Share

زندگی بر روی سیاره‌ ما چیزی است که آن را در میان هزاران سیاره‌ دیگر منحصر به فرد ساخته است. از پاییز سال ۱۹۹۷، ماهواره‌های ناسا با عکسبرداری پیوسته و سرتاسری از زندگی گیاهی در مناطق مختلف خشکی و اقیانوس‌ها، راوی این حیات بوده‌اند. اکنون ناسا به مناسبت بیستمین سال آغاز پروژه تصویربرداری از زمین مقالات و ویدئوهایی درباره‌ آن منتشر کرده است. این پروژه‌ عکسبرداری ناسا هدفی فراتر از ثبت تغییرات آب و هوایی داشته است، ولی نتایج حاصل از این عکسبرداری‌ها نشان می‌دهد چگونه تغییرات آب و هوایی و افزایش دما سبب تغییر رنگ سیاره زمین در مناطق قطبی، اقیانوس‌ها و سایر مناطق خشک شده است(به عکس پایین مطلب مراجعه کنید).

ماهواره‌های ناسا و زمین در حال تنفس

در نیکمره‌ شمالی اکوسیستم در بهار بیدار می‌شود، و برگ‌ها هنگام جوانه‌ زدن دی‌اکسیدکربن هوا را جذب می‌کنند و اکسیژن پس می‌دهند- ماهواره‌ها ناسا از نقطه‌ای در فضا نظاره‌گر این جریان زندگی گیاهی هستند و از گسترش آن به طور پیوسته عکسبرداری می‌کنند.

همچنین در اقیانوس‌ها گیاهان ریز از طریق انعکاس نور خورشید در سطح آب به حرکت در می‌آیند و از آن‌ها میلیون‌ها ارگانیسم جذب‌کننده‌ی دی‌اکسیدکربن به وجود می‌آیند -در همان‌ حال دانشمندان به کمک ابزارآلاتِ حساس به نور در ماهواره‌ها تغییر رنگ‌ این گیاهان را ترسیم می‌کنند.

با پاییز امسال بیستمین سال می‌شود که ماهواره‌های ‌ناسا به طور پیوسته نه تنها خاصیت‌های فیزیکی زمین را ثبت کرده‌اند بلکه همچنین چیزی را ثبت می‌کنند که زمینِ ما را در میان هزاران جهان‌ دیگر منحصر به فرد ساخته است: یعنی زندگی.

ماهواره‌ها نخستین‌بار فرآیند اندازه‌گیری جریان زندگی در خشکی و اقیانوس‌ها از فضا را در دهه‌ی ۱۹۷۰آغاز کردند. ولی این روند زمانی کامل شد که در سال ۱۹۹۷ ماهواره‌ی SeaWiFS به هوا پرتاب شد و از آن زمان آژانس فضایی به شکلِ پیوسته و سراسری جریان زندگی در مناطق خشکی و اقیانوس‌ها را ثبت کرده است. یک انیمیشن جدید کل جریان این ثبت بیست‌ ساله را که توسط چندین ماهواره صورت گرفته در چند دقیقه نشان می‌دهد. «این مشاهده‌ طولانیِ ماهواره‌ای یک فرآیند تصویر‌گری جذاب از سیاره‌ی زنده‌ی ما است، این زمین است، که هر روز نفس می‌کشد، با فصل‌ها تغییر می‌کند، و به خورشید، به بادهای متغیر، دما و جریان اقیانوس‌ها پاسخ می‌دهد.»

عکس‌برداری‌های ماهواره‌ای و ادامه‌دار ناسا در ۲۰ سال گذشته، مشاهداتی پیوسته از حیات بر روی زمین و در سطح اقیانوس‌ها را نشان می‌دهد. پوشش گیاهی در مناطق خشکی خود را در طیفی از رنگ قهوه‌ای (پوشش گیاهی اندک) تا رنگ سبز تیره (پوشش گیاهی متراکم) آشکار می‌کند؛ پوشش گیاهی سطح آب اقیانوس‌ها یا فیتوپلانکتون‌ها در طیفی از رنگ قهوه‌ای (کم‌) تا زرد (زیاد) آشکار می‌شود. این تصویر‌ها از تنوع پوشش گیاهی در مناطق خشکی و سطح آب اقیانو‌س‌ها حاصل داده‌‌های ماهواره‌ای مثل SeaWiFS ، و ابزار‌آلات عکس‌برداری از قبیل NASA/NOAA ( حساس به نور مادون قرمز) هستند.

