ການຕິດຕາມຄາບອນຈາກພື້ນຜິວມະຫາສະຫມຸດໄປສູ່ຄວາມມືດ "ເຂດ Twilight"
ການເດີນທາງທະເລ, ສະຫນັບສະຫນູນໂດຍທັງສອງ ອົງການ NASA ແລະມູນນິທິວິທະຍາສາດແຫ່ງຊາດ, ໄດ້ອອກເດີນທາງໃນພາກເຫນືອຂອງແອດແລນຕິກໃນຕົ້ນເດືອນພຶດສະພາ, ເຊິ່ງເປັນຜົນຕໍ່ເນື່ອງຂອງການເດີນທາງທີ່ສົມບູນ, ຮ່ວມມືໂດຍ NSF, ເຊິ່ງໄດ້ຈັດຂຶ້ນໃນພາກເຫນືອຂອງປາຊີຟິກໃນປີ 2018.
ການປະຕິບັດການໃນປີ 2021 ຂອງການໂຄສະນາການພາກສະຫນາມມະຫາສະຫມຸດຂອງ NASA, ເອີ້ນວ່າຂະບວນການສົ່ງອອກໃນມະຫາສະຫມຸດຈາກ Remote Sensing (EXPORTS), ປະກອບດ້ວຍນັກວິທະຍາສາດ 150 ແລະລູກເຮືອຈາກຫຼາຍກ່ວາ 30 ສະຖາບັນຂອງລັດຖະບານ, ມະຫາວິທະຍາໄລ, ແລະເອກະຊົນທີ່ບໍ່ແມ່ນລັດຖະບານ. ທີມງານໄດ້ຖືກເຜີຍແຜ່ໃນທົ່ວສາມເຮືອຄົ້ນຄ້ວາມະຫາສະຫມຸດ, ຜູ້ທີ່ຈະພົບໃນນ້ໍາສາກົນທາງທິດຕາເວັນຕົກຂອງປະເທດໄອແລນໃນໄລຍະ underwater Porcupine Abyssal ທົ່ງພຽງ. ຕະຫຼອດຂະບວນການໃນພາກສະໜາມ, ບັນດານັກວິທະຍາສາດຈະນຳໃຊ້ອຸປະກອນທີ່ຫຼາກຫຼາຍຈາກເຮືອ XNUMX ລຳຄື: ລຳເຮືອ RRS James Cook ແລະ RRS Discovery, ດຳເນີນງານໂດຍສູນມະຫາສະໝຸດແຫ່ງຊາດໃນເມືອງ Southampton, ປະເທດອັງກິດ, ພ້ອມກັບເຮືອລຳທີ XNUMX ທີ່ກຳນົດໂດຍໂຄງການ Ocean Twilight Zone. ຂອງສະຖາບັນມະຫາສະໝຸດ Woods Hole ແລະ ດຳເນີນງານໂດຍໜ່ວຍງານເຕັກໂນໂລຊີທາງທະເລໃນວີໂກ້, ສະເປນ. ເວທີເຕັກໂນໂລຊີສູງທັງໝົດ 52 ແຫ່ງ, ໃນນັ້ນມີລົດຍົນທີ່ມີສິດປົກຄອງຕົນເອງຫຼາຍຄັນ, ຈະໄດ້ຮັບການວັດແທກແລະເກັບກຳຂໍ້ມູນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.
ວິທະຍາສາດສ່ວນໃຫຍ່ໄດ້ສຸມໃສ່ບົດບາດຂອງມະຫາສະຫມຸດໃນວົງຈອນກາກບອນທົ່ວໂລກ. ໂດຍຜ່ານຂະບວນການທາງເຄມີ ແລະຊີວະວິທະຍາ, ມະຫາສະໝຸດຈະເອົາກາກບອນອອກຈາກຊັ້ນບັນຍາກາດຫຼາຍເທົ່າທີ່ມີຊີວິດຢູ່ເທິງບົກ. ນັກວິທະຍາສາດຫວັງວ່າຈະສຳຫຼວດຕື່ມອີກກ່ຽວກັບກົນໄກຂອງຈັກສູບຊີວະພາບຂອງມະຫາສະໝຸດ—ຂະບວນການທີ່ຄາບອນຈາກຊັ້ນບັນຍາກາດ ແລະມະຫາສະໝຸດຖືກກັກຕົວໃນໄລຍະຍາວໃນມະຫາສະໝຸດເລິກ. ຂະບວນການນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບຈຸນລະພາກທີ່ຄ້າຍຄືກັບພືດທີ່ເອີ້ນວ່າ phytoplankton, ເຊິ່ງຜ່ານການສັງເຄາະແສງຄືກັບພືດຢູ່ເທິງແຜ່ນດິນ ແລະສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກອາວະກາດໂດຍການສັງເກດການປ່ຽນແປງຂອງສີຂອງມະຫາສະໝຸດ. ຜົນຜະລິດຂອງພວກມັນມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ວົງຈອນກາກບອນຂອງໂລກ, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນຜົນກະທົບຕໍ່ສະພາບອາກາດຂອງໂລກ.
