Mjedis

Sa pemë ka në Tokë? Misioni për të matur biomasën e planetit

Ngazëllimi në sallë, mëngjesin e 5 dhjetorit të vitit të kaluar, ishte i dukshëm. Një ditë më herët, lëshimi i Falcon 9, nga SpaceX, për të furnizuar Stacionin Hapësinor Ndërkombëtar, ishte vonuar me 24 orë. Kjo solli edhe zbulimin e ushqimit të mykur në bord – jo për ekuipazhin e ISS, por për ushqyerjen e ca minjve që u ishin bashkuar. Menjëherë, një turmë qe mbledhur në Qendrën Hapësinore Kennedy në Florida për të caktuar edhe njëherë ngritjen në hapësirë. Të stacionuar bashkë, me minjtë dhe ushqimin e freskët, ishin edhe eksperimentet, si edhe një sistem me sensorë të largët të quajtur GEDI – e që shqiptohen si Jedi tek filmi “Star Wars”.

GEDI – Hetimi Global i Dinamikës së Ekosistemit – doli të ishte një ngarkesë veçanërisht e veçantë. Ai është një mision i NASA-s, i hartuar për të siguruar të parën pamje tredimensionale të pyjeve të botës. Për habi, megjithë arritjet tona në hapësirë, ende kemi vetëm një ide të vagullt sesa shumë materie të gjallë ka në Tokë. E dimë se pemët përbëjnë pjesën më të madhe, dimë edhe se pyllëzimi dhe shpyllëzimi kontribuojnë në përqendrimet e dyoksidit të karbonit atmosferik. Kështu, informacioni i paprecedentë që GEDI do të mbledhë mbi pemët do të jetë thelbësor për kuptimin e ndryshimit klimaterik.

Lëshimi i SpaceX ishte vetëm fillimi. GEDI është në pararojën e një vale të re sensorëve novatorë, që do të kenë liri hyrjeje në jetën bimore të botës dhe mënyrën si po ndryshon ajo – sa shumë karbon, për shembull, humbet në atmosferë kur pemët shkatërrohen si rezultat i ngjarjeve katastrofike si zjarret, uraganet apo prerja. Këta sy në qiell do të jenë të paçmuar, edhe në përpjekjet për të mbrojtur dhe rigjeneruar pyjet. Më në fund, po nisim të kemi një pamje holistike të planetit tonë të gjelbër dhe se ç’rrezikojmë të humbasim nëse nuk ndërmarrim veprim.

Pemët janë aleatët tanë kundër ndryshimit klimaterik – por nuk jemi të sigurt sesa të mëdhenj. Teknologjia e re e vendosur në hapësirë, po zbulon potencialin e tyre për herë të parë

Të kuptosh rrjedhjen e karbonit, mes materies së gjallë dhe atmosferës, është thelbësor nëse duam të ndalojmë ngrohjen globale, të shkaktuar nga dyoksidi i karbonit. Por gjurmimi i karbonit mund të ketë kleçka. E dimë se emetimet e CO2 nga industria, automjetet dhe të tjera burime hedhin 10 miliardë tonë karbon në atmosferë, çdo vit. Por jo e gjitha qëndron atje. “Afro gjysma e asaj që ne shtyjmë lart në atmosferë, zhduket në sistemet tokësore diku”, thotë Laura Duncanson nga Universiteti i Maryland, e cila është edhe anëtare e ekipit GEDI. “Se ku është dhe çfarë procesesh e qeverisin, është një mister i madh shkencor, që po përpiqemi ta zgjidhim”. Derisa ta bëjmë, nuk mundemi ta ushqejmë këtë lavaman të çmuar karboni.

