O NISAR utilizará o radar para estudar mudanças nos ecossistemas em todo o mundo, como esta floresta no Parque Nacional Tikal, no norte da Guatemala, para compreender como estas áreas são afetadas pelas alterações climáticas e pela atividade humana, e o papel que desempenham no ciclo global do carbono. Crédito: USAID
O NISAR ajudará os investigadores a explorar como as mudanças nos ecossistemas florestais e pantanosos da Terra estão a afectar o ciclo global do carbono e a influenciar as alterações climáticas.
Assim que for lançada, no início de 2024, a missão do satélite radar NISAR oferecerá informações detalhadas sobre dois tipos de ecossistemas – florestas e zonas húmidas – vitais para regular naturalmente os gases com efeito de estufa na atmosfera que estão a impulsionar as alterações climáticas globais.
O NASA-ISRO SAR Mission (NISAR) é uma missão conjunta da NASA e ISRO (Organização Indiana de Pesquisa Espacial) e, quando em órbita, seus sofisticados sistemas de radar irão varrer quase todas as superfícies terrestres e geladas da Terra duas vezes a cada 12 dias. Os dados recolhidos ajudarão os investigadores a compreender duas funções principais de ambos os tipos de ecossistemas: a captura e a libertação de carbono.
Retratado neste conceito artístico, NISAR, abreviação de NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar, marca a primeira vez que as agências espaciais dos EUA e da Índia cooperaram no desenvolvimento de hardware para uma missão de observação da Terra. Seus dois sistemas de radar monitorarão as mudanças em quase todas as superfícies terrestres e geladas da Terra duas vezes a cada 12 dias. Crédito: NASA/JPL-Caltech
As florestas retêm carbono na madeira das suas árvores; as zonas húmidas armazenam-no nas suas camadas de solo orgânico. A interrupção de qualquer um dos sistemas, seja gradual ou repentina, pode acelerar a libertação de dióxido de carbono e metano na atmosfera. Acompanhar estas mudanças na cobertura do solo à escala global ajudará os investigadores a estudar os impactos no ciclo do carbono – os processos pelos quais o carbono se move entre a atmosfera, a terra, o oceano e os seres vivos.
“A tecnologia de radar do NISAR nos permitirá obter uma perspectiva abrangente do planeta no espaço e no tempo”, disse Paul Rosen, cientista do projeto NISAR no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. “Isso pode nos dar uma visão realmente confiável de como exatamente a terra e o gelo da Terra estão mudando.”
Rastreando o Desmatamento
A silvicultura e outras alterações no uso do solo são responsáveis por cerca de 11% das emissões líquidas de gases com efeito de estufa causadas pelo homem. Os dados do NISAR irão melhorar a nossa compreensão de como a perda de florestas em todo o mundo influencia o ciclo do carbono e contribui para o aquecimento global.
“Globalmente, não compreendemos bem as fontes e sumidouros de carbono dos ecossistemas terrestres, especialmente das florestas”, disse Anup Das, cientista de ecossistemas e co-líder da equipa científica ISRO NISAR. “Portanto, esperamos que o NISAR ajude muito a resolver isso, especialmente em florestas menos densas, que são mais vulneráveis ao desmatamento e à degradação.”
O NISAR irá monitorizar as inundações de zonas húmidas para estudar como estes ecossistemas ricos em carbono estão a reagir às alterações climáticas. Ele irá gerar imagens como esta a partir de um radar aéreo que sobrevoou o Peru em 2013. Preto indica água, cinza é floresta tropical, verde é vegetação rasteira e vermelho e rosa são plantas inundadas. Crédito: NASA/JPL-Caltech
O sinal do radar de banda L do NISAR penetrará nas folhas e galhos das copas das florestas, ricocheteando nos troncos das árvores e no solo abaixo. Ao analisar o sinal refletido, os pesquisadores poderão estimar a densidade da cobertura florestal em uma área tão pequena quanto um campo de futebol. Com sucessivas passagens orbitais, será capaz de rastrear se uma seção de floresta foi desbastada ou desmatada ao longo do tempo. Os dados – que serão recolhidos de manhã cedo e à noite e em qualquer clima – também poderão oferecer pistas sobre o que causou a mudança, como doenças, atividade humana ou incêndio.
É um conjunto importante de capacidades para estudar florestas tropicais vastas, muitas vezes cobertas de nuvens, como as das bacias do Congo e da Amazónia, que perdem milhões de hectares arborizados todos os anos. O fogo libera carbono diretamente no ar, enquanto a deterioração das florestas reduz a absorção do dióxido de carbono atmosférico.
