A NASA fez um duplo jogo científico no Havaí neste inverno, usando os mesmos instrumentos e aeronaves para estudar vulcões e recifes de coral. Além de ajudar os cientistas a entender melhor esses dois ambientes únicos, os dados serão usados ​​para avaliar a possibilidade de preparar um potencial futuro satélite da NASA que monitoraria as mudanças do ecossistema e os riscos naturais.

As vantagens de estudar vulcões ativos do ar, em vez do solo, são óbvias. Os recifes de coral podem não oferecer os mesmos riscos em um encontro próximo que os vulcões oferecem, mas há outra boa razão para estudá-los por sensoriamento remoto:eles estão espalhados por milhares de milhas quadradas do globo. Simplesmente não é viável fazer o levantamento de uma área tão grande de um barco. Portanto, a NASA tem monitorado recifes de coral por satélite e aeronaves há várias décadas. Esforços aéreos recentes usaram sensores que fornecem melhor resolução espacial e espectral do que os atualmente disponíveis nos sistemas de satélite da NASA.

"Os recifes estão ameaçados de branqueamento devido ao aumento da temperatura da superfície do mar, bem como, até certo ponto, aumentando a acidificação das águas do oceano, "disse Woody Turner da sede da NASA em Washington, o cientista do programa para o estudo recente do Havaí. "Além disso, já que são ecossistemas costeiros, eles também estão sujeitos a sedimentos e outros efluentes que correm offshore. Temos uma necessidade urgente de controlar agora como os recifes estão mudando. "

Nos últimos quatro anos, A NASA realizou uma série de voos de pesquisa sobre a Califórnia, carregando protótipos aerotransportados de instrumentos em preparação para uma possível missão de satélite futura chamada de Imager de infravermelho hiperespectral (HyspIRI), agora na fase de projeto conceitual. O Golden State tem muitas paisagens diversas para testar as capacidades de observação dos instrumentos, mas não recifes de coral ou vulcões em erupção. A campanha de campo HyspIRI Havaí deste inverno preencheu essa lacuna.

Para obter a próxima melhor coisa do ponto de vista de um satélite, O HyspIRI Hawaii usou uma aeronave ER-2 de alta altitude do Armstrong Flight Research Center da NASA, Palmdale, Califórnia. Durante o estudo, a aeronave estava baseada na Base do Corpo de Fuzileiros Navais do Havaí, na ilha de Oahu. Voando a aproximadamente 60, 000 pés (18, 000 metros) e, portanto, acima da maior parte da atmosfera da Terra, o ER-2 carregava o espectrômetro de imagem visível e infravermelho aerotransportado (AVIRIS), desenvolvido pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, Pasadena, Califórnia, e o Simulador Aerotransportado MODIS-ASTER (MASTER), desenvolvido pelo Ames Research Center da NASA, Moffett Field, Califórnia. AVIRIS é um espectrômetro de imagem que observa o espectro de luz refletido completo nos comprimentos de onda infravermelho de ondas curtas e visível. O MASTER tem vários canais de observação nos comprimentos de onda do infravermelho térmico. Juntos, AVIRIS e MASTER fornecem a mesma combinação de bandas espectrais planejadas para a futura missão HyspIRI - e dados poderosos para a pesquisa atual de recifes de coral.

Seis projetos relacionados a recifes de coral com objetivos diversos estão usando imagens que AVIRIS e MASTER coletaram ao redor do arquipélago havaiano de janeiro ao início de março.

• Sob o investigador principal Steven Ackleson (Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA, Washington), uma equipe investigou como os recifes de coral e a qualidade da água variam, no espaço e no tempo, sobre a enorme distância abrangida pelas ilhas havaianas e o 1, 200 milhas de comprimento (2, Monumento Nacional Marinho Papahanaumokuakea, com 000 quilômetros de extensão, ao norte das ilhas principais. A equipe de Ackleson usou os instrumentos aerotransportados e observações na água para coletar dados sobre a condição do recife e a qualidade da água e comparou-os com os dados coletados de 2010 a 2014 com um gerador de imagens hiperespectral diferente.
• Para estudar as respostas dos recifes ao estresse, Kyle Cavanaugh (UCLA) conduziu um estudo sobre a composição de recifes rasos (coral, algas e areia) e a extensão do seu branqueamento. A equipe espera descobrir os limites práticos do instrumento HyspIRI proposto ao observar essas características. Como os projetos de Ackleson e a maioria dos outros investigadores, este estudo combinou imagens aéreas com medições do oceano.
• Heidi Dierssen (University of Connecticut) usou espectrômetros na água em conjunto com os produtos de espectrômetro de imagem AVIRIS aerotransportados para observar as diferenças de pigmento entre as algas fotossintéticas dos corais, conhecido como zooxanthellae. O objetivo é determinar o grau em que as diferenças de pigmento - que se relacionam a diferentes tipos de algas com diferentes características biológicas e respostas às mudanças ambientais - podem ser detectadas de uma plataforma aérea e, finalmente, do espaço.
• Para determinar como as mudanças no ambiente de um recife - nebulosidade, temperatura da água, turvação da água - pode afetar a saúde dos corais, e como esses próprios fatores ambientais podem ser influenciados pela mudança do uso da terra nas ilhas, Paul Haverkamp (apoiado pela Cramer Fish Sciences, West Sacramento, Califórnia) comparará os dados da AVIRIS deste ano com as observações das campanhas da AVIRIS realizadas entre 2000 e 2007. O estudo se concentra nos recifes da Baía de Kaneohe, Oahu, e a baía de Kealakekua, Havaí.
• Eric Hochberg (Instituto de Ciências do Oceano das Bermudas) e sua equipe irão comparar as medições AVIRIS deste ano com os dados AVIRIS de 2000 para estudar como o estresse humano e climático podem estar afetando os recifes ao redor das ilhas. Eles irão quantificar a composição do recife e a produtividade primária e correlacioná-los com as condições oceanográficas, uso e cobertura da terra nas ilhas, e ameaças humanas locais para investigar como a condição dos recifes e a relação com seus ambientes podem ter mudado nos últimos 16 anos.
• ZhongPing Lee, da Universidade de Massachusetts, Boston, fez medições de campo de recifes simultaneamente com os voos do HyspIRI, usando um sistema especial que mede com precisão o espectro de cores na água do oceano, que fornece informações importantes sobre o que está na água. Lee e sua equipe mediram a forma do fundo do mar, as propriedades ópticas da água, e outras características para comparar com as mesmas medidas feitas pela AVIRIS.