卫星发现地球植物荧光现象助光合作用

此前,想要从地外拍摄到叶绿素散发的光芒,只有使用部署在NASA麾下Terra号和Aqua号航天器上的中等分辨航天成像光谱仪 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS,在海洋上空进行作业。
2009年,日本
【菜科解读】
北京时间5月7日消息,据美国宇航局NASA官方网站报道,NASA研究人员在使用卫星设备对地球进行观测时,获得了意外发现陆地植被覆盖区闪现出极不易察觉的绿色光芒。
此前,想要从地外拍摄到叶绿素散发的光芒,只有使用部署在NASA麾下Terra号和Aqua号航天器上的中等分辨航天成像光谱仪 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS,在海洋上空进行作业。
2009年,日本发射了温室气体观测卫星GOSAT(日本称伊吹号)。
这一卫星的原定任务是测量地球大气层中的二氧化碳和甲烷水平,但是,NASA研究人员同日本和其他国家研究人员一道,在GOSAT采集的海量数据中发现了另外一项隐匿其中珍贵信息:植物叶绿素散发的荧光。
过去几十年来,虽然科学家们在实验室和试验田地都测量到过植物荧光现象,但这次卫星提供的数据使科学家们得以从全球角度研究这种太阳能诱导下的叶绿素荧光能力。
同时,人类在陆上植物用途方面或许也将迎来全新的方式。
太阳能诱发的叶绿素荧光现象又被称为光合作用的签名,它标志着植物正在将来自太阳的光能转化为自身的化学能。
叶绿色分子吸收光辐射后,将一部分光能转化为热量耗散掉,另一部分转化为更长波长的荧光。
2014年7月,NASA发射了同GOSAT任务相似的轨道碳观测器2号 Orbiting Carbon Observatory-2, OCO-2。
OCO-2上搭载的仪器可以准确测量地球大气层中的二氧化碳含量,每秒可进行24次采集,大大超出GOSAT每4秒一次的采集频率。
单就采集量而言,OCO-2采集到二氧化碳和荧光数据是同期GOSAT的100倍。
负责研究植物、碳和气候互相作用的科学家正迫切地希望拿到OCO-2采集到的叶绿素荧光现象数据。
位于加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室碳与生态系统研究项目负责人大卫施梅尔(David Schimel)提到:OCO-2提供的数据要比GOSAT更为全面,使我们有机会以一种全新的方式观测大规模光合作用变化。
采集荧光现象数据或许成为OCO-2执行过的最特别的任务之一。
这一发现无论是对NASA、对美国,还是对世界而言,都有不同寻常的意义。
关掉太阳光
从太空角度观测植物的荧光现象,科学家首次得以在如此大规模的层次来推测光合作用率,深入研究分析这个地球最为重要的生物化学反应。
斯坦福大学卡内基科学研究所全球生态系统部门的研究人员约瑟夫贝瑞(Joseph Berry)表示:光合作用率十分关键,因为它直接影响植物对大气中二氧化碳的吸收过程和农业作物生产过程。
测量这类荧光听起来似乎很简单,但在强烈的反射日光中,进行这个工作实为不易。
施梅尔解释道:想象一下你坐在孩子的卧室里,孩子们在天花板放了一堆发光的小星星。
当你打开灯,虽然星星还在发光,但从墙壁反射的灯光会和星星的光芒夹杂在一起。
从太空寻找荧光现象就需要剥离开植物反射日光的影响,换句话说,就是关掉太阳光。
研究人员发现,调整GOSAT的光谱仪,只关注一个很窄的频段,就能够降低反射后的太阳辐射,单独来观测荧光现象。
施梅尔打了个比方,这就好比在孩子的房间里,带上了可以过滤灯光的眼镜,然后就可以欣赏星光了。
科学家们为这一测量方式欢呼雀跃,因为他们可以更深入地了解地球上植物吸收二氧化碳的过程。
根据非政府组织全球碳计划(Global Carbon Project)提供的数据,截至2011年,地球化石燃料的燃烧已经累计释放了近350亿吨二氧化碳,相当于70亿地球居民每人释放了5吨。
其中一半仍留在大气层中,另一半被海洋吸收或被陆上、海洋生物吸入。
这一效应使人类免于二氧化碳完全释放的灾难后果。
地球上“美丽且充满生机”的“伤疤”——东非大裂谷
在意之甚,以至于心理扭曲都有可能。
可在我们的地球母亲的脸上,有一道长长的“伤疤”,它不是“丑陋”的代名词,而是一道“美丽且充满生机”的“伤疤”! 1.形成 如果从卫星上俯瞰东非大裂谷这个世界陆地最大断裂带,它真的犹如一道巨大的疤痕横列在东非草原上。
