Κλιματική αλλαγή : Κατασκοπικοί δορυφόροι προσφέρουν πολύτιμες πληροφορίες

Ο Μιχάι Νίτα αντιμετωπίζει ένα τεράστιο επαγγελματικό πρόβλημα: Βλέπει το δέντρο και χάνει το δάσος. Κυριολεκτικά.

«Όταν μπαίνω σε ένα δάσος, έχω περίπου 100 μέτρα ορατότητας γύρω μου», εξηγεί ο Δρ. Νίτα, μηχανικός δασών στο Πανεπιστήμιο της Τρανσιλβανίας στο Μπράσοφ της Ρουμανίας.

Το ερευνητικό ενδιαφέρον του Νίτα, η ιστορία των δασών της Ανατολικής Ευρώπης, απαιτεί μια βαθύτερη και πιο απομακρυσμένη ματιά από αυτή που μπορούν να του προσφέρουν τα μάτια του.

«Πρέπει να δούμε τι συνέβη στη διάρκεια της δεκαετίας του 1950 ή ακόμη και έναν αιώνα πριν», τονίζει ο ίδιος μιλώντας στους Times της Νέας Υόρκης. «Χρειαζόμασταν ένα μάτι στον ουρανό».

Η ίδια τοποθεσία στην Τουρκία, στην οποία δημιουργήθηκε φράγμα, φωτογραφημένη σε απόσταση δεκαετιών/SILVIS Lab/University of Wisconsin-Madison

Η ίδια τοποθεσία στην Τουρκία, στην οποία δημιουργήθηκε φράγμα, φωτογραφημένη σε απόσταση δεκαετιών/SILVIS Lab/University of Wisconsin-Madison

Για να χαρτογραφήσουν την ιστορία ενός τοπίου, οι δασονόμοι όπως ο Νίτα εξαρτώνταν για πολύ καιρό από χάρτες και πρακτικά παραδοσιακών δασικών απογραφών, τα οποία συχνά ήταν γεμάτα με ανακρίβειες.

Πλέον, όμως, έχουν στη διάθεσή τους εξαιρετική ορατότητα χάρη σε ένα προϊόν του αμερικανικού προγράμματος κατασκοπείας του 20ού αιώνα: Το πρόγραμμα… Corona (ναι, κι όμως), είχε εκτοξεύσει απόρρητα δορυφόρους στη διάρκεια του 1960 και 1970 για να εκμαιεύσει τα μυστικά του σοβιετικού στρατού. Σε αυτό το πλαίσιο, οι διαστημικοί κατάσκοποι συγκέντρωσαν περίπου 850.000 εικόνες, οι οποίες παρέμειναν απόρρητες μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1990.

Σύγχρονοι περιβαλλοντολόγοι που κατέγραφαν πολύτιμα ή χαμένα οικοσυστήματα, έδωσαν μια δεύτερη ζωή στις φωτογραφίες του Corona.

Σε συνδυασμό με τους σύγχρονους υπολογιστές, οι εικόνες έχουν βοηθήσει αρχαιολόγους να εντοπίσουν αρχαιολογικούς χώρους, έχουν αποτυπώσει τη μετατροπή των κρατήρων που δημιούργησαν οι αμερικανικές βόμβες στον πόλεμο του Βιετνάμ σε λίμνες γεμάτες ψάρια και έχουν καταγράψει τις αλλαγές που επέφερε στις δασικές εκτάσεις της Ανατολικής Ευρώπης ο Β’ Παγκόσμιος Πόλεμος.

