Trạm không gian NASA sử dụng Laser thăm dò đại dương

Mặc dù sinh vật phù du có kích thước rất nhỏ nhưng chúng đóng một vai trò rất lớn trong hệ sinh thái - chúng thậm chí có thể cho chúng ta biết về biến đổi khí hậu.

Vào năm 2006, NASA phóng Cloud-Aerosol Lidar và Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO) vào không gian để nghiên cứu vai trò của những đám mây và khí quyển trong việc điều tiết khí hậu của hành tinh, thời tiết và chất lượng không khí. Một trong những công cụ trên vệ tinh Calipso của NASA là Cloud - Aerosol Lidar với Orthogonal Polarization, một dụng cụ được thiết kế để đo lường sinh vật phù du ở vùng cực.

Vệ tinh CALIPSO có thiết bị đo bằng laser.

Trước đó, vệ tinh theo dõi thực vật phù du dựa vào ánh sáng mặt trời phản xạ từ bề mặt đại dương vào không gian. Việc quan sát bề mặt đại dương gần các cực gặp vấn đề do ánh sáng mặt trời còn hạn chế và bị che bởi những đám mây. Mặt khác thiết bị CALIOP (Cloud- Aerosol Lidar với Orthogonal Polarization) không gặp những trở ngại đó do nó sử dụng tia laser để tiến hành đo.

Nhờ các vệ tinh, NASA đã phát hiện ra rằng những thay đổi nhỏ trong chuỗi thức ăn ở các cực dẫn đến sự bùng nổ hay suy giảm số lượng sinh vật phù du theo thời gian. Những phát hiện này sẽ cung cấp dữ liệu quan trọng cho việc quản lý hệ sinh thái, thủy sản thương mại và hiểu biết được tầm quan trọng của sự tương tác giữa khí hậu Trái đất và hệ sinh thái biển.

Michael Behrenfeld, chuyên gia sinh vật phù du biển tại Đại học bang Oregon ở Corvallis cho biết: "Nó thực sự quan trọng đối với chúng tôi để hiểu và kiểm soát những sự bùng nổ hay suy giảm số lượng sinh vật phù du theo thời gian và làm thế nào chúng có thể thay đổi nó trong tương lai. Vì vậy chúng ta có thể đánh giá tốt hơn những tác động trên các khu vực khác của mạng lưới thức ăn".

Sinh vật phù du đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong chuỗi thức ăn.

Tại sao phải nghiên cứu thực vật phù du

Mặc dù sinh vật phù du có kích thước nhỏ, nhưng chúng đóng một vai trò rất lớn trong hệ sinh thái. Theo Hiệp hội Đại dương và Khí quyển Quốc gia (NOAA):

Sự quang hợp của thực vật phù du chiếm tới một nửa quá trình quang hợp toàn cầu. Chúng cũng cung cấp nguồn thực phẩm chính cho các động vật phù du, và cùng nhau tạo thành chuỗi thức ăn dưới biển. Sự sống của những loài lớn hơn động vật phù du như: cá, động vật có vú phụ thuộc vào các sinh vật phù du. Các sinh vật phù du đóng một vai trò quan trọng trong việc tái chế và tái khoáng hóa của vật liệu và năng lượng trong chuỗi thức ăn.

Sinh vật phù du dưới kính hiển vi. (Hình ảnh: Gordon Taylor, NOAA).

Vai trò của sinh vật phù du trong chuỗi thức ăn rất quan trọng, những sinh vật cực nhỏ làm phong phú hơn nguồn thực phẩm. Các nghiên cứu cho thấy chúng có tác động đến biến đổi khí hậu, hoàn toàn trùng khớp với thông số của Calipso. Chúng ảnh hưởng đến chu kỳ carbon của Trái Đất bằng cách hấp thụ carbon dioxide thông qua quang hợp.

Hơn nữa, nghiên cứu cũng tiết lộ rằng mối quan hệ qua lại giữa kẻ săn mồi và con mồi đã làm thay đổi hệ thống sinh vật phù du ở Bắc Cực trong 10 năm qua. Ở Nam Đại Dương xung quanh Nam Cực, những thay đổi trong các lớp băng bao phủ lại là tác nhân quan trọng làm thay đổi số lượng thực vật phù du.

"Nếu chúng ta muốn hiểu được hệ thống chuỗi thức ăn ở vùng cực thì chúng ta phải tập trung vào những thay đổi trong lớp băng bao phủ và những thay đổi trong hệ sinh thái nhằm điều tiết sự cân bằng giữa kẻ săn mồi và con mồi" – Behrenfeld cho biết thêm.