NASA’nın MODIS cihazı, Florida’nın güney ucunun beyaz bulutlarla çevrili mavi-yeşil bir okyanusa doğru kıvrıldığı bu görüntüyü yakaladı. MODIS ve yeni nesil uydu tabanlı sensörler, çevre yöneticilerinin Körfez Kıyısı ve ötesindeki zararlı algleri izlemesine yardımcı olabilir. Kredi: NASA
Zararlı algler halk sağlığını, kıyı ekosistemlerini ve ekonomilerini tehlikeye atabilir. Uydu görüntülemedeki ilerlemeler, yaşayan okyanusumuza bakmanın yeni yollarını sağlıyor.
Bunlar sona erdiğinde, 2020’de Florida’nın batı kıyısındaki bir dizi devasa alg çoğalması, bazı deniz yosunlarıyla bağlantılı olacak. Tampa Körfezi çevresinde 2.000 ton ölü deniz yaşamı. Sarasota ve Pinellas ilçelerindeki astım vakalarındaki çift haneli artış ve turizmden balıkçılığa kadar ekonomik sektörlerde yaklaşık 1 milyar dolarlık tahmini kayıplar da dahil olmak üzere insani maliyetler de oldukça yüksekti.
Alg Çoğalmalarını Tespit Etmek İçin Uyduları Kullanmak
Dünya yörüngesindeki uydular, uzaydaki alg çoğalmalarını tespit etmek için onlarca yıldır kullanılmakta olup, sudan doğrudan numune alınmasıyla mümkün olandan daha geniş alanlarda daha sık gözlem yapılmasına olanak sağlamaktadır. En yaygın gözlem tekniği okyanus rengini ölçmek için görünür spektruma dayanır. Ancak bu yaklaşım çoğunlukla açık gökyüzü koşullarıyla sınırlıydı.
Geophysical Research Letters dergisinde yayınlanan ve NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratory’deki (JPL) bilim adamlarının liderliğinde yakın zamanda yayınlanan bir çalışma, uzay tabanlı bir sistemin nasıl çalıştığını gösterdi. TROPOMI veya TROPOsferik İzleme Aracı adı verilen cihaz, 2020’deki çiçeklenmeden sorumlu mikroskobik algler olan Karenia brevis (veya K. brevis) hakkında güçlü ipuçlarını ortaya çıkarmak için ince bulutların arasından bakmayı başardı.
{6 }TROPOMI’nin ışığın ince dalga boylarını “görme” ve ölçme konusundaki gelişmiş yeteneği, potansiyel olarak federal kurumların ve yerel toplulukların zararlı salgınları daha iyi tahmin etmelerine ve yönetmelerine yardımcı olabilir. (TROPOMI, 2017’de fırlatılan Avrupa Sentinel 5P uzay aracıyla uçuyor.)
K. brevis ve Batı Florida
Bilim insanları, Panhandle’dan Keys’e kadar uzanan bir kıtasal kabuk parçası olan Batı Florida Sahanlığını incelediler. K. brevis, Meksika Körfezi’nin diğer bölgelerindeki kökenlerinden kuvvetli rüzgarlar ve okyanus akıntılarıyla kıyı şeridine doğru taşınır. Son araştırmalar, batı Florida’nın, pek çok kıyı topluluğu gibi, salgınlara karşı giderek daha savunmasız hale gelebileceğini gösterdi; çünkü bu algler, akıntı, gübre ve iklim değişikliğinin tetiklediği besin açısından zengin, sıcak koşullarda gelişir.
İzleme Sistemleri ve Tehlikeler K. brevis
Zararlı alg çoğalmalarını izlemeye ve tahmin etmeye yönelik sistemler, Meksika Körfezi ve Büyük Göller de dahil olmak üzere birçok eyalette ve kıyı bölgesinde mevcuttur. Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi (NOAA), çiçeklenmelerin meydana geldiği mevsimlerde (hava durumu tahminlerine benzer şekilde) zararlı alg çoğalması tahminleri geliştirmek ve yayınlamak için akademik, eyalet, kabile ve yerel ortaklarla birlikte çalışır.