Αν και πρόκειται για στατικές εικόνες, οι πανοραμικές φωτογραφίες αποτυπώνουν την ύπαρξη ζωής, είτε πρόκειται για αποικίες πιγκουίνων στην Ανταρκτική, είτε για φωλιές τερμιτών στην Αφρική, είτε για ίχνη κοπαδιών βοοειδών στην Κεντρική Ασία, αποκαλύπτοντας τις δυναμικές της ζωής στη γη. «Είναι ένα ασπρόμαυρο Google Earth», εξηγεί η Καταλίνα Μουντένου, βιογεωγράφος στο Πανεπιστήμιο Humboldt στο Βερολίνο, που έχει αξιοποιήσει φωτογραφίες του Corona για να αποδείξει ότι οι μαρμότες επέστρεφαν στις ίδιες υπόγειες φωλιές σε όλη τη διάρκεια των δεκαετιών καταστροφικών αγροτικών πρακτικών στο Καζακστάν.

Φωτογραφίες που αποτυπώνουν την απώλεια δασών στην Αρμενία/SILVIS Lab/University of Wisconsin-Madison

Φωτογραφίες που αποτυπώνουν την απώλεια δασών στην Αρμενία/SILVIS Lab/University of Wisconsin-Madison

Σύγχρονα συστήματα όπως οι δορυφόροι Terra, Aqua, Copernicus και Landsat παρέχουν στους επιστήμονες τακτικές και ακριβείς εικόνες για την επιφάνεια του πλανήτη.

Όμως οι δορυφόροι αυτοί είναι σε τροχιά εδώ και λίγες μόλις δεκαετίες –το πολύ τέσσερις- και πολλοί εξ αυτών προσφέρουν χειρότερη ανάλυση από τις φωτογραφίες του Corona.

Το πιο σημαντικό, όμως, είναι ότι οι κατασκοπικοί δορυφόροι επιτρέπουν στους επιστήμονες να δουν το εκάστοτε τοπίο ακόμη και πριν τον 20^ό αιώνα. Το γεγονός αυτό, παραδόξως, τους βοηθά να προβλέψουν το μέλλον.

«Όταν διπλασιάσεις ή τριπλασιάσεις την ηλικία του αρχείου», εξηγεί ο Τσενγκτσουάν Χουάνγκ, γεωγράφος του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, «ουσιαστικά μπορείς να βελτιώσεις την ικανότητά σου να δημιουργείς μοντέλα πρόβλεψης του μέλλοντος».

Για παράδειγμα, το 2019, μια ομάδα επιστημόνων χρησιμοποίησε τις φωτογραφίες του Corona, ιστορικούς χάρτες και σύγχρονους δορυφόρους για να ιχνηλατήσει τα ρευστά όρια της Λίμνης Φιούα στο Νεπάλ στην πάροδο των ετών.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές προέβλεψαν τι θα συμβεί στο μέλλον, εκτιμώντας ότι η συρρικνούμενη λίμνη αναμένεται να χάσει το 80% των υδάτων της εντός των επόμενων 110 ετών. Μια απώλεια τέτοιου μεγέθους θα κατέστρεφε την ικανότητα της λίμνης να παρέχει νερό για υδροηλεκτρικά εργοστάσια, άρδευση και τουριστικές δραστηριότητες στις οποίες στηρίζονται χιλιάδες κάτοικοι του Νεπάλ, τόνισαν οι ερευνητές.

«Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε εικόνες από το παρελθόν για να προβλέψουμε το μέλλον», σημειώνει στους Times ο Σκοτ Γουάτσον, γεωλόγος του Πανεπιστημίου του Λιντς και ένας εκ των συγγραφέων της μελέτης για τη λίμνη Φιούα.

Εικόνες που απέτρεψαν έναν Τρίτο Παγκόσμιο

Στις αρχές του Ψυχρού Πολέμου, οι ΗΠΑ δυσκολεύονταν να αποκτήσουν στρατιωτικές πληροφορίες για τη Σοβιετική Ένωση, τον μεγαλύτερο εχθρό τους με έκταση που κάλυπτε 11 ζώνες ώρας και το ένα έκτο της χερσαίας επιφάνειας του πλανήτη.