ທ່ານ David Siegel ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລຄາລິຟໍເນຍ, Santa Barbara ກ່າວວ່າ "ນີ້ແມ່ນການສຶກສາທີ່ສົມບູນແບບຄັ້ງທໍາອິດຂອງປັ໊ມກາກບອນທາງຊີວະພາບຂອງມະຫາສະຫມຸດນັບຕັ້ງແຕ່ການສຶກສາ Joint Global Ocean Flux ໃນຊຸມປີ 1980 ແລະ nineties," ນັກວິທະຍາສາດການສົ່ງອອກ David Siegel ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລຄາລິຟໍເນຍ, Santa Barbara ກ່າວ. "ໃນໄລຍະຊົ່ວຄາວ, ພວກເຮົາໄດ້ຮັບເຄື່ອງມືການຖ່າຍຮູບກ້ອງຈຸລະທັດຂັ້ນສູງ, genomics, ເຊັນເຊີເຄມີແລະ optical ທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະຫຸ່ນຍົນອັດຕະໂນມັດ - ຫຼາຍໆສິ່ງທີ່ພວກເຮົາບໍ່ມີໃນອະດີດ, ດັ່ງນັ້ນພວກເຮົາສາມາດຖາມຄໍາຖາມທີ່ຫນັກແຫນ້ນແລະສໍາຄັນກວ່າຫຼາຍ." ຄໍາຖາມເຫຼົ່ານັ້ນລວມມີຈໍານວນຄາບອນອິນຊີອອກຈາກມະຫາສະຫມຸດຢູ່ຫນ້າດິນ, ແລະມັນໃຊ້ເສັ້ນທາງໃດທີ່ມັນເຮັດໃຫ້ເສັ້ນທາງໄປສູ່ຄວາມເລິກບ່ອນທີ່ມັນສາມາດຖືກຄົ້ນຫາເປັນເວລາດົນນານ, ຈາກຫຼາຍສິບປີຫາຫລາຍພັນປີ.
ນັກວິທະຍາສາດຮູ້ເຖິງ 1,640 ເສັ້ນທາງຫຼັກທີ່ຂົນສົ່ງກາກບອນຈາກຊັ້ນບັນຍາກາດ ແລະມະຫາສະໝຸດເທິງໄປສູ່ “ເຂດມືດ” ທີ່ຢູ່ໃຕ້ພື້ນຜິວ 500 ຟຸດ (1 ແມັດ) ຫຼືຫຼາຍກວ່ານັ້ນຄື: 2) ການປະສົມແລະການໄຫຼວຽນຂອງມະຫາສະໝຸດສາມາດເອົາສານອິນຊີທີ່ຖືກໂຈະລົງເລິກລົງໄປ. ພາຍໃນຂອງມະຫາສະຫມຸດ, 3) ອະນຸພາກສາມາດຈົມລົງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ, ເລື້ອຍໆຫຼັງຈາກຜ່ານລໍາໄສ້ຂອງສິ່ງມີຊີວິດ, ແລະ XNUMX) ການເຄື່ອນຍ້າຍແນວຕັ້ງປະຈໍາວັນຂອງສັດທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍລະຫວ່າງລະດັບມະຫາສະຫມຸດເທິງແລະຕ່ໍາຈະນໍາເອົາກາກບອນມາສໍາລັບການຂັບເຄື່ອນ.