Ajo çka dimë është se oqeanet përthithin afro 25 përqind të karbonit që emetojmë. Kur vjen puna tek llogaritja e pjesës tjetër të karbonit që zhduket nga ajri, pyjet janë të dyshuarit e parë. Megjithatë, mungesa jonë e dijes rreth tyre u bë e qartë vitin e shkuar, kur kërkuesit u përpoqën të peshonin masën totale të jetës në Tokë, për të parën herë. Duke përdorur matje nga qindra studime të mëparshme, ata përllogaritën se natyra përmban ekuivalenten e afro 550 miliardë tonë karboni. Bakteret priteshin të llogariteshin për pjesën më të madhe të kësaj dhe ishte surprizë e madhe të zbuloje se nuk ishte kështu. Bimët e tokës përbëjnë 80 përqind. Dhe pjesa më e madhe e kësaj biomase është tek pemët.

Triliarda pemë

Një përllogaritje e 2015-s e çonte numrin e pemëve në Tokë me 3.04 triliardë, përfshi 1.3 triliardë në pyjet tropikale dhe subtropikale, 0.66 triliardë në rajonet e buta dhe 0.74 miliardë në pyjet konifere boreale, që rrethojnë globin nën Arktik. Pavarësisht kësaj, dija jonë aktuale sesa karbon përmbahet në pyje është ende e varfër, sa përllogarit për pyjet e Amazonës gamën nga 60 në 93 miliardë ton, një diferencë që nuk është larg emisioneve të përvitshme të karbonit në të gjithë botën.

Mënyra më e saktë e matjes së karbonit në një pemë është ta presësh dhe ta peshosh; trungun, degët, rrënjët dhe gjithçka. Sigurisht, kjo do ta vriste pemën, kështu që ne bëjmë matje në terren të diametrit të pemëve e më pas përdorim dendësinë e njohur të drurëve të ndryshëm, për të përllogaritur biomasën totale. Kjo metodë merr shumë kohë dhe është e kushtueshme dhe në praktikë del se është thuajse e pamundur, veçanërisht në tropik ku pyjet janë të dendur dhe të vështirë për t’u përshkuar.


Skanimi i pyjeve nga ajri apo nga satelitët duket një zgjidhje e dukshme. Por, pjesa më e madhe e sensorëve që vëzhgojnë Tokën mund të fotografojnë vetëm nga majat e kurorave. GEDI është ndryshe. Përdor lidar, një metodë që çon mijëra pulsime laser drejt sipërfaqes së Tokës, që kërcejnë sërish drejt hapësirës pasi kanë goditur objekte të ngurta. Duke matur kohën që i duhet një pulsi të udhëtojë atje dhe të kthehet pas, distanca mund të përllogaritet. Kështu, rrezet e laserit që depërtojnë një pyll, në thellësi të ndryshme nga kurora drejt tokës, mund të përdoret për të ndërtuar një hartë tredimensionale të pyllit.

“Afro gjysma e karbonit që shtyjmë lart në atmosferë zhduket në sistemet e tokës, diku”

GEDI nuk është i pari sensor lidar në hapësirë, por është i ndryshëm. Ndërsa të tjerët janë të mirë në detyra si monitorimi i shtresave të akullit, GEDI është konceptuar për të dhënë pamjen më të plotë të mundshme të pyllit. “Kemi skicuar instrumentin, laserët e tij, detektorët dhe teknologji të tjera, për të çarë përmes pyjeve tropikalë” ,thotë Ralph Dubayah nga Universiteti i Maryland, i cili është krye investiguesi i GEDI-t. Lidari i GEDI-t përdor dritë të afërt infra të kuqe, që reflektohet tek gjethet, kështu kurora duket më e çelët sesa në spektrin e dukshëm.

E megjithatë, ka disa kufizime. Si fillim, për shkak se po udhëton me ISS, në misionin e saj dyvjeçar, do të sjellë shembull vetëm një fraksion të sipërfaqes së Tokës dhe nuk do të mbledhë të dhëna në veri, afro 52 gradë lartësi, e kështu do të humbasë pjesën më të madhe të pyllit boreal. Për më tepër, për shkak se lidari përdor dritë në pjesën e afërt infra të kuqe të spektrit, nuk mundet të depërtojë retë. Kështu GEDI nuk mund ta bëjë këtë i vetëm. Këtu hyjnë sistemet e tjerë që përdorin radarë. Sistemet radar çojnë rrezatim mikrovalë, që kalon përmes resë dhe shpërndahet kur godet një objekt të ngurtë. Sensori detekton këtë shmangie dhe mostrat që prodhon mund të analizohen për të formuar pamjen e peizazhit.