Η αναγνώριση μέσω δορυφόρων προσέφερε μια ματιά στο σοβιετικό μαύρο κουτί, σύμφωνα με τον Τζέιμς Ντέιβιντ, επιμελητή του Εθνικού Μουσείου Αέρα και Διαστήματος στο Smithsonian στην Ουάσινγκτον. «Οι φωτογραφικές πληροφορίες σε ενημερώνουν για τις θέσεις των στρατιωτικών δυνάμεων του εχθρού», εξήγησε στους Times. «Μπορούν να σου πουν πολλά για τον εξοπλισμό που διαθέτουν και για την κατάσταση ετοιμότητας στην οποία βρίσκονται».

Η πρώτη επιτυχημένη φωτογραφία που ανακτήθηκε από δορυφόρο Corona/National Reconnaissance Office

Μια από τις πρώτες απαντήσεις ήταν το πρόγραμμα Corona, που εγκρίθηκε από τον Πρόεδρο Αϊζενχάουερ το 1958. Όμως προκειμένου να καταφέρουν να φωτογραφίσουν τον εχθρό από το διάστημα, οι αμερικανοί αξιωματούχοι έπρεπε πρώτα να φέρουν εις πέρας πραγματικούς άθλους μηχανικής: Να αναπτύξουν φιλμ ανθεκτικό στην ακτινοβολία του διαστήματος και την ατμοσφαιρική πίεση, το οποίο στη συνέχεια θα ήταν σε θέση να ανακτήσουν, να εμφανίσουν και να αναλύσουν προσεκτικά.

Οι πρώτες δέκα απόπειρες εκτόξευσης δορυφόρων Corona απέτυχαν, σύμφωνα με τη CIA. Ορισμένα οχήματα δεν κατάφεραν να τεθούν σε τροχιά ή να επιστρέψουν, ενώ άλλα αντιμετώπισαν προβλήματα που σχετίζονταν με τις κάμερες ή το φιλμ.

Τότε, τον Αύγουστο του 1960, η πρώτη επιτυχημένη εκτόξευση κατάφερε να περάσει οκτώ φορές πάνω από τη Σοβιετική Ένωση, στη διάρκεια της ημέρας. Όταν η κάμερα εξάντλησε όλο το φιλμ της, ο δορυφόρος απελευθέρωσε την κάψουλα για την επιστροφή του φιλμ από ύψος 160 χιλιομέτρων. Το πακέτο προσέκρουσε στην ατμόσφαιρα, ένα αλεξίπτωτο άνοιξε και επέτρεψε τη συλλογή του από τον αέρα από ένα αεροπλάνο της Air France που πετούσε πάνω από τη Χαβάη. Ήταν οι πρώτες φωτογραφίες που ανακτήθηκαν ποτέ, αφού πρώτα είχαν βρεθεί σε τροχιά.

«Δεν είχαν ιδέα αν αυτά τα συστήματα θα λειτουργούσαν», εξηγεί στους Times ο Κόμπτον Τάκερ, έμπειρος επιστήμονας του Goddard Space Flight Center της NASA. «Ήταν πραγματικά πολύ πρωτοποριακό».

Με την πάροδο των ετών, η ποιότητα των φιλμ και των καμερών στους Corona βελτιωνόταν. Έχοντας στη διάθεσή του ένα αρχείο σχεδόν ενός εκατ. φωτογραφιών, το πρόγραμμα κατάφερε να εντοπίσει χώρους φύλαξης σοβιετικών πυραύλων, πολεμικών πλοίων, ναυτικών βάσεων και άλλων στρατιωτικών στόχων.

«Μέτρησαν κάθε ρουκέτα της Σοβιετικής Ένωσης», επισημαίνει ο Βόλκερ Ράντελοφ, οικολόγος του Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν-Μάντισον, το εργαστήριο του οποίου χρησιμοποιούσε τις φωτογραφίες στο πλαίσιο μελετών. «Αυτές οι φωτογραφίες κράτησαν… ψυχρό τον Ψυχρό Πόλεμο».

