Astronomie, Satellite, Space

Fytoplanktonbloei vanuit de ruimte



Explosieve fytoplanktongroei verspreidt bloemen over honderden kilometers oceaan.


Deze afbeelding is een satelliet van een fytoplankton bloei die zich ontwikkelde in de Atlantische Oceaan voor de kust van Namibië in 2008. De bloei verscheen voor het eerst ongeveer 28 oktober en begon te verdwijnen in november 14. De typische fytoplankton bloei duurt slechts een paar weken of minder . Bloei komt veel voor in Namibië omdat diepe zeestromingen koude, voedselrijke wateren uit de Zuidelijke Oceaan nabij Antarctica leveren. De stromingen komen het continentaal plat tegen en het water wordt de continentale helling naar de oppervlakte opgeduwd. Vaak groeien de bloemen zo agressief dat de ontbinding van overleden planktonlichamen zoveel zuurstof verbruikt dat zich in deze gebieden een 'dode zone' ontwikkelt. Dit beeld satelliet werd bereid door NASA Earth Observatory. 1

Fytoplankton door een microscoop: Deze foto toont talloze soorten microscopische plantachtige organismen die bekend staan ​​als diatomeeën. Diatomeeën zijn een veel voorkomend lid van de fytoplanktonpopulaties die leven en drijven in de zonovergoten wateren van het oceaanoppervlak. Velen van hen hebben een dunne siliciumhuls, bekend als een "test", en bevatten chlorofyl. Tijdens een bloei zorgen miljarden diatomeeën in het water ervoor dat het blauwachtig groen tot groen van kleur wordt. Wanneer ze sterven, zinken hun lichamen naar de bodem en dragen ze silica en organische koolstof bij aan het bodemsediment. 2

Wat is een bloei van het fytoplankton?

Fytoplankton zijn microscopische plantachtige organismen die groeien, vermenigvuldigen en drijven in de zonovergoten oppervlaktewateren van de meeste waterlichamen op aarde. De naam "fytoplankton" is een combinatie van twee Griekse woorden: "phyton" (wat "plant" betekent) en "planktos" (wat "drifter" betekent).

Fytoplankton bezetten de bodem van de oceaan voedselketen. De meeste daarvan bevatten chlorofyl en de productie van energie uit fotosynthese. Indien aanwezig in hoge concentraties in het water, geeft het chlorofyl in hun lichaam het water een groene kleur. Ander fytoplankton scheidt skeletachtig materiaal uit calciumcarbonaat af. In hoge concentraties kunnen deze een licht turquoise kleur aan het water verlenen.

Normaal is fytoplankton aanwezig en overvloedig in zonovergoten oppervlaktewateren, maar ze worden meestal niet opgemerkt door mensen aan de kust, passerend in boten of overvliegend in vliegtuigen. Wanneer de omstandigheden van temperatuur, zonlicht en watersamenstelling echter perfect zijn, nemen explosieve groei en voortplanting exponentieel toe. Deze periodes van explosieve groei produceren een groene of turkooise kleur in en op het water, bekend als een "fytoplankton bloom".

Op 29 mei 2017 stroomden de Donau, de Dnjepr en andere stromen die leeglopen in de Zwarte Zee over en liepen hun oevers over op landbouwgronden. De wateren van de beken namen bovengrond, oppervlakte-sedimenten, kunstmest en dierlijk afval op en brachten ze naar de Zwarte Zee. Deze golf van opgelost ijzer, stikstof en fosfaat in deze wateren veroorzaakte een explosieve groei van fytoplankton in de zee, wat de talrijke bloemen produceerde die te zien zijn in het satellietbeeld hierboven. Dit beeld NASA-satelliet werd bereid door Norman Kuring. 4

Fytoplankton door een microscoop: Deze foto toont een coccolithofoor, een eencellig, plantachtig organisme dat een planktonisch leven leidt in de ondiepe, zonovergoten wateren van de oceaan of andere waterlichamen. Coccolithoforen scheiden zich af en omringen zichzelf met maximaal dertig plaatachtige schalen bestaande uit calciumcarbonaat, die elk slechts een paar micron groot zijn. Tijdens een bloei kunnen miljarden drijvende coccolithoforen ervoor zorgen dat het water een zeer lichte turquoise kleur krijgt als zonlicht toeslaat en reflecteert vanaf hun schubben. Wanneer ze sterven, zinken hun lichamen naar de bodem en dragen calciumcarbonaat bij aan het bodemsediment. image 3 Creative Commons door Hannes Grobe.

