Satellitter kortlægger fotosyntese i høj opløsning

Livet på Jorden er umuligt uden fotosyntese. Det giver mad og ilt til alle højere livsformer og spiller en vigtig rolle i klimasystemet, regulerer optagelsen af ​​kuldioxid (CO2) fra Jordens atmosfære og dens fiksering i biomasse. Imidlertid, kvantificering af fotosyntese på økosystem-til-global skala er stadig usikker.

Nu, et internationalt team af forskere har taget et stort skridt fremad. De brugte data fra NASAs Orbiting Carbon Observatory 2 (OCO-2) til at kortlægge den såkaldte solinducerede klorofylfluorescens (SIF) ved en meget højere rumlig opløsning end muligt fra noget andet ruminstrument. Det svage, men ikke desto mindre påviselige SIF-signal dukker naturligt op på sollysblade, når klorofylmolekyler exciteres af absorberede fotoner, og er en proxy for plantefotosyntese. Disse målinger vil forbedre forståelsen af ​​den globale kulstofcyklus, afslutter Ying Sun fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena og kolleger. De har offentliggjort deres resultater i tidsskriftet Videnskab .

Hovedstyrken ved SIF-målingerne fra OCO-2 er deres meget høje rumlige opløsning. "Indtil lanceringen af ​​OCO-2-satellitmissionen i 2014, vi havde globale kort over SIF, men i grov rumlig opløsning, hver pixel i bedste fald omfatter områder på ca. 50 x 50 kilometer, "siger Luis Guanter fra GFZ. De nye data, som blev omfattende valideret ved uafhængige målinger på jorden, er meget rigere. "De giver os mulighed for at undersøge forholdet mellem SIF og den primære bruttoproduktion (GPP) - mængden af ​​kulstof, som planter fastsætter gennem fotosyntese - i skalaer, der aldrig er undersøgt før."

Forfatterne fandt ud af, at et enkelt lineært forhold kan bruges til at skalere SIF til GPP på tværs af forskellige vegetationstyper såsom afgrøder, skove og græsarealer, hvilket modsiger tidligere fund opnået med data i lav opløsning. Dette giver et spændende emne til yderligere forskning. "Præcis måling af den solinducerede klorofylfluorescens, afledt af OCO-2-men også fra opfølgende missioner såsom European Sentinel-5P, der lanceres den 13. oktober - gør det muligt for forskere at kvantificere primær bruttoproduktion og dens bidrag til den globale kulstofcyklus, «siger Guanter.

"Med sådanne forbedrede satellitdata, vi kan for første gang kombinere globale SIF-observationer med in-situ økosystemskaladata om brutto CO2-optagelse. Dette har et stort potentiale til at forbedre vores globale datadrevne estimater af fotosyntese og andre strømninger mellem land og atmosfære, der er relevante for jordsystemet, "siger Martin Jung fra MPI-BGC.