Il prossimo mese, La NASA lancerà nello spazio lo strumento laser più avanzato del suo genere, iniziando una missione per misurare, con dettagli senza precedenti, i cambiamenti nelle altezze dei ghiacci polari della Terra.

Ghiaccio della NASA, Cloud and land Elevation Satellite-2 (ICESat-2) misurerà il cambiamento medio annuo di elevazione del ghiaccio terrestre che copre la Groenlandia e l'Antartide entro la larghezza di una matita, catturando 60, 000 misurazioni ogni secondo.

"Le nuove tecnologie di osservazione di ICESat-2 - una delle migliori raccomandazioni della comunità scientifica nel primo sondaggio decennale di scienze della Terra della NASA - faranno progredire la nostra conoscenza di come le calotte glaciali della Groenlandia e dell'Antartide contribuiscono all'innalzamento del livello del mare, " ha detto Michael Freilich, direttore della Divisione Scienze della Terra presso la Direzione della missione scientifica della NASA.

ICESat-2 estenderà e migliorerà il record di 15 anni della NASA di monitoraggio del cambiamento nelle altezze dei ghiacci polari, iniziata nel 2003 con la prima missione ICESat e proseguita nel 2009 con l'operazione IceBridge della NASA, una campagna di ricerca aerea che ha tenuto traccia dell'accelerazione del tasso di cambiamento.

Un salto tecnologico

ICESat-2 rappresenta un importante salto tecnologico nella nostra capacità di misurare i cambiamenti nell'altezza del ghiaccio. Il suo Advanced Topographic Laser Altimeter System (ATLAS) misura l'altezza cronometrando quanto tempo impiegano i singoli fotoni di luce per viaggiare dal veicolo spaziale alla Terra e ritorno.

"ATLAS ci ha richiesto di sviluppare nuove tecnologie per ottenere le misurazioni necessarie agli scienziati per far avanzare la ricerca, " ha detto Doug McLennan, Responsabile del progetto ICESat-2 presso il Goddard Space Flight Center della NASA. "Ciò significava che dovevamo progettare uno strumento satellitare che non solo raccogliesse dati incredibilmente precisi, ma raccoglierà anche più di 250 volte il numero di misurazioni dell'altezza rispetto al suo predecessore".

ATLAS ne lancerà 10, 000 volte al secondo, inviando centinaia di trilioni di fotoni al suolo in sei fasci di luce verde. Il viaggio di andata e ritorno dei singoli fotoni laser da ICESat-2 alla superficie terrestre e ritorno è cronometrato al miliardesimo di secondo per misurare con precisione l'elevazione.

Con così tanti fotoni che ritornano da più fasci, ICESat-2 avrà una visione molto più dettagliata della superficie del ghiaccio rispetto al suo predecessore, ICESat. Infatti, se i due satelliti fossero sorvolati su un campo di calcio, ICESat effettuerebbe solo due misurazioni, una in ciascuna end zone, mentre ICESat-2 raccoglierebbe 130 misurazioni tra ciascuna end zone.

Mentre gira intorno alla Terra da un polo all'altro, ICESat-2 misurerà l'altezza del ghiaccio lungo lo stesso percorso nelle regioni polari quattro volte l'anno, fornendo un monitoraggio stagionale e annuale dei cambiamenti di elevazione del ghiaccio.

Monitoraggio dello scioglimento del ghiaccio

Centinaia di miliardi di tonnellate di ghiaccio terrestre si sciolgono o fluiscono negli oceani ogni anno, contribuendo all'innalzamento del livello del mare in tutto il mondo. Negli ultimi anni, i contributi di fusione delle calotte glaciali della Groenlandia e dell'Antartide da soli hanno innalzato il livello globale del mare di oltre un millimetro all'anno, che rappresentano circa un terzo dell'innalzamento del livello del mare osservato, e il tasso è in aumento.

I dati ICESat-2 che documentano il cambiamento di altezza in corso delle calotte glaciali aiuteranno i ricercatori a restringere la gamma di incertezza nelle previsioni del futuro innalzamento del livello del mare e a collegare tali cambiamenti ai fattori climatici.

ICESat-2 effettuerà anche le misurazioni a livello polare più precise fino ad oggi del bordo libero del ghiaccio marino, che è l'altezza del ghiaccio marino sopra la superficie del mare adiacente. Questa misurazione viene utilizzata per determinare lo spessore e il volume del ghiaccio marino. I satelliti misurano regolarmente l'area coperta dal ghiaccio marino e hanno osservato un calo dell'area del ghiaccio marino artico di circa il 40% dal 1980, ma preciso, Le misurazioni dello spessore del ghiaccio marino in tutta la regione miglioreranno la nostra comprensione dei fattori che determinano il ritiro e la perdita del ghiaccio marino.

Sebbene il ghiaccio marino galleggiante non cambi il livello del mare quando si scioglie, la sua perdita ha conseguenze diverse. La brillante calotta polare artica riflette il calore del sole nello spazio. Quando quel ghiaccio si scioglierà, l'acqua scura sotto assorbe quel calore. Ciò altera i modelli di circolazione del vento e dell'oceano, potenzialmente in grado di influenzare il clima e il clima globale della Terra.

Oltre i poli, ICESat-2 misurerà l'altezza delle superfici oceaniche e terrestri, comprese le foreste. ATLAS è progettato per misurare sia le cime degli alberi che il terreno sottostante, che, combinato con i set di dati esistenti sull'estensione delle foreste, aiuterà i ricercatori a stimare la quantità di carbonio immagazzinato nelle foreste del mondo. I ricercatori studieranno anche i dati di altezza raccolti sulle onde oceaniche, livelli del serbatoio, e aree urbane.

I potenziali utenti di dati hanno lavorato con gli scienziati di ICESat-2 per collegare la scienza della missione alle esigenze della società. Per esempio, Le misurazioni ICESat-2 della neve e dell'altezza dei fiumi potrebbero aiutare i governi locali a pianificare inondazioni e siccità. Mappe dell'altezza della foresta, che mostra la densità e la struttura degli alberi, potrebbe migliorare i modelli informatici utilizzati dai vigili del fuoco per prevedere il comportamento degli incendi. Le misurazioni dello spessore del ghiaccio marino potrebbero essere integrate nelle previsioni dei problemi della Marina degli Stati Uniti per la navigazione e le condizioni del ghiaccio marino.

"Poiché ICESat-2 fornirà misurazioni di una precisione senza precedenti con una copertura globale, fornirà non solo nuove informazioni sulle regioni polari, ma anche scoperte impreviste in tutto il mondo, " ha detto Thorsten Markus, uno scienziato del progetto ICESat-2 presso Goddard. "La capacità e l'opportunità di una vera esplorazione sono immense."

Il lancio di ICESat-2 è previsto per il 15 settembre dalla base aerea di Vandenberg in California.