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葉綠素的螢光,在太空也看得到喔!

圖片來源:wiki
大家都知道葉綠素吸收光以後,其中一小部分(約為1%)會以暗紅色的螢光再發射出去(如上圖)。但是,這個螢光還有什麼用途呢?

最近發表在「科學」(Science)週刊上的一篇報導提到,原來當植物體內的葉綠素發射暗紅色螢光時,也代表了植物正在進行光合作用。

最近(2014/7/1)美國太空總署(NASA)發射了一個新的衛星--Orbiting Carbon Observatory-2(簡稱OCO-2)--來替補五年前墜毀的那個衛星。

OCO-2的主要任務是觀察世界各國二氧化碳的排放情形,但OCO-2同時也搭載了能夠偵測螢光的設備。這個設備,讓他們看到全世界植物進行光合作用的狀況。在五年前的衛星墜毀後,日本也在2009年發射了一個衛星GOSAT。雖然GOSAT分析二氧化碳的能力不如NASA的衛星,但對於觀察植物所發出的螢光來說,效果還是很好的。下面是OCO-2收集的螢光數據。

圖片來源:Science Now
到目前為止,GOSAT與OCO-2的數據便已經產生了兩篇期刊論文:其中一篇是有關於美國玉米帶(corn belt)對二氧化碳吸收的貢獻。研究團隊由GOSAT的數據發現,玉米帶吸收二氧化碳的能力,遠大於原先的估計。

除此之外,另一篇論文也發現了,亞瑪遜雨林吸收二氧化碳的能力,在乾旱時大幅下降。過去曾有科學家認為,亞瑪遜雨林如此濃密,會使它進行光合作用的能力,不只是受到水分供應的影響,也受到光線的影響。但是,觀察乾旱時期亞碼遜雨林所發出的螢光,證明了缺乏水分是影響該地區植物進行光合作用的主要因素。

未來,這些衛星可以幫助科學家們深入了解植物在乾旱時的表現,以及不同農作物進行光合作用的強度與吸收二氧化碳的能力。

(2015/11/20更新)在2015年11月19日,歐洲太空總署(ESA,European Space Agency)通過了設立一個帶有偵測葉綠素發出來的螢光的人造衛星喔!這個人造衛星命
名為Flex(Fluorescence Explorer),預計將於2022年升空運作。科學家們希望Flex可以幫助他們早一步偵測因乾旱對植物造成的影響。

參考文獻:

Eric Hand. 2014. Carbon-mapping satellite will monitor plants' faint glow. Science. 344(6189): 1211-1212.

Jonathan Amos. 2015/11/20. Flex satellite will map Earth's plant glow. BBC.

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