Den största djurvandringen på jorden är förmodligen något du aldrig hört talas om och få har sett:legioner av små marina varelser som stiger upp till havsytan varje natt för att livnära sig på små växter, sjunker sedan tillbaka i djupet, mörkt vatten i gryningen.

Kallas del vertikal migration, det registrerades första gången för nästan 200 år sedan genom att dra fartygsnät genom vattenpelaren. I dag, havsforskare provar fortfarande rörelsen med nät ombord. De skjuter också in akustiska signaler i vattnet för att spåra ljudet som "spår tillbaka" från djurplanktonet när de vandrar upp och ner. Vissa samlar in data från flygplan, distribuera ett lidarsystem som använder en sorts laserradar för att skapa backscatter.

Men sådana metoder tar tid och resurser och är begränsade.

Sedan, för ett par år sedan, oceanografer som arbetar med NASA Langley Research Center i Virginia upptäckte att NASA:s CALIPSO kretsande satellit och dess lidarinstrument – ​​byggd för att studera moln, inte oceaner – har samlat in data om denna migration på global skala av en händelse sedan 2006.

Forskarna var förvånade – och glada.

"Lidaren har gett oss våra första mätningar av djur - faktiskt, djurens beteende - från rymden, sa Michael Behrenfeld, en biologisk oceanograf vid Oregon State University. "Vad (det) har tillåtit oss att göra för första gången är faktiskt att studera denna migration på global skala var 16:e dag i 10 år. Och det är en mycket kraftfull plats att vara på."

Behrenfeld är huvudförfattare till en artikel om denna forskning som nyligen publicerades i vetenskapstidskriften Natur .

Behrenfeld har samarbetat i flera år med Yongxiang Hu, en atmosfärsforskare vid Langley, om sätt att använda NASA:s nuvarande tillgångar i rymden för att samla in havsdata. Mätningar tagna av CALIPSOS lidarinstrument, kallas CALIOP, gjorde det möjligt för honom att studera planktonbiomassa i ythaven, till exempel, och förändringar i polära ekosystem.

Sedan en natt på en forskningskryssning i Nordatlanten, Behrenfeld märkte en kil av växtplankton som äts bort av migrerande djur på mycket kort tid.

"Jag tittade på den och sa:"Det här är något jag måste uppmärksamma, ", mindes Behrenfeld.

Senare, en kollega visade honom data från dagtid fältmätningar av migrerande djurplankton tagna med optiska signaler.

"När jag såg det, glödlampan tändes, " Sa Behrenfeld. "Jag visste vad jag ville göra och jag behövde folk från Langley för att hjälpa mig att göra det."

Samarbetar igen med Hu och andra, han jämförde dessa fältmätningar dagtid med CALIOPs nattmätningar och, säker nog, hittade en signal om migrationen.

Dessa små marina djur migrerar av en viktig anledning, förklarade djurplanktonexperten Deborah Steinberg, ordförande för institutionen för biologiska vetenskaper vid Virginia Institute of Marine Science och en studie medförfattare.

"Huvudsyftet med det, " sa Steinberg, "är att undvika att bli uppäten."

Men, medan målet är att undkomma visuella rovdjur genom att hålla sig till mörkret, Hon sa, deras migration spelar också en nyckelroll i något mycket större:att ta bort koldioxid från atmosfären och binda den i djuphavet, där det inte bidrar till den globala uppvärmningen.

Det så kallade koltransportbandet fungerar så här:CO ₂ från atmosfären diffunderar till havsytan, där mikroskopiska marina växter använder det för fotosyntes. Zooplankton äter dessa växter och drar sig tillbaka till havets djup, där de smälter maten och släpper ut kolet när de gör avföring.

Denna kolrörelse anses vara så viktig för planetens klimat, sa Behrenfeld, att CALIOPs dataset integreras i globala klimatmodeller.

CALIOP grävde också fram ett pussel om migrationsstyrka. Generellt, han sa, migrationsstyrkan verkar gå upp och ner tillsammans med produktionen av växtplankton, vilket i sin tur korrelerar med havsytans temperaturer och, därför, klimat.

Men det finns betydande regioner i Atlanten där det förhållandet ser ut som om det är tvärtom, han sa, och forskarna förstår inte varför.

"Varje sorts upptäckt som denna öppnar en hel låda med nya frågor, ", sa Behrenfeld. "Vad vi verkligen kommer att behöva för att göra det här rätt är en satellitlidar som faktiskt är designad för att göra havsstudier, och inte bara lita på ett atmosfäriskt instrument."

Ett sådant instrument har utvecklats på Langley, och genomgår fälttester på flygplan, sa Chris Hostetler, en NASA-projektforskare som hjälpte till att utveckla CALIOP. Behrenfeld och Hu hjälper till att designa det nya instrumentet.

"Det kommer att öppna upp en helt ny nivå inom vetenskapen, sade Hostetler. Det kommer att bli en ny gräns.

Men, medan tekniken finns där, han sa, de letar fortfarande efter finansieringen och möjligheten.

"I vetenskap, det finns många bra idéer där ute, ", sa Hostetler. "Det tar år att övertyga forskarvärlden och att övertyga finansieringsorganen om att en viss idé är värd att spendera några hundra miljoner dollar på, för det är vad som krävs för att sätta upp en satellit av den karaktär vi talar om."

Till och med CALIOP tog tid att få godkännande och finansiering mot tvivel om att ett lidar-system skulle kunna fungera tillförlitligt i rymden. Till sist, den lanserades i omloppsbana 2006 på ett treårigt uppdrag och visade snart att det kunde. Lidaren pluggar fortfarande iväg, ett decennium efter dess utgångsdatum. Hostetler sa att dess datamängder har skapat mer än 2, 000 artiklar i vetenskapliga tidskrifter, mest på atmosfärsvetenskap.

"Det faktum att det kom att användas för havsforskning, det var verkligen häpnadsväckande för mig, " sa Hostetler. "Vi drömde inte ens om det.

"Att säga att det är en stor framgång är verkligen en underdrift. Det har förändrats när det gäller atmosfärisk fjärranalys."

Även om CALIOP mörknar imorgon, sa Hostetler, "dataset från de senaste 13 åren finns fortfarande i banken, och människor kommer att analysera denna data på olika sätt under många år framöver."

©2020 Daily Press (Newport News, Va.)
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.