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太空激光可以直接监测到海洋平面以下20米左右的领域内生物的活动 （NASA资料图片） |
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海洋动物的迁徙与陆地动物的迁徙大不相同。海洋中的动物（这里主要指从乌贼到磷虾等无数小型海洋生物）每天要进行两次大规模的运动——晚上，它们在黑暗掩护下，会从海洋深处游到海面附近，以接近海面的浮游植物为食，然后在日出前又返回深海。就数量和生物量而言，这种行为被称为“昼夜垂直迁移”（DVM）。 最近一期科学杂志《自然》上刊登的一篇文章称，由于意外地使用了天基激光平台，人们首次观察到了这种DVM迁徙。他们认为，就总数而言，这应该是地球上规模最大的动物迁徙，也是地球气候系统的重要组成部分。 海洋垂直迁移的生物对气候影响显著 美国国家航空航天局（NASA）和法国国家太空研究中心（CNES）的一项联合项目中，在2006年发射了一颗用于“云-气溶胶激光雷达与红外探路者卫星观测”的CALIPSO（卡利普索）卫星，它携带着一部脉冲激光器(激光雷达)，可向大气中发射短脉冲激光。如今研究人员正是利用这颗卫星上的天基激光监测到了海洋动物的大规模垂直迁移行为。 每天垂直迁移的生物对地球气候的累积影响是显著的。白天，海洋浮游植物进行光合作用，并在此过程中吸收大量的二氧化碳，这有助于海洋吸收大气中的温室气体；而晚上动物浮上水面，以海洋表面附近的浮游植物为食，然后带着浮游植物的碳一起游回深水中。当动物排便或死亡时，这些碳的大部分就被有效地留在海洋深处，不会释放回大气中。这种动物介导的碳输送带被认为是地球碳循环的一个重要机制。 分析迁徙数据意义重大 这项研究已进行了至少十年之久（2008-2017）。卡利普索卫星所收集到的数据证明了许多令人感到惊讶的事情，比如激光雷达可以从太空收集并提供有科学用途的地球海洋测量数据；激光雷达可帮助我们在10年内每16天在全球范围内对海洋迁徙动物进行取样；这些卫星数据能使我们有机会将卫星观测与实验模型相结合，更好地量化这种巨大的动物迁徙对地球碳循环的影响。 NASA兰利研究中心的科学家克里斯·霍斯泰特勒说，虽然卡利普索的激光器是用来测量云层和大气气溶胶的，但它可以穿透海洋表层的上20米。只要迁徙动物到达这一层，它们会被卡利普索发现。 研究人员在通过卫星数据分析迁徙动物种群的长期变化时发现，这些迁徙的生物量等数据的变化也可能是由气候变化驱动的。科学家们正在将DVM动物作为气候模型的一个关键要素。而这些卫星数据也与全球渔业相关，因为迁徙动物是潜伏在海洋深处的较大型捕食者的重要食物来源，而这些食肉动物通常是对商业性渔业具有吸引力的鱼类，较大的DVM信号即表示该地区可以维持较大的鱼类种群。 所以说，观测到这项巨大的迁移活动在许多领域都具有重要意义。
