Tin tức Vũ trụ TV

Phương pháp mới cho phép các nhà khoa học nhìn sâu hơn vào đại dương

Ngày:
Th7 31, 2020
Tóm lược:

Các nhà nghiên cứu đã cải tiến một cách mới để nhìn sâu vào đại dương, thiết lập một phương pháp phát hiện tảo và đo các thuộc tính chính bằng ánh sáng. Một bài báo mới báo cáo bằng cách sử dụng một công cụ dựa trên laser, lidar, để thu thập các phép đo này sâu hơn nhiều so với thông thường có thể sử dụng các vệ tinh.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

1 / 1Nhà nghiên cứu cao cấp Nhà khoa học Barney Balch thu thập dữ liệu quang học đại dương trong một hành trình nghiên cứu ở Vịnh Maine. Balch là một phần của một nhóm các nhà nghiên cứu đã thiết lập một phương pháp mới để phát hiện tảo và đo các tính chất đại dương quan trọng bằng ánh sáng, dựa trên nghiên cứu của họ ở Vịnh Maine và hơn thế nữa. Tín dụng: Phòng thí nghiệm Bigelow cho Khoa học Đại dương
1 / 1Nhà nghiên cứu cao cấp Nhà khoa học Barney Balch thu thập dữ liệu quang học đại dương trong một hành trình nghiên cứu ở Vịnh Maine. Balch là một phần của một nhóm các nhà nghiên cứu đã thiết lập một phương pháp mới để phát hiện tảo và đo các tính chất đại dương quan trọng bằng ánh sáng, dựa trên nghiên cứu của họ ở Vịnh Maine và hơn thế nữa.
Tín dụng: Phòng thí nghiệm Bigelow cho Khoa học Đại dương

Các nhà nghiên cứu đã cải tiến một cách mới để nhìn sâu vào đại dương, thiết lập một phương pháp phát hiện tảo và đo các thuộc tính chính bằng ánh sáng. Một bài báo được xuất bản trong các báo cáo Quang học ứng (Applied Optics) dụng bằng cách sử dụng công cụ dựa trên laser, để thu thập các phép đo này sâu hơn nhiều so với thông thường có thể sử dụng các vệ tinh.

Barney Balch, nhà khoa học nghiên cứu cao cấp Phòng thí nghiệm Khoa học Đại dương, Bigelow và một tác giả của bài báo cho biết: “Các phương pháp viễn thám vệ tinh truyền thống có thể thu thập nhiều thông tin về đại dương, nhưng các vệ tinh thường không thể” nhìn thấy “sâu hơn năm hoặc 10 mét trên biển. Khai thác một công cụ cho phép chúng ta nhìn sâu hơn vào đại dương giống như có một đôi mắt mới.”

Lidar sử dụng ánh sáng phát ra từ laser để thu được thông tin về các hạt trong nước biển, giống như động vật như dơi và cá heo sử dụng âm thanh để định vị tiếng vang. Bằng cách phát ra các xung ánh sáng và định thời gian các chùm tia cần thiết để chạm vào thứ gì đó và dội ngược lại, nắp sẽ cảm nhận được các hạt phản chiếu như tảo trong nước.

Trưởng nhóm nghiên cứu Brian Collister đã sử dụng một hệ thống nắp tàu để phát hiện tảo và tìm hiểu về các điều kiện sâu hơn trong đại dương so với các vệ tinh có thể đo được. Nhóm nghiên cứu về hành trình năm 2018 này bao gồm các nhà khoa học từ Đại học Old Dominion và Phòng thí nghiệm Bigelow cho Khoa học Đại dương.

Kỹ thuật này sẽ làm sáng tỏ sự phân bố sinh học ở các đại dương phía trên và cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về vai trò của chúng trong khí hậu Trái đất.