Mikrovalët shkojnë nga 1 milimetër në 1 metër në gjatësi dhe, gjatësia e valës që përdor një radar i veçantë dikton se ç’mund të shihet. Gjatësitë më të shkurtra të valëve pikasin objekte më të vogla. Më të gjatat, mund të depërtojnë kurorën e pyllit për t’u hedhur tek objekte më të mëdha më poshtë, si trungje pemësh dhe degë. Shumë e gjatë megjithatë dhe gjatësitë e valëve shpërndahen në jonosferën e Tokës – një shtresë në atmosferë që shtrihet nga afro 60 deri në 1 mijë kilometra e që përmban shumë jone dhe elektrone të lirë.

Ajo që duhet është një gjatësi vale “Goldilocks”, jo shumë e gjatë e as shumë e shkurtër. Ajo që është e duhura, 70 centimetra, njihet si P-band. Fatkeqësisht ajo gjatësi vale nuk mund të përdorej për shumë vite. Satelitët që mbajnë radarë P-band u ndaluan për shkak se mund të ndërhynin me operacionet me bazë në Tokë, të cilat përdorin të njëjtat gjatësi vale, si edhe sistemet e mbrojtjes ushtarake. Për shembull, misionet që përdorin satelitë vëzhgues gjermanë të Tokës, TanDEM-X, operojnë në gjatësi më të shkurtra vale, kështu që nuk janë edhe aq të ndjeshëm ndaj biomasës.

Radarët e zgjidhur

Megjithatë, në 2004-n, ndalimi i përdorimit të P-band në orbitë u hoq. Që prej asaj kohe, Shaun Quegan, nga Universiteti i Sheffield në Britani dhe kolegët e tij, kanë zhvilluar në sistem bazuar në gjatësinë Goldilocks të valës për të matur biomasën nga hapësira. Më 2013-n, Agjencia Europiane e Hapësirës më në fund e përzgjodhi këtë sistem – satelitin Biomass – për zbatim.

Është caktuar për t’u lëshuar më 2022-shin. Ky mision do të hartojë sistematikisht pyjet, ku informacioni nevojitet në mënyrë më urgjente, si edhe të gjithë pyjet tropikalë të botës dhe pjesën më të madhe të pyjeve subtropikale dhe boreale. Megjithatë, embargot e mbetura të mbrojtjes do ta pengojnë Biomass-ën të vëzhgojë 22 përqind të pyjeve borealë të Tokës, që janë në Kanada dhe Alaskë.

Marrëveshja e Klimës, në Paris më 2015-n, përfshinte një program të quajtur REDD+, i hartuar për të ndihmuar vendet më të varfra që t’i ruajnë të paprekur pyjet e tyre


Gjatë fazës fillestare 14 mujore të misionit të tij pesëvjeçar, sensori do të operojë në një mënyrë tomografike. Si një skaner CAT që fotografon trupin njerëzor në copëza shumëfishe, Biomass do të ndërtojë pamje tredimensionale të pyllit. Për shkak se përdor një sistem imazherik me gjatësi vale të gjatë, në vend të sistemit diskret të shablloneve të GEDI-t, do të krijojë një pamje të ndryshme: një hartë e vazhdueshme e pjesëve drunorë të strukturës së pyllit që përndryshe do të ishin penguar nga kurora. “Në këto gjatësi vale, kurora gjethnore bëhet e tejpashme dhe mund të shohim drejt e në tokë”, thotë Quegan.