Μετά από 145 αποστολές και 120 αξιοποιήσιμα φιλμ που ανακτήθηκαν από τροχιά, το πρόγραμμα Corona, αξίας πολλών δισεκατομμυρίων δολαρίων, σταμάτησε το 1972 εξαιτίας της δημιουργίας δορυφόρων που ήταν σε θέση να αποστείλουν ψηφιακές εικόνες στη γη.

Μια κάψουλα με φιλμ επιστρέφει στη γη, κάποια στιγμή στη διάρκεια της δεκαετίας του 1960/National Reconnaissance Office

Στη συνέχεια, το 1995, οι αρχειοθετημένες εικόνες του κατασκοπικού προγράμματος αποχαρακτηρίστηκαν, με ορισμένες να δημοσιεύονται ακόμη και στο πρωτοσέλιδο των Times.

Οι κυβερνητικοί αξιωματούχοι παροτρύνθηκαν να δημοσιεύσουν τις φωτογραφίες, εν μέρει εξαιτίας της αξίας που αναμενόταν ότι θα είχαν για τους περιβαλλοντολόγους.

«Αυτού του είδους οι εικόνες», είχε δηλώσει ο τότε αντιπρόεδρος των ΗΠΑ, Αλ Γκορ, «είναι που κάνουν τόσο ενδιαφέρουσα τη σημερινή εκδήλωση για εκείνους που μελετούν την πορεία των αλλαγών στη Γη μας».

Έκτοτε, το πρόγραμμα έχει παραμείνει σχετικά άγνωστο στο ευρύ κοινό. «Πρόκειται για τη μεγαλύτερη στρατιωτική επιτυχία όλων των εποχών, που έχει χρηματοδοτηθεί με χρήματα των φορολογούμενων, και για την οποία κανείς δεν γνωρίζει τίποτα», σημείωσε ο Τζέισον Ουρ, αρχαιολόγος του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ, ο οποίος στηρίζεται συχνά σε φωτογραφίες του προγράμματος Corona για την έρευνά του.

Ένας λόγος για αυτή την εξέλιξη είναι το γεγονός ότι προκειμένου οι επιστήμονες να χρησιμοποιήσουν τις αναγκαίες για την έρευνά τους φωτογραφίες, έπρεπε να υπερπηδήσουν μια σειρά από εμπόδια. Για παράδειγμα, αν και οι φωτογραφίες έχουν αποχαρακτηριστεί, για την ψηφιοποίηση της κάθε εικόνας απαιτούνται $30. Ο Ράντελοφ εξηγεί στους Times ότι υπάρχουν αμέτρητα δεδομένα, όμως οι περισσότερες εικόνες «είναι ακόμη σε μορφή φιλμ και δεν έχουν σαρωθεί».

Και μέχρι πρόσφατα δεν υπήρχε κατάλληλο λογισμικό για την σωστή διόρθωση των εικόνων και του προσανατολισμού τους, αλλά και για την ανάλυση των στοιχείων που αυτές αποκαλύπτουν.

Το 2015, ο Νίτα άρχισε να αναπτύσσει μια μέθοδο επεξεργασίας των εικόνων Corona, εμπνευσμένος από το software που χρησιμοποιείται για τη διόρθωση των κουνημένων πλάνων από drones. Μόνο στη διάρκεια των τελευταίων δύο ετών, οι επιστήμονες έχουν μελετήσει αυτές τις εικόνες για να παρακολουθήσουν τις κινήσεις των παγετώνων στην Κεντρική Ασία, τις αλλαγές της ακτογραμμής της Σαουδικής Αραβίας, την ύπαρξη δέντρων γουάντι στις ερήμους της ανατολικής Αιγύπτου και την απώλεια πάγων στο Περού.

Μια «χρονομηχανή» της επιφάνειας της γης

Αυτές οι φωτογραφίες είναι ικανές να αποκαλύψουν την ιστορία του τοπίου σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό από τις σύγχρονες δορυφορικές εικόνες.