Het belang van fytoplankton

Klein fytoplankton levert een belangrijke bijdrage aan de sedimentbedekking in veel delen van de oceanen van de aarde. Ze spelen ook een belangrijke rol bij het matigen van het kooldioxidegehalte van de atmosfeer van de aarde. Fytoplankton absorbeert opgelost koolstofdioxide uit oceaanwater en geeft zuurstof vrij door fotosynthese.

Wanneer ze sterven, zinken hun lichamen naar de oceaanbodem en hopen ze zich op als een fijnkorrelig organisch materiaal dat bekend staat als slijk. Ophopingen van diatomeeën creëren een siliciumrijke slijk die een sedimentair gesteente kan vormen dat bekend staat als diatomiet. Coccolithofoorophopingen creëren een calciumcarbonaatrijk slijk dat een sedimentair gesteente kan vormen dat bekend staat als krijt.

Beide soorten fytoplankton dragen opgelost koolstofdioxide bij aan het diepe oceaanwater en organisch afgeleide koolstof aan de sedimentmassa. Deze koolstof kan miljoenen jaren worden vastgehouden in het diepe oceaanwater en de zeebodemsedimenten. Als gevolg hiervan wordt de oceaan een koolstofput. Op deze manier verwijdert fytoplankton koolstofdioxide, een broeikasgas, uit oppervlaktewateren en voorkomt het dat het de atmosfeer binnendringt. Deze verwijdering van koolstof helpt het koolstofdioxidegehalte van de atmosfeer te reguleren en reguleert daardoor de mondiale temperaturen.

Een satellietbeeld van een fytoplanktonbloei die zich vormde voor de oostkust van Nieuw-Zeeland. Deze bloei groeide explosief tussen 11 oktober en 25 oktober 2009. Een competitie tussen wind en stroming bracht het plankton over honderden kilometers van het oceaanoppervlak om ingewikkelde wervelingen en patronen te vormen. De bloei bevatte zoveel microscopische organismen dat het duidelijk vanuit de ruimte te zien was. Dit satellietbeeld van NASA werd voorbereid door Robert Simmon en Jesse Allen. 5

Fytoplankton-informatie
1 Phytoplankton Bloom Off Namibia een artikel op de NASA-website Earth Observatory, geraadpleegd in januari 2019.
2 Diatoms Through the Microscope, een publieke domeinfoto van Gordon T. Taylor van Stony Brook University en verspreid via Wikimedia, geraadpleegd in januari 2019.
3 Wat is een coccolithofoor? door John Weier, een artikel op de Earth Observatory-website van NASA, geraadpleegd in januari 2019.
4 Turquoise Swirls in the Black Sea door Kathryn Hansen, Pola Lem en Norman Kuring, een artikel op NASA's Earth Observatory-website, geraadpleegd in januari 2019.
5 Wat zijn fytoplankton? door Rebecca Lindsey en Michon Scott, een artikel op de Earth Observatory-website van NASA, geraadpleegd in januari 2019.
6 Phytoplankton Blooms Off New Jersey van Kathryn Hansen en Jeff Schmaltz, een artikel op de NASA-website Earth Observatory, geraadpleegd in januari 2019.
7 Bloom in the Ross Sea van Mike Carlowicz, Hugh Powell en Norman Kuring, een artikel op NASA's Earth Observatory-website, geraadpleegd in januari 2019.
8 Bloom in the English Channel van Steve Groom, Plymouth Marine Laboratory, een afbeelding uit het publieke domein gehost door Wikimedia, bezocht in februari 2019.
9 Bloom in the Barents Sea van Mike Carlowicz, Holli Riebeek, Barney Balch, Norman Kuring en Sergio Signorini, een artikel op de NASA-website Earth Observatory, geraadpleegd in februari 2019.