ماهواره‌ها نشان داده‌اند که قطب شمال سبزتر می‌شود، و در همان حال که بوته‌ها محدود‌ه رشد‌ خود را می‌گسترانند میزان رشدشان نیز با افزایش دما افزایش می‌یابد. مشاهدات فضایی همچنین به ما کمک می‌کند تا میزان محصولات کشاورزی در سرتاسر کره‌ زمین را تعیین کنیم، و قبل از شروع قحطی‌های بزرگ نسبت به علایم آن هشیار شویم. هنگامی‌که آب اقیانوس‌ها گرم می‌شوند، ماهواره‌ها به ما کمک می‌کنند تا تغییرات در جمعیت فیتوپلانکنتون‌ها (گیاهان شناور در سطح دریا) در سرتاسر پنج اقیانوس بزرگ کره‌ زمین و نیز گسترش «بیابان‌های بیولوژیکی» در این اقیانوس‌ها را تشخیص دهیم. همان‌طور که میزان دی‌اکسیدکربن در جو رفته‌رفته افزایش می‌یابد و آب و هوای زمین گرمتر می‌شود، دریافت ناسا از زندگی گیاهان نقشی تعیین‌کننده در پایش میزان کربن منتشر در زمین ایفا می‌کند.

جریان زندگی بر روی زمین از نقطه‌ای در فضا  

شصت سال پیش انسان‌ها مطمئن نبودند که بتوانند‌ سطح زمین را با وضوح از فضا ببینند. بسیاری فکر می‌کردند که گرد و غبار و افشانه‌ها‌ی دیگر موجود در جو نور را پخش می‌کنند، و بنابراین نمی‌گذارند که اقیانوس‌ها و قاره‌ها دیده شوند.

برنامه‌های «گمینی» و «آپولو» نشان دادند که جریان این گونه نیست. فضانوردان از دوربین‌های ویژه‌ای برای عکس‌برداری از زمین استفاده می‌کنند که زیبایی و پیچیدگی سیاره‌ی زنده‌ ما را نشان می‌دهد، و به ما کمک می‌کند تا دوران تحقیق زمین از فضا را آغاز کنیم. در سال ۱۹۷۲ اولین ماهواره مأموریت ۴۵ ساله‌ی ثبت زندگی‌ِ گیاهی و پوشش خشکی را آغاز کرد. «همان‌طورکه آرشیوهای ماهواره‌ای گسترش می‌یابند، تصاویرِ ما هم پویاتر می‌شود. ما اکنون قادریم تا روندهای طولانی مدت را بررسی کنیم.»  ‌

برای مثال علفزارهای سِنگال تغییرات فصلی شدیدی را از سر گذرانده‌اند. علف‌‌ها و بوته‌ها طی فصل‌های بارانی از ژوئن تا نوامبر رشد می‌کنند، و سپس وقتی که بارش باران قطع می‌شود خشک می‌شوند. کامتون تاکر به کمک اطلاعات ماهواره‌های اولیه هواشناسی در دهه‌ی ۷۰ و ۸۰ میلادی موفق شد تا میزان سبزی گیاهان و خشک شدن آنها را از فضا ببیند، و میزان کلروفیل در گیاهان را اندازه‌گیری کند. او شیوه‌ای برای مقایسه‌ی داده‌های ماهواره‌ای از دو طول موج را ابداع کرد، شیوه‌ای که اندازه‌گیری کمی میزان سبزی گیاهان را ممکن می‌سازد: «وقتی که نخستین تصاویر را دیدیم متعجب شدیم. این تصاویر شگفت‌آور بودند زیرا نشان می‌دادند که چگونه زندگی گیاهی سالانه تغییر می‌کند.»