Më pastaj, sateliti do të ndryshojë në përdorimin e intereferometrisë – të nxjerrë informacion nga modelet ndërhyrëse -dhe të vizitojë të njëjtat vendndodhje, çdo shtatë muaj. Kjo do t’u lejojë shkencëtarëve të përllogarisin biomasën e kurorës dhe lartësinë, në një bazë më të shpeshtë, për të ndërtuar një kuptim më të mirë të vdekshmërisë së pemëve dhe rilindjen.

Ka edhe të tjerë projekte në bordin hartues. Këto përfshijnë misionin NISAR, i pari satelit imazherik me radar, që do të përdorë gjatësi vale dyfishe dhe do të lëshohet më 2021-shin. Një bashkëpunim mes NASA dhe Organizatës së Kërkimit Hapësinor Indian, është i skicuar të vëzhgojë dhe të matë një gamë procesesh përfshi cunamit, tërmetet, shembjen e shtresave të akullit dhe trazirat e ekosistemit. Së bashku me satelitet tashmë në orbitë, informacionet nga GEDI, Biomass, NISAR dhe shumë të tjerë do të kombinohen për të dhënë të parën pamje, pjesë pas pjese, të pyjeve të botës.

“Bashkëpunimi duket të jetë një përbërës goxha unik rreth zhvillimeve me misionet e biomasës”, thotë John Armston nga universiteti i Maryland, që punon për GEDI-n. E gjitha kjo do të thotë se në pak vite, do të kemi një ide më të mirë se ku shkon karboni që mungon – ose të paktën sesa shumë thithet nga pemët. Satelitët e rinj do të ndihmojnë gjithashtu me zbulimin e këmbimit të ndryshueshëm të karbonit mes pemëve dhe atmosferës.

Vitin e kaluar, për shembull, uraganet që goditën jugun dhe lindjen e ShBA-së ranë në zona të gjera pyjesh të prerë, ndërsa zjarret që dogjën Kaliforninë kthyen pemë të panumërta në hi, duke e çuar karbonin e depozituar të tyre lart, në formë tymi. Ngjarje të tilla dramatike, ka gjasa të bëhen më të zakonshme, ndërsa bota po bëhet më e nxehtë.

Në të ardhmen, me një aradhe sensorësh të largët, do të jemi në gjendje të kuptojmë si duhet dëmin që kanë bërë. Do të kemi matje më të sakta sesa shumë pyll po humbet përmes prerjes, për shkak se gjenerata të reja imazherish do të jenë në gjendje të pikasin hollimin e tokave pyjore si edhe qartësinë e plotë të ngastrave, që imazhierët tradicionalë nuk shohin.

Sensorët e largët kanë gjithashtu potencialin t’i vijnë në ndihmë mbrojtjes dhe rigjenerimit të pyjeve. Marrëveshja e Klimës, në Paris më 2015-n, përfshinte një program të quajtur REDD+, i hartuar për të ndihmuar vendet më të varfra që t’i ruajnë të paprekur pyjet e tyre, duke iu ofruar incentiva financiare, për të pakësuar emetimet e karbonit të shkaktuara nga shpyllëzimi dhe degradimi.

“Që REDD+ të funksionojë, është thelbësore që njerëzit të jenë në gjendje të monitorojnë saktë dhe besueshëm, sesa emetime karboni kanë ndodhur”, thotë Jonah Busch, shef i ekonomisë në Institutin e Novacionit të Tokës. Për ta bërë këtë, ata duhet së pari të dinë sesa karbon mbahet në pyjet e tyre. Në të tashmen, kjo llogaritet duke përdorur imazhe satelitore dhe vlerësime rajonale për biomasën. Sensorët e rinj do të sigurojnë matje të sakta, duke e vendosur projektin në hapa më empirikë.

Në botë, bien afro 15 miliardë pemë çdo vit dhe më shumë se 3 triliardë janë prerë, qyshse njerëzit nisën bujqësinë afro 10 mijë vjet më parë. Tashmë, urbanizimi në rritje do të thotë se ka potencial të madh për ta përmbysur këtë trend. Në fakt, kërkimi i publikuar në muajin korrik tregon se Toka mund të mbajë mjaftueshëm pemë të shtuara për të ulur nivelet e karbonit atmosfetik me 25 përqind – duke e bërë këtë, deri më tani, ndryshimin më të mirë të mundshëm klimaterik.

