan," kata Michael Behrenfeld, ahli biologi yang berspesialisasi dalam tanaman laut di Oregon State University di Corvallis, Ore. "Kami memiliki alat baru yang penting untuk mengamati perubahan dalam fitoplankton setiap minggu, di seluruh planet ini. "
Sumber: NASA
