O Sistema de Cor Oceânica Obtém uma ‘Atualização’, Permitindo Medições mais Precisas

Nós normalmente pensamos na cor do oceano como azul, mas em algumas regiões, parece azul-verde. Isso deve-se ao facto de essas regiões estarem repletas de plantas unicelulares chamadas fitoplâncton, que contêm clorofila e refletem o verde no sol. Embora pequeno, o fitoplâncton absorve coletivamente quase tanto co2 como todas as árvores e plantas terrestres na Terra. Eles têm um enorme impacto no nosso ambiente, e os investigadores estudam esse efeito medindo a cor do oceano com satélites e sensores à base de mar.

Para garantir que as medições por satélite são precisas, os cientistas do Estado Unidos e vários outros países confiam numa unidade de deteção a cores oceânicas chamada “Boia Ótica Marinha” (MOBY-Marine Optical Buoy). Agora, a Administração Oceânica Nacional e também a Administração Atmosférica (NOAA-National Oceanic and also Atmospheric Administration), Os Laboratórios Marinhos de Desembarque de Moss (MLML-Moss Landing Marine Labs), o Colégio de Miami e também o Instituto Nacional de Normalização e Tecnologia (NIST-National Institute of Standards and Technology) trabalharam em conjunto num upgrade para o sensor chamado MOBY-Refresh, que permitirá medições mais precisas e precisas das cores da luz solar ou comprimentos de onda.

“O MOBY mede a quantidade de luz sobre um ranietyge de comprimentos de onda está a ser espalhado para fora da água num lugar singular no Oceano Pacífico. Os sensores de satélite a cores do oceano observam os oceanos, incluindo o local moby. As informações do MOBY depois disso são entregues aos grupos de satélite, que utilizam os dados para ajustar a calibração das unidades de deteção de satélites, aumentando assim a precisão dos produtos de dados mundiais, como o foco da clorofila”, descreveu a cientista do NIST Carol Johnson.

O MOBY é composto por 2 boias primárias: a boia ótica, que mede e regista a luz, e a boia de amarração, que mantém a boia ótica no lugar.

A boia ótica tem um mastro principal que se estende por baixo do mar. O mastro tem 3 braços semelhantes a varas, cada um com fibras óticas que recolhem luz. Os coletores de fibra ótica detetam a luz a profundidades de um metro,5 metros, 5 metros e nove metros. Na parte inferior do mastro principal encontram-se espectrógrafos que medem a luz em função do comprimento de onda em cada uma das 3 profundidades.

O MOBY está localizado a 20 km da zona costeira de Lanai, no Havai, porque esta localização proporciona condições climáticas e de água ideais para calibrar os sistemas de sensores de satélite de cor oceânica. A água do oceano é representativa do resto dos oceanos do globo, uma vez que é clara e tem um baixo grau de clorofila. A atmosfera é clara com poucas nuvens que garantem a utilidade das medições à escala mundial.

“O ciclo de vida da boia ótica é de cerca de 4 meses, e existem 2 sistemas completos. O que está na água está recuperado no mesmo cruzeiro que o atual”, disse Johnson. “O que está na água leva informação, e o recuperado é remodelado para a seguinte operação”, afirmou. A MOBY está em funcionamento desde 1997 e está atualmente na sua 74ª implantação da boia ótica.

No projeto Refresh, o MOBY está a ser atualizado com um sistema ótico atual, estruturas de suporte e sistema de controlo. O objetivo era substituir o hardware de envelhecimento e diminuir as incertezas nas medições. Uma segunda boia de amarração foi implantada em janeiro de 2021, e a boia ótica inicial atualizada foi implantada lá no final de fevereiro de 2022. Johnson disse que a análise dos dados está em curso; no entanto, as comparações iniciais com o MOBY Buoy276, atualmente no oceano, são altamente encorajadoras.

Para o sistema ótico, a atualização consiste num espectrógrafo melhorado que pode medir o sol em todas as 3 profundidades simultaneamente, o que reduz as fontes ecológicas de incerteza, incluindo flutuações na inclinação da boia e também a profundidade do braço e as mudanças na luz, uma vez que é focada pelas ondas oceânicas. A boia ótica é atualmente feita de fibra de carbono, enquanto que antes, era feita de fibra de vidro e aço, tornando a estrutura mais robusta e aumentando a sua vida útil no mar.

Paralelamente ao MOBY-Refresh, o grupo está a desenvolver uma instrumentação semelhante chamada MarONet, que será utilizada por uma próxima missão satélite da NASA conhecida como PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecossystem). O design da ferramenta do sistema ótico será o mesmo que refrescar, no entanto apresenta uma boia mais móvel.

No projeto MarONet, o sistema ótico poderia ser desmontado e levado para um local primário para calibração e caracterização. A calibração explica como a saída da ferramenta depende da entrada. A caracterização explica como esta relação muda com todos os aspetos influenciadores possíveis, como o nível de temperatura ambiente. O local de implantação da boia MarONet será ao largo da costa da Austrália Ocidental. O local central para a calibração e manutenção da boia permanecerá no Havaí, onde a central MOBY hub está localizado . O papel do NIST neste procedimento será procurar quaisquer alterações no sistema ótico durante o transporte. O planeamento do site para a Austrália começou sob a direção do co-investigador David Antoine da Universidade de Curtin em Perth. Em 2023, os dispositivos de boia ótica e de amarração serão enviados para a Austrália.

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