در یک پروژه مشترک بین ناسا و آژانس فضایی فرانسه (CNES)، برای اولین بار از لیزرهای فضایی برای بررسی مهاجرت بزرگ موجودات ریز دریایی، که دو بار در هر روز اتفاق می‌افتد، استفاده شده است. ماهواره CALIPSO که در سال 2006 به مدار زمین پرتاب شده بود، بعد از حدود بیش از ده سال مطالعه مستمر و بی‌نظیر، حالا اطلاعات بیشتری را درباره آب‌وهوای زمین و همچنین یک مهاجرت بزرگ حیوانی در اختیار دانشمندان قرار داده است.
معمولا وقتی درباره مهاجرت حیوانات صحبت می‌کنیم، چیزی که اغلب به ذهن‌مان می‌رسد حرکت دسته‌جمعی گله‌هایی از حیوانات وحشی در جنگل‌های آفریقا یا پرواز دسته‌ای از پرندگان به سمت مناطق گرم‌تر با فرا رسیدن زمستان است. اما نکته‌ای که درباره این مهاجرت‌ها وجود دارد این است که آن‌ها فقط چند بار در سال اتفاق می‌افتند و در مقایسه با آنچه که در زیر اقیانوس‌ها رخ می‌دهد بسیار کوچک هستند.
براساس اطلاعات ماهواره CALIPSO، موجودات ریز داخل اقیانوس، دو بار در روز (زمانی که خورشید طلوع و غروب می‌کند)، مهاجرت بسیار بزرگی را انجام می‌دهند. این جابه‌جایی که Diel Vertical Migration یا به‌اختصار DVN نامیده می‌شود، بزرگترین مهاجرت شناخته‌شده از نظر تعداد و زیست‌توده (biomass) است. در مهاجرت DVM، دسته‌های بزرگی از گونه‌های مختلف جانوری، شامل کریل‌ها (krill)، بچه ماهی‌های مرکب (squid)، خرچنگ‌های لار و ماهی‌های ریز شرکت می‌کنند. دانشمندان تابه‌حال متوجه این موضوع نشده بودند؛ چراکه این حیوانات، بسیار ریز و اکثرا در اندازه میکروسکوپی هستند.
این موجودات که در اصطلاح به آن‌ها زئوپلانکتون‌ها (zooplankton) گفته می‌شود، در طول شب برای تغذیه از گیاهان ریزی به نام فیتوپلانکتون‌ها (phytoplankton) به نزدیکی سطح آب می‌آیند. با طلوع خورشید، این زئوپلانکتون‌ها به اعماق دریا برمی‌گردند تا خود را در آب‌های تاریک آنجا از دید شکارچیان مخفی کنند.
از آنجاییکه این حرکت عظیم حیوانی، اهمیت بسیار زیادی در زمینه‌های مختلف داشت، ناسا و CNES برای شناسایی و مطالعه این موجودات ریز در یک مقیاس جهانی، در بین سال‌های 2008 تا 2017 از لیزر LIDAR ماهواره CALIPSO برای نفوذ به عمق ۲۰ متری آب اقیانوس استفاده کردند.
Mike Behrenfeld، استاد دانشگاه ایالتی اورگان و سرپرست گروه تحقیق، می‌گوید: کاری که ما با فناوری لیدار ماهواره CALIPSO توانستیم انجام دهیم این بود که از فضا مهاجرات این موجودات را هر ۱۶ روز یکبار و به مدت ۱۰ سال مورد مطالعه قرار دادیم. ما قبلا هرگز چنین پوششی که به ما اجازه دهد تا رفتار، توزیع و فراوانی این موجودات را بررسی کنیم، نداشته‌ایم.
البته دلایل متعددی برای مهاجرت DVM وجود دارد. برای دهه‌ها، نیروهای دریایی کشورهای بزرگ به‌دنبال این بودند که درباره این لایه از موجودات مهاجر دریایی بیشتر بدانند؛ چراکه آن‌ها بسیار پرسروصدا هستند و سیگنال‌های صوتی بازتاب می‌دهند و فرصت خوبی را برای مخفی شدن زیردریایی‌های دشمن فراهم می‌کنند. به‌علاوه، زئوپلانکتون‌ها یکی از منابع اصلی غذا برای ماهی‌های بزرگتر بوده و بنابراین، یک سیگنال بزرگ DVM، به‌راحتی می‌تواند مناطقی را نشان بدهد که دربردارنده ماهی‌های بزرگتر هستند.
مهاجرت DVM همچنین در علم آب‌وهواشناسی هم بسیار اهمیت دارد. بد نیست بدانید که فیتوپلانکتون‌ها از فرایند فتوسنتز استفاده کرده و در نتیجه مقادیر بزرگی از دی‌اکسیرکربن هوا را جذب خود می‌کنند. وقتی که زئوپلانکتون‌ها آن‌ها را می‌خورند، این کربن را تا اعماق اقیانوس حمل می‌کنند که در آنجا این کربن می‌تواند به‌عنوان فضولات حیوانی جمع شود. بنابراین دانستن این پروسه می‌تواند در شناخت چرخه کربن زمین و اینکه چگونه این چرخه، مدل‌های آب‌وهوایی زمین را تحت تاثیر قرار می‌دهد، مهم باشد.
Behrenfeld می‌گوید: چیزی که دانشمندان از آن بی‌بهره بودند، مجموعه‌ای از داده‌ها بود تا به‌وسیله آن بتوانند مدل‌های خود را کالیبره کنند. در این‌صورت آن‌ها می‌توانستند بدانند که این موجودات مهاجر در چه جاهایی هستند، کجاها فراوانی بیشتری دارند و چگونه جمعیت آن‌ها در طول زمان تغییر می‌کند. داده‌های ماهواره CALIPSO به ما این فرصت را داد تا مشاهدات ماهواره‌ای را با مدل‌های موجود ترکیب کنیم تا بتوانیم تاثیر این مهاجرت عظیم حیوانی را بر روی چرخه کربن زمین بررسی کنیم.
این تحقیق در مجله Nature چاپ شده است.