ການສົ່ງອອກມີຈຸດປະສົງເພື່ອກໍານົດວ່າມີຄາບອນຫຼາຍປານໃດຖືກຂົນສົ່ງໂດຍແຕ່ລະເສັ້ນທາງເຫຼົ່ານີ້ໂດຍການສັງເກດເບິ່ງປັ໊ມກາກບອນໃນສອງລະບົບນິເວດມະຫາສະຫມຸດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍທີ່ມີເງື່ອນໄຂທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ເລືອກພາກເຫນືອຂອງປາຊີຟິກແລະພາກເຫນືອຂອງ Atlantic ຍ້ອນວ່າພວກເຂົາຢູ່ໃນຈຸດກົງກັນຂ້າມຂອງ spectrum ຜົນຜະລິດ (ເຊັ່ນອັດຕາການສັງເຄາະແສງ) ແລະມີປະສົບການສອງອັນກົງກັນຂ້າມຂອງຂະບວນການທາງດ້ານຮ່າງກາຍເຊັ່ນ eddies ແລະກະແສ. ການສຶກສາສະພາບແວດລ້ອມທີ່ກົງກັນຂ້າມຈະໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈສູງສຸດສໍາລັບການສ້າງແບບຈໍາລອງສະຖານະການສະພາບອາກາດໃນອະນາຄົດ.
ອີງຕາມ Ivona Cetinić, ນັກວິທະຍາສາດໂຄງການແລະນັກວິທະຍາສາດດ້ານມະຫາສະຫມຸດຢູ່ສູນການບິນອະວະກາດ Goddard ຂອງ NASA ໃນ Greenbelt, Maryland, ປາຊີຟິກເຫນືອແມ່ນຄ້າຍຄືກັບທະເລຊາຍຫຼື "ທົ່ງຫຍ້າທີ່ງ່າຍດາຍ" ຢູ່ເທິງແຜ່ນດິນ. ມັນມີສານອາຫານທີ່ຕໍ່າ, ໃນກໍລະນີນີ້ທາດເຫຼັກທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການສັງເຄາະແສງ, ແລະປະສົບການໃນບັນດາກະແສນ້ໍາຈືດຫນ້ອຍທີ່ສຸດທີ່ພົບເຫັນຢູ່ໃນມະຫາສະຫມຸດທົ່ວໂລກ. ດັ່ງນັ້ນ, ການຂົນສົ່ງຄາບອນເຂົ້າໄປໃນມະຫາສະຫມຸດເລິກແມ່ນຂັບເຄື່ອນໂດຍສັດຂະຫນາດນ້ອຍ, ເອີ້ນວ່າ zooplankton, ບໍລິໂພກ phytoplankton ຄ້າຍຄືພືດກ້ອງຈຸລະທັດແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຂັບໄລ່ຄາບອນທີ່ຍ່ອຍສະຫຼາຍລົງສູ່ຄວາມເລິກຂ້າງລຸ່ມນີ້.
Phytoplankton ລອຍຢູ່ໃນຊັ້ນເທິງ, ແສງແດດຂອງມະຫາສະ ໝຸດ ບ່ອນທີ່ພວກມັນສາມາດປ່ຽນຄາບອນໄດອອກໄຊທີ່ມາຈາກບັນຍາກາດເປັນຄາບອນອິນຊີ. ເມື່ອເງື່ອນໄຂທີ່ຖືກຕ້ອງ, ເຊັ່ນດຽວກັບເລື້ອຍໆໃນພາກພື້ນ Atlantic ເຫນືອໃນຊ່ວງເວລາຂອງປີນີ້, ປະຊາກອນຂອງ phytoplankton ເຕີບໂຕຫຼື "ອອກດອກ" ຢ່າງໄວວາພວກເຂົາສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກອາວະກາດ.
ມະຫາສະໝຸດອັດລັງຕິກເໜືອຍັງມີກະແສລົມແຮງທີ່ກົງກັນຂ້າມກັບນໍ້າທີ່ເຄື່ອນທີ່ຊ້າລົງຂອງມະຫາສະໝຸດປາຊີຟິກເໜືອ. ຄຽງຄູ່ກັບສິ່ງເຫຼົ່ານັ້ນ, Siegel ກ່າວວ່າພວກເຂົາຄາດວ່າຈະມີສະພາບອາກາດທີ່ຮຸນແຮງຢ່າງຫນ້ອຍສີ່ມື້ໃນລະຫວ່າງການເດີນທາງເປັນເວລາຫຼາຍເດືອນ.
