Составлена первая карта свечения земных растений

Флуоресценция растений в июле (вверху) и в декабре (внизу). Изображение NASA's Earth Observatory

Составлена первая карта свечения земных растений

Ученые при помощи собранных спутниками данных составили первую карту флуоресценции земных растений. Источником флуоресцентного излучения является хлорофилл - пигмент, "ответственный" за фотосинтез, поэтому, изучая карту, исследователи могут делать выводы о здоровье и активности растений. Подробное описание карты представлено в статье исследователей в журнале Biogeosciences, а коротко работа описана в пресс-релизе Космического центра Годдарда при NASA.

Флуоресцентное излучение возникает после того, как на молекулу, обладающую определенными свойствами, попадает квант света и переводит ее в возбужденное состояние. Чтобы вернуться в основное состояние, молекула также испускает квант света, однако он всегда несет чуть меньше энергии, чем исходный квант света - разница уходит на перевод молекулы в возбужденное состояние.

Авторы новой работы анализировали данные, собранные спутником Европейского космического агентства (ESA) GOSAT, приборы которого могут "видеть" Землю на длине волны 770 нанометров - в этом диапазоне располагается флуоресценция хлорофилла, и, кроме того, в нем минимален уровень шума, и ученые могут засечь даже очень слабый сигнал.

Предварительный анализ созданной учеными карты позволил выявить четкие сезонные отличия в активности растений в зависимости от полушария - в северном полушарии максимальная интенсивность флуоресценции наблюдалась в июле, а в южном - в декабре. Эта картина соответствует тому, что ожидали увидеть ученые, так как интенсивность флуоресценции напрямую связана с количеством хлорофилла и, соответственно, зеленых листьев на деревьях.

Ранее ученые уже получали карты растительности планетарного масштаба, однако большинство из них использовали не флуоресценцию, а отраженный от зеленых частей растений свет. Новая карта отличается большей чувствительностью, так как анализируя флуоресценцию ученые могут раньше заметить изменения в активности и здоровье растений - изменения цвета листьев или травы, которые могут быть уловлены спутниками, занимают довольно много времени.