No sólo a las palabras se las lleva el viento. Millones de partículas de polvo de minerales se desplazan entre continentes cambiando la dinámica de la Tierra. Su vuelo es discreto, pero afecta el medio ambiente de diferentes maneras: transforma la química atmosférica, los ecosistemas terrestres, e incluso, la salud humana.
La NASA lanzó la Misión de Investigación de la Fuente de Polvo Mineral de la Superficie Terrestre (EMIT) el verano del año pasado y tras 17 meses en órbita finalmente recabó la información necesaria para generar mapas precisos de cuáles son los principales materiales que viajan por todo el planeta con diferentes afectaciones. La detección y estudio de los polvos minerales de la Tierra es el foco de esta misión que examina la superficie terrestre desde más de 400 kilómetros de altura.
EMIT escanea amplias áreas en la Tierra. Este trabajo sería prácticamente imposible de realizar aún con un batallón de geólogos en tierra firme o mediante instrumentos transportados por aviones, pero lo hace logrando el mismo nivel de detalle que podrían tener los ojos más expertos. Sus logros se basan en la espectroscopía de imágenes. Estos sensores descomponen la luz de un solo objeto en los colores que la componen, de la misma manera que un prisma dispersa la luz blanca en un arcoíris, permitiendo a los científicos analizar el espectro y descubrir de qué mineral se trata y qué superficie ocupa.
EMIT incorpora múltiples tecnologías muy avanzadas. El diseño óptico del espectrómetro Dyson proporciona un rendimiento de fotones muy alto, lo que significa que la óptica maximiza la luz que llega al detector. De esta forma, logra mediar muchas longitudes de onda, mediante las cuáles se puede diferenciar la composición de los diferentes minerales. Es así que desde el espacio se puede descubrir de manera fidedigna los minerales que se encuentran en las regiones más áridas del planeta y que acabarán dispersándose a través de largos viajes por las corrientes de aire de todo el mundo. Estos datos son traducidos mediante colores y gráficas que dan cuenta de los movimientos de estas partículas.
Su área de estudio incluye un cinturón de 11 mil kilómetros de ancho de regiones áridas. En todo el campo de visión de 72 kilómetros de EMIT, el instrumento tiene una respuesta espectral uniforme. Esto permite el uso de los algoritmos de procesamiento de datos más avanzados. Es así que alrededor de 80x80 kilómetros cuadrados mide cada escena retratada del planeta Tierra. Hasta la fecha, la misión ha capturado más de 55 mil imágenes de la superficie terrestre.
Roger Clark, miembro del equipo científico de EMIT y científico principal del Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona, ha señalado que con esta misión principalmente se busca abrir un nuevo camino para la investigación sobre el polvo y el clima, un binomio que responde muchos cuestionamientos sobre el presente y futuro de la química atmosférica, así como su impacto regional y global. De hecho, la misión también ha demostrado una variedad de capacidades adicionales, incluida la detección de columnas de metano y dióxido de carbono, emitidas por vertederos, instalaciones petroleras y otras infraestructuras, lo que brinda un panorama integral de las fuentes con afectaciones climáticas.
Los especialistas señalan que el polvo mineral en suspensión afecta al clima mediante dos principios básicos: las sustancias más oscuras y ricas en óxido de hierro absorben la energía del Sol y calientan el aire circundante; mientras que las sustancias más brillantes y sin base de hierro reflejan la luz y el calor, enfriando el aire. La misión proporciona ubicación precisa de 10 minerales clave en función de cómo reflejan y absorben la luz, como hematita, goethita y caolinita, que fueron cartografiados en grandes cantidades en el norte de África y la Península Arábiga. La hematita es un mineral compuesto de óxido férrico que puede influir en la susceptibilidad a la erosión de los suelos, la estabilización de la materia orgánica y, consecuentemente, en su capacidad de secuestro de carbono.
Impacto en aire y tierra
Natalie Mahowald, investigadora principal adjunta del EMIT y científica del sistema terrestre en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, ha dicho que la intención es que los nuevos mapas se incluyan en los modelos climáticos para saber de manera más precisa qué fracción de aerosoles absorben calor en lugar de reflejarlo, pero no sólo eso, pues más allá de aprovechar los datos de los minerales existentes para mejorar los modelos climáticos de la Tierra, los científicos pueden utilizar la información para estudiar el impacto del polvo en los ecosistemas donde aterriza.
Por ejemplo, en la actualidad ya hay muchas investigaciones sobre el impacto de estos polvos en los ecosistemas marinos. Se estima que cada año 2 mil millones de toneladas de polvo se elevan a la atmósfera y una cuarta parte llega a los océanos. Se sabe que los minerales estimulan la proliferación del fitoplancton con fuertes implicaciones en los ecosistemas acuáticos.
El nitrógeno y el fósforo pueden aumentar la concentración de algas, lo que ocasiona un impacto negativo en los corales, principalmente, los que se encuentran en las áreas más profundas, pues reciben menos radiación del Sol que necesitan para la fotosíntesis. La productividad primaria marina también alimenta el ciclo global del carbono a través del intercambio de CO2 entre el océano y la atmósfera con impactos inmediatos en el sistema climático.
Los científicos también han demostrado que el polvo originado en los Andes en América del Sur, así como en partes del norte y del África subsahariana, proporciona nutrientes para el crecimiento de la selva tropical en la cuenca del Amazonas. Los datos de EMIT pueden permitir a los investigadores identificar las fuentes de polvo mineral y obtener una visión más detallada de su composición, ayudando a estimar el viaje de elementos clave como el fósforo, el calcio y el potasio, que se cree que influyen en esta fertilización a larga distancia.
El futuro de la ciencia
Es así que el rastreo de estos elementos, además de precisar las condiciones climáticas, también ayudaría a comprender mejor la química de suelos y océanos. Si cae sobre nieve o hielo, el polvo mineral puede aumentar la absorción de luz solar y acelerar el derretimiento, pero también puede reducir la visibilidad o dañar la salud humana.
Para los científicos involucrados en el proyecto, la creación de los primeros mapas globales de minerales es un hecho muy relevante porque no se conoce la distribución de los minerales de la superficie en grandes franjas del planeta y su distribución tiene que ver con muchos aspectos de la vida en el planeta, así que este podría ser el inicio de muchas líneas de investigación exploradas mediante nuevos ángulos.
Por otra parte, los encargados de EMIT plantean varios usos potenciales de la instrumentación, como el monitoreo de la salud de los bosques a través de un mapeo del contenido de agua de las copas de los árboles, la composición y la biomasa seca que componen los combustibles para incendios, y las áreas de bajo riesgo donde no hay vegetación, creando proyecciones del riesgo de incendios en todos los paisajes forestales. Además, los datos se pueden utilizar después de un incendio forestal para evaluar la recuperación.
Los datos obtenidos también podrían ayudar a establecer mapas de referencia de comunidades de vegetación en todo el mundo para ayudar a monitorear la salud de los ecosistemas, la pérdida de biodiversidad y los esfuerzos de conservación; así como mapear el hábitat de los vectores de enfermedades, como los mosquitos, para dirigir mejor los esfuerzos de salud pública. Alguien nos vigila, pero se trata de un ojo encargado de traducir la naturaleza para potenciar sus bondades y protegernos de nuestros excesos.