NASA: MISSIONE GEDI

di Michela Viola

La Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) è una missione della Nasa iniziata nel 2018, il cui obiettivo è quello di mappare il pianeta monitorando variazioni nei vari habitat naturali (come deforestazione, variazione del ciclo dell’acqua o del carbonio), mutazioni riconducibili all’attività incontrollata dell’uomo che compromette il delicato equilibrio degli ecosistemi terrestri. Nello specifico, la missione GEDI si ripropone di quantificare la distribuzione della biomassa globale delle foreste, oltre a fornire preziose stime sulla quantità di carbonio che questa è in grado di assorbire.

Come funziona GEDI?

GEDI è formato da un sistema di tre laser installati sulla Stazione Spaziale Internazionale nel 2018, per una missione che durerà fino a gennaio 2023; ciascun laser si accende 242 volte al secondo, in grado di illuminare, e quindi mappare, una porzione di circa 25 metri della superficie da ricostruire poi in 3D (fonte: ww.gedi.umd.edu). Questi laser fanno parte di un sistema di tecnologie di telerilevamento che utilizzano gli impulsi di luce laser per misurazioni di oggetti tridimensionali. In aggiunta a questo, un sistema GPS integrato nella strumentazione permette agli scienziati della NASA di sapere la posizione esatta di GEDI, sia all’interno della propria orbita sia rispetto alla Terra. Quando GEDI si trova al di sopra di una foresta, la tecnologia di cui è composto permette di ricostruirne la struttura, questo sia in verticale che in orizzontale. Ciò permette agli scienziati di calcolare sia la quantità di biomassa di una determinata porzione di foresta, sia la quantità di carbonio che è essa in grado di catturare.

GEDI: gli obiettivi

GEDI è in grado di effettuare osservazioni in alta risoluzione della Terra, elaborando poi un modello 3D della sua superficie. Le misurazioni in questione riguardano soprattutto l’altezza delle foreste e l’estensione in altezza della chioma di una determinata foresta. I dati raccolti sono fondamentali per poter acquisire importanti informazioni sia sulla biomassa che sulla biodiversità delle foreste. Per quanto riguarda la biomassa, basando i propri studi su una mappatura globale della massa della pianta (presente in tronchi, rami e foglie), i ricercatori sono in grado di stimare la quantità di carbonio presente in una determinata porzione di foresta. Combinando poi le informazioni raccolte con altri dati satellitari, è possibile ipotizzare come si presentasse la biomassa forestale in passato, e come potrebbe essere in futuro. La metà circa della biomassa vegetale è costituita da carbonio: questo permetterà agli scienziati di poter effettuare una stima

della concentrazione totale di CO2 che la flora terrestre è in grado di immagazzinare; questi dati sono di fondamentale importanza, considerando quanto la concentrazione in atmosfera di anidride carbonica possa essere considerata come principale protagonista del cambiamento climatico.

La missione GEDI è poi funzionale anche a un altro importante obiettivo, legato alla tutela della biodiversità. Un’altra funzione essenziale svolta dalla vegetazione è infatti quella di offrire dimora ad altri organismi viventi; grazie quindi alle informazioni raccolte sulla struttura delle foreste, è possibile stimare anche la qualità di un determinato habitat, contribuendo in questo modo alla tutela e alla conservazione della biodiversità.

Grazie ai dati raccolti, è possibile definire con precisione anche processi complessi, come il ciclo dell’acqua o del carbonio, ma anche acquisire importanti informazioni sugli effetti della deforestazione.

Le domande di ricerca

Il sistema GEDI vuole dare risposta, mediante la raccolta di dati sulla struttura forestale, a tre domande fondamentali:

• Qual è la quantità di carbonio che le foreste sono in grado di assorbire? • In che modo la superficie terrestre attenuerà le concentrazioni di CO2 nell’atmosfera in futuro? • In che modo la struttura delle foreste influisce sulla qualità dell’habitat e sulla biodiversità?

La risposta alla prima domanda si basa sull’assunto che le foreste assorbono CO2 dall’atmosfera; il carbonio viene poi utilizzato dalle piante per la propria crescita, e quindi immagazzinato sotto forma di biomassa (si pensi che circa il 50% della biomassa di un albero è costituito da carbonio). A causa però di deforestazione e incedi, le piante rilasciano nell’aria il carbonio immagazzinato, e questo rappresenta la seconda fonte di CO2 nell’atmosfera (dopo le emissioni causate dai combustibili fossili). I dati GEDI mirano a incrementare le nostre conoscenze in merito agli impatti del rilascio di carbonio causato dalla distruzione delle foreste, ma anche a rilevare quello immagazzinato poi grazie alla loro ricrescita, questo quantificando l’attuale biomassa delle foreste presenti sulla Terra. Per quanto riguarda invece il secondo punto, è stato dimostrato che le foreste giovani, in fase di crescita, assorbono più carbonio rispetto a quelle mature. GEDI mira quindi a stimare gli impatti di deforestazione e rimboschimento sulla concentrazione di CO2 nell’aria nel tempo. Grazie al rilevamento di dati accurati riguardo allo stato attuale della biomassa delle foreste, è possibile poi cercare di acquisire importanti informazioni circa il processo di assorbimento del carbonio, che permettano di valutare le migliori strategie di conservazione e sviluppo da attuare per la salvaguardia del pianeta.

Il terzo interrogativo, infine, parte dalla consapevolezza di quanto deforestazione e quindi riduzione degli habitat naturali, sia una delle cause principali di estinzione delle specie; le previsioni ci dicono che questo triste fenomeno tenderà ad aumentare nel corso di questo secolo, a meno che non vengano attuate importanti politiche di tutela e conservazione. Grazie alla tecnologia GEDI, è possibile ottenere importanti informazioni circa la struttura delle chiome delle foreste, il che è di fondamentale importanza per poter comprendere lo stato della loro biodiversità. Per esempio, è stato dimostrato che la presenza di molte specie di uccelli in una determinata area forestale, dipende dalla sua disposizione verticale dei rami e delle foglie. GEDI ci permette quindi di ottenere una mappatura dei vari habitat, che possa costituire una base su cui strutturare poi modelli predittivi di biodiversità, che ci aiutino a comprendere gli impatti dei cambiamenti climatici sulla qualità degli ecosistemi e sulla relativa abbondanza di specie che li abitano.

Grazie a questa tecnologia è possibile acquisire importanti dati su come la biomassa delle foreste è distribuita, in modo da poter attuare politiche per la loro tutela, ma anche di sviluppo sostenibile.

La mappa mostra l’altezza delle foreste della Terra, dai cespugli agli alberi alti più di 50 metri