1 / 1Brian Collister, một sinh viên tiến sĩ tại Đại học Old Dominion, có xu hướng sử dụng hệ thống nắp đậy bằng laser trong một hành trình nghiên cứu ở Bahamas. Collister là một phần của một nhóm các nhà nghiên cứu đã thiết lập một phương pháp mới để phát hiện tảo và đo các thuộc tính quan trọng của đại dương bằng công cụ này. Tín dụng: Richard Zimmerman / Đại học Old Dominion
1 / 1Brian Collister, một sinh viên tiến sĩ tại Đại học Old Dominion, có xu hướng sử dụng hệ thống nắp đậy bằng laser trong một hành trình nghiên cứu ở Bahamas. Collister là một phần của một nhóm các nhà nghiên cứu đã thiết lập một phương pháp mới để phát hiện tảo và đo các thuộc tính quan trọng của đại dương bằng công cụ này.
Tín dụng: Richard Zimmerman / Đại học Old Dominion

Ở Vịnh Maine, nhóm nghiên cứu đã sử dụng ma trận để phát hiện và đo các hạt canxi cacbonat khoáng sản, thu thập thông tin về sự nở hoa của coccolithophores. Những loài tảo này bao quanh chúng với các tấm canxi cacbonat, có màu trắng và độ phản chiếu cao. Các tấm phân tán ánh sáng theo một cách độc đáo, thay đổi căn bản cách thức sóng ánh sáng được định hướng – và tạo ra một chữ ký nhận dạng mà hệ thống nắp có thể nhận ra.

Nhóm nghiên cứu của Balch đã nghiên cứu Vịnh Maine trong hơn hai thập kỷ qua Dòng thời gian Bắc Đại Tây Dương của Vịnh Maine. Kinh nghiệm của họ trong việc tìm kiếm và xác định tảo trong hệ sinh thái này đã cung cấp thông tin cơ bản chính để thử nghiệm hệ thống nắp trong đó hóa ra là loài hoa cầu trùng lớn nhất được quan sát thấy trong khu vực trong 30 năm.

“Hành trình này cho phép chúng tôi có cơ hội lý tưởng để thử hệ thống nắp đậy với khả năng lấy mẫu nước và biết chính xác loài nào có trong đó”, Balch nói. “Lidar đã được sử dụng trong đại dương trong nhiều thập kỷ, nhưng rất ít, nếu có, các nghiên cứu đã được thực hiện bên trong sự nở hoa đã được xác nhận, điều này làm thay đổi sâu sắc cách thức ánh sáng trong môi trường.”

Coccolithophores phát triển mạnh trên khắp đại dương toàn cầu và tạo ra một mức độ kiểm soát khổng lồ đối với các chu trình hóa sinh học hình thành nên hành tinh. Nghiên cứu chúng là chìa khóa để hiểu động lực học đại dương toàn cầu, nhưng nghiên cứu thực địa luôn tốn kém. Nhóm nghiên cứu đã xác định rằng việc sử dụng flipar có khả năng cho phép các nhà nghiên cứu ước tính từ xa quần thể cầu trùng mà không dừng tàu để lấy mẫu nước – tăng khả năng thu thập dữ liệu quý giá, do đó cũng bảo tồn được các quỹ thời gian quý giá.

Nhóm nghiên cứu cũng đã thử nghiệm phương pháp này trong môi trường đại dương bao gồm độ sâu rõ ràng của biển Sargasso và vùng nước đục ngoài khơi bờ biển thành phố New York. Họ tìm thấy nó có hiệu quả trên các môi trường đa dạng này. Các hệ thống có thể thăm dò đại dương sâu hơn tới ba lần so với các kỹ thuật viễn thám vệ tinh thụ động dựa vào mặt trời. Nghiên cứu sâu hơn có thể thiết lập các phương pháp cho phép các phép đo hai chiều được thực hiện bởi các vệ tinh.

Đó là một vấn đề rất lớn mà chúng ta đang học để xác định các hạt trong đại dương một cách đáng tin cậy. Đây là một tiến bộ đáng kể và nó có thể cách mạng hóa khả năng của chúng ta trong việc mô tả và mô hình hóa các hệ sinh thái biển.

Công trình này được hỗ trợ bởi Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia, Quỹ Khoa học Quốc gia và Hiệp hội Không gian Virginia Virginia.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Phòng thí nghiệm Bigelow cho Khoa học Đại dương . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Brian L. Collister, Richard C. Zimmerman, Victoria J. Hill, Charles I. Sukenik, William M. Balch. Các hạt phân cực và các hạt đại dương: những hiểu biết sâu sắc từ một coccolithophore nở hoa . Quang học ứng dụng , 2020; 59 (15): 4650 DOI: 10.1364 / AO.389845

Bài viết liên quan

Bài viết mới