Χρησιμοποιώντας τη νέα τεχνολογία, οι επιστήμονες μπορούν να μελετήσουν τον τρόπο με τον οποίο οι παρασιτώσεις από έντομα όπως ο δυτικός ερυθρομυελίτιδας παίζουν ρόλο στην αλλαγή του κλίματος. Φωτογραφία από τον Paul Williams
Έχει καταστεί ένας καταστρεπτικός κύκλος στις δυτικές ΗΠΑ: Οι θερμότερες θερμοκρασίες και οι συνθήκες ξηρασίας παρατείνουν τον κύκλο ζωής των σκαθάρια των πεύκων, επιτρέποντάς τους να καταλήξουν σε πεύκα, ερυθρελάτες και έλατα που καλύπτουν τα βουνά. Τα δέντρα γίνονται ερυθροκαστανά πριν πεθάνουν - ένα φαινόμενο που η υπηρεσία του Εθνικού Πάρκου θεωρεί «μια επιδημία που εκτείνεται από τον Καναδά στο Μεξικό». Υπάρχει ευρεία ανησυχία ότι η θνησιμότητα των δένδρων δημιουργεί μια εξαιρετική πηγή καυσίμων για τις πυρκαγιές.
Μέχρι πρόσφατα, οι επιστήμονες αφέθηκαν να ερευνήσουν τις ζημιές από το έδαφος, με ελάχιστη ικανότητα κατανόησης των αιτιών και των διαδικασιών. Αλλά τώρα η νέα τεχνολογία τους επιτρέπει να χρησιμοποιούν δορυφορικές εικόνες για τον εντοπισμό των πηγών μικρών γεγονότων που μεταβάλλουν τα οικοσυστήματα - μερικά από τα οποία, όπως για παράδειγμα οι εστίες σκαθάρια, σχετίζονται με τους παράγοντες της αλλαγής του κλίματος. Ένα πρόγραμμα ηλεκτρονικών υπολογιστών που ονομάζεται LandTrendr, το οποίο αναπτύχθηκε από τον καθηγητή γηπέδων και περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Boston Robert Kennedy, επιτρέπει στους επιστήμονες να συνδυάζουν τα δεδομένα που συλλέγουν στο έδαφος με δορυφορικές εικόνες από την Αμερικανική Γεωλογική Έρευνα (USGS) και τη NASA για καλύτερη κατανόηση των περιβαλλοντικών διαταραχών.
Από το 1972, η NASA και η USGS έχουν αναπτύξει δορυφόρους που ανοίγουν εξειδικευμένες ψηφιακές φωτογραφίες των τοπίων της Γης. Είναι σε θέση να καταγράψουν λεπτομέρειες που υπάρχουν σε μήκη κύματος αόρατα στο ανθρώπινο μάτι, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που είναι ελαφρώς μακρύτερες από το ορατό φως που ονομάζεται σχεδόν υπέρυθρο. Τα υγιή φυτά αντανακλούν την ενέργεια στο εγγύς υπέρυθρο, και με τη σάρωση των εικόνων, οι επιστήμονες μπορούν να ανιχνεύσουν διαταραχές στα τοπία της Γης.
Στο παρελθόν, αυτές οι εικόνες ήταν απαγορευτικά ακριβές, περιορίζοντας την πρόσβαση των επιστημόνων. «Θα δούμε μια εικόνα από το 2000 και μία από το 2005 και θα ρωτήσουμε:« Τι άλλαξε; »εξήγησε ο Κένεντι. "Εάν κοιτάζετε μόνο δύο εικόνες, είναι πολύ δύσκολο να παρακολουθείτε αργά εξελισσόμενες αλλαγές. Μπορείτε να πείτε ότι κάτι άλλαξε, αλλά δεν ξέρετε πόσο καιρό έχει ληφθεί. "
Όταν το USGS άρχισε να παρέχει αυτές τις εικόνες δωρεάν το 2008, ήταν ένα σημείο καμπής για τους επιστήμονες της Γης. Τώρα είχαν πρόσβαση σε χιλιάδες φωτογραφίες οποιασδήποτε γεωγραφικής περιοχής-εικόνων που χρησιμοποιεί το εργαλείο LandTrendr του Kennedy. "Με την εξέταση όλων των εικόνων, μπορείτε να παρακολουθήσετε ξεδιπλώσετε. Έχετε περισσότερη εμπιστοσύνη ότι βλέπετε πραγματικά τάσεις », είπε. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για την κατανόηση της κλιματικής αλλαγής και της αλλαγής της χρήσης γης, που είναι "όλα σχετικά με τη διαδικασία", σύμφωνα με τον Κένεντι.
