Earth's mysterious red glow, explained - Zoe Pierrat

תרגום: Ido Dekkers עריכה: zeeva livshitz

In 2009, a satellite circled Earth,

ב 2009, לווין הקיף את כדור הארץ,

methodically scanning and sorting the wavelengths

וסרק ומיין בשיטתיות את אורכי הגל

reflecting off the planet’s surface.

שהשתקפו מפני כדור ארץ.

Researchers were looking for the spectral signature of carbon dioxide

חוקרים חיפשו חותמות ספקטרליות של פחמן דו חמצני

when they noticed something baffling:

כשהבחינו במשהו מוזר:

an unexpected wavelength of unknown origin.

אורך גל לא צפוי ממקור לא ידוע.

They tried looking at Earth with only this wavelength,

הם ניסו להביט בכדור הארץ רק באורך הגל הזה,

and saw the planet covered in a red hue of varying intensity.

וראו פלנטה מכוסה בגוון אדום בעוצמות משתנות.

This couldn’t have been reflected sunlight

זה לא היה יכול להיות אור שמש מוחזר

because it was a wavelength that never escapes the Sun’s outer atmosphere.

בגלל שזה היה אורך גל שלעולם לא בורח מאטמוספירת השמש.

And it didn’t correspond with densely populated areas,

והוא לא התאים לאזורים מאוכלסים בדחיסות,

suggesting it wasn’t human-made either.

מה שהציע שהוא גם לא היה מעשה ידי אדם.

In fact, it was emanating from places with lots of plants:

למעשה הוא נפלט ממקומות עם הרבה צמחים:

the Amazon basin, northern evergreen forests,

אגן האמזונס, יערות עד צפוניים,

and croplands of the Midwestern US were all ablaze.

ואדמות גידולים חקלאיים במרכז מערב ארצות הברית כולם בהקו.

So, what was going on?

אז מה קרה שם?

Plants and other organisms use light to grow by way of photosynthesis.

צמחים ואורגניזמים אחרים משתמשים באור כדי לגדול בדרך של פוטוסינטזה.

But that’s just one of three ways that light

אבל זו רק אחת משלוש דרכים שאור

entering a photosynthetic organism is used.

שנכנס לאורגניזם במבצע פוטוסינטזה נמצא בשימוש.

And this is the key to solving the mystery.

וזה המפתח לפתרון התעלומה.

To understand the others, we need to begin with photosynthesis.

כדי להבין את האחרים, אנחנו צריכים להתחיל עם פוטוסינטזה.

During this process,

במהלך התהליך,

sunlight hits structures within a plant’s cells called chloroplasts,

אור שמש פוגע במבנים בתוך התאים של הצמחים שנקראים כלורופלסטים,

which are packed with chlorophyll pigments.

שארוזים עם פיגמנטים של כלורופיל.

When chlorophyll molecules absorb light, some of their electrons become excited.

כשמולקולות הכלורופיל סופגות אור, כמה מהאלקטרונים שלהן עולים רמה.

They go through a series of reactions,

הם עוברים סדרה של תגובות,

which transform light energy into chemical energy.

שהופכים אנרגיית אור לאנרגיה כימית.

This powers the conversion of carbon dioxide and water into glucose,

זה מתדלק את הפיכת הפחמן הדו חמצני והמים לגלוקוז,

the simple sugar plants need to grow.

הסוכר הפשוט שהצמחים צריכים כדי לגדול.

And of course, this reaction generates an important byproduct.

וכמובן, התגובה הזו מייצרת תוצר לוואי חשוב.

Photosynthesis—

פוטוסינטזה --

which is constantly being carried out by plants, algae, and bacteria—

שכל הזמן מתרחשת בצמחים, אצות, ובקטריות --

produces all of Earth’s oxygen.

מייצרים את כל החמצן בכדור הארץ.

But plants regularly absorb more light than they’re able to consume.

אבל צמחים סופגים באופן שוטף יותר אור משהם יכולים לצרוך.

For instance, over winter,

לדוגמה, במהלך החורף,

the frozen leaves of evergreen trees can't photosynthesize at their usual rate,

העלים הקפואים של עצים ירוקי עד לא יכולים לעשות פוטוסינטזה בקצב הרגיל שלהם.

but they're still exposed to a lot of sunlight.

אבל הם עדיין חשופים להרבה אור שמש.

