Earth's mysterious red glow, explained - Zoe Pierrat

Переводчик: Rostislav Golod Редактор: Mikhail Gurianov

In 2009, a satellite circled Earth,

В 2009 году облетавший вокруг Земли спутник

methodically scanning and sorting the wavelengths

сканировал и обрабатывал данные

об отражавшихся от поверхности планеты волнах.

reflecting off the planet’s surface.

Researchers were looking for the spectral signature of carbon dioxide

Учёные искали спектральные сигнатуры углекислого газа,

when they noticed something baffling:

как вдруг столкнулись с удивительным явлением —

an unexpected wavelength of unknown origin.

неожиданной волной неизвестного происхождения.

They tried looking at Earth with only this wavelength,

Они решили посмотреть на Землю через только эту частоту

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

и увидели, что со всей земли исходит красное свечение различной интенсивности.

This couldn’t have been reflected sunlight

Это не мог быть отражённый солнечный свет,

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

поскольку эти волны не выходили за пределы атмосферы Солнца.

And it didn’t correspond with densely populated areas,

Также его очаги не обнаружились в местах с высокой плотностью населения,

suggesting it wasn’t human-made either.

что исключает антропогенный характер этих волн.

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

На самом деле их больше всего было там, где произрастало много растений —

the Amazon basin, northern evergreen forests,

сияние «полыхало» в районах бассейна Амазонки, вечнозелёных лесов севера,

and croplands of the Midwestern US were all ablaze.

сельскохозяйственных полей Среднего Запада США.

So, what was going on?

Так в чём же дело?

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

Свет необходим растениям и другим организмам для роста,

сопровождаемого процессом фотосинтеза.

But that’s just one of three ways that light

Но это один из трёх путей применения света,

entering a photosynthetic organism is used.

который поступает в организмы в процессе фотосинтеза.

And this is the key to solving the mystery.

И здесь же кроется разгадка.

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

Чтобы понять два других процесса, начнём с фотосинтеза.

During this process,

Во время него солнечный свет

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

попадает в клетки растений, которые называются хлоропласты

which are packed with chlorophyll pigments.

и которые заполнены пигментом хлорофиллом.

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

При поглощении солнечного света молекулами хлорофилла возбуждаются электроны.

They go through a series of reactions,

В ходе цепочки реакций с их участием

which transform light energy into chemical energy.

энергия света преобразуется в химическую энергию.

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

Благодаря этому процессу углекислый газ во взаимодействии с водой превращаются

в глюкозу — простейшую форму сахара, который необходим растениям для роста.

the simple sugar plants need to grow.

And of course, this reaction generates an important byproduct.

И, конечно же, возникает важный побочный продукт.

В ходе фотосинтеза— реакции, непрерывно протекающей

Photosynthesis—

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

в организмах растений, водорослей и бактерий,

produces all of Earth’s oxygen.

вырабатывается весь имеющийся на Земле кислород.

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

Но зачастую растения получают солнечного света больше, чем потребляют.

For instance, over winter,

Например, зимой замёрзшие иголки вечнозелёных деревьев

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

не могут поддерживать реакцию фотосинтеза с привычной интенсивностью,

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

однако они всё равно находятся под лучами света.

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

Если ничего не делать, то лишний свет может уничтожить механизм фотосинтеза.

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

Поэтому в ходе второго процесса солнечный свет преобразуется в тепло,

and dissipating it out of their leaves.

которое через листья выходит наружу.

Растения взаимодействуют со светом ещё и третьим способом —

The third way plants interact with incoming light

is by radiating it back out at a different wavelength,

излучают его обратно в атмосферу в виде волн различной длины,

producing what’s called chlorophyll fluorescence.

в результате чего возникает так называемая флуоресценция хлорофилла.

During photosynthesis, the chlorophyll’s excited electrons

В ходе фотосинтеза возбуждённые электроны хлорофилла

move through that series of chemical reactions.

движутся в череде химических реакций.

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

Но поскольку некоторые электроны возвращаются в основное состояние,

они начинают излучать энергию в виде свечения.

they emit energy as light.

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

Примерно 1% поглощаемого света

as wavelengths at the red end of the spectrum.

выделяется обратно в виде волн красной границы спектра.

Излучение столь ничтожно, что его не видно невооружённым глазом.

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

But plants the world over are fluorescing as they photosynthesize.

Однако повсюду на Земле, где произрастают растения,

в процессе фотосинтеза также происходит флуоресцензия.

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

И именно этот процесс стал причиной загадочного красного свечения Земли,

as observed by satellite.

которое обнаружил спутник.

It was an accidental discovery, but a huge breakthrough.

Благодаря этому случайному открытию удалось совершить прорыв в науке.

Tracking chlorophyll fluorescence from space

Если следить из космоса за флуоресценцией хлорофилла,

allows us to watch the planet breathe in real time—

то можно в режиме реального времени наблюдать, как буквально дышит планета,

and monitor the health of ecosystems worldwide.

а также за здоровьем экосистем по всему миру.

Previously, researchers used levels of greenness

Раньше за оценку здоровья растений

as the main estimate for plant health.

учёные принимали зелёный цвет.

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

Потому что считалось, что растения меняют окраску и сбрасывают листву

при неблагоприятных условиях,

higher levels of green typically indicate healthier plants.

а насыщенный зелёный цвет означает, что растения здоровы.

But this measure can be unreliable.

Однако этот показатель недостаточно надёжен.

In contrast, chlorophyll fluorescence is a direct measure

И, в отличие от него, флуоресценция хлорофилла —

прямой показатель активности фотосинтеза.

of photosynthetic activity.

It can help us infer how much oxygen is being released

И может помочь нам сделать предположения о том, сколько выделяется кислорода

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

и сколько углекислого газа поглощается в определённой системе.

Drops in chlorophyll fluorescence may also occur

Снижение флуоресценции хлорофилла также может обнаруживаться

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

ещё до появления заметных признаков болезни растений.

Scientists have already used chlorophyll fluorescence to monitor

Учёные уже наблюдают за флуоресценцией хлорофилла,

выявляя вредоносную активность фитопланктона

harmful phytoplankton blooms,

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

или оценивая последствия засухи для Амазонки или Великих равнин.

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

В будущем мы научимся анализировать фотосинтез из космоса

and gauging how best to support our silent friends,

и быстро выбирать способ, как помочь нашим «безмолвным друзьям»,

who already do so much for us.

которые многое для нас делают.