在地质构造运动中,地幔中的岩浆会往地面上涌,迫使部分地壳上隆,部分下陷,到一定程度之后就会发生断裂,大裂谷由此形成。
东非大裂谷确实是地球上最深的峡谷,最深处可以达2000米以上。
许多人一定以为那里充满了险峻、幽暗,可这个深度是相较于海平面而言的,真正走到大裂谷地区的时候,你会发现这里充满了生机与活力。
2.生机 在大裂谷形成过程中,出现了很多火山。
火山表面看起来脾气很暴烈,可是它却是地球生命形成最重要的因素之一。
火山喷发出的气体改变了地球的大气成分,创造了生命耐以生存的大气层。
而喷发出来的火山灰富含各种微量元素,积淀之后就形成了肥沃的土壤,生命继而在这片沃土形成。
在大裂谷地区散落有很多火山、湖泊,裂谷的周边则是肥沃的草原。
有丰厚的水草自然就会有动物。
在广阔的大裂谷草原上,生存着种群数量极大的野生动物:斑马、角马、野牛、羚羊,当然还有猎豹、大象、秃鹫等等。
可以说大裂谷地区集中了非洲最丰富的植物和动物资源,一幅美丽的地球生态画卷活灵活现的展现在人们眼前。
通过对大裂谷的考察,一些科学家提出最早的人类就出现在大裂谷地区,通过迁移走向世界各地。
当然这样的假定遭到了很多其他理论的挑战,比如说多地起源说。
中国的科学家就提出人类的最初形成并不只在非洲一地,而是在很多地方不同时间出现。
毕竟如果人类最早在非洲形成,然后分布到世界各地,那么北京猿人属于最早一批人类的理论就站不住脚了。
3.新大陆 东非裂谷带正发生不断的延伸,最终非洲将分离出一个新的大路,已经是科学界不争的事实,只不过时间早晚而已。
有人推测可能是在一千万年以后,有人觉得可能会更久,但每年这种变化无时不刻的都在发生着。
在埃塞俄比亚偶尔会发生地震,表面地层裂开,不断延伸着断裂带。
4.马拉松之乡 丰富的自然资源似乎并没有给当地的人民带来多大的财富,这里的人们生活十分贫苦。
不过在大裂谷地区,尤其是在肯尼亚,人们找到了一种改变贫苦命运的方式:跑步。
在大裂谷地区,人们主要通过放牧获得经济来源,为了追逐适合的草原,当地的人民往往需要把牛羊驱赶到离家很远的地方,而过程中多是道路崎岖的山区。
为了能在日落前尽快赶回家里,长期以来这里的人们就炼成了极为娴熟的跑步技巧。
现在在大裂谷地区有专门的跑步学校,世界上很多知名的教练都来这里挑选选手。
他们在跑步运动中也创造了奇迹:世界上最出色的马拉松选手中,有超过一半是肯尼亚人,其中的大多数又来自于大裂谷地区。
相较于一些哗众取宠的跑马拉松的人,大裂谷地区的人民把跑步当作是一种改变命运的机会,赌上了自己的未来。
跑步对于他们来说是一种神圣的运动,他们真的是用生命在奔跑! 随机文章苏联外星婴儿事件,外星飞船逃生舱发现外星婴儿(1年后死)世界上十大最神秘的木乃伊,外星人木乃伊毁掉你的三观有些陨石为什么值钱,天外陨石有什么价值(最贵陨石30000元一克)历史上最廉价的防空武器之防空气球,铁索连接组建天空防御网络神仙修炼层次境界,鬼仙/人仙/地仙/金仙/大罗金仙/圣人/天道圣人
意大利考古发现40万年前古人类已利用大象骨头制作各种工具
最新一项考古研究中,来自科罗拉多大学博尔德分校的考古学家 Paola Villa 和她的同事,对意大利一个有大量大象死亡的地点进行挖掘考古,,并发现了这些人工制作的工具。
研究小组发现,大约在 40 万年前,在这个遗址中,人类利用这些大象的尸体创造了一系列前所未有的骨质工具--有些工具是用复杂的方法制作的,这些方法在 10 万年后才会变得普遍。
科罗拉多大学自然古代博物馆副馆长 Villa 表示:“在该时期的其他遗址中我们也发现了一些骨质工具,但并没有这么多种定义明确的形状”。
该研究将目标锁定在离现代罗马不远的一个名为 Castel di Guido 的遗址。
几十万年以前,这里是被一条短暂的溪流刻出的沟壑所在地,一种有 13 英尺高被称为直牙象(Palaeoloxodon antiquus)的物种会在这里解渴,偶尔也会死亡。
Villa 表示:“在Castel di Guido,人类以标准化的方式折断大象的长骨,并生产标准化的坯件来制作骨质工具。
而这种能力直到很久以后才变得普遍”。
就在 40 万年前,尼安德特人(Homo neanderthalensis)刚刚开始在欧洲出现。
维拉怀疑吉多堡的居民是尼安德特人。
Villa 表示:“大约40万年前,你开始看到习惯性地使用火,这是尼安德特人血统的开始。
这对吉多堡来说是一个非常主要的时期”。