太空激光雷达揭示海洋野生动植物的大规模迁徙

每天晚上，在黑暗的掩盖下，从乌贼到磷虾的各种海洋生物都从海洋深处游到地表附近觅食。这种海洋中的动物迁徙是地球上范围最大的迁徙，也是地球气候系统的关键部分，该结果是偶然使用了太空激光雷达而首次在全球范围内观察到的。

研究人员已经使用NASA和法国航天局空间国家航天中心之间的合资企业Cloud-Aerosol Lidar和于2006年发射的红外CALIPSO卫星观测了这种垂直的动物迁移模式。研究结果已发表于“Nature”，文章基于NASA和法国航天局合资的“ CALIPSO”激光雷达和红外对地观测的调查结果。该成果的作者，弗吉尼亚州汉普顿的NASA Langley研究中心的科学家Chris Hostetler评论道：“这项最新的研究表明，激光雷达具有的灵敏度，可以提供从太空进行的科学有用的海洋测量。”

生物的这种每日垂直迁移（DVM）对地球气候的累积影响非常显著。白天，海洋浮游植物进行光合作用，并吸收大量的二氧化碳，这有助于海洋吸收大气中温室气体。

太空CALIPSO激光雷达测量了海洋中动物迁徙。

激光雷达优势

研究负责人，俄勒冈州立大学的高级研究员，教授Mike Behrenfeld说：“太空的激光雷达可以允许在长达10年的时间内，每16天对这些在全球范围内迁徙的动物进行一次采样。”

研究人员将主要观察范围聚焦在热带和亚热带海洋地区，虽然在这种营养水平较低和较清澈的水中垂直迁移的动物较少，但它们在这些地区的总动物种群中所占比例较高。这是因为迁移是一种生物行为的发展，主要是为了避开白天的视觉掠食者。在阴暗且营养丰富的地区，经历DVM的动物数量较高，但它们占总动物种群的比例较小，因为视觉掠食者处于不利地位。在这些地区，许多动物白天和黑夜都只停留在地表附近。

研究人员还观察到了迁徙动物种群的长期变化，并认为这可能是由于气候变化所致。在研究期间（2008年至2017年），CALIPSO数据显示，北太平洋和南太平洋，北大西洋和南印度洋的亚热带水域中迁移的动物生物量有所增加。在热带地区和北大西洋，生物量减少。除了热带大西洋地区以外，所有这些变化都与浮游植物产量的变化相关。

碳“传送带”

这种由动物影响的碳传送带被认为是地球碳循环的重要机制。科学家们正在将动物经历的DVM作为一关键要素添加入气候模型。Behrenfeld说：“这些建模人员还没有一个用于校准这些模型的全局数据集，数据集可以告诉他们这些迁移在哪里最重要，它们在哪里最丰富以及它们如何随着时间而变化。新的卫星数据为我们提供了将卫星观测与模型相结合的机会，并且可以更好地量化这种巨大的动物迁徙对地球碳循环的影响。”

卫星数据也与全球的渔业有关，因为迁徙的动物是潜伏在海洋深处的大型捕食者的重要食物来源。这些捕食者通常是对商业渔业有吸引力的鱼类。 DVM信号越大，深海中可生活的鱼类数量就越大。尽管CALIPSO的激光旨在测量云层和大气气溶胶，但它可以穿透海洋表层的20米以上。如果迁移的动物到达这一层，则CALIPSO会检测到它们。