Il laser spaziale mapperà le foreste della Terra in 3D, individuando l'habitat per le specie a rischio.

Il laser spaziale mapperà le foreste della Terra in 3D, individuando l'habitat per le specie a rischio.

Il laser GEDI penetra le cime degli alberi della foresta tropicale per mappare la struttura 3D del sottofondo.

BRUSINI Aurélien/hemis.fr/Hemis/Alamy foto stock

Il conteggio della biomassa in una foresta - e il monitoraggio delle modifiche ad essa apportate - non è un compito facile. È possibile delimitare un lembo di foresta e utilizzare misure a nastro per valutare la crescita degli alberi, sperando che il vostro lembo sia rappresentativo della foresta più ampia. In alternativa, è possibile passare alla fotografia aerea o satellitare, se le immagini sono disponibili e sufficientemente nitide. Ma anche le migliori telecamere non riescono a vedere oltre il baldacchino della foresta fino al piano sottostante.

Il 5 dicembre, gli scienziati hanno acquisito un nuovo strumento per questa difficile attività quando la NASA Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) è stata lanciata su un razzo SpaceX. Lo strumento, delle dimensioni di un grande frigorifero, sarà attaccato alla Stazione Spaziale Internazionale, dove comincerà a raccogliere dati sull'altezza e la struttura 3D delle foreste tropicali e temperate. La campagna aiuterà gli scienziati a capire se le foreste stanno rallentando o amplificando il cambiamento climatico e a identificare gli habitat principali per le specie pregiate. "Abbiamo voluto disperatamente questo set di dati", dice Ralph Dubayah, geografo dell'Università del Maryland in College Park e ricercatore principale del progetto.

GEDI sfrutterà una tecnologia chiamata light detection and ranging (lidar). Come il suo cugino radar, lidar invia impulsi di energia elettromagnetica e misura le riflessioni. Ma mentre il radar usa le onde radio, il lidar del GEDI usa la luce laser, sparando 242 volte al secondo nel vicino infrarosso. La radiazione focalizzata e ad alta frequenza offre una risoluzione nitida e può penetrare nelle fitte foreste, rimbalzando non solo dalle cime degli alberi, ma anche dalle foglie, dai rami e dal terreno. Dubayah e i suoi colleghi combineranno i dati GEDI con misurazioni al suolo e modelli statistici per produrre mappe di carbonio della foresta tropicale che, con una risoluzione di 1 chilometro, dovrebbero ridurre enormemente gli errori delle mappe precedenti.

I paesi che vogliono utilizzare il carbonio immagazzinato nelle loro foreste per aiutare a raggiungere gli obiettivi climatici dell'accordo di Parigi possono usare queste mappe per misurare i progressi, dice Naikoa Aguilar-Amuchastegui, direttore della scienza del carbonio forestale presso il World Wildlife Fund di Washington, D.C. I ricercatori che seguono il degrado forestale, a causa del taglio selettivo dei singoli alberi e della raccolta di legna da ardere dal sottobosco, sono ansiosi di ricevere i dati. Queste attività sono invisibili ai satelliti di imaging come Landsat, dice Laura Duncanson, ricercatrice presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "La GEDI ti dà quella terza dimensione", dice.

Le mappe 3D potrebbero anche identificare la ricca struttura e la varietà di foreste che ospitano specie a rischio come l'orangutan, dice Scott Goetz, un ecologo della Northern Arizona University di Flagstaff e un ricercatore principale vice missione. Le mappe potrebbero trovare aree prioritarie per la conservazione e persino aiutare a pianificare i corridoi di habitat per la fauna selvatica che migra a causa dei cambiamenti climatici.

Il laser finemente sintonizzato risolverà anche le altezze delle cime degli alberi e del terreno in modo più preciso rispetto agli strumenti precedenti, fondamentali per il monitoraggio della salute delle foreste di mangrovie dense di carbonio che avvolgono le coste tropicali, dice Lola Fatoyinbo Agueh, scienziata di ricerca di Goddard. Sapere quanto in alto le mangrovie si siedono sopra l'acqua potrebbe determinare se riusciranno a tenere il passo con l'innalzamento del livello del mare o morire, rilasciando il carbonio immagazzinato - un input chiave per i modelli climatici, dice.

Il posatoio di GEDI sulla stazione spaziale, scelto per mantenere il suo costo al di sotto di un tetto di 94 milioni di dollari, presenta tuttavia uno svantaggio. La sua vista sarà limitata a latitudini comprese tra 51,6° nord e sud. Ciò significa che perderà le foreste boreali del Nord America e dell'Asia. E probabilmente verrà avviato dopo 2 anni per fare spazio ad uno strumento giapponese. La breve missione renderà più difficile rispondere a una domanda urgente: Le foreste tropicali sono nel complesso un pozzo di carbonio, catturando parte delle emissioni dei veicoli e dell'industria, o una fonte? Ciò dipende dal fatto che la crescita delle foreste stia sequestrando più carbonio della deforestazione e del degrado che il degrado sta rilasciando. Ma vedere una tale tendenza richiede anni di dati continui, dice Wayne Walker del Woods Hole Research Center di Falmouth, Massachusetts. "Non c'è niente di meglio di un record a lungo termine."

GEDI non è in grado di distinguere le specie arboree, che variano nella densità di carbonio. Dubayah sta usando misure specie-specifiche da circa 5000 parcelle per calibrare i dati GEDI. Ma con più di 40.000 specie di alberi ai tropici, questo è solo l'inizio, dice Oliver Phillips, un ecologo dell'Università di Leeds nel Regno Unito, che gestisce una grande rete di foreste tropicali. "È necessario un grande sforzo a terra per ottenere il massimo valore da questo", dice Phillips.

I ricercatori potrebbero essere in grado di aggirare alcune di queste limitazioni. Alessandro Baccini, uno scienziato di telerilevamento anche presso Woods Hole, spera di addestrare algoritmi di apprendimento automatico per estendere le stime di carbonio nel passato e nel futuro, utilizzando le mappe di carbonio del GEDI per calibrare i dati a lungo termine sulla copertura forestale provenienti da satelliti di imaging. Aggiunge che combinando i dati del GEDI e dell'ICESat-2, un satellite lidar della NASA lanciato a settembre, che misura principalmente le lastre di ghiaccio ma sta sorvolando l'intero pianeta, gli investigatori potrebbero costruire una mappa globale del carbonio, una mappa globale che include la foresta boreale. Eppure, Baccini ne vuole di più. "Perché non possiamo avere una missione vera e propria per una vegetazione globale?" chiede.

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