La ESA medirá el agua desde el espacio usando los cambios de gravedad

La medición del agua presente en el planeta acaba de incorporarse como variable climática esencial al Global Climate Observing System. Este Sistema Mundial de Observación del Clima Global, o SMOC por sus siglas en inglés, es un marco internacional que desde 1992 proporciona información a la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático para proporcionar estudiar los problemas climáticos y garantizar que los datos estén a disposición de todos los usuarios potenciales.

SMOC define las «variables climáticas esenciales» como aquellas variables físicas, químicas o biológicas que son críticas para monitorear una faceta dada del sistema de la Tierra. Los registros de observación de estas variables climáticas son clave para comprender y predecir el clima futuro, y para apoyar la toma de decisiones y gestionar los riesgos asociados al cambio climático.

Según informa la Agencia Espacial Europea (ESA), acaba de aprobarse el Plan de Implementación del SMOC 2022 donde se ha agregado el «almacenamiento de agua terrestre» como una nueva variable a la lista actual de 54 Variables Climáticas Esenciales. El agua ha sido la única nueva variable climática esencial que se ha agregado.

¿Qué es lo que se medirá? Según la ESA, se trata de calibrar con la máxima exactitud la cantidad total de agua almacenada en la Tierra, como la de las capas de hielo, glaciares, nieve, suelo, lagos, ríos y acuíferos. Conocer la cantidad de agua almacenada en cualquiera de estos lugares y cómo cambia con el tiempo ayuda a entender el cambio climático, y también tiene implicaciones importantes para la sociedad, especialmente para los países en riesgo de escasez de agua o en riesgo de aumento del nivel del mar, por ejemplo.

Un sistema clave para llevar a cabo este tipo de evaluación del agua en el planeta es el que ofrece la misión MAGIC (Mass change and Geosciences International Constellation) de la ESA. Al medir la gravedad de la Tierra en detalle, MAGIC promete proporcionar nueva información sobre la distribución y el movimiento del agua en los océanos, capas de hielo, glaciares, nieve, cerca de la superficie y, también subterráneas, algo esto último que ningún otro sistema de observación satelital puede hacer.

Medir el agua gracias a la gravedad

La ESA y la NASA han estado trabajando estrechamente durante más de una década para desarrollar una misión conjunta, compuesta por una constelación de dos pares de satélites. MAGIC es una de las prioridades en la Propuesta del Programa FutureEO, que es la gran apuesta actual de la ESA. Se trata de un programa de investigación y desarrollo que plantea misiones satelitales pioneras para comprender el sistema de la Tierra para un futuro más sostenible.

MAGIC se basa en la sólida herencia de medir la gravedad desde el espacio establecida por la misión GOCE de la ESA, que produjo un geoide de alta precisión, es decir, la superficie de igual potencial gravitacional definida por una superficie hipotética del océano global en reposo que se extiende bajo los continentes, y por la misión de satélite en tándem GRACE-Alemania y la misión GRACE Follow-On, que midió las variaciones de gravedad a lo largo del tiempo para revelar procesos de transporte masivo a gran escala dentro de la Tierra.

MAGIC llevaría la medición de la gravedad desde el espacio al siguiente nivel, particularmente gracias a su capacidad para hacer zoom en el cambio de masa, los intercambios de masa y los procesos de transporte de agua con una resolución y precisión espacial y temporal mejorada.

Las observaciones mejoradas de MAGIC son esenciales para ayudar a cumplir con los nuevos requisitos exigentes para monitorear el almacenamiento de agua terrestre como una variable climática esencial, según lo definido por GCOS.

Estos requisitos no pueden ser cumplidos por la misión de seguimiento de GRACE de hoy. Sin embargo, MAGIC podría asumir la responsabilidad de proporcionar observaciones mejoradas del cambio de masa desde el espacio que estén más cerca de satisfacer los requisitos del SMOC.

Por ejemplo, el requisito de observaciones globales diarias que se necesitan para las alertas tempranas de inundaciones se beneficiaría de MAGIC.

Al tiempo que proporcionan una mejor comprensión de nuestro sistema terrestre, las observaciones globales diarias altamente precisas de MAGIC también abrirían la puerta a nuevas aplicaciones operativas, como las alertas tempranas de otros eventos extremos como las sequías.

La razón para usar mediciones de gravedad para mapear el almacenamiento de agua y cómo se mueve puede parecer extraña, pero las fluctuaciones y la redistribución en los depósitos de agua y los cambios en la masa de hielo causan pequeñas variaciones temporales en la fuerza de nuestro campo de gravedad que pueden ser monitoreadas desde el espacio. Además, las mediciones MAGIC también se utilizarán en aplicaciones a otros cambios de masa de la Tierra, por ejemplo, los que ocurren en terremotos.