FLEX, il satellite che mapperà la fluorescenza delle piante

La conversione dell’anidride carbonica e dell’acqua in glucosio e ossigeno attraverso la fotosintesi è uno dei processi fondamentali per il nostro pianeta, e noi tutti vi dipendiamo: tenere sotto controllo la salute e lo stress a cui è sottoposta la vegetazione della Terra è fondamentale per comprendere a pieno il nostro ecosistema. Per farlo la European Space Agency lancerà, nel 2022, FLEX un satellite che misurerà l’attività fotosintetica delle piante dallo spazio, in una missione proposta dall’Earth Science Advisory Committee e che ha coinvolto, sin dal 2008, anche un gruppo di ricerca Unibo.

FLEX, The Fluorescence Explorer, “l’esploratore di fluorescenza”, mapperà il grado di fluorescenza, che altro non è che un debole chiarore di luce infrarossa emesso dalla clorofilla, della vegetazione di vaste aree della Terra. Il grado di fluorescenza è utile per capire lo stato dell’attività fotosintetica: così come per gli esseri umani una pelle radiosa è segno di una buona salute, per le piante il bagliore è associato a un buon funzionamento del processo di fotosintesi. Dato di particolare rilevanza, poiché permette di sapere tempestivamente se una pianta non gode di buona salute e di intervenire prima che appassisca. Conoscere la reale produttività della vegetazione sarà utile, quindi, per rendere più efficiente il management agricolo e per lo sviluppo di una bioeconomy più sostenibile. Inoltre, grazie alle informazioni inviate da FLEX, gli scienziati potranno comprendere meglio come il carbonio si sposta tre le piante e l’atmosfera e come la fotosintesi influenza i cicli di acqua.

La fase preparatoria del satellite ha visto il gruppo di ricerca dell’Alma Mater impegnato in prima linea: dal disegno del sensore alla costruzione di un simulatore aereo (molto simile al futuro satellite) e alla realizzazione di campagne di misurazione per confrontare i dati di fluorescenza rilevati dall’aereo con quelli rilevati a terra. In particolar modo, i ricercatori Unibo hanno sviluppato gli algoritmi per ricostruire fotosintesi e produttività delle piante dal segnale di fluorescenza: i modelli sono stati confrontati con dati sperimentali acquisiti in laboratorio e sul campo, su specie che vanno dalla macchia mediterranea alle pinete finlandesi, nel corso degli anni. “Se la fluorescenza viene usata ormai da decenni per investigare la fotosintesi delle piante - spiega Federico Magnani, professore al Dipartimento di Scienze Agrarie dell’Alma Mater, tra i ricercatori coinvolti nel progetto - si è sempre trattato di misure attive, che prevedono che la foglia venga manipolata esponendola a lampi improvvisi di luce intensa, cosa ovviamente non possibile dallo spazio”. Per questo motivo è stato necessario sviluppare per FLEX nuovi modelli, grazie alle nuove e migliori conoscenze sulla biologia delle piante.

Foto ESA.