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只见树木不见森林这句话对米哈伊·尼塔（Mihai Nita）来说，不仅仅是一句俗语，还用来代表一种专业上的劣势。
“当我进入森林时，我只能看到我周围100米的地方，”尼塔博士说，她是罗马尼亚特兰西瓦尼亚布拉索夫大学（Transylvania University of Brasov）的森林工程师。
尼塔博士的研究方向是东欧森林历史，这种研究需要仰仗眼睛不能提供的更广阔、更偏远的视野。
“你必须看看50年代，甚至一个世纪前发生了什么，”尼塔博士说。“我们需要一只纵观全局的眼。”
为了勾勒出地貌的历史，像尼塔博士这样的护林员长期依赖于地图和传统的树木种类目录，但是这些种类目录可能有很多不准确的地方。但现在，他们有了一张鸟瞰图，这张图的来源是20世纪美国间谍计划的产物：“ 日冕计划”（Corona project），该项目在1960-1970年间发射了机密卫星，以窥探苏联军方的秘密。在这个过程中，这些轨道观测者收集了大约85万张图像，这些图像一直保密到20世纪90年代中期。
现代生态学家记录珍贵或已消失的栖息地的工作给了“日冕”图像第二次生命。与现代计算机技术相结合，太空快照帮助考古学家识别有年代的遗址，这些图片展示了美国炸弹在越南战争期间留下的弹坑如何变成了鱼塘，以及第二次世界大战对东欧森林覆盖面积的重塑。
尽管它们是静态的，但全景照片包含了清晰可查的痕迹，南极洲的企鹅聚居地，非洲的白蚁丘，中亚的放牧踪迹，这些痕迹揭示了这些地球生物在陆地上的动态生活。“这是黑白的谷歌地球，”柏林洪堡大学（Humboldt University of Berlin）的生物地理学家卡特琳娜·蒙泰亚努（Catalina Munteanu）说。她通过对日冕的图像分析，发现了在哈萨克斯坦的土拨鼠经历了数十年破坏性的农业活动后又回到了自己原来的洞穴。
Terra、Aqua、哥白尼和地球资源卫星等现代卫星系统定期向环境科学家提供更新的地球表面图像。但这些卫星只有最多40年的历史，而且很多卫星的分辨率都不如日冕所记录的照片清晰。
更重要的是，有了间谍卫星，科学家们可以将景观的时间轴提前到20世纪，这有助于我们预测接下来会发生什么。
马里兰大学地理学家黄成泉（音译）说：“当你将历史跨度翻上两倍或三倍时，你对将来的建模能力就会得到大幅提升。”
例如，2019年，一组科学家利用日冕图像、历史地图和现代卫星重现了尼泊尔费瓦湖的边界随着时间的变化。然后，研究人员预测了接下来会发生什么，估计萎缩的湖泊可能会在未来110年内失去80%的水。他们指出，这种规模的损失将破坏该湖泊水力发电、灌溉和提供旅游活动的能力，而这些资源是尼泊尔数十万人赖以生存的基础。
利兹大学的地球科学家斯科特·沃森，他也是费瓦湖研究报告的合著者，他说：“我们可以用过去的图像来预测未来。”
重现冷战时期的冷峻
冷战初期，美国努力获取苏联的军事情报，苏联当时是一个跨越11个时区、占地球陆地面积六分之一的巨大敌人。
华盛顿史密森尼国家航空航天博物馆的馆长詹姆斯·大卫说，通过卫星侦察，我们得以一窥苏联的黑匣子。“照片情报可以告诉你敌人的军事力量在哪里，”他说。“这对了解他们有什么装备，他们的准备状态很有帮助。”
一个早期的答案就是日冕，1958年由艾森豪威尔总统批准。但要从太空拍摄敌人，美国官员首先必须攻克工程上的难题：冲洗能够承受太空辐射和气压的胶片，然后回收、冲洗并进行仔细分析。
据美国中央情报局称，前十几次发射日冕卫星的尝试都失败了，其中一些飞行器没有进入轨道或返回轨道，还有一些遇到了相机或胶卷故障。
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最后，在1960年8月，第一次成功的日冕卫星在苏联上空进行了8次日间飞越。当照相机用完20磅的胶卷后，卫星从100英里的高度释放了胶卷回收包裹。包裹进入大气层，降落伞被打开，在半空中被夏威夷西北部的一架空军飞机铲起，这是第一批从轨道上回收的摄影作品。
