Растения преобразовывают энергию солнечного света в химическую энергию посредством процесса, называемого фотосинтезом. Эта энергия передаётся людям и животным, употребляющим в пищу продукты растительного происхождения, таким образом фотосинтез — это основной источник энергии для всей жизни на Земле. Однако фотосинтезирующая активность различных регионов меняется из-за взаимодействия человека с окружающей средой, в том числе из-за изменения климата, что побуждает исследователей проводить масштабные исследования фотосинтезирующей активности.
Новое исследование, проводимое командой учёных, в которую также входил Joe Berry из Университета Карнеги, демонстрирует принципиально новый подход для измерения фотосинтезирующей активности, происходящей по всей планете. Результаты проведённого исследования были опубликованы во вторник, 25 марта, в статье издания Proceedings of the National Academy of Sciences.
Их работа основана на прорыве в возможностях использования спутниковых технологий для измерения света, который излучается листьями растений в качестве побочного продукта фотосинтеза. Этот свет называют флуоресценцией. Он возникает, когда солнечное излучение «возмущает» фотосинтезирующий пигмент хлорофилл. Новый метод предусматривает прямое измерение активности, происходящей в растениях в тот самый момент, когда спутник проходит над ними. Прочие подходы к обнаружению фотосинтезирующей активности больших масштабах не настолько прямые. По сей день основными инструментами для оценки фотосинтезирующей производительности в планетарном масштабе были модели, точность которых было весьма проблематично оценивать.
По словам Joe Berry, этот новый метод предусматривает использование спутников для идентификации флуоресценции, испускаемой растениями во время фотосинтеза. Он отмечает, что таким образом учёные смогут впервые производить наблюдения за фотосинтезом в планетарных масштабах.
Статья исследователей также содержит данные относительно наблюдений за флуоресценцией на больших площадях зерновых культур Западного кукурузного пояса. Данные указывают на то, что предыдущие оценки, основанные на моделях оценки фотосинтеза, характеризуются довольно низкой точностью.
Кроме того, это исследование предоставляет новый улучшенный инструмент для оценки сравнительной производительности «житниц» мира, таких как Индо-Гангская равнина и Восточный Китай. Отношения между флуоресценцией, измеренной из космического пространства и валовой первичной продукцией, измеренной в кукурузном поясе, также обеспечивает способ оценки в режиме реального времени производительности других, несельскохозяйственных районов мира, в том числе необрабатываемых лесов и лугов.
