Regenwälder werden häufig als die „Lungen der Erde“ bezeichnet, da sie eine entscheidende Rolle bei der Kohlenstoffspeicherung und der Regulierung des Klimas spielen.
Sie binden Milliarden Tonnen Kohlenstoff und mildern so die Auswirkungen des Klimawandels.
Mit schätzungsweise anderthalb Billionen Bäumen war es jedoch bisher eine enorme wissenschaftliche Herausforderung, deren gesamte Kohlenstoffspeicherung zu bestimmen – bis vor Kurzem.
Am Dienstag startete die Europäische Weltraumorganisation (ESA) einen wegweisenden Satelliten, der mit fortschrittlicher Radartechnologie ausgestattet ist, um Daten unter dichten Blätterdächern von Wäldern aufzudecken.
Von dieser Mission wird erwartet, das wissenschaftliche Verständnis der entscheidenden Rolle von Regenwäldern bei der Kohlenstoffbindung und den Folgen der Abholzung zu vertiefen.
Der Start erfolgte auf dem ESA-Gelände in Kourou, Französisch-Guayana. Die Raumsonde soll unter anderem den Amazonas-Regenwald untersuchen.
Der Satellit, Spitzname „Weltraumschirm“, verfügt über eine markante, zwölf Meter breite Antenne, die Signale in den Wald sendet.
„Wir wollen diese Wälder wirklich befragen. Wir können tatsächlich hineinschauen“, sagte Prof. John Remedios, Direktor des National Centre for Earth Observation und ein wichtiger Befürworter der Mission.
Er hob das Ziel hervor, zum ersten Mal präzise Messungen des Kohlenstoffgehalts in Regenwäldern wie denen im Amazonas, Kongo und Indonesien zu erzielen.
Der Satellit verwendet einen P-Band-Radar, ein System mit besonders langer Wellenlänge, das es ihm ermöglicht, dichte Blätterdächer zu durchdringen und Daten sowohl von Ästen als auch von Baumstämmen zu erfassen.
„Die meisten weltraumgestützten Radare können heute beeindruckende Bilder von Eisbergen liefern, aber wenn sie Wälder anvisieren, erfassen sie hauptsächlich Oberflächenblätter und Zweige“, kommentierte Dr. Ralph Cordey, Leiter der Geowissenschaften bei Airbus.
„Durch die Nutzung einer viel längeren Radarwellenlänge können wir jetzt tief in die Waldstruktur blicken“, fügte er hinzu.
Der 1,2 Tonnen schwere Satellit nutzt eine Scan-Technik ähnlich wie bei einem CT-Scan und erzeugt Querschnittsbilder der Waldschichten durch wiederholte Überflüge, um so das Volumen des holzigen Materials und damit die Kohlenstoffspeicherung zu berechnen.
Dieses holzige Material dient als wichtiger Indikator für die Menge des gespeicherten Kohlendioxids, das für die Bewertung der Klimaauswirkungen entscheidend ist.
Bisher mussten sich Forschende auf die Untersuchung einzelner Bäume und anschließende Hochrechnungen verlassen – ein Ansatz, den Professor Mat Disney vom University College London als eine „riesige Herausforderung“ bezeichnete.
„Unser aktueller Wissensstand ist wirklich lückenhaft, weil es extrem, extrem schwierig zu messen ist“, merkte er an. „Wir versuchen im Grunde, den Kohlenstoff in eineinhalb Billionen tropischen Bäumen zu wiegen.“
„Satelliten sind wirklich die einzige Möglichkeit, das konsistent durchzuführen.“
Bodenbasierte Messungen werden auch nach dem Start fortgesetzt, um die Satellitendaten zu validieren.
Konstruiert in Großbritannien und erstmals angeregt von Professor Shaun Quegan von der Universität Sheffield, steht die Mission für internationale Zusammenarbeit. „Das Projekt ist der Höhepunkt jahrzehntelanger bahnbrechender Arbeiten führender Wissenschaftler aus Europa und den USA“, bemerkte Quegan.
Trotz umfassender Vorbereitung und Tests gibt es noch einige technische Herausforderungen, da der Satellit seinen Einsatzprozess fortsetzt.
„Bestimmte Komponenten wie die ausklappbare 12-Meter-Antenne sind außergewöhnlich groß. Es gleicht dem Aufspannen eines Regenschirms im Orbit – nur in viel größerem Maßstab“, erklärte Dr. Cordey.
Für den Bau des Antennenreflektors arbeitete Airbus mit Ingenieuren von L3Harris Technologies zusammen, einem US-basierten Spezialisten für große entfaltbare Systeme, die derzeit in Europa nicht verfügbar sind.
Das Missionsteam plant, innerhalb von sechs Monaten die erste umfassende Waldkarte zu liefern und in den nächsten fünf Jahren weiter zu beobachten und Daten zu sammeln.
Diese jährlichen Karten werden nicht nur die Kohlenstoffreserven quantifizieren, sondern auch Verluste durch Entwaldung erfassen.
„Traditionelle Satellitenbeobachtungen, etwa vom Landsat-Netzwerk, werden in den Tropen häufig durch anhaltende Wolkendecken behindert“, sagte Prof. Disney.
Ein wesentlicher Vorteil der längeren Radarwellenlänge des Biomassatelliten ist ihre Fähigkeit, Wolken zu durchdringen und jedes Jahr verlässliche und vergleichbare Walddaten zu liefern.
Diese Fähigkeit war eine der Hauptmotivationen für die engagierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die das Projekt seit über zwei Jahrzehnten vorantreiben.
„Es ist aufregend, weil es die verborgenen Beiträge der Wälder – jene Ressourcen, die wir oft für selbstverständlich halten – zu den planetarischen Systemen, die den Klimawandel steuern, sichtbar machen wird“, reflektierte Dr. Cordey. „Das zu verstehen, war noch nie so wichtig wie heute.“
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