Autorizzato formalmente nel 2015, il satellite PACE rappresenta la continuazione di oltre due generazioni di lavoro iniziato da NASA nel 1978 con il lancio del satellite Nimbus-7, il primo mezzo spaziale costruito per osservare il fitoplancton negli oceani e studiarne il ruolo nell’ambiente. PACE, tuttavia, è una nave più intelligente e agile, che monitorerà il pianeta in due modi fondamentali.
Il primo riguarderà direttamente il fitoplancton, che è importante per scienziati governativi, industriali e ambientali per diversi motivi. Questi “tappeti viventi” possono talvolta essere benefici, assorbendo carbonio dall’atmosfera e fissandolo alla base della catena alimentare. Tuttavia, le tossine prodotte dalle alghe possono anche uccidere pesci e altre forme di vita acquatica e, negli esseri umani, possono portare a diarrea, paralisi, vertigini e perdita di memoria, oltre a funzioni epatiche anomale, vomito e intorpidimento.
“Abbiamo bisogno di occhi nel cielo su questo perché il fitoplancton cresce molto rapidamente, su una scala di ore a giorni”, afferma Jeremy Werdell, scienziato del progetto PACE. “Sono anche in un fluido che ruota e tridimensionale, quindi se non li vedi oggi, c’è la possibilità che saranno lì domani.”
Oltre a scandagliare il fitoplancton, PACE si occuperà di un secondo fattore ambientale interconnesso, che può influenzare il cambiamento climatico: gli aerosol atmosferici. Queste nuvole fluttuanti di fumo di incendi, polvere del deserto, cenere vulcanica, foschia industriale urbana e persino sale marino evaporato con l’acqua oceanica e trasportato nei cieli, creano una sorta di ombra galleggiante. A seconda del loro colore, composizione e dimensione delle particelle, possono assorbire energia solare in arrivo, esacerbando il riscaldamento globale, o rifletterla nello spazio, abbassando la temperatura.
PACE, che verrà lanciato a bordo di un razzo SpaceX Falcon 9, è un satellite relativamente piccolo, pesante 1.700 kg e alto 1,5 m. NASA ha potuto mantenere PACE compatto perché il satellite trasporta solo due strumenti scientifici: uno strumento per il colore dell’oceano (OCI) e un polarimetro multi-angolo.
L’OCI è progettato per misurare il colore dell’acqua oceanica, facendo distinzioni sottili tra varie lunghezze d’onda dello spettro per determinare la composizione chimica di diverse regioni e, di conseguenza, i tipi di organismi che le abitano, in particolare vari tipi di fitoplancton. Diverse specie di alghe presentano diverse tonalità, tipicamente verdi o blu, ma anche, più pericolosamente, rosse. Queste ultime sono in grado di produrre cosiddette “maree rosse”, che rilasciano tossine molto persistenti che si muovono lungo la catena alimentare.
Raccogliendo questi dati, gli scienziati potranno comprendere come le emissioni vengono intrappolate o rilasciate dagli oceani. Alcuni fitoplancton assorbono più carbonio di altri, riducendone la capacità di contribuire al riscaldamento globale; alcuni sono più grandi e quindi affondano più velocemente e più in profondità, sequestrando il carbonio che raccolgono più in basso nella colonna d’acqua. Il fitoplancton rilascia anche gas nell’aria, fornendo micro-gocce d’acqua atmosferica attorno alle quali nucleare, portando infine alla formazione di nuvole che, a loro volta, riflettono via la luce solare che riscalda il pianeta. “Gli organismi sono pezzi davvero importanti del puzzle”, dice Werdell. L’obiettivo a lungo termine è imparare di più sul ciclo di scambio gas-nuvole tra oceano e atmosfera e comprendere meglio come esso modifichi il nostro clima.
