Misiunea NASA ce va studia oceanele

Nu este ușor să distingi nuanțele de verde din apă. Amestecul de plancton, alge și bacterii din ocean absoarbe cantități vaste de dioxid de carbon, producând, în același timp, 50% din oxigenul Pământului. Dar timp de decenii, sateliții de observare a Pământului nu au putut distinge numeroasele specii care alcătuiesc această materie verde. Acest lucru a împiedicat încercările de a studia modul în care plantele plutitoare influențează clima și cum încălzirea globală afectează această componentă fundamentală a sistemului climatic.

Satelitul Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem (PACE), în valoare de 964 de milioane de dolari, este pe cale să schimbe această situație. După ce a supraviețuit întârzierilor provocate de pandemie și la patru încercări de anulare din partea administrației fostului președinte Donald Trump, este programat să fie lansat în această lună, de la Cape Canaveral, Florida, la bordul unei rachete Falcon 9. Odată ajuns în orbită, va explora plantele plutitoare în ocean, precum și cețurile de particule fine de deasupra acestuia, alt factor major care influențează clima. „Nu vom mai fi limitați tehnologic”, spune Collin Roesler, un oceanograf la Bowdoin College. „Vom fi limitați doar de ideile noastre.”

Instrumentul principal al satelitului este primul instrument „hiperspectral” de la NASA care va zbura în cadrul unei mari misiuni geospatiale. În loc să colecteze lumina reflectată în doar câteva canale discrete, cum ar fi conurile roșii, verzi și albastre ale unui ochi uman, instrumentul împarte lumina în peste 200 de canale, inclusiv multe nuanțe de verde, care pot distinge pigmenții diferiți utilizați de fitoplancton în funcție de specie și habitat. „În acest moment, ceea ce avem pe orbită este o cutie de creioane cu doar opt creioane”, spune Jeremy Werdell, investigatorul principal al misiunii la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA. „Cu PACE, primim o cutie de creioane cu 200 de culori diferite.”

Studiind amestecul de specii de fitoplancton, PACE ar trebui să ofere un răspuns la o întrebare-cheie legată de climă, spune Roesler. Fitoplanctonul mare, care domină în apele reci, reprezintă piloni de stocare a carbonului. „Aceste celule foarte mari sunt consumate de zooplancton mare și apoi elimină fecale foarte mari”, spune ea. Carbonul din deșeurile rezultate are mai multe șanse să ajungă la fundul oceanului și să rămână sigur sechestrat. În apele mai calde de la latitudini mai joase, fitoplanctonul mai mic prosperă – dar carbonul din deșeurile sale tinde să fie înghițit de microorganisme și emis, în cele din urmă, înapoi în atmosferă. Modelele au sugerat că acest fitoplancton mai mic s-ar putea extinde către poli odată cu încălzirea globală; PACE ar putea vedea dacă aceste temeri sunt adevărate.

Viziunea colorată a lui PACE ar trebui, de asemenea, să îi ajute pe cercetători să urmărească impactul uman asupra lacurilor, râurilor și coastelor, separând speciile naturale de bacterii sau materie organică dizolvată asociată cu scurgerile de apă uzată sau îngrășăminte.

Satelitul va restabili capacitatea NASA de a studia un alt factor-cheie în ceea ce privește climatul: particulele mici de aerosoli și norii care reflectă aproximativ 90% din lumina soarelui în spațiu. NASA se confruntă încă cu pierderea satelitului Glory, în valoare de 424 de milioane de dolari, care s-a prăbușit la scurt timp după lansare, în 2011. Acesta transporta un polarimetru avansat proiectat pentru a captura lumina polarizată, în care toate undele vibrează în același plan. Lumina soarelui care se reflectă haotic pe sol și nori tinde să-și piardă orice polarizare. Dar, deoarece particulele de aerosoli sunt discrete și compacte, ele reflectă lumina polarizată și ies în evidență.

Brian Cairns, omul de știință coordonator-adjunct al proiectului PACE la Institutul de Studii Spațiale Goddard al NASA, care a condus și dezvoltarea instrumentului eșuat al satelitului Glory, spune că noul satelit transportă doi polarimetri „mici dar puternici”, care „obțin aproape tot ceea ce ați vrut într-un ambalaj mult mai compact”.

Prin identificarea tipului, dimensiunii și abundenței particulelor, cei doi polarimetri ar trebui să completeze inventarul aerosolilor, inclusiv al celor evazivi, cum ar fi spray-ul marin deasupra oceanului. Instrumentele ar trebui, de asemenea, să arate cum aerosolii influențează creșterea și durata de viață a norilor, spune Cairns, ceea ce poate afecta rata de încălzire. Cercetătorii dezbat în prezent în ce măsură combustibilii mai curați pentru nave au suprimat formarea norilor reflectori deasupra oceanului, contribuind astfel la încălzirea globală.

James Hansen, faimosul fost climatolog NASA care lucrează acum la Universitatea Columbia, salută noua atenție acordată aerosolilor. Hansen a publicat recent lucrări care sugerează că încălzirea globală se accelerează pe măsură ce poluarea scade. „Pe măsură ce oamenii își dau seama de predicamentul climatic cu care ne confruntăm, vor regreta că nu au un monitor al forței climatice a aerosolilor.”

Polarimetrii, construiți cu componente disponibile comercial, pot rezista doar câțiva ani, dar instrumentul principal al PACE ar putea funcționa timp de un deceniu sau mai mult. A fost o așteptare lungă pentru Roesler, care și-a petrecut cariera pregătindu-se pentru această vedere verde intimă din spațiu: „Realizarea PACE este că aduce capacitățile de observare aproape de ceea ce pot face în laborator. Este cu adevărat uimitor”.