Como ICESat-2 orbitou sobre a Antártica, fez medições de altura nas íngremes Montanhas Queen Maud - algumas das quais nunca haviam sido medidas anteriormente. Sobre a plataforma de gelo Ross, os dados de retorno de fótons mostraram uma superfície principalmente plana, quebrado por terreno incluindo o Crary Ice Rise. Crédito:NASA Earth Observatory / Joshua Stevens
Menos de três meses em sua missão, Gelo da NASA, Nuvem e Terra Elevação Satélite-2, ou ICESat-2, já está superando as expectativas dos cientistas. O satélite está medindo a altura do gelo marinho em uma polegada, traçando o terreno de vales antárticos não mapeados anteriormente, levantando mantos de gelo remotos, e espiando através das copas das florestas e águas costeiras rasas.
A cada passagem do satélite ICESat-2, a missão é adicionar aos conjuntos de dados que rastreiam as rápidas mudanças de gelo da Terra. Os pesquisadores estão prontos para usar as informações para estudar o aumento do nível do mar resultante do derretimento das placas de gelo e geleiras, e para melhorar o gelo marinho e as previsões climáticas.
"ICESat-2 será uma ferramenta fantástica para pesquisa e descoberta, tanto para as ciências criosféricas quanto para outras disciplinas, "disse Tom Neumann, Cientista do projeto ICESat-2 no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.
Neumann e outros com a equipe de ciência do ICESat-2 compartilharam o primeiro olhar sobre as descobertas do satélite na reunião anual da American Geophysical Union na terça-feira em Washington, D.C.
Preenchendo as lacunas
Em mapas topográficos de montanhas transantárticas, que dividem o leste e o oeste da Antártica, existem lugares onde outros satélites simplesmente não conseguem ver. Alguns instrumentos não orbitam tão ao sul, outros apenas captam grandes feições ou os pontos mais altos e, portanto, perdem pequenos picos e vales. Com uma aprovação antecipada do ICESat-2, os cientistas começaram a preencher esses detalhes.
"É um terreno espetacular, "disse Benjamin Smith, um glaciologista da Universidade de Washington, Seattle, e membro da equipe científica do ICESat-2. "Somos capazes de medir encostas mais íngremes do que 45 graus, e talvez até mais, por toda esta cordilheira. "
Como ICESat-2 orbita sobre a camada de gelo da Antártica, os retornos do fóton refletem da superfície e mostram altos planaltos de gelo, fendas no gelo de 20 metros de profundidade, e as bordas afiadas das plataformas de gelo caindo no oceano. Essas primeiras medições podem ajudar a preencher as lacunas dos mapas da Antártica, Smith disse, mas a ciência-chave da missão ICESat-2 ainda está por vir. À medida que os pesquisadores refinam o conhecimento de para onde o instrumento está apontando, eles podem começar a medir a ascensão ou queda de mantos de gelo e geleiras.
"Muito em breve, teremos medidas que podemos comparar com as medidas mais antigas de elevação da superfície, "Disse Smith." E depois de o satélite estar ativo por um ano, começaremos a poder observar as mudanças dos mantos de gelo ao longo das estações. "
O gelo marinho de diferentes espessuras e irregularidades é quebrado pelas rachaduras entre os blocos, chamados leads, neste gráfico, o fóton retorna do ICESat-2 enquanto orbita sobre o Mar de Weddell na Antártica. Crédito:NASA Earth Observatory / Joshua Stevens
Em gelo fino
Quando o gelo do mar se forma pela primeira vez nos oceanos polares, antes que a neve caia sobre ele e o vento o esmague contra outros flocos, é fino, plano e liso. O que o torna um bom lugar para testar a precisão dos dados ICESat-2, já que os longos trechos devem ter quase a mesma altura, disse Ron Kwok, um cientista do gelo marinho no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia.
Até aqui? "Os dados são espetaculares, "Kwok disse." O gelo fresco é totalmente plano em alguns centímetros. "
Os primeiros meses de dados do ICESat-2 coletados sobre o gelo do mar Ártico e Antártico revelam gelo fino, gelo espesso, e recursos como cristas de gelo. Áreas de águas abertas nas rachaduras entre os blocos de gelo, chamados leads, se destacam nos dados por causa da diferença na refletividade entre o gelo e a água. Ao comparar a altura da superfície da água nas ligações com a altura do gelo, os cientistas estão estimando a borda livre e a espessura do gelo. Com a alta precisão do ICESat-2, mais os seis feixes do satélite captando dados simultaneamente, pesquisadores terão uma compreensão sem precedentes da espessura do gelo marinho, que será usado para ajudar a melhorar a modelagem e as previsões climáticas.
