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A Cor do Oceano: A Missão SABIA-Mar
Tradutor: Bruno Martini
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Climate
Posted:   07/15/13
Author:    Bruno Martini and Mauricio Almeida Noernberg

Summary: Ao monitorar as mudanças na cor do oceano, tais como aquelas causadas pelos pigmentos fotossintéticos do fitoplâncton, os cientistas aprendem mais sobre a saúde e funcionamento geral do nosso planeta. Estes estudos poderiam também ajudar futuras missões a melhor observar e entender oceanos alienígenas.


Provavelmente a feição oceanográfica mais dominante do oeste do Oceano Atlântico Norte é a Corrente do Golfo. O vórtice ao norte da corrente é claramente visível no campo de clorofila medido pelo SeaWIFS. Enquanto a Corrente do Golfo flui para leste, ela forma meandros que ocasionalmente se desprendem para formar anéis de núcleo quente que rotacionam no sentido horário para o norte e anti-horário com núcleo frio para o sul. Anéis de núcleos frios geralmente possuem maiores concentrações de clorofila (e temperaturas de superfície mais baixas) que a água ao redor. Crédito da Imagem: NASA SeaWiFS
O sensoriamento remoto da cor do oceano é uma ciência atualmente bem estabelecida que provém informação sobre a composição da água e a profundidade de penetração da luz baseado na cor do oceano como vista do espaço. Satélites de cor do oceano são parte de um sistema de observação da Terra e devido à sua importância na compreensão do estado do oceano e sua evolução, a comunidade científica internacional concordou em unir esforços para manter uma constante constelação de satélites da cor do oceano orbitando nosso planeta.

O primeiro destes sensores de cor do oceano foi o Experimento Scanner da Cor da Zona Costeira (Coastal Zone Color Scanner – CZCS), lançado em 1978 pela NASA a bordo do satélite Nimbus-7 como parte de uma prova-de-conceito da capacidade de medir partículas dissolvidas e em suspensão nas águas dos oceanos a partir do espaço. Pigmentos fotossintéticos eram o principal foco desta missão pioneira. Quantificar e monitorar estes pigmentos é essencial para entender o funcionamento sistêmico do nosso planeta, uma vez que a fotossíntese é o processo responsável por transformar dióxido de carbono (CO2) em nosso respirável oxigênio (O2) e para a produtividade primária do planeta que sustenta a teia trófica (teia alimentar). Desta forma, plantas e microalgas provêm comida e ar para a maioria das formas de vida da Terra, especialmente formas macroscópicas como animais, obviamente incluindo humanos.

Apesar do sucesso da missão CZCS, quando este sensor deixou de funcionar em 1986, houve uma espera de dez anos até uma nova missão de cor do oceano ser lançada ao espaço para dar continuidade a estes estudos. Estes novos sensores de cor do oceano – chamados MOS, OCTS e POLDER – foram lançados em 1996.

A manutenção de plataformas espaciais de cor do oceano em órbita é um importante objetivo, uma vez que os cientistas querem observar os oceanos por longos períodos de tempo. Recentemente, o Brasil e a Argentina se juntaram a esta constelação internacional para evitar outro lapso de dados orbitais de cor do oceano. A missão é chamada SABIA-Mar, um acrônimo que significa Satélite Argentino-Brasileiro de Informações Ambientais do Mar (o nome funciona tanto em português quanto em espanhol, as línguas oficiais de ambos os respectivos países). O nome “Sabiá” se refere ao grupo de aves do gênero Turdus, que é comum na região da Argentina e Brasil.

A missão SABIA-Mar é uma iniciativa da Agência Espacial Brasileira (AEB), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), ambos do Brasil e da Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) da Argentina. Suas características técnicas ainda estão em discussão, então estas instituições realizaram workshops em Buenos Aires e (de 14 a 15 de março de 2013) e Brasília (13 a 14 de maio de 2013), as capitais de ambos os países, Argentina e Brasil, respectivamente. A comunidade dos workshops foi composta por instituições governamentais e privadas de ambos os países e agora a ampla comunidade científica internacional de usuários potenciais dos satélites também está sendo chamada a contribuir e prover suas críticas e demandas.

“O satélite deve atender ao maior número de demandas possível”, diz Petrônio de Souza, o Diretor de Política Espacial e Investimentos Estratégicos da AEB.

