식물 광합성 엽록소가 빛을 발하는 장면

문광주 기자 / 기사승인 : 2020-07-12 16:22:45
  • -
  • +
  • 인쇄
(읽기 1분)
우주에서 지구 식물 성장 모니터링

광합성 활동할 때 엽록소가 빛을 발하는 장면

숨겨진 빛 :
우리에게는 보이지 않지만 많은 식물들이 빛을 방출한다.
이 식물 *인동덩굴에서 볼 수 있다. 강한 햇빛에서 잎 염료가 광합성의 모든 빛을 이용할 수 없다. 따라서 과잉 에너지는 형광으로 다시 방출된다. 연구원들은 이 현상을 특수 카메라를 사용해 우주에서 지구의 식물 성장을 모니터링한다.

▲ 식물은 자외선을 받은 후 광홥성을 하는 과정에서 형광을 발한다. 특수 카메라로 촬영한 사진.

© Craig P. Burrows / NASA 


식물은 광합성을 위한 에너지원으로 햇빛을 사용한다.
햇빛의 도움으로 이산화탄소와 물을 설탕과 다른 고에너지 유기 화합물로 변환한다.
이 능력은 지구의 먹이 사슬의 기초이고 지구 대기에 중요한 산소 공급원이 된다.
이러한 작용이 이루어지는 곳이 대부분의 식물에 녹색을 부여하는 소기관인 식물 엽록체의 복잡한 시스템에 있다.

그러나 식물은 많은 경우에 광합성을 위해 필요한 빛의 양보다 더 많이 햇빛을 받는다.
이러한 필요 이상의 에너지는 엽록소 및 기타 색소 분자를 들뜬 상태로 만든다.
이 분자들이 바닥 상태로 돌아오게 될 경우, 들떠 있던 전자들은 에너지를 방사선으로 방출된다.
이 사진은 인동덩굴에 자외선을 조사했을 때의 꽃에 나타나는 형광을 보여준다. 

인동덩굴: 우리나라 전역의 산에도 자라는 반상록 활엽 덩굴성 관목. 반그늘의 물 빠짐이 좋고 토양 비옥도가 높은 곳에서 2~4m가량까지 자람. 꽃은 백색에서 시들면서 황색으로 변하며 1~2개씩 잎자루에 달린다. 꽃과 잎은 식용 또는 약용으로 쓰인다. [네이버 지식백과] 인동덩굴 야생화도감 요약


일반적으로 엽록소 형광은 너무 약해서 우리가 볼 수 없다.
그러나 매우 민감한 특수 카메라로 지구 궤도에서 인식 할 수 있다.
연구자들은 이 형광을 사용해 우주에서 지구 표면의 식물 성장과 식물의 광합성 활동을 모니터링한다. 이 방법으로 다양한 지역의 사계절 식생 기간을 판단할 수 있다.

NASA는 이러한 두 가지 특수 카메라를 사용해 전 세계 식물 성장을 모니터링하고 있다.
하나는 극궤도로 지구를 공전하는 위성 OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory 2; 궤도 탄소 관측소 2)에 탑재되어 있다.
두 번째 카메라인 OCO-3는 곧 국제 우주 정거장 ISS로 옮겨져 외부에 장착될 것이다.
이 위성 카메라는 북위와 남위 52도 사이의 지역을 담당할 수 있다.  (출처 : NASA)

 

[더사이언스플러스] "Green Soul, Beautiful Science"  

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]

  • 글자크기
  • +
  • -
  • 인쇄
뉴스댓글 >

주요기사

+

많이 본 기사

Basic Science

+

Technology

+

Photos

+