Ο Κένεντι χρησιμοποιεί τεχνολογία LandTrendr για να εξετάσει την καθαρή ανταλλαγή άνθρακα των δασών. μεταξύ άλλων, το έργο του αναλύει την ποσότητα άνθρακα που χάθηκε στα δάση λόγω πυρκαγιάς, σαφών περικοπών, μερικών περικοπών και αστικοποίησης. Μελέτες της κλιματικής αλλαγής στην Αρκτική και στις μεταβατικές ζώνες μεταξύ οικοσυστημάτων χρησιμοποιούν επίσης το LandTrendr. Αλλά στον Βορειοδυτικό Ειρηνικό, ο Garrett Meigs, υποψήφιος Διδάκτορας Δασκάλων στο Πανεπιστήμιο του Όρεγκον, χρησιμοποιεί το LandTrendr για να μελετήσει τη διασταύρωση πυρκαγιών και εντόμων.
Συγκεκριμένα, ο Meigs εξετάζει τις μεγάλες πυρκαγιές που έχουν καταστρέψει την Ουάσινγκτον και το Όρεγκον από το 1985 και πως οι εστίες του σκαθάριου πεύκου και του δυτικού ερυθρελάτου επηρεάζουν την επακόλουθη πυρκαγιά. "Όταν υπάρχει ξηρασία, άγχος, υψηλότερη ευαισθησία στην προσβολή, μπορούμε να δούμε την αποδάσωση του δάσους", είπε.
Ο αλγόριθμος LandTrendr ενσωματώνει δορυφορικές εικόνες των περιοχών που πλήττονται από πυρκαγιές και σφάλματα με τα πεδία και τα ιστορικά δεδομένα της Meigs από την αμερικανική δασική υπηρεσία, η οποία έχει χρησιμοποιήσει από καιρό αεροπλάνα για την επιθεώρηση προσβολών από έντομα. "Υπήρχαν πράγματα που δεν μπορούσαμε να εντοπίσουμε ή να δούμε πριν, αλλά τώρα είμαστε σε θέση να", είπε ο Meigs.
Ακολουθεί ένα βίντεο που απεικονίζει μια απεικόνιση LandTrendr του βορειοδυτικού Ειρηνικού. Kennedy εξηγεί πώς λειτουργεί: Τα σταθερά αειθαλή δάση αντιπροσωπεύονται από τις μπλε περιοχές? όταν ξέσπασε μια προσβολή από βουνό πεύκο, στην περίπτωση αυτή στην περιοχή των Τριών Αδελφών του Όρεγκον, η απεικόνιση ανάβει με κόκκινο χρώμα. Και όταν ένας αργά μεταβαλλόμενος δυτικός ερυθρελάτης μετακινείται σε μια περιοχή - εκεί, οι νότιοι πρόποδες του Όρους Hood - μορφοποιείται κίτρινο.
Μπορεί το LandTrendr να βοηθήσει στην πρόβλεψη της αλλαγής του κλίματος; Πιθανώς. "Δεν μπορούμε να δούμε το μέλλον, μπορούμε μόνο να τεκμηριώσουμε με τους δορυφόρους τι συνέβη. Αλλά ολόκληρο το παιχνίδι με την επιστήμη είναι να αναπτύξουμε κατανοήσεις που επιτρέπουν την πρόβλεψη ", λέει ο Kennedy. "Ελπίζω ότι με τη δημιουργία αυτών των χαρτών και την καταγραφή αυτών των διαδικασιών με τρόπους που δεν μπορούσαμε να τις δούμε πριν, μπορούμε να δοκιμάσουμε υποθέσεις", τεκμηριώντας πού, πότε και αν προέκυψαν τα αποτελέσματα, είπε.
Ενώ η μελέτη του Meigs σχετικά με τα έντομα και την πυρκαγιά είναι σε μεγάλο βαθμό αναδρομική, έχει τη δυνατότητα να βοηθήσει σε μελλοντικές προσπάθειες πρόβλεψης. "Έχουμε μια βασική γραμμή για να μετρήσουμε τις μελλοντικές αλλαγές", λέει. "Βλέποντας τις συνθήκες που οδηγούν σε μεγάλες εστίες εντόμων ή πυρκαγιές, ίσως να είμαστε σε θέση να τις αναγνωρίσουμε καθώς θα προκύψουν στο μέλλον".