Aktualisht kanë nisur disa nga projektet më të mëdha të ripyllëzimeve. Kina, për shembull, ka mbjellë një zonë sa çereku i përmasës së pyllit të Amazonës në dy dekadat e fundit. Me valë ne re të sensorëve të largët, do të jemi në gjendje të matim suksesin e projekteve të tilla dhe impaktin e tyre, në përpjekjet për të mbajtur ngrohjen globale nën kontroll. Ky do të ishte vërtet një hap i madh për njerëzimin.

Ta kthesh karbonin blu

Rikthimi i ekosistemeve mund të ishte një armë thelbësore në përpjekjet tona për të shmangur katastrofat klimaterike. Duke nxjerrë karbonin jashtë atmosferës, bimët grumbullojnë gazet serë që shkaktojnë ngrohje globale. Ripyllëzimi ofron potencialin më të madh. Habitatet bregdetare ofrojnë mundësi të ngjashme – zona e disponueshme mund të jetë më e pakët, por shpagimi i karbonit edhe më i madh.

Mbushur me rizoforë, këneta të kripura dhe livadhe me barishte deti, sistemet bregdetare janë depo të “karbonit blu”. Ndërsa pyjet mbajnë pjesën më të madhe të karbonit të tyre brenda biomasës drunore, bimët bregdetare e tërheqin karbonin nga ajri dhe e kanalizojnë përmes rrënjëve të tyre thellë në tokë, duke e varrosur në kohë të pacaktuar, duke siguruar që sistemi të mbetet i shëndetshëm. Si rezultat, bimët bregdetare mund të përthithin shumë herë më shumë karbon sesa pemët që mbulojnë të njëjtën zonë.

Një livadh detar, për shembull, përmban nga 10 deri 40 herë më shumë, ku 95 përqind e së cilës depozitohet në sediment. Problemi është se, këto sisteme ujore po zhduken. Kënetat e kripës dhe moçalet shpesh thahen për t’i hapur vend zhvillimeve bregdetare dhe bimët detare po vdesin, pasi ndotja ul nivelet e oksigjenit në ujërat bregdetare. Vlerësohet se afro një e treta e baseneve të karbonit blu është zhdukur.

Vitin e kaluar, uraganet që goditën jugun dhe lindjen e ShBA-së ranë në zona të gjera pyjesh të prerë, ndërsa zjarret që dogjën Kaliforninë kthyen pemë të panumërta në hi, duke e çuar karbonin e depozituar të tyre lart, në formë tymi.


Përpjekje të përbashkëta po përpiqen të rikthejnë ekosistemet bregdetare. Një nga projektet më afatgjata është në Gjirin Chesapeake, në bregun lindor të ShBA-së, ku livadhet detare janë rritur me 8 përqind vitin e kaluar. Aktualisht, kërkuesit në Universitetin e Danimarkës Jugore po përpiqen të gjejnë rrugët më të mira për të kultivuar bimësinë detare. Ndryshe nga leshterikët, bimët detare të llojit poseidonia-oceanica janë bimë me rrënjë dhe lule, që mund të mbijnë nga farat apo të mbillen si filiza.

Ekipi ka testuar metoda të larmishme kultivimi dhe kanë zbuluar se mbjellja e filizave ishte më e suksesshme, sepse brigjet e ndryshueshme dhe shtimi i sedimentit e bënte më të vështirë vendosjen e farave. Ata duan të shohin adoptimin e teknikave në shkallë më të gjerë. Ata tregojnë se bimësia detare ka potencialin të rritet në ujërat bregdetare në të gjithë botën, përveç Antarktidës. Kështu, basenet e karbonit blu mund të luajnë një rol domethënës në përpjekjet për të ngadalësuar ngrohjen globale – për të mos përmendur zbukurimin e brigjeve tona detare.

*Christine Swanson / New Scientist

 

Më Shumë