A missão Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) da NASA divulgou seus primeiros dados disponíveis ao público em 21 de janeiro, 2020, dando aos pesquisadores acesso a medições de florestas em todo o mundo.

GEDI (pronuncia-se como o Jedi da fama de "Guerra nas Estrelas") examina as florestas da Terra a bordo da Estação Espacial Internacional, usando seus três lasers para construir mapas tridimensionais (3-D) detalhados da altura do dossel da floresta e da distribuição de galhos e folhas na floresta. Medindo com precisão as florestas em 3-D, Os dados do GEDI desempenham um papel importante na compreensão de quanta biomassa e florestas de carbono armazenam e quanto perdem quando perturbadas - informações vitais para compreender o ciclo de carbono da Terra e como ele está mudando. Os dados da missão também podem ser usados ​​para estudar os habitats de plantas e animais e a biodiversidade, e como isso pode mudar com o tempo.

O primeiro lançamento de dados contém as primeiras oito semanas de dados GEDI:Centenas de milhões de pontos de dados, cobrindo o globo entre o sul do Canadá e a ponta da América do Sul. Quando chega ao segundo aniversário, GEDI terá coletado cerca de 10 bilhões de observações de laser, representando o conjunto de dados de satélite global mais abrangente sobre a estrutura florestal já produzido.

"Os mapas de biomassa pan-tropical existentes usam dados de laser adquiridos há quase 15 anos e foram baseados em menos de 5 milhões de observações de laser no total, "disse Ralph Dubayah, Pesquisador principal do GEDI e professor de ciências geográficas na Universidade de Maryland. "GEDI coleta 6 milhões de observações de laser todos os dias. Então, nos trópicos, já coletamos cerca de duas ordens de magnitude a mais de dados do que antes.

O que torna o GEDI único é mais do que apenas seu número de medições, Contudo. O GEDI tem a capacidade de "ver" dentro da floresta melhor do que qualquer outro instrumento espacial. Ele usa detecção e alcance de luz (LIDAR), que reflete pulsos rápidos de laser em objetos para detectar sua localização e forma 3-D, a forma como o radar detecta as formas refletindo nas ondas de rádio.

"As medições sobre a vegetação são desafiadoras, "disse Bryan Blair, Pesquisador principal adjunto e cientista de instrumentos do GEDI. "Para fazer essas medições de altura precisas, usamos uma técnica chamada forma de onda LIDAR que mapeia a estrutura 3-D das florestas. Para fazer isso com precisão, precisamos penetrar pelo dossel e ver um sinal de solo às vezes muito fraco. Temos usado essa medição em aeronaves por mais de 25 anos, mas quando você implementa isso no espaço, você tem que ser muito eficiente com recursos como massa e potência e não pode tornar o sensor muito complexo ou caro. "

LIDAR de GEDI, Blair disse, usa várias tecnologias exclusivas, incluindo peso leve, lasers com baixo consumo de energia e ótica inovadora que dividem e fazem a varredura dos lasers em vários feixes, aumentando a cobertura sem adicionar peso. O instrumento também pode girar para apontar para trilhas específicas no solo, permitindo que o GEDI obtenha amostras o máximo possível da floresta.

A visão de GEDI de uma floresta aparece como uma coleção de formas de onda que mostram as copas das árvores, o chão, e as filiais, folhas e espaço aberto no meio. Coloque junto, coleções de formas de onda começam a mostrar a estrutura da floresta - não apenas verticalmente, mas também horizontalmente. Isso permite que os cientistas calculem a quantidade de biomassa e carbono contida em uma determinada área de floresta.

Os dados sobre a estrutura vertical das florestas são uma peça chave que faltava para os estudos de biomassa e biodiversidade, Dubayah disse. Com um mapa global da massa contida nos troncos das árvores da floresta, ramos e folhas, os pesquisadores podem estimar a quantidade de carbono que as diferentes áreas florestais contêm e como isso muda ao longo do tempo. Ao combinar os dados GEDI com outras fontes de dados de satélite, é possível estimar como a biomassa florestal mudou no passado e como pode mudar no futuro.

"A quantidade de carbono retido na superfície da terra pelas árvores, e como ele mudou ao longo do tempo por meio de distúrbios e subsequente novo crescimento, é o aspecto menos compreendido do ciclo global do carbono, "Dubayah disse." Até que saibamos quanto carbono existe atualmente nas florestas da Terra, e como isso mudou nos últimos 20-30 anos, teremos dificuldade em prever quanto mais florestas de carbono continuarão a absorver no futuro, e que papel eles desempenharão para ajudar a mitigar ou acelerar as concentrações de dióxido de carbono na atmosfera. "

Os pesquisadores também poderão levar seus mapas um passo adiante e modelar a biodiversidade ao redor do mundo e ao longo do tempo, ele adicionou. A GEDI tem parceria com organizações públicas e privadas dedicadas à pesquisa e proteção da vida selvagem em todo o mundo.

"Por ter dados de estrutura vertical em todos os lugares, podemos detectar relações entre essa estrutura e a diversidade e abundância de espécies, e qualidade do habitat, "disse ele." Isso também deve nos permitir identificar pontos críticos biológicos e de conservação. "

A equipe continuará a calibrar os dados com os dados LIDAR aerotransportados e a tornar os algoritmos do GEDI mais precisos, em muitos casos, com a ajuda de pesquisadores de todo o mundo usando os dados, a equipe disse.

"É tudo muito emocionante!" disse Michelle Hofton, um co-investigador do GEDI e professor pesquisador da Universidade de Maryland. “É a capacidade de olhar globalmente para a estrutura da floresta de uma forma precisa que nos permite ver uma variedade de condições do dossel da floresta. E muitas vezes é em lugares onde não fomos capazes de ir com instrumentos aerotransportados. Agora podemos ver diferentes partes dessas áreas a cada 90 minutos. É fantástico! "

GEDI é financiado pelo programa Earth Ventures da NASA, que seleciona competitivamente missões de baixo custo para abordar uma variedade de tópicos de ciências da Terra. GEDI foi selecionado como missão com custo limitado por $ 94,6 milhões, e conseguiu não apenas ficar dentro do orçamento, mas até mesmo lançar mais cedo.

"Estou tão impressionado que fomos capazes de lançar a missão com um custo tão baixo, seis meses antes do previsto, e agora tem quase um ano de operação quase perfeita, "Dubayah disse." Para mim, isso é uma conquista incrível e reflete a excelência de nossos parceiros de engenharia Goddard da NASA e de toda a equipe de ciência GEDI. "