Waar komen Phytoplankton-bloemen voor?

Bloei van fytoplankton komt het meest voor in wateren met een bloeiende mariene populatie en waar overvloedige voedingsstoffen die nodig zijn voor de groei van fytoplankton worden toegevoegd in een continue stroom, of in stijgingen. Dit zijn vaak gebieden langs de randen van continenten waar voedingsstoffen worden aangevoerd via rivierafvoer, of waar koude voedingsstofrijke wateren uit diepten van de oceaan naar de oppervlakte stijgen. Bloei kan ook voorkomen in zoetwaterlichamen en wordt vaak veroorzaakt door afvoer van landbouwproducten. Wanneer de omstandigheden perfect zijn, voedt de overvloedige toevoer van voedingsstoffen de explosieve groei van het plankton tot een bloei.

Een ongewone bloei van fytoplankton vond plaats in de Atlantische Oceaan voor de kust van New Jersey op 6 juli 2016. Deze bloei ontving voedingsstoffen van een proces dat bekend staat als "opwelling". Sterke, aanhoudende winden, die van het continent en naar het oosten waaiden, voerden oppervlaktewateren weg van de kust. Dit bracht koude, voedselrijke wateren de continentale helling op om de wateren te vervangen die naar zee werden geblazen. Het resultaat was een fytoplanktonbloei nabij de kust. Soortgelijke bloemen komen periodiek langs de Atlantische kust in de zomer voor. Dit NASA satellietbeeld werd voorbereid door Jeff Schmaltz. 6

Dit satellietbeeld toont een bloei van fytoplankton in de Ross Sea, Antarctica. Elke lente, als de zon hoog genoeg opkomt aan de hemel van het zuidelijk halfrond, raakt voldoende zonne-energie de Ross Sea om een ​​fytoplankton-explosie te veroorzaken. Dit is een tijd waarin alles wat leeft rond de Ross Sea een jaarlijks feest begint. Krillvoer op het fytoplankton, visvoer op de krill, pinguïns voeden zich op de vis, en orka's voeden zich op de pinguïns. De voedselketen explodeert vanuit zijn basis. Dit NASA-satellietbeeld werd opgesteld door Norman Kuring. 6

Dit satellietbeeld toont een melkachtige witte fytoplanktonbloei in het Engelse kanaal voor de zuidwestelijke punt van Engeland. Deze pluim werd vastgelegd in een Landsat-afbeelding op 24 juli 1999. Het is opmerkelijk vanwege zijn melkachtige turquoise kleur, die het gevolg is van zonlicht dat weerkaatst door miljarden coccolithofoor (Emiliania huxleyi) schalen, die zijn samengesteld uit wit calciumcarbonaat. Dit Landsat-beeld is gemaakt door Steve Groom van het Plymouth Marine Laboratory. 8

Dit satellietbeeld toont een bloei van fytoplankton in de Barentszee voor de kust van Noord-Noorwegen en Noordwest-Rusland op 14 augustus 2011. Elke lente bloeit planktonbloei honderden kilometers over deze kustlijnen. De bloemen worden veroorzaakt door de afvoer van de lentestroom, maar nog belangrijker door de 24-uurs periodes van zonlicht die elke lente optreden. Kleurvariaties in de pluim worden veroorzaakt door verschillende waterdieptes (de coccolithoforen in de pluim kunnen tot een diepte van 50 meter onder het oppervlak leven) en verschillende fytoplanktonconcentraties. De patronen in de pluim worden veroorzaakt door veranderende wind en huidige actie. In dit deel van de Noordelijke IJszee piekt diatomeeënbloei meestal in mei en coccolithofoor bloeit piek in juni. Deze NASA-afbeelding is gemaakt door Jeff Schmaltz. 9