Συχνά, οι λήψεις των Corona από τα ‘60s, αποτυπώνουν οικοσυστήματα πριν από τη βίαιη παρέμβαση των ανθρώπων ή ακόμη και τη μετατροπή τους σε πόλεις, υδροηλεκτρικά φράγματα, χωράφια και βιομηχανικές ζώνες. Οι εικόνες αμφισβητούν ακόμη και τα οικοσυστήματα εκείνα που θεωρούμε ότι έχουν παραμείνει ανέγγιχτα. Σε πολλές περιπτώσεις, έχουν αποκαλύψει ότι δάση που πιστευόταν ότι υπήρχαν επί αμέτρητα χρόνια, στην πραγματικότητα δεν είναι ούτε 70 ετών.

 «Σε πολλές περιπτώσεις, μας έχουν οδηγήσει σε τοπία που έχουν χαθεί πλήρως, δεν υπάρχουν καν πια», τονίζει ο Ουρ. «Οι Corona μοιάζουν με χρονομηχανή για εμάς».

Το 2013, ο Κέβιν Λίμπελ, ένας βιολόγος, αποφάσισε να παρακολουθήσει την ιστορική αλλαγή των συνόρων των μανγκρόβιων δασών στο Εθνικό Φυσικό Πάρκο Μανγκρόβιων Δεντρών της Ζαντζιάνγκ στη νότια Κίνα. Τα σχετικά αρχεία ήταν διακεκομμένα πριν τη δεκαετία του 1980, όταν οι παγκόσμιοι δορυφόροι άρχισαν να καταγράφουν ανά τακτά διαστήματα την επιφάνεια του πλανήτη. «Υπήρχε αυτό το μεγάλο κενό –στην πραγματικότητα δεν είχαμε εικόνες από καμία άλλη χρονική περίοδο», εξηγεί ο Λίμπελ, που πλέον εργάζεται στους Βασιλικούς Βοτανικούς Κήπους της Βρετανίας.

Εξετάζοντας τις ασπρόμαυρες φωτογραφίες των Corona και καταγράφοντας χειρόγραφα τα σύνορα του μανγκρόβιου δάσους, ο Λίμπελ απέδειξε το 2013 ότι η ανθρώπινη δραστηριότητα είχε μειώσει την κάλυψη από δέντρα κατά περισσότερο από ένα τρίτο στο διάστημα μεταξύ του 1967 και του 2009. Αυτού του είδους τα ευρήματα θα ήταν αδύνατα χωρίς την ύπαρξη των ιστορικών φωτογραφιών, τονίζει.

«Στην οικολογία, είμαστε όλοι αντιμέτωποι με το ίδιο πρόγραμμα: Αρχίζουμε να έχουμε αξιοποιήσιμα δεδομένα από τη δεκαετία του ’80 ή του ’90 στην καλύτερη περίπτωση», σημειώνει ο Λίμπελ. «Η διαφορά μεταξύ του τότε και του τώρα δεν είναι τεράστια. Όμως σε σύγκριση με την κατάσταση έναν αιώνα πριν, είναι γιγαντιαία».

Παρόλα αυτά, τα δεδομένα των Corona έχουν αξιοποιηθεί ελάχιστα από τους επιστήμονες. Μόνο το 5%, δηλαδή περίπου 900.000 φωτογραφίες από τις συνολικά 1,8 εκατ., έχουν σαρωθεί μέχρι σήμερα, σύμφωνα με τον Ράντελοφ. «Δεν έχουν χρησιμοποιηθεί και τόσο πολύ μέχρι σήμερα. Βρισκόμαστε σε ένα σημείο καμπής», δήλωσε στους Times.

Με την κλιματική αλλαγή και άλλες σημαντικές μεταμορφώσεις των παγκόσμιων οικοσυστημάτων, η καταγραφή των αλλαγών με την πάροδο των ετών είναι πλέον πιο σημαντική από ποτέ, τονίζει η Μουντενού. «Όλες οι δραστηριότητές μας αφήνουν ένα αποτύπωμα. Αυτές οι επιπτώσεις μπορεί να μη γίνουν ορατές επί ολόκληρες δεκαετίες».