If not dealt with, the excess light can damage their photosynthetic machinery.

אם הם לא יטפלו בו, האור העודף יכול לפגום במנגנון הפוטוסינטזה שלהם.

So, the second way plants use light is by transforming it into heat

אז, הדרך השניה בה צמחים משתמשים באור היא על ידי הפיכתו לחום

and dissipating it out of their leaves.

ופליטות מהעלים שלהם.

The third way plants interact with incoming light

הדרך השלישית בה צמחים מטפלים באור נכנס

is by radiating it back out at a different wavelength,

היא על ידי קרינתו בחזרה החוצה באורך גל שונה,

producing what’s called chlorophyll fluorescence.

מה שמייצר את מה שאנחנו קוראים לו זוהר כלורופיל.

During photosynthesis, the chlorophyll’s excited electrons

במהלך פוטוסינטזה, האלקטרונים המרוגשים של הכלורופיל

move through that series of chemical reactions.

נעים דרך סדרה של תגובות כימיות.

But as some of the excited electrons fall back to their ground states,

אבל כשכמה מהאקלטרונים המרוגשים נופלים חזרה לרמות הבסיס שלהם,

they emit energy as light.

הם פולטים אנרגיה כאור.

Overall, about 1% of the light absorbed is re-emitted

בסך הכל, בערך 1% מהאור שנספג נפלט חזרה

as wavelengths at the red end of the spectrum.

כאורכי גל בצד האדום של הספקטרום.

It’s such a small amount that you can’t see it with the naked eye.

זו כמות קטנה כל כך שאתם לא יכולים לראות בעין רגילה.

But plants the world over are fluorescing as they photosynthesize.

אבל צמחים בכל העולם קורנים כשהם עושים פוטוסינטזה.

And this is what’s caused the Earth’s baffling red glow,

וזה מה שגורם לזוהר האדום המוזר של כדור הארץ,

as observed by satellite.

כמו שנצפה על ידי הלווין.

It was an accidental discovery, but a huge breakthrough.

זה היה גילוי מקרי, אבל פריצת דרך עצומה.

Tracking chlorophyll fluorescence from space

מעקב אחרי זוהר כלורופיל מהחלל

allows us to watch the planet breathe in real time—

מאפשר לנו לצפות בפלנטה נושמת בזמן אמת --

and monitor the health of ecosystems worldwide.

ולנטר את הבריאות של מערכות מחיה ברחבי העולם.

Previously, researchers used levels of greenness

קודם לכן, חוקרים השתמשו ברמות של ירקרקות

as the main estimate for plant health.

כמדד העיקרי לבריאות הצמחים.

Because plants generally change colors or lose foliage when they’re stressed,

בגלל שצמחים בדרך כלל משנים צבעים או מאבדים עלווה אם הם תחת לחץ,

higher levels of green typically indicate healthier plants.

רמות גבוהות יותר של ירוק משמען צמחים בריאים יותר.

But this measure can be unreliable.

אבל המידה הזו יכולה להיות לא אמינה.

In contrast, chlorophyll fluorescence is a direct measure

בניגוד, זוהר כלורופיל הוא מידה ישירה

of photosynthetic activity.

לפעילות פוטוסינטזה.

It can help us infer how much oxygen is being released

הוא יכול לעזור לנו להסיק כמה חמצן משוחרר

and how much carbon is being absorbed in a given system.

וכמה פחמן נספג במערכת נתונה.

Drops in chlorophyll fluorescence may also occur

ירידות בזוהר כלורופיל יכולות להתרחש גם

before visible signs of plant stress, making it a timely measure.

לפני אותות ויזואלים של לחץ בצמחים, מה שהופך את זה למדידה מתוזמנת.

Scientists have already used chlorophyll fluorescence to monitor

מדענים השתמשו כבר בזוהר כלורופיל כדי לנטר

harmful phytoplankton blooms,

פריחות פיטופלנקטון מזיקות,

and track the effects of drought in the Amazon and Great Plains.

ולעקוב אחרי ההשפעות של בצורת באמזונס ובערבות הגדולות בארה“ב.

Going forward, we’ll be investigating photosynthesis from space,

בהמשך, נחקור פוטוסינטזה מהחלל,

and gauging how best to support our silent friends,

ונאמוד איך לתמוך הכי טוב בחברים הדוממים שלנו,

who already do so much for us.

שכבר עושים עבורנו כל כך הרבה.