K. brevis olayları özellikle endişe verici çünkü algler, yüksek konsantrasyonlarda büyük balık ölümlerine neden olabilecek ve kaplumbağalar, deniz ayıları ve kuşlar gibi deniz yaşamını zehirleyebilecek güçlü bir nörotoksin üretiyor. Toksin ayrıca solunarak insanlarda solunum yolu hastalıklarına neden olabilir ve kabuklu deniz hayvanlarında birikerek bunları tüketen kişilerde mide-bağırsak hastalıklarına neden olabilir.
Uydu Tespit Mekanizması
Algler beslenirken ve K. brevis, fotosentez yoluyla büyüyen, güneş kaynaklı floresans (kırmızı SIF) adı verilen soluk kırmızı bir parıltı yayar ve bu, aslında hava kirliliğini ölçmek için tasarlanmış olan TROPOMI dahil bazı uydu cihazları tarafından tespit edilebilir.
TROPOMI’yi incelemek Ekip, 2018 ile 2020 yılları arasında Batı Florida kıyısı boyunca elde edilen verilere göre, cihazın, okyanus rengine dayanan önceki yöntemlerle gözlemlenen algler tarafından yayılan yaklaşık iki kat daha fazla floresans bilgisi topladığını buldu. TROPOMI’nin ultraviyoleden kısa dalga kızılötesine kadar değişen ışığı ölçen dört spektrometre dahil olmak üzere gelişmiş görüntüleme yetenekleri, onun ince bulut örtüsüne nüfuz etmesine ve okyanus yüzeyinin ölçümlerini daha sık elde etmesine olanak tanır.
Uzaya Dayalı Avantaj
{6 }Bilim adamları, bulgularının TROPOMI’yi tek başına veya Aqua ve Terra uydularında NASA’nın uzun zamandır kullandığı MODIS (Orta Çözünürlüklü Görüntüleme Spektroradiometresi) cihazı gibi diğer Dünya gözlem araçlarıyla birlikte kullanmanın değerini gösterdiğini söyledi. MODIS okyanus rengini ölçer ve şu anda Florida’daki ve diğer yerlerdeki çevre yöneticileri tarafından açık günlerde yosunları tespit etmek için kullanılıyor.
2024’ün başlarında piyasaya sürülmesi planlanan başka bir okyanus rengi aracı da dünyanın deniz ekosistemlerini inceleyecek: daha önce hiç. NASA’nın PACE veya Plankton, Aerosol, Bulut, Okyanus Ekosistemi Misyonu, fitoplankton ve diğer okyanus biyolojisini, atmosferik aerosolleri ve bulutları önceki sensörlerden çok daha fazla dalga boyunda inceleyecek. Bu gözlemler, zararlı alglerin ortaya çıkmasının yanı sıra balıkçılıktaki ani yükseliş ve düşüş döngüsünün yanı sıra ticari ve eğlence sektörlerini etkileyen diğer faktörleri tahmin etmeye yardımcı olacak.
“Okyanus renk sensörleri yaklaşık 20 yıldır Zararlı alg çoğalmalarının uydudan izlenmesi, “dedi JPL’de NASA doktora sonrası program üyesi olan baş yazar Kelly Luis. “TROPOMI kırmızı SIF’nin bu uygulaması, uydu teknolojileri kombinasyonunun açık hava koşullarının ötesinde erken uyarı sistemlerini nasıl destekleyebileceğini gösteriyor.”
Uydu aracılığıyla erken uyarının gerçek dünyada da faydaları olduğu kanıtlandı. Yakın zamanda NASA tarafından finanse edilen bir vaka çalışması, Utah Gölü’ndeki siyanobakterilerin erken tespitinin sağlık hizmetlerinde, kayıp çalışma saatlerinde ve diğer ekonomik kayıplarda önemli tasarruflara yol açtığını ortaya çıkardı. Birkaç günlük önceden uyarı, genel uyarılar ve hatta plajların kapatılması da dahil olmak üzere sahada daha hızlı eylem anlamına gelebilir.
Referans: “Zararlı Alg Çoğalmasını İzleme için Kırmızı Güneş Kaynaklı Floresansın İlk Işık Gösterimi”, Kelly Luis, Philipp Köhler, Christian Frankenberg ve Michelle Gierach, 10 Temmuz 2023, Jeofizik Araştırma Mektupları.
DOI: 10.1029/2022GL101715