La fotosintesi vista dallo spazio

Raffigurazione del modo in cui i cloroplasti trasformano in energia la luce solare. (Crediti:NASA Goddard’s Conceptual Image Lab/T. Chase).

Gli scienziati della NASA hanno scoperto un nuovo modo di utilizzare i satelliti per scrutare cosa accade nei processi di fotosintesi all’interno delle piante. Le piante crescono e sostengono sé stesse attraverso la fotosintesi, un processo per i nostri occhi invisibile: ora, è possibile misurare la fotosintesi grazie ai satelliti, con un livello di dettaglio senza precedenti. Le piante, durante la fotosintesi, emettono una specie di fluorescenza, un un bagliore debole ma rilevabile dai satelliti in orbita a centinaia di chilometri dalla Terra.

Una volta raccolti i dati derivanti da numerose e ripetute osservazioni sulla superficie terrestre, gli scienziati della Goddard Space Flight Center hanno escogitato un metodo per tramutarli in mappe satellitari globali, 16 volte più precise di quelle precedenti. Queste mappe forniscono un incremento della risoluzione spaziale e un aumento di tre volte la risoluzione temporale rispetto alle prime mappe concettuali rilasciate nel 2011. Le potenziate misurazioni potrebbero avere implicazioni importanti per gli agricoltori interessati alle indicazioni sull’intensificazione delle colture e per gli ecologisti, i quali vorrebbero conoscere appropriatamente la vegetazione globale e i processi del ciclo del carbonio. “Per la prima volta siamo in grado di mappare a livello globale i cambiamenti nella fluorescenza nel corso di un solo mese. Questo permette di usare la fluorescenza per osservare, ad esempio, la variazione della lunghezza della stagione di crescita“, ha spiegato Joanna Joiner.

L’acquisizione delle mappe è stata resa possibile grazie allo sviluppo di un nuovo modo per identificare il segnale della debole fluorescenza. Dati che sono stati raccolti dal Global Ozone Monitoring Instrument 2 (GOME-2), uno strumento predisposto su MetOp-A, un satellite meteorologico europeo. Tuttavia, l’acquisizione della corretta misurazione della fluorescenza è stata complicata dall’interferenza con la luce solare riflessa dalla superficie terrestre e dalle nuvole e, inoltre, dall’assorbimento della luce solare dai gas presenti nell’atmosfera.

Per identificare la sola fluorescenza, quindi, il team della Nasa ha sfruttato il fatto che ciascuno di questi segnali possiede una propria firma spettrale, simile ad un’impronta digitale, sia della fluorescenza, della superficie terrestre e, infine, dell’atmosfera. Una volta associata l’impronta digitale alla fluorescenza, gli scienziati sono in grado di decifrare i dati reali, estraniandoli da quelli della luce da altre fonti. Oggi è stato finalmente possibile distinguere questo segnale dal resto degli agenti atmosferici cosa che, nel 2011, non era stato possibile fare. Nonostante la sua complessità, il nuovo metodo consente misurazioni più frequenti in grado di produrre mappe ad alta risoluzione. Precedenti osservazioni con GOSAT avevano ricavato una buona media di dati mensile su aree di 200 chilometri quadrati. Ora, con GOME-2 gli scienziati sono in grado di coprire zone di 50 chilometri quadrati circa ogni 10 giorni.

“Il campionamento più preciso e più frequente è prezioso, dato che ci permette di ingrandire le regioni con i segnali di fluorescenza più alti”, ha detto Joanna Joiner. “I nostri dati indicano che le aree agricole del Midwest degli Stati Uniti sono tra le terre più produttive sulla Terra. Possiamo anche correlare le nostre misure di fluorescenza satellitari con le osservazioni torre a base di anidride carbonica assorbita dalle piante”. La ricerca apre un nuovo percorso di studi sulla fluorescenza che potrebbero essere coadiuvate da nuove missioni spaziali, nel 2014 grazie all’Orbiting Carbon Observatory-2 e nel 2015 la European Space Agency’s Fluorescence Explorer. (Fonte:phys.org/news/2013-07-photosynthesis-space-nasa-scientists-satellites.html. Pubblicato originariamente su cyberscienza.it il 29/07/2013).

Annunci

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...