Un nuovo strumento laser della NASA che verrà lanciato sulla Stazione Spaziale Internazionale a dicembre aiuterà gli scienziati a creare la prima mappa tridimensionale delle foreste temperate e tropicali del mondo. L'indagine sulle dinamiche dell'ecosistema globale, o GEDI, è programmato per il lancio sul razzo Falcon 9 di SpaceX. Dalla stazione, L'avanzata tecnologia laser di GEDI rivelerà la struttura tridimensionale degli ecosistemi forestali in tutto il mondo. GEDI ha pronunciato "Jedi, " volerà sopra sia il lato oscuro che il lato chiaro della Terra alle 17, 150 miglia all'ora. Misure dell'altezza del fogliame, rami, alberi e arbusti sotto il suo percorso forniranno nuove informazioni su come le foreste immagazzinano o rilasciano carbonio.

"Vorremmo poter capire quale sia il ruolo delle foreste, ", ha affermato il ricercatore principale Ralph Dubayah dell'Università del Maryland, Parco del Collegio. "Vogliamo sapere quanto carbonio viene immagazzinato negli alberi perché se tagliamo quegli alberi, questa è una potenziale fonte di anidride carbonica nell'atmosfera".

La missione GEDI è progettata per aiutare i ricercatori a localizzare tali fonti e depositi di carbonio. Gli scienziati sanno quanto carbonio sta entrando nell'atmosfera, ma sono molto meno sicuri di dove e in quali quantità il carbonio viene assorbito, ha spiegato Laura Duncanson, un professore assistente di ricerca presso l'Università del Maryland, Parco del Collegio.

Gli oceani e le foreste della Terra assorbono il carbonio atmosferico, ma gli scienziati vogliono indagare quali foreste stanno assorbendo di più, o se quelle foreste continueranno a farlo nel tempo. GEDI aiuterà a svelare questo mistero fornendo la prima mappa altamente dettagliata dello stock di carbonio forestale, individuando nei minimi dettagli dove si trovano le foreste più ricche di carbonio della Terra.

"Per gestire efficacemente le foreste verso la mitigazione dei cambiamenti climatici, dobbiamo sapere quanto carbonio immagazzinano e come è distribuito nello spazio, ed è quello che ci darà GEDI, "Duncanson ha detto. "Non possiamo sapere quanto carbonio viene rilasciato nell'atmosfera attraverso la deforestazione e il degrado delle foreste finché non sappiamo quanto è già lì; GEDI raccoglierà nuovi dati e riempirà questo grande, gap critico di conoscenza del carbonio."

Il Lidar colpisce ancora

Lo strumento lidar di GEDI invia impulsi laser sulla Terra, dove penetrano nelle foreste al di sotto dell'orbita della stazione a latitudini temperate e tropicali. I raggi laser rimbalzano sulla prima cosa che colpiscono, che può essere una foglia in cima a una fitta chioma, un ramo sporgente, o il terreno da cui emerge il bosco. L'energia restituita al telescopio GEDI sulla Stazione Spaziale Internazionale fornirà un'intricata mappa tridimensionale delle chiome delle foreste.

"Possiamo inviare un piccolo impulso di luce e viaggia verso il basso, si riflette sulla superficie, e torna, "Brian Blair, Scienziato dello strumento GEDI presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland e vice investigatore principale, disse. "Possiamo vedere e misurare quanto è alto l'albero e possiamo effettivamente vedere quanto sono densi il fogliame e i rami mentre scendiamo".

Quando guardi qualcosa, come un edificio o un albero, quello che vedi è la luce che si riflette sulla superficie. Il team GEDI sta replicando quella funzione usando un laser, che è fatta anche di luce. Però, GEDI è una lunghezza d'onda molto specifica che consente agli scienziati di filtrare qualsiasi altro tipo di luce, Blair ha spiegato.

"Forniamo solo la nostra fonte di luce, " ha detto. "Si riflette su tutte le foglie, poi i rami, e infine il terreno".

Una mappa tridimensionale completa dell'altezza e della struttura della chioma aiuta gli scienziati a determinare l'altezza e la massa degli alberi. Affatto, albero largo immagazzinerà più carbonio di uno corto. Alberi, una volta essiccato, sono composti per circa il 50 per cento da carbonio, che verrebbe rilasciato nell'atmosfera se un albero fosse tagliato e bruciato. Le foreste mature sono vitali per mantenere il carbonio immagazzinato all'interno dei loro tronchi, ma giovane, gli alberi a crescita rapida generalmente assorbono il carbonio atmosferico a un tasso molto più elevato.

"Vogliamo misurare quanto carbonio c'è nella foresta, che è correlato a quanto sono alti gli alberi, quanto sono grandi intorno, quanti rami ci sono, quante foglie ci sono, e quanto sono grandi le radici, " ha detto Blair.

GEDI inonda una fitta chioma con impulsi di luce laser che rimbalzano dopo essere entrati in contatto con un oggetto. Il risultato finale è una visione completa della densità fino al suolo, Blair ha spiegato. La sfida più grande è avere abbastanza potenza laser e sensibilità per vedere attraverso le foreste tropicali, che è qualcosa che GEDI fa bene. Lo strumento può funzionare bene anche nelle foreste più fitte del mondo, dove meno dell'1 percento della luce che risplende arriva fino al suolo.

Oltre alla struttura forestale, GEDI misurerà i modelli di diversi ambienti all'interno delle foreste tropicali e temperate. Dati limitati provenienti da appezzamenti di campo e lidar aerei e spaziali hanno dato agli scienziati un'idea di come la struttura dell'habitat varia in luoghi specifici, ma la tecnologia avanzata di GEDI riempirà le informazioni mancanti intorno alla Terra, disse Scott Goetz, vice ricercatore principale e professore alla Northern Arizona University.

"Saremo in grado di informare modelli di biodiversità, compresi i modelli di ricchezza delle specie e i requisiti specifici dell'habitat delle specie minacciate e in via di estinzione". aiuterà con la conservazione di quelle specie e foreste che ospitano un'elevata biodiversità."

GEDI dovrebbe iniziare la sua missione scientifica di due anni a bordo della stazione entro la fine del 2018. Il GEDI Science Team prevede di elaborare le informazioni in arrivo e renderle disponibili al pubblico entro sei mesi dal lancio.

La missione da $ 94 milioni è stata selezionata in modo competitivo come missione NASA Earth Venture-Instrument nel 2014. Guidata dall'Università del Maryland in collaborazione con Goddard, GEDI ha la più alta risoluzione e il campionamento più denso di qualsiasi lidar messo in orbita.