ແຕ່ຂໍ້ມູນການສົ່ງອອກບໍ່ພຽງແຕ່ນຳໃຊ້ກັບທະເລເທົ່ານັ້ນ, ມັນຍັງຈະຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອປັບປຸງເຕັກໂນໂລຊີດາວທຽມນຳອີກ. Cetinić ເຮັດວຽກກັບການວັດແທກທາງ optical ຫຼາຍອັນທີ່ມາຈາກດາວທຽມສີມະຫາສະໝຸດ, ເຊິ່ງວັດແທກແສງສະທ້ອນຈາກພື້ນມະຫາສະໝຸດໃນສ່ວນຂອງສະເປກທຣັມທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້, ສິ່ງທີ່ພວກເຮົາຮູ້ວ່າເປັນສີຂອງຮຸ້ງ. ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈເຊັ່ນ: ການວັດແທກອຸນຫະພູມຂອງມະຫາສະໝຸດ, ຄວາມເຄັມ, ຄາບອນ, ແລະຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງເມັດສີສີຂຽວທີ່ເອີ້ນວ່າ chlorophyll. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຊະນິດພັນຂອງ phytoplankton ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຄອບຄອງພາກສ່ວນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງລະບົບນິເວດແລະວົງຈອນກາກບອນຜະລິດປະລິມານທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະຮົ່ມຂອງ chlorophyll ສີຂຽວ, ການສ້າງ nuance ໃນສີມະຫາສະຫມຸດທີ່ດາວທຽມມະຫາສະຫມຸດໃນປະຈຸບັນບໍ່ສາມາດ "ເບິ່ງ."
ໃນບັນດາເຄື່ອງມືທີ່ໃຊ້ໃນລະຫວ່າງການສົ່ງອອກແມ່ນມີການຫລອມໂລຫະສູງ, ແລະໃນບາງກໍລະນີການທົດລອງ, ເຄື່ອງມື optical ເພື່ອວັດແທກສີມະຫາສະຫມຸດທີ່ຄ້າຍຄືກັບເຄື່ອງມືທີ່ຈະຢູ່ໃນດາວທຽມ NASA ໃນອະນາຄົດ. ນັກຄົ້ນຄວ້າຈະສົມທົບການວັດແທກການຈໍາລອງດາວທຽມເຫຼົ່ານີ້ກັບການສັງເກດລະອຽດຂອງຊຸມຊົນ phytoplankton ພື້ນຜິວ - ໂດຍຜ່ານ genomics, ການວິເຄາະຮູບພາບຫຼືອົງປະກອບຂອງເມັດສີ - ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຄວາມຮູ້ດ້ານສະລີລະວິທະຍາຂອງພວກເຂົາເພື່ອເຮັດໃຫ້ດາວທຽມສາມາດກວດພົບຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງມະຫາສະຫມຸດແລະໃນທີ່ສຸດບົດບາດຂອງພວກເຂົາໃນວົງຈອນຄາບອນມະຫາສະຫມຸດ. .
ຮຸ່ນຕໍ່ໄປຂອງດາວທຽມເຫຼົ່ານີ້, ພາລະກິດ Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem (PACE) ຂອງ NASA, ຈະເປັນ hyperspectral, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າມັນຈະສາມາດເກັບກໍາຂໍ້ມູນໃນທົ່ວ spectrum ເບິ່ງເຫັນທັງຫມົດ, ແລະເກັບກໍາຂໍ້ມູນນອກເຫນືອສ່ວນທີ່ເຫັນໄດ້, ລວມທັງ ultraviolet ແລະ. ຄື້ນສັ້ນອິນຟາເຣດ.
"ສິ່ງທີ່ພວກເຮົາເຫັນໃນຂະນະທີ່ພວກເຮົາຢູ່ໃນພື້ນທີ່ເຮັດໃຫ້ພວກເຮົາມີຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຂໍ້ມູນປະເພດໃດທີ່ພວກເຮົາຈະຕ້ອງໄດ້ເບິ່ງຈາກອາວະກາດເພື່ອເກັບກໍາຂະບວນການທີ່ສໍາຄັນທີ່ພວກເຮົາຕ້ອງການເພື່ອໃຫ້ສາມາດເຂົ້າໃຈໄດ້ດີຂຶ້ນ," Cetinić ເວົ້າ. “ນັ້ນເປັນການຊຸກຍູ້ການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີອະວະກາດ. ໃນທາງກັບກັນ, ຂໍ້ມູນຈາກດາວທຽມສັງເກດການໂລກໜ່ວຍໃໝ່ອະນຸຍາດໃຫ້ນັກວິທະຍາສາດ, ເຊັ່ນຜູ້ທີ່ເຂົ້າຮ່ວມໃນ EXPORTS, ໄປຊອກຫາຂໍ້ມູນທີ່ສຳຄັນອື່ນໆ ຫຼື ພັດທະນາເຕັກນິກໃໝ່ໆເພື່ອເສີມສ້າງກະແສ, ຫຼືແມ່ນແຕ່ສ້າງແຮງບັນດານໃຈໃຫ້ດາວທຽມສັງເກດການໂລກໃໝ່. ການເຊື່ອມຕໍ່ກັນຂອງເຕັກໂນໂລຊີແລະວິທະຍາສາດຕະຫຼອດໄປນີ້, ໃນທີ່ສຸດໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດທັງຫມົດຂອງມະນຸດ.”
