Qualquer pessoa que tenha feito biologia no ensino médio sabe que a fotossíntese é o processo pelo qual as plantas convertem a luz do sol em energia para o crescimento.

O que você pode não se lembrar, no entanto, é que ao fazer isso, as plantas também "sequestram, "ou absorver, dióxido de carbono da atmosfera, desempenhando um papel fundamental no equilíbrio da química da atmosfera da Terra, que é essencial para uma vida saudável no planeta.

Os cientistas estão trabalhando para entender melhor esse processo em escala global, e também como as secas afetam a capacidade das plantas de fotossintetizar. Isso é importante para fazendeiros e silvicultores, já que a segurança da água se torna uma preocupação durante um clima em mudança. Saber quanto dióxido de carbono pode ser retirado da atmosfera pelas plantas é importante para entender como o dióxido de carbono é produzido naturalmente, bem como o dióxido de carbono produzido pela atividade humana, é equilibrado pela capacidade das plantas de florescer.

Xi Yang, um ecologista terrestre da Universidade da Virgínia, está trabalhando em maneiras de avaliar a saúde das plantas em escalas globais e regionais - bem acima do nível do topo das árvores.

Funciona assim:os satélites de observação da Terra que medem as concentrações de dióxido de carbono e ozônio na atmosfera também detectam inadvertidamente sinais fracos de fluorescência vindos de florestas e fazendas. Yang, que ingressou no departamento de ciências ambientais da UVA em agosto passado, suspeitou - junto com seus colegas em suas instituições anteriores - que a fluorescência vinha de fótons emanando de folhas, um subproduto dos fótons absorvidos pela clorofila e usados ​​para a fotossíntese.

"Ficamos interessados ​​em medir o brilho fraco da fluorescência do dossel da floresta usando um novo sistema espectroscópico que projetamos, para ver se a fluorescência é um indicador robusto de fotossíntese, "Yang disse." Sabíamos que, se funcionasse, poderíamos usar sensoriamento remoto por satélite para monitorar a fotossíntese das plantas em todo o mundo. Isso pode permitir uma revisão em tempo real do que está acontecendo no terreno e nos ajudar a antecipar futuras mudanças no meio ambiente. "

Yang e seus colegas passaram um verão medindo a química atmosférica diretamente sobre a floresta de Harvard, a 3, Área de pesquisa ecológica de 000 acres em Massachusetts, usando instrumentos montados em uma torre de monitoramento ambiental. Eles também usaram espectrometria para detectar fluorescência saindo das árvores e compararam suas leituras com as de um espectrômetro a bordo de um satélite de observação da Terra da Agência Espacial Europeia.

Eles encontraram uma "correlação estreita, "Yang disse, "indicando que a fotossíntese pode ser medida regionalmente e globalmente usando sensoriamento remoto - uma forma eficaz de avaliar a saúde do ecossistema."

Essa capacidade também pode permitir aos cientistas inferir quanto dióxido de carbono está sendo sequestrado pela vegetação ao redor do mundo, e como isso pode moderar as mudanças climáticas à medida que a atividade humana adiciona cada vez mais dióxido de carbono à atmosfera.

Yang agora está desenvolvendo um instrumento para quantificar a fotossíntese em escalas menores. O dispositivo, um tipo de espectrômetro, pode ser acoplado a aeronaves convencionais ou drones e sobrevoado sobre a vegetação, fornecendo um mapa em tempo real local para regional de fotossíntese para usos agrícolas. Como a fotossíntese está ligada ao consumo de água pelas plantas, os agricultores podem aprender quais campos precisam de água, e quanta água é necessária.

O dispositivo também pode ser usado para manejo florestal, como diferentes tipos de árvores fotossintetizam em taxas diferentes, fornecendo assinaturas únicas de fótons, " naquela, com ajuste fino, poderia ajudar os gestores florestais a distinguir a distribuição de espécies nativas e exóticas.

"Eu gostaria de expandir esse método e, eventualmente, poderíamos construir redes nos EUA para estudar muitos ecossistemas diferentes, "Yang disse." Agora temos uma ferramenta poderosa de sensoriamento remoto para entender melhor o mundo natural e como os humanos afetam nosso mundo. "

Yang está colocando seu novo instrumento em uso local. Na próxima semana, ele planeja voar sobre o UVA a bordo de um avião. Pode ser útil para os gerentes de fundamentos para determinar quais áreas precisam de rega, e que estão bem em um determinado momento.