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    La NASA teste la capacité d'observation sur les récifs coralliens d'Hawaï

    La NASA a réussi un double jeu scientifique à Hawaï cet hiver, utilisant les mêmes instruments et avions pour étudier à la fois les volcans et les récifs coralliens. En plus d'aider les scientifiques à mieux comprendre ces deux environnements uniques, les données seront utilisées pour évaluer la possibilité de préparer un futur satellite potentiel de la NASA qui surveillerait les changements de l'écosystème et les risques naturels.

    Les avantages d'étudier les volcans actifs depuis les airs plutôt que depuis le sol sont évidents. Les récifs coralliens peuvent ne pas offrir les mêmes risques dans une rencontre rapprochée que les volcans, mais il y a une autre bonne raison de les étudier par télédétection :ils sont disséminés sur des milliers de kilomètres carrés du globe. Il n'est tout simplement pas possible d'arpenter une zone aussi vaste à partir d'un bateau. La NASA surveille donc les récifs coralliens par satellite et par avion depuis plusieurs décennies. Les récents efforts aéroportés ont utilisé des capteurs qui offrent une meilleure résolution spatiale et spectrale que celle actuellement disponible à partir des systèmes satellitaires de la NASA.

    « Les récifs sont menacés par le blanchissement en raison de la hausse des températures de surface de la mer ainsi que, dans une certaine mesure, en augmentant l'acidification des eaux océaniques, " a déclaré Woody Turner du siège de la NASA à Washington, le scientifique du programme pour la récente étude d'Hawaï. "En plus de ça, puisqu'il s'agit d'écosystèmes côtiers, ils sont également soumis aux sédiments et autres effluents qui s'écoulent au large. Nous avons un besoin urgent de comprendre maintenant comment les récifs évoluent. »

    Obtenez une vue à 360 degrés de l'atterrissage de l'ER-2 sur Oahu lors de la mission HyspIRI Hawaii. Crédit :NASA

    Au cours des quatre dernières années, La NASA a effectué une série de vols de recherche au-dessus de la Californie, transportant des prototypes d'instruments aéroportés en vue d'une éventuelle future mission satellitaire appelée Hyperspectral Infrared Imager (HyspIRI), maintenant dans la phase de conception. Le Golden State possède de nombreux paysages variés pour tester les capacités d'observation des instruments, mais pas les récifs coralliens ou les volcans en éruption. La campagne de terrain HyspIRI Hawaii de cet hiver a comblé cette lacune.

    Pour obtenir la prochaine meilleure chose du point de vue d'un satellite, HyspIRI Hawaii a utilisé un avion ER-2 à haute altitude du centre de recherche en vol Armstrong de la NASA, Palmdale, Californie. Au cours de l'étude, l'avion était basé à la base du Corps des Marines d'Hawaï, sur l'île d'Oahu. Volant à environ 60 ans, 000 pieds (18, 000 mètres) et donc au-dessus de la majeure partie de l'atmosphère terrestre, l'ER-2 transportait le spectromètre d'imagerie visible et infrarouge aéroporté (AVIRIS), développé par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie, et le simulateur aéroporté MODIS-ASTER (MASTER), développé par le centre de recherche Ames de la NASA, Champ de Moffett, Californie. AVIRIS est un spectromètre imageur qui observe l'intégralité du spectre réfléchi de la lumière dans les longueurs d'onde visibles et infrarouges à ondes courtes. MASTER dispose de plusieurs canaux d'observation dans les longueurs d'onde infrarouges thermiques. Ensemble, AVIRIS et MASTER fournissent la même combinaison de bandes spectrales prévue pour la future mission HyspIRI et des données puissantes pour la recherche actuelle sur les récifs coralliens.

    Six projets liés aux récifs coralliens avec des objectifs divers utilisent des images collectées par AVIRIS et MASTER autour de l'archipel hawaïen de janvier à début mars.

    • Sous la direction du chercheur principal Steven Ackleson (U.S. Naval Research Laboratory, Washington), une équipe a étudié comment les récifs coralliens et la qualité de l'eau varient, dans l'espace et dans le temps, sur l'immense distance qu'englobent les îles hawaïennes et le 1, 200 milles de long (2, 000 kilomètres de long) Papahanaumokuakea Marine National Monument au nord des îles principales. L'équipe d'Ackleson a utilisé les instruments aéroportés et les observations dans l'eau pour collecter des données sur l'état des récifs et la qualité de l'eau et les a comparées aux données collectées de 2010 à 2014 avec un autre imageur hyperspectral.
    • Pour étudier les réponses des récifs au stress, Kyle Cavanaugh (UCLA) a mené une étude sur la composition des récifs peu profonds (corail, algues et sable) et l'étendue de leur blanchissement. L'équipe espère découvrir les limites pratiques de l'instrument HyspIRI proposé en observant ces caractéristiques. Comme les projets d'Ackleson et de la plupart des autres enquêteurs, cette étude combinait des images aériennes et des mesures océaniques.
    • Heidi Dierssen (Université du Connecticut) a utilisé des spectromètres dans l'eau en conjonction avec les produits aéroportés de spectromètre d'imagerie AVIRIS pour examiner les différences de pigments entre les algues photosynthétiques des coraux, connu sous le nom de zooxanthelles. L'un des objectifs est de déterminer dans quelle mesure les différences de pigments, qui se rapportent à différents types d'algues présentant des caractéristiques biologiques et des réponses différentes aux changements environnementaux, peuvent être détectées à partir d'une plate-forme aéroportée et, finalement, de l'espace.
    • Pour déterminer comment les changements dans l'environnement d'un récif - nébulosité, la température de l'eau, trouble de l'eau - peut affecter la santé des coraux, et comment ces facteurs environnementaux eux-mêmes pourraient être influencés par l'évolution de l'utilisation des terres sur les îles, Paul Haverkamp (soutenu par Cramer Fish Sciences, Ouest de Sacramento, Californie) comparera les données AVIRIS de cette année avec les observations des campagnes AVIRIS effectuées entre 2000 et 2007. L'étude se concentre sur les récifs de la baie de Kaneohe, Oahu, et la baie de Kealakekua, Hawaii.
    • Eric Hochberg (Institut des sciences océaniques des Bermudes) et son équipe compareront les mesures AVIRIS de cette année avec les données AVIRIS de 2000 pour étudier comment les stress humains et climatiques peuvent affecter les récifs autour des îles. Ils quantifieront la composition des récifs et la productivité primaire et les corréleront avec les conditions océanographiques, l'utilisation des terres et l'occupation des sols sur les îles, et les menaces humaines locales pour étudier comment l'état des récifs et leurs relations avec leur environnement ont pu changer au cours des 16 dernières années.
    • ZhongPing Lee de l'Université du Massachusetts, Boston, pris des mesures sur le terrain des récifs en même temps que les vols HyspIRI, utilisant un système spécial qui mesure avec précision le spectre de couleurs dans l'eau de mer, qui fournit des informations importantes sur ce qu'il y a dans l'eau. Lee et son équipe ont mesuré la forme du fond marin, les propriétés optiques de l'eau, et d'autres caractéristiques à comparer avec les mêmes mesures effectuées par AVIRIS.



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