Mais, a capacidade de identificar recém-formados, gelo fino ajudará os pesquisadores a rastrear as mudanças sazonais em regiões polares remotas, e compreender os processos que os conduzem. Os dados da espessura do gelo também ajudarão os cientistas a melhorar os modelos de computador de como o gelo marinho responde ao aquecimento do Ártico, bem como previsões da cobertura de gelo do mar.
"Teremos uma resolução muito maior de onde está o gelo e onde está a água nas zonas marginais de gelo, onde a capa de gelo compacta encontra o oceano, durante o derretimento e congelamento, "Kwok disse." Isso vai ser uma nova ciência para se pensar. "
Além do gelo
ICESat-2 está sempre ligado, fazer medições não apenas nos pólos, mas também nas latitudes tropicais e temperadas, e o que pode ver já surpreendeu os pesquisadores.
"Todos nós ficamos surpresos ao ver os detalhes surpreendentes do ICESat-2, graças à sua tecnologia de detecção, "disse Lori Magruder, um cientista pesquisador da Universidade do Texas e chefe da equipe científica do ICESat-2. "Em todas as superfícies, havia um recurso incrível que não estávamos acostumados a ver no primeiro ICESat. "
ICESat-2 está ligado o tempo todo - e então faz medições de altura em terra, florestas e oceanos, bem como gelo. Enquanto orbitava sobre o México, as medições de satélite que medem a altura das árvores, bem como o solo da floresta, mais a batimetria de uma lagoa e as ondas do mar além. Crédito:NASA Earth Observatory / Joshua Stevens
Por exemplo, os fótons que retornam do oceano traçam ondas individuais. Em áreas litorâneas límpidas, a batimetria é visível, às vezes tão profundo quanto 80 pés (25 metros), o que pode ajudar na pesquisa, incluindo modelagem de ondas de tempestade, Disse Magruder.
E como ICESat-2 orbita sobre florestas, ele pode distinguir não apenas as copas das árvores, mas também as copas internas e o solo da floresta. Embora a equipe não tivesse certeza de quão limpo o terreno seria sob densas copas como as encontradas em florestas tropicais, os dados ficaram ainda melhores do que o esperado. Medindo a altura das árvores globalmente, a missão ICESat-2 será capaz de melhorar as estimativas de quanto carbono é armazenado nas florestas.
Verificando os números, preenchendo a lacuna
Enquanto a equipe científica do ICESat-2 estava analisando os primeiros conjuntos de dados, colegas da Operação IceBridge da NASA estavam coletando dados em aeronaves sobre a Antártica - voando sobre os mesmos caminhos em que o satélite orbitava.
Sobre vastas planícies de gelo ondulante, picos escarpados cutucando o manto de gelo, e linhas de fendas descendo geleiras, a campanha aerotransportada mediu a elevação da superfície com os altímetros a laser do Mapeador Topográfico Aerotransportado, espessura de neve e gelo com radares, e batimetria de sub-plataforma de gelo com gravímetro. Por uma década, IceBridge tem pesquisado a região, mas neste outono eles também estavam coletando dados para ajudar a verificar a precisão do ICESat-2.
Em três voos separados, IceBridge pesquisou o platô plano ao longo da linha de latitude 88 graus-sul, onde todas as órbitas ICESat-2 convergem. Outros voos rastreados através das geleiras, fluxos de gelo e montanhas ao longo de caminhos de satélites individuais - às vezes, assim que o satélite passava por cima. Para medir o gelo do mar, a equipe IceBridge voou brevemente a 500 pés para medir a velocidade do vento, calculou a distância que o gelo se moveu desde que o ICESat-2 o mediu, e então ajustou a trajetória de vôo para examinar o mesmo pedaço de gelo.
"Quase todos os voos têm faixas ICESat-2 incorporadas, "disse Joseph MacGregor, Cientista do projeto IceBridge na NASA Goddard. "Nós sobrevoamos geleiras que mudam rapidamente, o interior que muda mais devagar, e superfícies incomuns que são interessantes para ICESat-2. O objetivo principal do IceBridge é preencher a lacuna entre o ICESat e o ICESat-2, por isso é muito gratificante saber que estamos concluindo esse processo. "
O primeiro satélite ICESat operou entre 2003 e 2009, que é quando a IceBridge começou suas campanhas. O ICESat-2 foi lançado em 15 de setembro da Base Aérea de Vandenberg, na Califórnia. Seu instrumento a laser, chamado ATLAS (Advanced Topographic Laser Altimeter System), envia pulsos de luz para a Terra. Então, vezes, dentro de um bilionésimo de segundo, quanto tempo leva para os fótons individuais retornarem ao satélite. ATLAS disparou seu laser mais de 50 bilhões de vezes desde a primeira vez em 30 de setembro, e todas as métricas do instrumento mostram que ele está funcionando como deveria, Neumann disse.
Os gerentes da missão esperam divulgar os dados ao público no início de 2019.
