Occhi spaziali, come i ricercatori usano i satelliti per studiare gli ecosistemi

Gli ecosistemi cambiano sempre più rapidamente e gli scienziati studiano il pianeta dallo spazio per farsi trovare pronti ad affrontare le sfide future, per prevenire i cambiamenti climatici e salvare vite umane ma anche per affrontare più efficacemente i problemi di conservazione della natura su larga scala.

Nella comunità scientifica, infatti, è in grandissima crescita la tendenza a utilizzare immagini ad alta risoluzione generate dai satelliti in orbita. I dati satellitari sono strumenti dinamici, che permettono di raccogliere informazioni cruciali in ogni ambito e di “leggere” praticamente ogni aspetto relativo alla natura e all’ambiente: dal calcolo delle popolazioni di animali selvatici all’individuazione dei siti di estrazione illegale, fino alla misurazione del tasso di deforestazione e di altri cambiamenti del paesaggio.

Habitat in trasformazione

L’aspetto più interessante è la possibilità per i ricercatori di incrociare i dati per rispondere a domande comportamentali sulla fauna selvatica e comprendere il funzionamento degli ecosistemi. Di recente un team di ricerca ha, per esempio, studiato la vegetazione sulle Isole Andamane, al largo dell’India, scoprendo che questa si era degradata molto più rapidamente nelle zone in cui erano stati introdotti degli elefanti e dei cervi chital. Altri scienziati stanno usando i dati satellitari per determinare come gli gnu del Serengeti sfruttano l’habitat: con dei modelli cosiddetti di “riflettanza” hanno osservato sia la produttività del territorio (dove l’erba è più verde) sia la distribuzione degli gnu, per individuare le aree più idonee per istituire nuove aree protette a salvaguardia del loro corridoio migratorio, soprattutto in previsione del crescente sviluppo umano.

I primi satelliti in orbita dagli anni ‘70

Già da molti decenni i ricercatori raccolgono informazioni utili sugli ecosistemi terrestri grazie ai dati provenienti dal telerilevamento spaziale. La NASA e l’US Geological Survey hanno cominciato negli anni ’70 grazie al satellite Landsat. Dal 1999, con il lancio in orbita di un nuovo strumento chiamato MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), la stessa Nasa misura le radiazioni solari riflesse e le radiazioni emesse a varie lunghezze d’onda dalla superficie terrestre. I dati vengono poi automaticamente convertiti in tantissimi parametri “ecologici”. Dal 2014 sono in orbita anche i satelliti europei Sentinel, che forniscono dati sulla terra, l’oceano e l’atmosfera.

Il delta nel Mar Glaciale Artico del fiume russo Lena.

Lo sforzo comune dei ricercatori

L’utilizzo dei dati satellitari per rispondere alle grandi domande del mondo naturale in trasformazione finora è stato piuttosto lento, ma negli ultimi anni il loro potenziale è in rapida evoluzione. E se prima scienziati come i biologi erano, per formazione e cultura, soliti rilevare dati direttamente sul campo, ora anche per loro la prospettiva spaziale sembra davvero allettante e affidabile, tanto che è cresciuta l’interazione con gli esperti di “copertura del suolo” dei dipartimenti geografici, e si è creato un ponte tra le discipline fondamentale per far progredire la conoscenza degli ecosistemi.

Dati disponibili per gli utenti

Oggi è cresciuto in modo esponenziale il numero di agenzie governative, sviluppatori open source e aziende private che offrono modelli, interfacce e software capaci di tradurre i dati provenienti dai satelliti. E gli utenti possono consultare una gigantesca mole di dati governativi gratuiti presso portali online come Earthdata Search della NASA, EarthExplorer di USGS e Copernicus Open Access Hub dell’Agenzia spaziale europea.

Si sciolgono velocemente i ghiacciai della Groenlandia

Di recente, un massiccio impiego della tecnologia satellitare è stato fatto anche da un team internazionale di 89 ricercatori appartenenti a 50 Università e Istituti di ricerca, tra cui l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), che ha realizzato uno studio appena pubblicato dalla rivista Nature.

Il team di ricerca ha utilizzato 26 misure indipendenti effettuate da missioni satellitari per ricostruire l’immagine più accurata possibile dello stato di salute dei ghiacciai della Groenlandia. Purtroppo la “fotografia” evidenzia l’incremento della velocità di scioglimento secondo lo scenario più pessimistico delle proiezioni dell’IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change).

Rischio inondazione costiera

Lo studio mostra che dal 1992 ad oggi la Groenlandia ha perso 3.800 miliardi di tonnellate di ghiaccio, sufficienti a far innalzare il livello globale dei mari di oltre 1 cm. Ma è proprio l’incremento della velocità a preoccupare di più: dai 33 miliardi di tonnellate l’anno del 1990 ai 254 miliardi l’anno dell’ultimo decennio, corrispondenti a un aumento di oltre 7 volte in 30 anni.

“Nel 2013”, dice il ricercatore dell’INGV Daniele Melini, “l’IPCC aveva previsto un aumento del livello globale degli oceani di 60 cm per il 2100, che avrebbe esposto 360 milioni di persone nel mondo al rischio di inondazioni costiere. Ma i nuovi risultati dimostrano chiaramente che lo scioglimento dei ghiacciai della Groenlandia procede a un ritmo più veloce del previsto, cui corrisponderebbe un aumento globale del livello del mare di ulteriori 7 cm entro il 2100”. Ciò significa che altri 40 milioni di persone saranno esposte al rischio di inondazione costiera entro la fine del secolo.