La più grande migrazione animale sulla Terra è probabilmente qualcosa di cui non hai mai sentito parlare e che pochi hanno visto:legioni di minuscole creature marine che salgono sulla superficie dell'oceano ogni notte per nutrirsi di minuscole piante, poi sprofondare nel profondo, acqua scura all'alba.

Chiamata la migrazione verticale diel, è stato registrato per la prima volta quasi 200 anni fa trascinando le reti delle navi attraverso la colonna d'acqua. Oggi, gli scienziati marini ancora provano il movimento usando le reti di bordo. Sparano anche segnali acustici nell'acqua per tracciare il suono "backscattering" dallo zooplancton mentre migrano su e giù. Alcuni raccolgono dati dagli aerei, l'implementazione di un sistema lidar che utilizza una sorta di radar laser per creare la retrodiffusione.

Ma tali metodi richiedono tempo e risorse e sono limitati.

Quindi, un paio di anni fa, gli oceanografi che lavorano con il Langley Research Center della NASA in Virginia hanno scoperto che il satellite orbitante CALIPSO della NASA e il suo strumento lidar, costruito per studiare le nuvole, non oceani, raccoglie dati su questa migrazione su scala globale per caso dal 2006.

Gli scienziati erano sbalorditi e deliziati.

"Il lidar ci ha fornito le nostre prime misurazioni degli animali, infatti, comportamento animale:dallo spazio, " ha detto Michael Behrenfeld, un oceanografo biologico presso l'Oregon State University. "Ciò che ci ha permesso di fare per la prima volta è in realtà studiare questa migrazione su scala globale ogni 16 giorni per 10 anni. Ed è un posto molto potente dove stare".

Behrenfeld è l'autore principale di un articolo su questa ricerca che è stato recentemente pubblicato sulla rivista scientifica Natura .

Behrenfeld collabora da anni con Yongxiang Hu, uno scienziato atmosferico a Langley, sui modi per utilizzare le attuali risorse della NASA nello spazio per raccogliere dati sull'oceano. Misure prese dallo strumento lidar di CALIPSO, chiamato CALIOP, gli ha permesso di studiare la biomassa del plancton negli oceani di superficie, ad esempio, e cambiamenti negli ecosistemi polari.

Poi una notte durante una crociera di ricerca nel Nord Atlantico, Behrenfeld ha notato un cuneo di fitoplancton consumato dagli animali in migrazione in un brevissimo periodo di tempo.

"L'ho guardato e ho detto, 'Questo è qualcosa a cui devo prestare attenzione, '", ha ricordato Behrenfeld.

Dopo, un collega gli ha mostrato i dati delle misurazioni sul campo diurno dello zooplancton in migrazione effettuate utilizzando segnali ottici.

"Quando l'ho visto, la lampadina si è accesa, "Behrenfeld ha detto. "Sapevo cosa volevo fare e avevo bisogno di persone di Langley che mi aiutassero a farlo".

Collaborando di nuovo con Hu e altri, ha confrontato quelle misurazioni sul campo diurno con le misurazioni notturne di CALIOP e, abbastanza sicuro, trovato un segnale della migrazione.

Questi minuscoli animali marini migrano per un motivo importante, ha spiegato l'esperta di zooplancton Deborah Steinberg, presidente del Dipartimento di Scienze Biologiche presso il Virginia Institute of Marine Science e coautore dello studio.

"Lo scopo principale di esso, "Steinberg ha detto, "è evitare di essere mangiati".

Ma, mentre l'obiettivo è sfuggire ai predatori visivi rimanendo al buio, lei disse, la loro migrazione gioca anche un ruolo chiave in qualcosa di molto più grande:rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera e sequestrarla nelle profondità oceaniche, dove non contribuisce al riscaldamento globale.

Il cosiddetto nastro trasportatore in carbonio funziona così:CO ₂ dall'atmosfera si diffonde nella superficie dell'oceano, dove microscopiche piante marine lo usano per la fotosintesi. Lo zooplancton mangia quelle piante e si ritira nelle profondità dell'oceano, dove digeriscono il cibo e rilasciano il carbonio quando defecano.

Questo movimento del carbonio è considerato così importante per il clima del pianeta, disse Behrenfeld, che il set di dati di CALIOP viene integrato nei modelli climatici globali.

CALIOP ha anche portato alla luce un enigma sulla forza migratoria. Parlando in generale, Egli ha detto, la forza migratoria sembra andare su e giù insieme alla produzione di fitoplancton, che a sua volta è correlato con le temperature della superficie dell'oceano e, perciò, clima.

Ma ci sono regioni significative dell'Atlantico in cui quella relazione sembra essere l'opposto, Egli ha detto, e gli scienziati non capiscono perché.

"Qualsiasi tipo di scoperta come questa apre una scatola piena di nuove domande, ", ha detto Behrenfeld. "Quello di cui abbiamo davvero bisogno per farlo bene è un lidar satellitare che è effettivamente progettato per fare studi sull'oceano, e non fare affidamento solo su uno strumento atmosferico."

Tale strumento è stato sviluppato a Langley, ed è in fase di test sul campo su velivoli, ha detto Chris Hostetler, uno scienziato del progetto della NASA che ha contribuito a sviluppare il CALIOP. Behrenfeld e Hu stanno aiutando a progettare il nuovo strumento.

"Questo aprirà un livello completamente nuovo nella scienza, " disse Hostetler. "Sarà una nuova frontiera."

Ma, mentre la tecnologia c'è, Egli ha detto, stanno ancora cercando finanziamenti e opportunità.

"Nella scienza, ci sono un sacco di buone idee là fuori, " ha detto Hostetler. "Ci vogliono anni per convincere la comunità scientifica e per convincere le agenzie di finanziamento che una certa idea vale la pena spendere qualche centinaio di milioni di dollari, perché è quello che serve per installare un satellite della natura di cui stiamo parlando".

Anche il CALIOP ha impiegato del tempo per ottenere l'approvazione e il finanziamento contro i dubbi che un sistema lidar potesse funzionare in modo affidabile nello spazio. Finalmente, è stato lanciato in orbita nel 2006 con una missione di tre anni e presto ha dimostrato che poteva farlo. Il lidar si sta ancora staccando, un decennio dopo la data di scadenza. Hostetler ha affermato che i suoi set di dati ne hanno generati più di 2, 000 articoli su riviste scientifiche, principalmente sulla scienza dell'atmosfera.

"Il fatto che sia stato utilizzato per la ricerca oceanica, è stato davvero sorprendente per me, " Hostetler ha detto. "Non lo stavamo nemmeno sognando.

"Dire che è un enorme successo è davvero un eufemismo. È stato un cambiamento in termini di telerilevamento atmosferico".

Anche se il CALIOP si spegne domani, disse Hostetler, "il set di dati degli ultimi 13 anni è ancora in banca, e le persone analizzeranno quei dati in modi diversi negli anni a venire".

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