ປະຕິບັດຕາມຂະບວນການອອກແຮງງານ, ໄລຍະເພີ່ມເຕີມຂອງ EXPORTS ຈະສຸມໃສ່ການນໍາໃຊ້ຂໍ້ມູນທີ່ເກັບກໍາຈາກ Atlantic ແລະປາຊີຟິກເພື່ອຄາດຄະເນວ່າເສັ້ນທາງການຂົນສົ່ງກາກບອນອາດຈະມີລັກສະນະແນວໃດໃນມະຫາສະຫມຸດໃນອະນາຄົດ.
Siegel ກ່າວວ່າ "ສິ່ງທີ່ພວກເຮົາຮູ້ໃນປັດຈຸບັນແມ່ນຈໍາກັດກັບສິ່ງທີ່ເກີດຂື້ນໃນມະຫາສະຫມຸດໃນມື້ນີ້," Siegel ເວົ້າ. "ດ້ວຍການປ່ຽນແປງຂອງດິນຟ້າອາກາດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ເຫັນໄດ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຢູ່ໃນມະຫາສະຫມຸດແຕ່ໃນທົ່ວລະບົບໂລກ, ພວກເຮົາຈໍາເປັນຕ້ອງສາມາດຄາດຄະເນສິ່ງທີ່ຈະເກີດຂຶ້ນໃນປີ 2075, ແລະພວກເຮົາຍັງບໍ່ມີຄວາມເຂົ້າໃຈໃນການຄາດຄະເນນັ້ນ."
ເນື່ອງຈາກວ່າຄຸນລັກສະນະຫຼາຍອັນຂອງມະຫາສະໝຸດອັນດຽວຈະຖືກວັດແທກໃນເວລາດຽວກັນ, ແບບຄອມພິວເຕີທີ່ມີຢູ່ກ່ອນແລ້ວຈະມີຊຸດຂໍ້ມູນທີ່ອຸດົມສົມບູນ ແລະຄົບຖ້ວນກວ່າທີ່ພັນລະນາເຖິງຈັກສູບຄາບອນເພື່ອຄາດຄະເນສິ່ງທີ່ອາດຈະເກີດຂຶ້ນໃນອະນາຄົດອັນໃກ້ນີ້. ຢູ່ໃນມະຫາສະໝຸດ—ແລະຜົນກະທົບທີ່ອາດຈະເກີດຂຶ້ນກັບວົງຈອນຄາບອນ.
ທ່ານ Cetinić ກ່າວວ່າ "ມັນເປັນຊຸດຂໍ້ມູນທີ່ດີທີ່ມັນຈະເປັນການກະຕຸ້ນການຄົ້ນຄວ້າສໍາລັບທົດສະວັດທີ່ຈະມາເຖິງ."
ທັງ PACE ແລະ EXPORTS ປະສົບຄວາມລ່າຊ້າເນື່ອງຈາກ Covid-19 ການລະບາດໃຫຍ່. ດຽວນີ້, ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພແລະຄວາມປອດໄພຂອງທຸກໆຄົນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ, ຕ້ອງມີການກັກກັນເປັນເວລາສອງອາທິດກ່ອນທີ່ຈະແລ່ນເຮືອແລະພິທີການຫ່າງໄກທາງສັງຄົມໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນອາທິດທໍາອິດໃນເຮືອ. Siegel ກ່າວວ່າຄວາມຫຼາກຫຼາຍແລະການອຸທິດຕົນຂອງສະມາຊິກທີມງານ, ການສະຫນັບສະຫນູນທີ່ບໍ່ມີຕົວຕົນຈາກສູນມະຫາສະຫມຸດແຫ່ງຊາດຂອງອັງກິດເພື່ອຮັບປະກັນເຮືອແລະລູກເຮືອມີຄວາມພ້ອມແລະປອດໄພສໍາລັບການແລ່ນເຮືອ, ຄໍາຫມັ້ນສັນຍາທີ່ຍືນຍົງຈາກສໍານັກງານໃຫຍ່ NASA, ແລະຄວາມໂຊກດີຢ່າງຫຼວງຫຼາຍແມ່ນເຫດຜົນ. ວ່າຂະບວນການດັ່ງກ່າວຍັງສາມາດສືບຕໍ່ເດີນຫນ້າໃນປີນີ້.