Un nuevo instrumento láser de la NASA que se lanzará a la Estación Espacial Internacional en diciembre ayudará a los científicos a crear el primer mapa tridimensional de los bosques tropicales y templados del mundo. La investigación de la dinámica de los ecosistemas globales, o GEDI, está programado para lanzarse en el cohete Falcon 9 de SpaceX. De la estación, La avanzada tecnología láser de GEDI revelará la estructura tridimensional de los ecosistemas forestales de todo el mundo. GEDI pronunció "Jedi, "se elevará sobre el lado oscuro y el lado claro de la Tierra a las 17, 150 millas por hora. Medidas de la altura del follaje, sucursales, Los árboles y arbustos que se encuentran debajo de su camino proporcionarán nuevos conocimientos sobre cómo los bosques almacenan o liberan carbono.

"Nos gustaría poder comprender cuál es el papel de los bosques, "dijo el investigador principal Ralph Dubayah de la Universidad de Maryland, College Park. "Queremos saber cuánto carbono se almacena en los árboles porque si talamos esos árboles, esa es una fuente potencial de dióxido de carbono en la atmósfera ".

La misión GEDI está diseñada para ayudar a los investigadores a localizar esas fuentes y depósitos de carbono. Los científicos saben cuánto carbono entra en la atmósfera, pero están mucho menos seguros de dónde y en qué cantidades se absorbe el carbono, explicó Laura Duncanson, un profesor asistente de investigación en la Universidad de Maryland, College Park.

Los océanos y los bosques de la Tierra absorben carbono atmosférico, pero los científicos quieren investigar qué bosques están absorbiendo más, o si esos bosques continuarán haciéndolo a través del tiempo. GEDI ayudará a desentrañar este misterio al proporcionar el primer mapa de reservas de carbono forestal altamente detallado, señalando con gran detalle dónde se encuentran los bosques más ricos en carbono de la Tierra.

"Para gestionar los bosques de forma eficaz para mitigar el cambio climático, necesitamos saber cuánto carbono almacenan y cómo se distribuye espacialmente, y eso es lo que nos dará GEDI, "Duncanson dijo." No podemos saber cuánto carbono se libera a la atmósfera a través de la deforestación y la degradación de los bosques hasta que sepamos cuánto ya hay allí; GEDI recopilará nuevos datos y llenará este gran brecha crítica de conocimiento sobre el carbono ".

El Lidar contraataca

El instrumento lidar de GEDI envía pulsos de láser a la Tierra, donde penetran en los bosques por debajo de la órbita de la estación en latitudes templadas y tropicales. Los rayos láser rebotan en lo primero que golpean, que puede ser una hoja sobre un dosel denso, una rama que sobresale, o el suelo del que emerge el bosque. La energía devuelta al telescopio GEDI en la Estación Espacial Internacional proporcionará un intrincado mapa tridimensional de las copas de los árboles.

"Podemos enviar un pequeño pulso de luz y viaja hacia abajo, se refleja en la superficie, y vuelve, "Bryan Blair, Científico de instrumentos GEDI en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland e investigador principal adjunto, dijo. "Podemos ver y medir qué tan alto es el árbol y realmente podemos ver qué tan denso es el follaje y las ramas a medida que bajamos".

Al mirar cualquier cosa, como un edificio o un árbol, lo que ves es luz que se refleja en la superficie. El equipo de GEDI está replicando esa función usando un láser, que también está hecho de luz. Sin embargo, GEDI es una longitud de onda muy específica que permite a los científicos filtrar cualquier otro tipo de luz, Blair explicó.

"Solo proporcionamos nuestra propia fuente de luz, ", dijo." Se refleja en todas las hojas, luego las ramas, y finalmente el suelo ".

Un mapa completo en 3D de la altura y la estructura del dosel ayuda a los científicos a determinar la altura y la masa de los árboles. En absoluto, Un árbol ancho almacenará más carbono que uno corto. Árboles, cuando se seca, están compuestos de aproximadamente un 50 por ciento de carbono, que se liberaría a la atmósfera si un árbol fuera cortado y quemado. Los bosques maduros son vitales para mantener el carbono almacenado dentro de sus troncos, pero joven Los árboles de rápido crecimiento generalmente absorben carbono atmosférico a una tasa mucho mayor.

"Queremos medir cuánto carbono hay en el bosque, que está relacionado con la altura de los árboles, qué tan grandes son, cuantas ramas hay, cuantas hojas hay, y que tan grandes son las raíces, "Dijo Blair.

GEDI inunda un dosel denso con pulsos de luz láser que rebotan después de hacer contacto con un objeto. El resultado final es una vista completa de la densidad hasta el suelo, Blair explicó. El mayor desafío es tener suficiente potencia láser y sensibilidad para ver a través de los bosques tropicales. que es algo que GEDI hace bien. El instrumento puede funcionar bien incluso en los bosques más densos del mundo, donde menos del 1 por ciento de la luz que ilumina llega hasta el suelo.

Además de la estructura forestal, GEDI medirá patrones de diferentes ambientes dentro de los bosques tropicales y templados. Los datos limitados de parcelas de campo y LIDAR aerotransportados y espaciales han dado a los científicos una idea de cómo varía la estructura del hábitat en ubicaciones específicas. pero la tecnología avanzada de GEDI completará la información que falta en la Tierra, dijo Scott Goetz, investigador principal adjunto y profesor de la Universidad del Norte de Arizona.

"Podremos informar modelos de biodiversidad, incluyendo patrones de riqueza de especies y requisitos de hábitat específicos de especies amenazadas y en peligro de extinción ". Dijo Goetz." Si somos más capaces de trazar un mapa de dónde esos hábitats están utilizando datos de estructura de dosel GEDI combinados con otros datos satelitales, ayudará con la conservación de aquellas especies y bosques que albergan una alta biodiversidad ".

Está programado que GEDI comience su misión científica de dos años a bordo de la estación a fines de 2018. El Equipo Científico de GEDI espera procesar la información entrante y ponerla a disposición del público dentro de los seis meses posteriores al lanzamiento.

La misión de 94 millones de dólares fue seleccionada de manera competitiva como misión Earth Venture-Instrument de la NASA en 2014. Dirigida por la Universidad de Maryland en colaboración con Goddard, GEDI tiene la resolución más alta y el muestreo más denso de cualquier LIDAR en cada puesta en órbita.