Uma enorme floração planctônica de coloração aquamarine é mostrada se estendendo através de toda extensão da Irlanda, no Oceano Atlântico Norte, nesta imagem capturada em 06 de junho de 2006 pelo Espectrômetro de Imageamento de Média Resolução (Medium Resolution Imaging Spectrometer – MERIS) do Envisat, um sensor dedicado à cor do oceano capaz de identificar concentrações de fitoplâncton. Crédito da imagem: ESA
“É necessário saber o que os futuros usuários do SABIA-Mar precisam”, reafirmou o gerente brasileiro da missão, Marco Antônio Chamon durante o workshop em Brasília. Como é comum para maioria das outras missões de cor do oceano, os dados estarão disponíveis de graça para os usuários interessados por todo o mundo.

A principal decisão destas reuniões foi o acordo de dividir a missão SABIA-Mar em dois satélites: um focado em imagear os oceanos globais, com lançamento esperado para 2018 e outro em estudos regionais, planejado para 2019.

Imagear regiões específicas requer uma resolução espacial maior e representa um salto tecnológico para ambos os países envolvidos. Mas os dados regionais representam um desafio científico para toda a comunidade científica de pesquisa em cor do oceano. O oceano aberto é bem conhecido por sua coloração azul profundo, causada pelas moléculas de água interagindo com a luz solar. Mas zonas costeiras e corpos de águas interiores como lagos e rios, possuem padrões de cores muito mais complexos, pois eles são altamente influenciados por sedimentos em suspensão, matéria orgânica dissolvida e fitoplâncton (microalgas). Atualmente é difícil separar precisamente a contribuição de cada uma destas substâncias, então esses corpos d’água serão o foco da câmera regional a ser colocada a bordo do satélite SABIA-Mar regional.

O real objetivo desta missão espacial é melhor compreender o ciclo de carbono da Terra, assim como ajudar na pesca e aqüicultura, detectar e monitorar poluição e florações de algas nocivas, rastrear espécies em risco, avaliar a qualidade da água e estudar as mudanças ambientais e do clima. A missão também auxiliará nos esforços de gerenciamento costeiro e nas medidas de vigilância e segurança nacional.

Mas enquanto observamos os oceanos no presente, também precisamos vislumbrar os oceanos no futuro. O sensoriamento remoto da cor do oceano tem naturalmente uma vocação espacial e as descobertas na Terra possivelmente podem ser extrapoladas para outros planetas e luas dentro e fora do Sistema Solar. Talvez o sensoriamento remoto da Terra inspire futuras missões para observar o oceano congelado da lua de Júpiter, Europa, e os lagos de hidrocarbonetos da lua de Saturno, Titã, nas próximas décadas.

Uma colorida floração de verão de fitoplâncton marinho cobre boa parte do Mar Báltico nesta imagem do Envisat. Enquanto isto, a clorofila de fitoplâncton microscópicos individuais coletivamente tinge as águas oceânicas no entorno, provendo os meios de detecção destes minúsculos organismos a partir do espaço com sensores dedicados à “cor do oceano”. Crédito: ESA
O conhecimento adquirido pela ciência da cor do oceano pode também ajudar astrobiólogos a procurar vida extraterrestre. A cor do oceano é atualmente a única forma de monitorar o fitoplâncton de escalas locais a globais e sua variação em densidade e composição através de diversas escalas temporais. Os cientistas estão atualmente identificando o espectro de variação na absorção de luz por cada pigmento fotossintético que se sabe existir nas plantas e algas da Terra. Sensores ópticos futuros a bordo de satélites para o espaço profundo e sondas podem procurar por aqueles pigmentos nos exoplanetas mais próximos. Enquanto isto permanece como um assunto especulativo, se tais sensores se mostrarem possíveis, as grandes distâncias envolvidas demandarão uma precisão e acurácia muito maiores que aquelas em que o presente estado-da-arte tecnológico da ciência da cor do oceano está.

Pigmentos fotossintéticos são o resultado de uma adaptação evolucionária da vida da Terra para a disponibilidade de luz e depende da distância, idade e magnitude do Sol. Astrobiólogos estão agora considerando outros pigmentos fotossintéticos adaptados a diferentes tipos de estrelas e distâncias delas. Por exemplo, as cores de florestas e algas em outros mundos pode ser bem diferente do nosso padrão de verde. Podemos assumir que podem haver habitats extraterrestres tendendo às cores vermelha e amarela, por exemplo.

Ao melhor compreender a vida terrestre e considerando as possibilidades biogeoquímicas, devemos ser capazes de explorar se algum dos nossos vizinhos mais próximos pode abrigar vida extraterrestre “como a vida que conhecemos”, ou ao menos, como podemos assumir que a vida seja.

This story was originally published in English.


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AEB: http://www.aeb.gov.br/
CONAE: http://www.conae.gov.ar/eng/principal.html
INPE: http://www.inpe.br/
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