Como formigas inspiraram criação de método para medir profundidade da neve

Uma equipe de cientistas, incluindo pesquisadores da NASA, a agência espacial norte-americana, encontrou uma forma de estimar a profundidade da neve a partir da órbita inspirados em padrões que formigas têm no subsolo. O artigo sobre o estudo foi publicado no periódico Frontiers in Remote Sensing e a descoberta pode se tornar uma importante ferramenta para monitorar a saúde do planeta em meio à crise climática.

O cientista do Centro de Pesquisa Langley da NASA, Yongxiang Hu, se inspirou na física e na biologia para criar um modelo exclusivo de profundidade da neve. Como referência, Hu se lembrou do estudo que descobriu que o tempo médio que uma formiga anda dentro da colônia antes de voltar é aproximadamente quatro vezes o volume da colônia dividido por sua área de superfície.

“Estudei as propriedades das nuvens e aprendi que os reflexos de luz entre as partículas das nuvens se movem aleatoriamente, semelhantes ao movimento das formigas dentro de sua colônia. Então, pensei que a teoria das formigas também poderia se aplicar à neve, já que a neve vem das nuvens”, explicou Hu.

Com a descoberta, os cientistas podem obter uma imagem mais clara de como a crise climática está afetando a espessura do gelo marinho, bem como a espessura das geleiras sobre a Terra.

A neve desempenha um papel importante na regulação do clima, porque ela reflete a energia do Sol de volta ao espaço e ajuda a manter o planeta fresco. Ter menos neve no solo significa que haverá impacto no aumento da temperatura do planeta.

“Camadas de neve fornecem recursos hídricos em muitas regiões, incluindo o oeste dos Estados Unidos e partes da Europa, África e Ásia. A profundidade da neve, juntamente com a densidade estimada da neve, é importante para a gestão dos recursos hídricos”, acrescentou Hu.

Da mesma forma que uma formiga entra na colônia e se move aleatoriamente antes de sair, um fóton de luz de um instrumento lidar (que consiste em um laser, um scanner e um receptor GPS especializado) entra na neve e se espalha ao encontrar as partículas de neve até sair e ser detectado pelo telescópio ICESat-2 (Satélite-2 de Elevação de Gelo, Nuvem e Terra).

Ao aplicar uma simulação de modelo para verificar uma equação semelhante à usada para estimar a distância que uma formiga pode percorrer em uma colônia, os pesquisadores descobriram que era possível medir a distância média percorrida por um fóton na neve. Isso mostrou que a profundidade da neve era aproximadamente metade da distância média que o fóton viajou dentro da neve.

Lançado em 2018, o ICESat-2 tinha como objetivo determinar a profundidade das camadas de gelo cobertas de neve na Terra e do gelo marinho. Contudo, medir a profundidade da neve provou ser um desafio porque exige a consolidação do instrumento lidar com medições de micro-ondas.

Hu trabalhou com outros cientistas da NASA, da Universidade do Arizona, do Stevens Institute of Technology e da Ball Aerospace e espera que os cientistas climáticos adotem cada vez mais as propriedades da neve derivadas dessa técnica robusta baseada em física para fazer suas previsões.

“Estou confiante de que esta técnica revolucionará a forma como prevemos a evolução da neve no futuro e modelamos as mudanças no gelo marinho, e já estamos trabalhando no projeto da próxima geração de satélites especificamente para a profundidade da neve”, disse Hu.