Earth's mysterious red glow, explained - Zoe Pierrat

翻訳: Emi Atarashi 校正: Tomoyuki Suzuki

In 2009, a satellite circled Earth,

2009年 ある人工衛星が

methodically scanning and sorting the wavelengths

地球から跳ね返ってくる電波を系統だてて 走査し 波長を解析しながら

reflecting off the planet’s surface.

地球を周回していました

Researchers were looking for the spectral signature of carbon dioxide

研究者たちが 二酸化炭素に特徴的な 波長域を探っていると

when they noticed something baffling:

不思議なものに気が付きました

an unexpected wavelength of unknown origin.

出所不明の 予期せぬ波長です

They tried looking at Earth with only this wavelength,

この波長だけで 地球を見てみると

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

地球は 強度が異なる 赤い色に覆われていました

This couldn’t have been reflected sunlight

太陽光の反射ではないはずです

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

太陽の大気圏外には 決して出てこない波長だったからです

And it didn’t correspond with densely populated areas,

また 人口密集地と赤い色に 関係性がなかったことから

suggesting it wasn’t human-made either.

人的影響でないことも分かります

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

実際 植物の多い地域から 発せられていました

the Amazon basin, northern evergreen forests,

アマゾン流域 や 北方常緑樹林

and croplands of the Midwestern US were all ablaze.

そして アメリカ中西部の農地からは 特に強く発せられていました

So, what was going on?

一体何が起こっていたのでしょう？

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

植物や その他いくつかの生物は 光合成により光を利用し 成長します

But that’s just one of three ways that light

しかし 光合成は

entering a photosynthetic organism is used.

光合成を行う生物に取り込まれた光に起こる ３つの作用の１つに過ぎません

And this is the key to solving the mystery.

ここに 赤い光のナゾを解く鍵があります

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

残り２つの作用を説明するために 光合成のしくみから スタートします

During this process,

光合成が行われる間

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

太陽光は 葉緑体と呼ばれる 植物の細胞内組織に当たります

which are packed with chlorophyll pigments.

そこには 葉緑素が詰まっています

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

葉緑素の分子が光を吸収すると 電子の一部が励起されます

They go through a series of reactions,

電子は 一連の反応を経て

which transform light energy into chemical energy.

光エネルギーを 化学エネルギーに変換します

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

この時 二酸化炭素と水は

the simple sugar plants need to grow.

植物の成長に必要な単糖類である グルコースに変わります

And of course, this reaction generates an important byproduct.

そして この一連の反応が 重要な副産物をもたらします

Photosynthesis—

光合成は 植物 藻 バクテリアによって 絶えず行われており

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

光合成は 植物 藻 バクテリアによって 絶えず行われており

produces all of Earth’s oxygen.

地球上のすべての酸素を 生産しています

さて 植物は通常 光合成に必要な量以上の光を吸収しています

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

For instance, over winter,

例えば 冬の間

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

常緑樹の凍った葉は 他の季節ほど光合成できませんが

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

それでも たくさんの太陽光に当たります

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

許容量以上の太陽光は 光合成の機能に ダメージを与えることがあります

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

そこで ２つ目の光の利用方法の 登場です

光を熱に変換し 葉の外へ放出します

and dissipating it out of their leaves.

The third way plants interact with incoming light

入射光と相互作用する ３つ目の仕組みは

is by radiating it back out at a different wavelength,

入射光を異なる波長に変え 反射させることです

producing what’s called chlorophyll fluorescence.

これにより クロロフィル蛍光と呼ばれる現象が起きます

During photosynthesis, the chlorophyll’s excited electrons

光合成の間 クロロフィル (葉緑素) の励起電子は

move through that series of chemical reactions.

一連の化学反応を通って移動します

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

しかし 励起電子の中には 基底状態にもどるものがあり

they emit energy as light.

それらは光として エネルギーを放出します

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

吸収した太陽光の約１％が この光エネルギーとして放出されます

as wavelengths at the red end of the spectrum.

その波長は スペクトラムの一端の 赤色域に相当します

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

あまりにも微量の光なので 肉眼ではみえません

But plants the world over are fluorescing as they photosynthesize.

しかし 世界中の植物は 光合成をしながら この蛍光色を放っています

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

そしてこの光こそが

人工衛星で観察された 地球が放つ不思議な赤い光の原因なのです

as observed by satellite.

It was an accidental discovery, but a huge breakthrough.

それは偶然の発見でしたが 偉大な発見でした

Tracking chlorophyll fluorescence from space

クロロフィル蛍光を 宇宙から計測することで

allows us to watch the planet breathe in real time—

地球が呼吸しているのを リアルタイムに 見ることができ

and monitor the health of ecosystems worldwide.

世界の生態系の健康状態を モニターすることができます

Previously, researchers used levels of greenness

それまで 研究者たちは緑色の程度を

植物の健康を示す 判断基準にしていました

as the main estimate for plant health.

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

植物は 一般的に ストレスを受けると 葉が変色したり 落ちたりするからです

higher levels of green typically indicate healthier plants.

一般的に植物は健康的なほど より緑がかった色になります

But this measure can be unreliable.

しかし この方法は 信頼性に欠けます

In contrast, chlorophyll fluorescence is a direct measure

一方 クロロフィル蛍光は 光合成活動の直接的な指標になります

一方 クロロフィル蛍光は 光合成活動の直接的な指標になります

of photosynthetic activity.

It can help us infer how much oxygen is being released

これにより ある系における 酸素の放出量と 二酸化炭素の吸収量を

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

推測することができます

Drops in chlorophyll fluorescence may also occur

植物のストレスが視覚的に観察される前に クロロフィル蛍光の低下が起こりうるため

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

ストレスをタイムリーに計測できます

Scientists have already used chlorophyll fluorescence to monitor

科学者たちは クロロフィル蛍光を利用して

有害な植物プランクトンの 異常発生をチェックしたり

harmful phytoplankton blooms,

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

アマゾンやグレートプレーンズ地域の 干ばつの影響を追跡したりしています

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

これからは 宇宙から光合成の調査を行い

and gauging how best to support our silent friends,

私たちの無口な仲間をサポートする 最善策を探っていきます

who already do so much for us.

彼らは 私たちに多くのサポートを してくれている 仲間なのですから