NASA'nın PACE uydusu sonbaharı izliyor: kırmızı yaprak dalgası kuzeyden güneye iniyor

NASA'nın PACE uydusu, Kuzey Yarımküre'deki sonbahar renk değişimini bu yıl gezegen ölçeğinde haftalık haritalarla izliyor. NASA Earth Observatory'nin 26 Ekim'de yayımladığı haritalara göre yaprakların kızarması eylül sonu-ekim başında en yoğun haliyle Alaska, Kanada ve Rusya'nın kuzeyinde görüldü; ekimin ikinci haftasında ise ABD'nin orta Atlantik kıyısına, Moğolistan'a ve Çin'in kuzeyine doğru yayıldı.

Uydunun yaptığı iş, yaprağın içindeki boyaları uzaydan ayırt etmek. Yeşilin kaynağı klorofil, sarı ve turuncunun kaynağı karotenoitler, kırmızının kaynağı ise antosiyaninler. PACE bu üç pigmenti bütün gezegen üzerinde bir iki günde bir ölçebilen ilk uydu.

Kızarıklık nasıl ölçülüyor?

PACE'in adı İngilizce plankton, aerosol, bulut ve okyanus ekosistemi sözcüklerinin baş harflerinden geliyor. Üzerindeki OCI (Okyanus Rengi Aracı) hiperspektral bir algılayıcı: ışığı geniş renk kümeleri yerine 286 ayrı dalga boyu bandında kaydediyor ve okyanusları da bitki örtüsünü de her gün tarıyor. Bu bantların bir kısmı, yapraktaki pigment değişimine duyarlı.

NASA bilim insanları ormanın gösterdiği kırmızı, turuncu ve sarının yeşile oranını hesaplıyor. Haritalarda koyu yeşil görünen yerlerde bu oran 1'e yakın, yani uydu yaklaşık yeşil kadar kırmızı görüyor ve yaprakların çoğu henüz dönmemiş. Açık sarı ve kırmızıya kayan yerlerde ise kırmızı pigment yeşile göre giderek baskınlaşıyor. Oranın haftadan haftaya izlenmesi, renk dalgasının nerede başladığını ve nerede zirveye ulaştığını gösteriyor.

Benzer ölçüm yapabilen başka hiperspektral uydular da var, ancak NASA'ya göre onlar daha dar alanları ve daha seyrek aralıklarla görüntüleyebiliyor. PACE bilim ekibinden, Maryland Üniversitesi Baltimore County'deki GESTAR II merkezinde çalışan bitki örtüsü bilimcisi Karl Huemmrich, antosiyanin ve karotenoitleri dünyanın her yerinde tekrar tekrar ölçebilmeyi "oyunun kurallarını değiştiren" bir yetenek olarak nitelendiriyor; zaman serisi sayesinde herhangi bir noktada kızarıklığın ve sararmanın en yüksek olduğu anın belirlenebildiğini söylüyor.

İki haftalık haritalar ne gösteriyor?

29 Eylül-4 Ekim haftasında en yoğun kırmızı, Rusya'nın kuzeyi ve doğusu, Alaska'nın kuzeyi ve Kanada'nın kuzeyinde görüldü. Avustralya'da da daha küçük kırmızı lekeler var. 5-11 Ekim haftasında ABD'nin kuzeydoğusundaki New England bölgesinde ve New York eyaletinin kuzeyinde kızarıklık sönmeye başlarken renk Ortabatı'ya ve orta Atlantik kıyısına yayıldı.

Kuzeydoğu ABD'deki en kırmızı alanlar olan Adirondack, Green ve White dağları, sonbaharda koyu kızıla dönen şeker akçaağacı ve kırmızı akçaağaç ağaçlarıyla dolu. Alaska, Kanada ve Rusya'nın bataklık tundrasındaki yoğun kırmızıya ise büyük olasılıkla yaban mersini türleri, sazlar, yosunlar ve otlar katkı yapıyor.

