Pourquoi la NASA tire des lasers sur des arbres depuis la Station spatiale internationale

GEDI envoie des impulsions d’énergie vers la surface de la Terre 242 fois par seconde.

En ce moment même, une pluie d’impulsions laser arrive sur Terre depuis la Station spatiale internationale.

Et son objectif est de révéler jusqu’aux secrets les plus intimes des forêts de la planète.

La mission GEDI, développée conjointement par le Goddard Space Flight Center de la NASA et l’Université du Maryland, permet obtenir des cartes 3D inédites des zones forestières même dans les endroits les plus reculés.

“C’est un satellite de la taille d’un réfrigérateur, qui pèse environ 500 kilos et qui est fixé ou connecté à l’un des modules de la Station spatiale internationale”, a expliqué à ce média le scientifique espagnol Adrián Pascual, membre de l’équipe scientifique du GEDI. en cartographie et gestion des écosystèmes forestiers et professeur à l’Université du Maryland.

Les données de la mission sont essentielles pour comprendre quelle quantité de carbone les forêts stockent et quel impact la déforestation a-t-elle sur la lutte contre le changement climatique.

Mais l’avenir du GEDI est incertain et actuellement une campagne vise à assurer la continuité de la mission.

Comment fonctionne GEDI

GEDI est l’acronyme en anglais de Enquête sur la dynamique des écosystèmes mondiaux o Recherche sur la dynamique globale des écosystèmes.

Le cœur du programme est un instrument qui tire des lasers et est attaché à la Station spatiale internationale, ISS, depuis 2019.

Illustration d'une pluie de lasers tombant sur des arbres sur Terre — La pluie d’impulsions laser permet de déterminer non seulement la hauteur des arbres mais aussi la structure des forêts.

“L’ISS orbite autour de la Terre sans arrêt. Et notre satellite GEDI émet des impulsions laser tout le temps”, a déclaré Pascual.

Ces impulsions d’énergie permettent de déterminer non seulement la hauteur des arbres mais la structure des forêts.

“Lorsque cette impulsion d’énergie atteint la Terre, elle frappe le premier élément qu’elle trouve, à savoir la cime des arbres, et continue de progresser jusqu’à ce qu’elle touche le sol.”

“Le capteur mesure la différence entre le moment où il détecte la cime des arbres et le sol. Et en convertissant cette période de temps en distance, nous sommes en mesure d’estimer la hauteur de la végétation“.

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Pour révéler la composition de la forêt, les chercheurs du GEDI étudient les changements dans les modèles d’onde d’énergie.

“Nous pouvons estimer différents niveaux de végétation et cela nous donne une idée non seulement de la hauteur de la forêt, mais de sa complexité structurelle”.

Adrien Pascual — Adrián Pascual est membre de l’équipe scientifique du GEDI. “Être capable avec ce même instrument de scanner les forêts du monde entier en générant des billions d’observations est vraiment unique.”

GEDI utilise une technologie de télédétection appelée LIDAR, qui consiste essentiellement à pointer un laser sur une surface et à mesurer le temps qu’il met pour revenir à sa Source.

Ce n’est pas une nouvelle technologie. “Mais cette technologie n’avait jamais été placée sur un satellite et amenée à la Station spatiale internationale et exécutée à plus de 400 km d’altitude pour surveiller spécifiquement les forêts”, explique Pascual.

Arbre Ceiba en Amazonie — Ceiba pentandra en Amazonie. “Environ 50% de la biomasse, du bois des arbres, est du carbone.”

Carbone : les données clés

Les arbres captent le CO2 ou dioxyde de carbone, l’un des principaux gaz à effet de serre responsables du changement climatique, de l’atmosphère.

Et ils stockent une grande partie de ce carbone, l’empêchant d’être rejeté dans l’atmosphère.

“Lorsque les arbres poussent, ils augmentent leur biomasse. Et environ 50 % de cette biomasse, du bois de ces arbres, est du carbonePascal a souligné.

“On calcule plus ou moins qu’un arbre de taille moyenne, la chose la plus générale que l’on puisse penser, fixe environ 25 kg de dioxyde de carbone par an.”

“Nous utilisons ensuite GEDI pour savoir quel est le stock, le stockage de carbone qui existe actuellement dans toutes les forêts du monde.”

Le rôle du GEDI dans la lutte contre le changement climatique

Les données et les cartes générées par GEDI sont accessibles au public.

Et ils sont vitaux pour que les gouvernements du monde entier connaissent de manière réaliste leur capacité à stocker le carbone.

