Midiendo la salud de las plantas con luz fluorescente

NASA

Los científicos han probado un nuevo método para observar la salud de la vegetación midiendo las emisiones de luz fluorescente que el ojo humano no puede detectar.

Los científicos, que estudian las plantas y árboles desde el espacio, han confiado desde hace tiempo en las medidas del “verdor” obtenidas con los satélites - es decir, observaciones de la cantidad de luz del sol reflejada por la vegetación. El verdor aumenta con el crecimiento estacional y disminuye con sequías, heladas, estaciones, u otros acontecimientos que hagan las hojas morir y cambiar color.

Ahora los científicos han probado un nuevo método para monitorizar la salud de la vegetación midiendo las emisiones que el ojo humano no puede detectar. Los investigadores del Goddard Space Flight Center de la NASA han producido los primeros mapas globales de la fluorescencia de las plantas terrestres, un resplandor rojizo que las hojas emiten como subproducto de la fotosíntesis. Los investigadores habían trazado previamente tales emisiones del fitoplancton en el océano.

Los mapas de arriba a la izquierda representan el Índice Realzado de Vegetación (EVI en inglés) en julio y diciembre de 2009, una medida del verdor basada en datos del sensor MODIS del satélite Aqua. Los científicos también confían en el Índice Normalizado de la Diferencia de Vegetación (NDVI, no mostrado) para observar la vegetación.

Los mapas de la derecha muestran la nueva medida de la fluorescencia de la clorofila para los mismos meses, basada en datos del espectrómetro del satélite japonés para la observación de los gases de efecto invernadero (GOSAT). Los nuevos mapas son significativos como " prueba del concepto" de que la fluorescencia puede medirse desde el espacio.

Cuando la luz del sol llega a una hoja, estructuras con forma de disco llamadas cloroplastos absorben la mayor parte de la luz y la convierten en carbohidratos en la fotosíntesis. Los cloroplastos reflejan cerca del dos por ciento de luz que llega a la hoja en longitudes de onda más largas, es decir, más rojas. Ésta es la luz que detecta este nuevo sistema.

Mientras que EVI y NDVI son medidas bien consolidadas y fiables, puede haber una diferencia temporal entre lo que qué sucede en la tierra y lo que los satélites pueden detectar. Puede haber días –incluso semanas- de diferencia entre lo sucedido en la tierra y el momento en que los cambios en el verdor sean evidentes desde el satélite. El método de la fluorescencia de la clorofila ofrece una visión más directa de la maquinaria fotosintética de plantas y puede proporcionar la oportunidad de detectar la situación crítica más pronto.

“Con la fluorescencia de la clorofila, podríamos ser capaces de decir inmediatamente si las plantas están en una situación crítica o de estrés ambiental -antes de que las muestras exteriores del color o el amarilleo sean visibles,” dijo Elizabeth Middleton, bióloga de la NASA que ayudó a hacer los mapas.

En el futuro, el equipo de Goddard espera que las medidas de la fluorescencia complementen las medidas EVI y NDVI, ayudando así a granjeros y a servicios de ayuda para responder más rápidamente en situaciones de tiempo severo y en momentos en los que las sequías y hambrunas sean inminentes. La fluorescencia también podría ir más allá de los límites del conocimiento que tienen los científicos sobre cómo los ciclos del carbón afectan a los ecosistemas.

Referencias

1. Joiner, J., A. Yoshida, P. Vasilkov, Y. Yoshida, L. A. Corp, and E. M. Middleton (2011) First observations of global and seasonal terrestrial chlorophyll fluorescence from space. Biogeosciences, 8, 637-651.
2. NASA (2011, June 6) First-of-its-Kind Fluorescence Map Offers a New View of the World's Land Plants Accessed June 20, 2011.

Instrumento: Aqua - MODIS

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