Daha yakın bir bakış için NASA, Landsat 9 uydusunun OLI kamerasıyla 3 Ekim'de Vermont'taki Ripton çevresinde çekilen görüntüyü de yayımladı. Görüntü bölgedeki kızarıklığın zirveye yakın olduğu günlere denk geliyor. Ripton, sonbaharı anlatan şiirleriyle tanınan Robert Frost'un yazları kaldığı çiftliğin bulunduğu kasaba. Landsat çok daha ince ayrıntı gösteriyor ama aynı yeri PACE kadar sık göremiyor; iki uydu bu yüzden birbirini tamamlıyor. Landsat'ın bir başka sonbahar görüntüsünü Polonya'daki Bieszczady Dağları haberimizde okuyabilirsiniz.

Haritadaki her kırmızı sonbahar değil

NASA haritaların sınırlarını da açıkça belirtiyor. Bazı tarım alanlarında ekinler yaşlandıkça ve hasattan sonra yüksek antosiyanin gösteriyor; bu kırmızılık sonbahar renginden kaynaklanmıyor. Bulutlar da bazı bölgelerde bitki örtüsünde boşluk varmış gibi görünmesine yol açıyor.

NASA veri bilimcisi Skye Caplan, pigment değişiminin bitki kuraklık ya da böcek zararıyla strese girdiğinde de ortaya çıkabildiğini hatırlatıyor. Caplan'a göre bu durum, PACE'in Brezilya, Avustralya ve Kanada'daki tarım bölgelerinde mevsim döngüsüyle pek örtüşmeyen yüksek kızarıklık ölçmesini büyük olasılıkla açıklıyor.

Yaprak neden renk değiştirir?

Klorofil kararlı bir molekül değil; bitkinin onu sürekli yeniden üretmesi gerekiyor ve bunun için bol güneş ışığı ve ılık hava şart. Sonbaharda günler kısalıp sıcaklık düştükçe klorofil azalıyor, yeşil soluyor ve yaprakta zaten bulunan ya da yeni üretilen sarı, turuncu ve kırmızı pigmentler görünür hale geliyor. Uydunun ölçtüğü de tam olarak bu dengedeki kayma.

Yerden fotoğraf isteniyor

Caplan, GLOBE programının yürüttüğü Kuzey Amerika Fenoloji Kampanyası kapsamında haftalık kızarıklık haritalarını paylaşıyor. Fenoloji, bitkilerin yapraklanma, çiçeklenme ve yaprak dökme gibi mevsimsel olaylarının zamanlamasını inceleyen bilim dalı. Haritalara göre kırmızı dalga ağustosta yüksek enlemlerde başlıyor, eylül ve ekimde ekvatora doğru ilerliyor.

PACE ekibi, uydu ölçümlerini yerde doğrulamak için halktan sonbahar yaprağı fotoğrafları istiyor. Yalnız ormanlar değil; çalılar, otlar, kır çiçekleri, her dem yeşil ağaçlar ve ekinler de isteniyor. Ekip bu verilerle ilkbaharda yeşillenmenin ve sonbaharda yaprak dökümünün zamanlamasının nasıl değiştiğini, bitki örtüsündeki değişimin küresel karbon döngüsünü nasıl etkilediğini ve yaprak renginin orman yangını riskiyle ilişkisini araştırmayı hedefliyor. PACE'in kuraklık, böcek istilası ve bitki hastalıklarının erken işaretlerini yakalayıp yakalayamayacağı ise henüz yanıt bekleyen bir soru.

Japonya'da sonbahar yapraklarını görmeye gitmenin adı momijigari, yani "kırmızı yaprak avı" ve bin yılı aşkın bir geçmişi var. Bu yıl o avın bir kısmı yörüngeden yapılıyor; Caplan'ın uyarısıyla da acele etmek gerekiyor: Renk değişimi önce yavaş ilerliyor, sonra birden geliyor ve hemen bitiyor.