Точный химический отпечаток Амазонии

В 2017 году Скотт Мартин, профессор экологических наук и инженерии имени Гордона Маккея в Гарвардской школе инженерии и прикладных наук (SEAS), предложил новую систему химического мониторинга на базе дронов для отслеживания состояния Амазонии в условиях изменения климата, вырубки лесов и пожаров. Проект направлен на мониторинг летучих органических соединений (ЛОС), которые растения выделяют для взаимодействия с окружающими организмами. Каждый вид растений имеет уникальную сигнатуру ЛОС — своего рода химический отпечаток, который меняется в зависимости от сезона или стресса, например, от засухи или наводнения. Традиционно такой мониторинг проводился с высоких стационарных вышек, что ограничивало охват территории.

Исследователи из SEAS совместно с коллегами из Университета штата Амазонас (UEA) и Фонда поддержки исследований штата Амазонас (FAPEAM) предположили, что дроны могут обеспечить более точные данные. Летом 2018 года, после нескольких лет разработки, они использовали специально сконструированные дроны для картирования химических отпечатков двух различных экосистем в центральной Амазонии — плато и склонов. Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, опровергли существующие модели выбросов биосферы, которые предполагали одинаковые эмиссии в соседних экосистемах.

Было обнаружено, что концентрация ЛОС под названием изопрен в лесах на плато более чем на 50% выше, чем в лесах на склонах. На основе этих данных была разработана модель, показавшая, что выбросы изопрена различаются в два-три раза между этими типами леса. Ранее, в отсутствие измерений, модели предполагали отсутствие различий. Это исследование подчеркивает, насколько слабо изучена неоднородность лесов, и показывает, как технологии с использованием дронов могут помочь количественно оценить выбросы ЛОС в разных экосистемах для улучшения климатических моделей и моделей качества воздуха.

В дальнейшем команда планирует отобрать пробы в заболоченных долинах и вдоль рек, используя лодку в качестве платформы для запуска дронов, а также испытать группу из трёх дронов, работающих совместно.