وقتی که دمای هوا خوب است و آب و نور خورشید در دسترس، گیاهان فتوسنتز می‌کنند و مواد گیاهی تولید می‌کنند. برگ درختان با قدرت تمام نورهای آبی و قرمز را جذب می‌کنند و نور مادون قرمز را به فضا بازمی‌گردانند. تراکر و همکارانش از طریق مقایسه میزان نور قرمز با مادون قرمز موفق شدند پوشش گیاهی یک منطقه را اندازه‌گیری کنند.

با گسترش این مشاهدات به سایر نقاط کره‌ی زمین، دانشمندان توانستند اثر فصل‌ها بارانی و خشک بر گیاهان در جاهایی مثل آفریقا را دنبال کنند، و نیز زمان شکوفه‌دادن‌ها در آمریکای شمالی، و اثر حریق‌های بزرگ در جنگل‌های سرتاسر جهان را ببنند.

بااین‌همه مناطق خشکی تنها بخشی از داستان است. در بستر اقیانوس‌ها فیتوپلانکتون ها (گیاهان شناور در دریاها) وجود دارند -ارگانیسم‌های کوچکی که همچون گیاهان مناطق خشکی آب و دی‌اکسید کربن را به کمک ترکیب مناسبی از نور خورشید و مواد مغذی به اکسیژن و شکر تبدیل می‌کنند. ماهواره‌هایی که می‌توانند تغییرات جزئی در رنگ اقیانوس‌ها را پایش کنند به دانشمندان برای دنبال کردن تغییرات در جمعیت فیتوپلانکتون‌ها  کمک کرده‌اند.

دنبال کردن تغییرات از ماهواره‌ها

دانشمندان پس از بیست‌ سال دنبال کردن تغییرات زندگی گیاهی در مقیاسی سرتاسری به این موضوع می‌پردازند که چگونه زیست‌بوم‌ها و اکوسیستم‌ها به تغییرات شرایط محیطی پاسخ می‌دهند.

تحقیقات اخیر صورت گرفته درباره‌ی زندگی در اقیانوس‌ها نشان می‌دهد که روند طولانی افزایش دمای سطح آب‌ دریاها موجبِ می‌شود که مناطق اقیانوسی به اصطلاح بیابانی یا «بیابان‌های بیولوژیک» گسترش یابد. این مناطق به اصطلاح بیابانی مناطقی هستند با رشد اندک فیتوپلانکنتون‌ها در آن‌ها. «با گرم‌شدن آب سطح اقیانوس‌ها ودریاها مرزی محکم بین آب‌های عمیق، سرد و آب‌های سرشار از مواد مغذی و نورخورشید، و آب‌های فقیر از مواد مغذی ایجاد می‌گردد.» در نتیجه مواد مغذی به فیتوپلانکتون‌ها در سطح آب نمی‌رسند و این امر می‌تواند پیامدهای جدی‌ای برای ماهی‌ها و اکوسیستم دریایی به همراه داشته باشد.

در اقیانوس منجمد شمالی رشد انفجاری فیتوپلانکتون‌ها از یک تغییر سخن می‌گویند. هنگامی‌که یخ‌های فصلی دریاها آب می‌شوند، آب‌های گرم و نورخورشید موجب رشد انفجاری و ناگهانی فیتوپلانکتون می‌شود، ارگانیسم‌هایی که جز خوراک پرندگان، ماهی‌ها و برخی حیوانات دیگر دسته‌بندی می‌شود. ولی این رشد انفجاری و سبزشدن ناگهانی چند هفته زودتر از زمانی رخ می‌دهد که حیوانات به آنجا رسیده باشند و بتوانند از آن بهره‌مند شوند.

در مجموع تصویربرداری‌های اخیر و مقایسه‌ی آن با نتایج حاصل از تصویربرداری‌هایی ماهواره‌ای در گذشته نشان می‌دهد که در مناطق خشکی و  اقیانوس‌ها پوشش‌های گیاهی چگونه تغییر می‌کند. همچنین این تصویربرداری‌های ماهواره‌‌ای به ما کمک می‌کنند که زندگی بهم پیوسته روی زمین را به شکلی کلی و با در نظرگرفتن همه‌ جوانب آن مثل وضعیت جو، میزان بارندگی و سایر ویژگی‌های فیزیکی این سیاره، مطالعه کنیم.

منبع

Share