Североатлантические киты часто гибнут, сталкиваясь с судами и запутываясь в сетях. Чтобы отслеживать миграцию китов, ученые разработали систему спутникового мониторинга зоопланктона, которым питаются морские гиганты.
В водах Новой Англии одно из редчайших млекопитающих Земли медленно плавает с разинутым ртом. Североатлантический гладкий кит (Eubalaena glacialis) отфильтровывает из моря массу крошечного красноватого зоопланктона, известного как Calanus finmarchicus. Этот зоопланктон, размером не больше рисовых зернышек, служит пищевым спасательным кругом для гладких китов. В океане осталось всего около 370 особей этого вида.
На протяжении десятилетий для оценки биомассы планктона приходилось отправлять исследовательские суда в океан, буксировать очень частые сети и вручную подсчитывать добычу. Теперь ученые смотрят сверху — со спутников.
Используя спутниковые данные NASA, исследователи нашли способ обнаруживать скопления калануса на поверхности океана в заливе Мэн, используя естественный красный пигмент морских организмов. Этот метод, описанный в новом исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Marine Science, может помочь исследователям лучше оценить, где собирается планктон и куда могут последовать киты в процессе нагула.
Отслеживание зоопланктона из космоса может помочь как китам, так и морской отрасли. Предсказывая, где эти млекопитающие могут кормиться, исследователи и управляющие морскими ресурсами надеются уменьшить количество смертельных столкновений с судами и попаданий в рыболовные снасти — двух основных угроз для этого вида. Знание особенностей кормления китов поможет сделать судоходство и рыболовство более эффективными и безопасными.
Космическое агентство охотно инвестирует в такого рода исследования, потому что они позволяют связать орбитальные наблюдения с решением реальных задач на Земле.
В новом подходе используются данные спектрорадиометра среднего разрешения (MODIS), установленного на спутнике NASA Aqua. Прибор MODIS не позволяет непосредственно увидеть сам зоопланктон. Он показывает, как меняется спектр солнечного света, отраженного от поверхности океана, в зависимости от того, что находится в воде.
Когда большое количество зоопланктона поднимается на поверхность, содержащийся в нем красноватый пигмент — астаксантин, то же соединение, которое придает лососю розовый цвет, — изменяет способ поглощения или рассеивания солнечных фотонов в воде. Судьба этих фотонов в океане зависит от сочетания живой и неживой материи в морской воде, что приводит к вариациям цвета, которые способен отследить MODIS.
Раньше ученые не знали, что калануса можно искать таким способом. Дистанционное зондирование, как правило, фокусировалось на более мелком фитопланктоне, который образует массивные скопления и сильнее меняет цвет воды. Но недавние исследования показали, что более крупные организмы размером более 1 миллиметра, также могут влиять на цвет океана.
Несколько лет назад исследователи опробовали спутниковый метод обнаружения веслоногих моллюсков в норвежских водах. Теперь некоторые из тех же ученых усовершенствовали подход и применили его к заливу Мэн, важнейшему месту нагула китообразных во время их миграции на север.
Объединив спутниковые данные, моделирование и полевые измерения, ученые получили улучшенные изображения, на которых были видны скопления каланусов на поверхности моря, и смогли оценить численность этих крошечных животных.
В поисках неуловимых гигантов
Несмотря на десятилетия исследований, североатлантические гладкие киты остаются загадкой для ученых. Когда-то их передвижения вдоль Восточного побережья Северной Америки были довольно предсказуемыми, но в 2010-2011 годах эти крупные млекопитающие начали покидать традиционные места нагула. Их внезапный переход в залив Святого Лаврентия застал людей врасплох и имел печальные последствия для нескольких животных, которые погибли, столкнувшись с судами или запутавшись в рыболовных сетях.
По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) с 2017 года не менее 80 североатлантических китов погибли или получили серьезные травмы.
В заливе Мэн менее интенсивное судоходство, чем в заливе Святого Лаврентия, но там может быть множество орудий лова омаров. У каждого участника промысла может быть до 800 ловушек. Если внезапно появится большое количество китов, как это было в январе 2025 года, это будет непростым испытанием и для рыбаков, и для морских животных.
Что больше всего привлекает ученых в спутниковых данных, так это возможность их использования в качестве инструмента прогнозирования, куда могут направиться киты. Это обеспечит необходимый запас времени для предупреждения судоходных и промысловых компаний и рыбаков-индивидуалов.
На данный момент метод отслеживания зоопланктона рода Calanus имеет свои ограничения. Поскольку MODIS обнаруживает красный пигмент, а не самих животных, это означает, что другие мелкие красноватые организмы могут быть ошибочно приняты за зоопланктон. А облачность, неспокойное море или скопления планктона на значительной глубине ограничивают возможности наблюдения со спутников.
Срок службы MODIS также подходит к концу. Но спутник NASA следующего поколения PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem), запущенный в 2024 году, готов значительно улучшить обнаружение зоопланктона и фитопланктона.
Миссия PACE включает в себя прибор Ocean Color, который регистрирует более 280 диапазонов длин волн света. Это большой прогресс по сравнению с 10 отрезками спектра, различаемыми MODIS. Чем больше длин волн, тем лучше определяется тип планктона, преобладающего в воде
Недавно российские ученые доказали, что упомянутый выше красный пигмент морепродуктов астаксантин помогает купировать алкогольное поражение печени.
Источник