El proyecto OASIS de la NASA y Qatar tiene como objetivo encontrar agua enterrada en los desiertos de la Tierra
Los ecosistemas más secos de la Tierra son un estudio en extremos: pueden ser extensiones de arena ardientemente calientes como el desierto del Sahara o extensiones de hielo tremendamente frías como las de Groenlandia y la Antártida.
Estas regiones áridas reciben muy poca
precipitación anual y los efectos del cambio climático en estos ecosistemas son
poco conocidos. Un esfuerzo conjunto entre NASA y la Fundación Qatar tiene como
objetivo abordar eso y, en el proceso, ayudar a las comunidades que están
siendo afectadas por esos cambios.
Los investigadores del proyecto de estudio
Orbiting Arid Subsurfaces and Ice Sheet Sounder (OASIS) están diseñando una misión
satelital para sondear las dunas de arena y las capas de hielo de algunos de
los lugares más secos de la Tierra con tecnología de radar similar a la
utilizada por la NASA. Marte Orbitador de reconocimiento (MRO). El objetivo
principal del proyecto sería descubrir y monitorear fuentes subterráneas de
agua dulce llamadas acuíferos. Muchos acuíferos en los desiertos del norte de
África y la Península Arábiga, entre otros, se están agotando rápidamente para
satisfacer las necesidades de las comunidades locales.
Al mismo tiempo, los acuíferos de las regiones
costeras se ven amenazados por el aumento del nivel del mar causado por el
derretimiento de las capas de hielo en lugares como Groenlandia. Si el agua
salada de los mares crecientes contamina el agua dulce de los acuíferos,
afectaría no solo al agua potable, sino también a la agricultura regional y la
seguridad alimentaria. Un objetivo secundario del proyecto es comprender mejor
cómo el derretimiento de las capas de hielo contribuye al aumento del nivel del
mar.
En virtud de un acuerdo reembolsable de la Ley
Espacial con la NASA y la Fundación de Qatar (QF) para la ciencia, la educación
y el desarrollo comunitario, representada por la Universidad Hamad Bin Khalifa
(HBKU) y el Instituto de Investigación Ambiental y Energética de Qatar (QEERI)
en HBKU – Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. y QEERI formularán
conjuntamente un estudio de concepto de misión para la futura misión OASIS de
Qatar.
Buscando el desierto
El proyecto busca poner un satélite en órbita
terrestre para mapear la distribución de los acuíferos poco profundos debajo de
la superficie del desierto en el norte de África y la Península Arábiga. Los
científicos planean usar el instrumento de radar del satélite para estudiar
cómo se originaron esos acuíferos y cómo se mueve el agua subterránea debajo de
los desiertos a través de un complejo sistema de fracturas del subsuelo que se
extienden como una telaraña entre los acuíferos. Los datos recopilados en el
proceso ayudarían con la gestión de los acuíferos.
“La comunidad científica está entusiasmada con
esta misión. OASIS sería el primer radar espacial diseñado específicamente para
detectar directamente agua subterránea en la Tierra ”, dijo James Graf,
director de Ciencia y Tecnología de la Tierra en JPL en el sur de California.
Los investigadores del proyecto también tienen la
intención de estudiar la topografía de la tierra debajo de las capas de hielo
en Groenlandia y la Antártida para determinar propiedades tales como el grosor
de la capa de hielo y las vías por las que el hielo fluye hacia el océano. Esta
información podría alimentar modelos de respuestas actuales y futuras de la
capa de hielo al cambio climático, lo que ayudaría a los investigadores a
comprender mejor las contribuciones de la capa de hielo al aumento del nivel
del mar.
“Los desiertos cálidos y fríos están respondiendo
a los cambios climáticos expandiéndose y encogiéndose, respectivamente”, dijo
Essam Heggy, investigador principal de OASIS y científico jefe y director del
programa de investigación del Programa de Ciencias de la Tierra en QEERI. “El
estudio de las fuerzas que impulsan estas transformaciones nos dará una idea de
la evolución de los desiertos en la Tierra”.
En una encuesta decenal que identificó las áreas
de interés de las ciencias de la Tierra entre 2017 y 2027, las Academias
Nacionales de Ciencias señalaron que obtener una mejor comprensión de estas
regiones áridas era una de varias prioridades.
“La Encuesta Decadal de las Academias Nacionales
de 2017 para Ciencias de la Tierra y Aplicaciones desde el Espacio identificó
la necesidad de comprender la dinámica de los acuíferos y las contribuciones de
la capa de hielo al aumento del nivel del mar. El proyecto de estudio OASIS
explorará un enfoque de observación complementario prometedor que puede
contribuir a nuestra comprensión sobre estas dos áreas de la investigación
científica de la Tierra ”, dijo Gerald Bawden, científico del programa de la
NASA para el proyecto OASIS.
Retorno de señal
Dirigido por Artur Chmielewski, el director del
proyecto del estudio OASIS en JPL, y Heggy, el equipo del proyecto diseñará una
misión espacial que utiliza tecnología de radar similar a la desarrollada por
MRO para explorar debajo de la superficie marciana. Se espera que el instrumento
bajo consideración para el proyecto OASIS, un radar de sondeo de 50 megahertz,
vea a través de hasta 1.8 millas (3 kilómetros) de hielo y casi 330 pies (100
metros) de arena.
La señal del radar es sensible a los cambios en
las propiedades eléctricas debajo de la superficie de la Tierra causados por
rocas, sedimentos, suelos anegados, hielo, charcos de agua y similares. Algunas
de estas sustancias absorben más señal que otras. Los investigadores observan
la cantidad de señal que rebota en el instrumento, así como el tiempo que tarda
la señal en regresar, para desarrollar una imagen de cómo se ve un área en
particular debajo de la superficie.
En una misión de prueba de concepto de 2011, los
investigadores volaron un helicóptero sobre dos conocidos acuíferos de agua
dulce debajo de los desiertos de Kuwait para asegurarse de que un instrumento
de sondeo de radar pudiera detectarlos. Realizaron varios vuelos similares
sobre otros desiertos en Omán y Marruecos. El proyecto del estudio OASIS
ampliará el alcance de esos esfuerzos iniciales para una imagen más global.
“La seguridad del agua se está convirtiendo en un
problema global para un número cada vez mayor de países alrededor del mundo y
más allá de las llamadas regiones áridas”, dijo Marc Vermeersch, director
ejecutivo del Instituto de Investigación de Energía y Medio Ambiente de Qatar.
“Este proyecto es pionero en la investigación en este campo al proporcionar a
Qatar, y a toda la comunidad científica, una herramienta innovadora que
brindará respuestas clave en el campo, respaldará el proceso de toma de
decisiones en términos de recursos hídricos y ayudará a identificar vías para
asegurar acceso al agua para las poblaciones. Estoy particularmente contento y
orgulloso de que QEERI se haya asociado con la NASA por el bien de un mundo
mejor y por el avance de la ciencia ”.
Los investigadores e ingenieros del proyecto de
estudio OASIS pasarán los próximos dos años formulando el concepto de misión.
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