Visualisation dans une carte de données GEDI — Visualisation des données GEDI. Les couleurs représentent les tonnes de biomasse aérienne par hectare dans la carte du haut. La carte du bas montre l’erreur de prédiction du modèle GEDI de la biomasse.

“Dans le cas de nombreux écosystèmes, on ne sait pas quelle est la hauteur des arbres ou à quoi ressemble la forêt”, a expliqué Pascual.

“Il y a des zones en Amazonie ou dans des endroits reculés, où nous ne savons pas quelle est la hauteur des arbres et comment la biomasse est distribuée“.

GEDI permet de détecter et de quantifier les changements de biomasse résultant d’incendies de forêts ou d’exploitations illégales.

Les données GEDI renforcent également l’importance de préserver les forêts matures du mondeau lieu de privilégier uniquement les nouvelles plantations forestières.

De nombreux pays incluent la plantation d’arbres dans leurs plans de réduction des émissions de CO2.

“Il est vrai que davantage d’arbres doivent être plantés dans le cadre des solutions de lutte contre le changement climatique, à travers des projets de restauration sur des zones dégradées qui ont le potentiel de revenir à la végétation”, a déclaré Pascual.

Or, “pour que de nombreux petits arbres remplacent le carbone qu’un très grand arbre a stocké, il faut de nombreux petits arbres, du temps, et qu’il n’y ait pas de phénomènes au milieu comme un abattage, un incendie ou une attaque de ravageurs.”

“Nous ne pouvons pas tomber dans le piège de penser que nous pouvons remplacer d’importants stocks de carbone comme en Amazonie, où il y a une grande quantité de carbone stocké, par des plantations et des projets de restauration.”

Le carbone stocké dans les forêts ne se trouve pas seulement au-dessus du sol.

“En dessous, dans les racines des arbres, la quantité de carbone peut atteindre presque le double de ce que nous pouvons prédire avec GEDI. C’est pourquoi il est vital de protéger les ‘poumons’ de la Planète”.

Vue aérienne de la forêt en Amazonie — “Il y a des zones en Amazonie ou dans des endroits reculés où nous ne savons pas quelle est la hauteur des arbres et comment la biomasse est distribuée.”

La campagne pour sauver GEDI

Le développement de GEDI et la compréhension du fonctionnement de sa technologie depuis une station spatiale ont nécessité près de 20 ans de travail préalable. De nombreuses études scientifiques ont été menées par des chercheurs tels que Ralph Dubayah, chercheur principal du GEDI et professeur à l’Université du Maryland.

La mission ne devrait être opérationnelle que jusqu’à la fin de 2023, date à laquelle GEDI serait remplacé par un autre instrument sur la Station spatiale internationale.

Tant les chercheurs que les représentants du gouvernement soutiennent actuellement une campagne visant à prolonger la durée de vie de GEDI dans l’espace.

GEDI amarré à la Station Spatiale Internationale — Le GEDI est rattaché à la Station Spatiale Internationale depuis 2019. Une campagne vise à le maintenir dans l’espace.

L’un des scientifiques qui ne fait pas partie de la mission mais utilise ses données est Flávia de Souza Mendes, une scientifique brésilienne basée en Allemagne et membre du groupe de recherche RSATE (Télédétection appliquée au milieu tropical ou Télédétection Appliquée au Milieu Tropical).

Pour Méndez, GEDI joue un rôle crucial dans l’atténuation du changement climatique.

“Le changement climatique affectera davantage de personnes et de pays appartenant à des groupes sous-représentés et à faible revenu. Les données GEDI gratuites peuvent faire la différence en soutenant les politiques et la recherche dans les pays à faible revenu.”

D’autre part, “le marché du carbone est très chaud en ce moment et de nombreuses entreprises émergent qui calculent le carbone stocké dans la forêt ou dans des projets de reboisement et de boisement pour vendre des crédits carbone”.

Adrián Pascual a déclaré à BBC Mundo que “il y a une forte pression de la communauté internationale pour garder GEDI plus longtemps. Parce que chaque semaine qu’il est là-haut, nous avons des milliers et des milliers d’observations supplémentaires qui nous permettent d’arriver à de meilleures estimations de la hauteur de la végétation et de la biomasse.”

“C’est une très grande opportunité que nous devons pouvoir conserver pendant quelques mois ou années de plus, car nous ne savons vraiment pas quand une autre possibilité comme celle-ci existera à nouveau.”