Os dados também poderiam ajudar a melhorar a contabilização do desmatamento e da degradação florestal – bem como do crescimento florestal – à medida que os países que dependem da exploração madeireira tentam mudar para práticas mais sustentáveis, disse Josef Kellndorfer, membro da equipe científica do NISAR e fundador do Earth Big Data. LLC, fornecedora de grandes conjuntos de dados e ferramentas analíticas para pesquisa e suporte a decisões. “A redução da desflorestação e da degradação é um fruto fácil de alcançar para resolver uma parte substancial do problema global das emissões de carbono”, acrescentou.
Para mostrar o tipo de imagens que o NISAR produzirá, os pesquisadores apontaram para este composto que usa dados de duas missões SAR japonesas de banda L para revelar mudanças na cobertura da terra na bacia do rio Xingu, no Brasil, entre 1996 e 2007. Preto mostra áreas florestais convertidas em terras agrícolas antes 1996, e o vermelho mostra áreas adicionais desmatadas até 2007. Crédito: Woodwell Climate Research Center/Earth Big Data LLC. Dados cortesia de METI e JAXA
Monitoramento de Inundações em Zonas Húmidas
As zonas húmidas apresentam outro enigma do carbono: pântanos, turfeiras, turfeiras, florestas inundadas, pântanos e outras zonas húmidas retêm 20 a 30% do carbono do solo da Terra, apesar de constituírem apenas 5 a 8% da superfície terrestre.
Quando as zonas húmidas inundam, as bactérias começam a digerir a matéria orgânica (principalmente plantas mortas) do solo. Através deste processo natural, as zonas húmidas são a maior fonte natural do planeta do potente gás com efeito de estufa metano, que borbulha na superfície da água e viaja para a atmosfera. Entretanto, quando as zonas húmidas secam, o carbono que armazenam é exposto ao oxigénio, libertando dióxido de carbono.
“São enormes reservatórios de carbono que podem ser libertados num período de tempo relativamente curto”, disse Erika Podest, membro da equipa científica do NISAR e investigadora do ciclo do carbono e dos ecossistemas do JPL.
Menos compreendido é o modo como as mudanças nos padrões de temperatura e precipitação devido às alterações climáticas – juntamente com as actividades humanas, como o desenvolvimento e a agricultura – estão a afectar a extensão, a frequência e a duração das inundações nas zonas húmidas. O NISAR será capaz de monitorizar as inundações e, com passagens repetidas, os investigadores serão capazes de acompanhar as variações sazonais e anuais nas inundações das zonas húmidas, bem como as tendências a longo prazo.
Ao combinar as observações das zonas húmidas do NISAR com dados separados sobre a libertação de gases com efeito de estufa, os investigadores devem obter conhecimentos que informem a gestão dos ecossistemas das zonas húmidas, disse Bruce Chapman, membro da equipa científica do NISAR e investigador das zonas húmidas do JPL. “Temos que ter cuidado para reduzir o nosso impacto nas zonas húmidas para não piorarmos a situação climática”, acrescentou.
O NISAR está previsto para ser lançado no início de 2024 no sul da Índia. Além de rastrear as mudanças nos ecossistemas, irá recolher informações sobre o movimento da terra, ajudando os investigadores a compreender a dinâmica dos terramotos, erupções vulcânicas, deslizamentos de terra e subsidência e elevação (quando a superfície afunda e sobe). Ele também rastreará os movimentos e o derretimento das geleiras e do gelo marinho.
Missão NISAR
O NISAR é uma colaboração igual entre a NASA e a ISRO e marca a primeira vez que as duas agências cooperam no desenvolvimento de hardware para uma missão de observação da Terra. O JPL, que é gerenciado pela NASA pela Caltech em Pasadena, lidera o componente norte-americano do projeto e está fornecendo o SAR de banda L da missão. A NASA também está fornecendo a antena refletora de radar, a lança implantável, um subsistema de comunicação de alta taxa para dados científicos, GPS receptores, um gravador de estado sólido e um subsistema de dados de carga útil. O Centro de Satélites UR Rao da ISRO em Bengaluru, que lidera o componente ISRO da missão, está fornecendo o ônibus da espaçonave, a eletrônica SAR de banda S, o veículo de lançamento e serviços de lançamento associados e operações de missão de satélite.
