Les chercheurs ont mis au level une nouvelle façon de voir dans les profondeurs de l'océan, établissant une approche pour détecter les algues et mesurer les propriétés clés à l'aide de la lumière. Un report publié dans Applied Optics rapporte l'utilisation d'un outil laser, lidar, pour collecter ces mesures bien in addition profondément que ce qui a été généralement achievable avec les satellites.




"Les approches traditionnelles de télédétection par satellite peuvent collecter un significant éventail d'informations sur l'océan supérieur, mais les satellites ne peuvent généralement pas" voir "furthermore profondément que les cinq ou 10 premiers mètres de la mer", a déclaré Barney Balch, chercheur principal à Bigelow. Laboratoire des sciences de la mer et auteur de l'article. "Exploiter un outil qui nous permet de regarder tellement furthermore profondément dans l'océan, c'est comme avoir un nouvel œil."

Une nouvelle méthode permet aux scientifiques de scruter furthermore profondément l'océan

Lidar utilise la lumière émise par les lasers pour obtenir des informations sur les particules dans l'eau de mer, tout comme les animaux comme les chauves-souris et les dauphins utilisent le son pour écholocaliser leurs cibles. En envoyant des impulsions de lumière et en chronométrant le temps qu'il faut aux faisceaux pour frapper quelque chose et rebondir, le lidar détecte les particules réfléchissantes comme les algues dans l'eau.

L'auteur principal de l'étude, Brian Collister, a utilisé un système lidar de bord pour détecter les algues et se renseigner sur les circumstances as well as profondes de l'océan que les satellites ne peuvent mesurer. L'équipe de recherche de cette croisière 2018 était composée de scientifiques de l'Université Old Dominion et du Bigelow Laboratory for Ocean Sciences.



«L'approche lidar a le potentiel de combler certaines lacunes importantes dans notre capacité à mesurer la biologie des océans à partir de l'espace», a déclaré Collister, étudiant au doctorat à l'Université Old Dominion. "Cette technique jettera un éclairage nouveau sur la distribution de la biologie dans les océans supérieurs et nous permettra de mieux comprendre leur rôle dans le climat de la Terre."

Dans le golfe du Maine, l'équipe a utilisé le lidar pour détecter et mesurer les particules de carbonate de calcium minéral, recueillant des informations sur une prolifération de coccolithophores. Ces algues s'entourent de plaques de carbonate de calcium, de couleur blanche et hautement réfléchissantes. Les plaques diffusent la lumière d'une manière unique, modifiant fondamentalement la façon dont les ondes lumineuses sont orientées - et créant une signature identifiable que le système lidar peut reconnaître.

L'équipe de recherche de Balch a étudié le golfe du Maine pendant as well as de deux décennies à travers la série chronologique de l'Atlantique Nord du golfe du Maine. Leur expérience dans la recherche et l'identification d'algues dans cet écosystème a fourni des informations de base clés pour tester le système lidar dans ce qui s'est avéré être la moreover grande prolifération de coccolithophore observée dans la région en 30 ans.

"Cette croisière nous a donné une event idéale d'essayer le système lidar avec la possibilité d'échantillonner l'eau et de savoir exactement quelles espèces y étaient", a déclaré Balch. «Le lidar est utilisé dans l'océan depuis des décennies, mais peu d'études, voire aucune, ont été effectuées à l'intérieur d'une prolifération de coccolithophore confirmée, ce qui change profondément le comportement de la lumière dans l'environnement.

Les coccolithophores prospèrent autour de l'océan mondial et exercent un énorme niveau de contrôle sur les cycles biogéochimiques qui façonnent la planète. Les étudier est essentiel pour comprendre la dynamique mondiale des océans, mais la recherche sur le terrain est toujours coûteuse. L'équipe a établi que l'utilisation du lidar pourrait potentiellement permettre aux chercheurs d'estimer à distance les populations de coccolithophores sans arrêter le navire pour collecter des échantillons d'eau - augmentant ainsi leur capacité à collecter des données précieuses, économisant ainsi des fonds précieux pour le temps des navires.

L'équipe de recherche a également testé cette approche dans des environnements océaniques qui comprenaient les profondeurs claires de la mer des Sargasses et les eaux difficulties au big de la côte de New York. Ils l'ont trouvé efficace dans ces divers environnements. Les systèmes lidar peuvent sonder l'océan jusqu'à trois fois as well as profond que les strategies de télédétection passive par satellite qui reposent sur le soleil. Des recherches plus poussées pourraient établir des approches permettant également de prendre des mesures lidar par des satellites.

«C'est un énorme problème que nous apprenions à identifier de manière fiable les particules dans l'océan à partir d'un système lidar positionné au-dessus de l'eau», a déclaré Richard Zimmerman, auteur de l'étude et professeur à l'Université Previous Dominion. "Il s'agit d'une avancée significative et elle pourrait révolutionner notre capacité à caractériser et à modéliser les écosystèmes marins."

Ce travail a été soutenu par la Nationwide Aeronautics and Room Administration, la National Science Basis et le Virginia SpaceGrant Consortium.