NASA戈达德太空飞行中心资深地球科学家康普顿·塔克说：“他们一开始并不确定这些系统是否可行。结果显示还是很成功的。”
随着时间的推移，日冕相机和胶卷的质量有所提高。该项目收集了近100万张图片，探测到了苏联的导弹基地、军舰、海军基地和其他军事目标。“他们清点了苏联的每一枚火箭，”威斯康星大学麦迪逊分校的生态学家沃尔克·拉德洛夫说，他的实验室曾使用这些图像进行研究。“这些照片反映了冷战时期的冷峻。”
经过145次任务，回收了120个胶卷罐，价值数十亿美元的 "日冕 "计划于1972年退役，转而使用可以将图像以数字格式传回地球的卫星。
1995年，当间谍计划的档案图像被解密时，一些图像出现在《泰晤士报》的头版上。
政府官员发布这些图像的动机，部分原因就是它们对环境科学的研究价值。
“这些照片，”戈尔副总统当时说，“对那些研究地球变化过程的人来说，是多么地激动人心。”
那以后，这个项目一直不为公众所知。哈佛大学考古学家贾森·乌尔（Jason Ur）经常依靠日冕图像进行研究，他说：“这是纳税人资助的伟大项目以及最棒的军事成就，但是却无人知晓。”
它们相对默默无闻的一个原因是，想要使用这些图像的科学家需要克服各种障碍。例如，虽然这些图片已经解密，但研究人员要花30美元才能将一张图片数字化。拉德洛夫博士说，“信息量庞大”，但大多数图像“仍被卷在胶片上，尚未被扫描”。
直到最近，软件才变得足够精密，能够校正、定位和分析经常被扭曲的卫星全景图像。
2015年，尼塔博士受一款软件的启发，这款软件可以校正无人机镜头的晃动，并从那时起着手开发一种处理日冕图像的方法。他说，“以前的计算机编程还不够精密。”
随着这一技术和其他技术的进步，利用日冕数据的研究已经开始回温。仅在过去两年中，科学家们就研究了这些图像，以追踪中亚岩石冰川的运动、沙特阿拉伯海岸线的变化、埃及东部沙漠的河谷树以及秘鲁的冰雪融化。
就像地球表面的时光机
日冕的照片一旦被冲印出来，就可以还原一个历史的地貌，早于如今广泛分布的卫星成像时代。
日冕60年代的照片经常捕捉到一些森林的原始地貌，这些图片早于人类将原始森林大幅铲平或开发成新城市、水电站大坝、农田或工业区。这些图像挑战了我们关于原始生态系统的假设，因为这些图片不止一次地表明，我们以为的原生态森林其实实际年龄还不到70岁。
“在很多情况下，它们会向我们展示已经消失、不再存在的地貌，”乌尔说。“日冕对我们来说就像一台时光机。”
2013年，生物学家凯文·李普尔着手追溯中国南方湛江红树林国家级自然保护区红树林的历史边界。上世纪80年代，全球卫星开始定期从太空记录地球表面，这些记录是很零星的。“有非常多的空白，我们真的没有其他的时间点，” 李普尔博士说，他现在在英国皇家植物园邱园工作。
2013年，李普尔博士研究了黑白日冕图像，并手工标记了森林的轮廓，证明从1967年到2009年，人类活动使红树林的覆盖面积减少了三分之一以上。他说，如果没有这些历史照片，这种发现是不可能的。
“在生态学上，我们都面临着同样的问题：我们最多从80年代或90年代开始有了可靠的数据，”李伯尔博士说，“现在和那时的差别并不大。但与一个世纪前相比，差别是巨大的。”
不过，相对而言，日冕数据仍未被科学家们充分利用。拉德洛夫博士说，到目前为止，在这个国家不断增长的解密间谍卫星照片中，只有总数180万张中的大约9万张被扫描了，即5%。“它还没有被广泛使用。我们只看到了冰山一角，”他说。
随着气候变化和其他全球生态系统的转变，记录和拼凑长期的环境时间表变得比以往任何时候都重要，蒙特诺博士说：“我们做的每件事都会留下足迹。”这种影响可能要到几十年后才会显现出来。”
本文编译自《纽约时报》，原文链接：
www.nytimes.com/2021/01/05/science/corona-satellites-environment.html
原作者：马里昂雷诺（Marion Renault）