Sfide polari: il CNR tra stazioni remote e satelliti

In un mondo dove il gelo morde la pelle e l’isolamento amplifica ogni silenzio, l’Italia affida al Consiglio nazionale delle ricerche la missione impossibile: decifrare i sussurri dei ghiacci in mutamento. Dall’Artico all’Antartide, fino al Terzo polo himalayano, il Consiglio nazionale delle ricerche segue il ritmo dei ghiacci, misura l’aria, coglie i segnali sottili dalle grandi altezze e dalle alte latitudini, trasformandoli in dati che illuminano la scienza e orientano le politiche globali. In questo mondo di stazioni remote, campagne di misura e satelliti in orbita si muove Francesco Petracchini, ingegnere ambientale e direttore del Dipartimento Scienze del Sistema Terra e Tecnologie per l’Ambiente del CNR, che da anni lavora sui temi dell’inquinamento atmosferico e dei cambiamenti climatici, spesso in contesti di frontiera. Abbiamo chiesto a Petracchini come il CNR tenga insieme poli e montagne, ricerca di base e applicazioni, logistica estrema e sofisticati algoritmi di intelligenza artificiale, in una fitta trama di collaborazioni. Il CNR è il principale ente di ricerca italiano e, come tale, da decenni lavora su tutti i campi della ricerca: andiamo dalla medicina fino ai beni culturali e lo facciamo attraverso i nostri circa 10.000 ricercatori, che operano a livello nazionale e internazionale nel contesto ambientale e, nello specifico, nel contesto degli ambienti estremi. Operiamo anche qui da anni, anzitutto attraverso un supporto di tipo scientifico alla pubblica amministrazione, dando indirizzo alle politiche antartiche e artiche. Esistono piani nei quali il CNR da sempre offre un indirizzo scientifico: insieme agli altri enti nazionali coinvolti – quindi OGS, ENEA – scriviamo le strategie e decliniamo le attività attraverso bandi, coinvolgimento dei ricercatori e organizzazione delle campagne. Non curiamo, per esempio, la parte logistica, che è in capo ad altri enti, quali ENEA per la parte soprattutto antartica, e non curiamo la parte navale, che è in capo a OGS con la nave Laura Bassi, impegnata sulle attività polari. A livello di attività di ricerca sulla parte dell’Artide, noi da decenni gestiamo la stazione Dirigibile Italia, presso le isole Svalbard, e lì abbiamo i nostri ricercatori impegnati in tutti i mesi dell’anno attraverso attività di ricerca e bandi competitivi che noi stessi emaniamo insieme agli altri enti con cui collaboriamo su queste attività. Dal punto di vista delle infrastrutture, il nostro impegno è forte nel mantenerle: i nostri ricercatori sono impegnati quotidianamente nella loro gestione, che in questi ambienti estremi necessita di particolare attenzione. L’altro aspetto fondamentale è quello dei dati: i dati sulla parte polare, quindi sul Polo Nord e sul Polo Sud, vengono gestiti dal CNR insieme agli altri enti, per poter essere messi a sistema e messi a disposizione della comunità scientifica. È chiaro che su questi contesti geografici internazionali abbiamo collaborazioni molto strette con tutti gli altri enti ed è davvero importante per noi continuare a incrementarle e fare in modo che le attività vengano svolte in sinergia con questi enti. Sapete che in Antartide gestiamo congiuntamente la stazione Concordia con la comunità di ricerca francese e che, sempre in Antartide, siamo ospiti dei norvegesi in un villaggio interamente scientifico che ospita tanti Paesi che lavorano insieme. Per noi è importante continuare a collaborare, ma anche incrementare la ricerca e il nostro impegno su queste attività e su questi luoghi, nei quali dobbiamo migliorare la capacità di comprendere i fenomeni in corso. Questo lo facciamo necessariamente attraverso un incremento delle attività di ricerca, che sono cruciali per poter declinare le politiche e le azioni del futuro. Oltre ai due poli canonici – Artico e Antartico – c’è un terzo regno estremo, il cosiddetto "polo verticale" delle grandi catene montuose: Himalaya, Karakorum, Hindu Kush. Sono terre di ghiacciai maestosi e paesaggi verticali aspri, dove il clima accelera mutamenti profondi. Anche lì il CNR è presente con progetti ambiziosi e collaborazioni sul campo: ce ne può parlare? Sì, la zona geografica che ha indicato come “terzo polo” è un territorio incredibile in termini di concentrazione di montagne e ghiacciai: è un serbatoio di acqua dolce unico e anch’esso, come altre zone del mondo, è ovviamente impattato dai fenomeni in corso, climatici e di inquinamento. Pertanto, per il CNR e per gli enti di ricerca nazionali è fondamentale avviare attività di monitoraggio in loco attraverso accordi internazionali. Devo dire che il CNR, da alcuni anni, è in vantaggio rispetto ad altri enti governativi di ricerca perché collabora con associazioni come EVK2 CNR, che ha installato un’infrastruttura chiamata Piramide – perché a forma di piramide – nelle vicinanze dell’Himalaya, a più di 5.000 metri. Quello è un laboratorio unico perché consente di ospitare più di 30 ricercatori e, soprattutto, di monitorare a quella quota le dinamiche climatiche, l’andamento dei ghiacciai, la biologia e anche la componente atmosferica. Nel corso degli anni abbiamo installato anche una stazione di monitoraggio di alta quota sopra la Piramide per monitorare lo spostamento delle masse, il trasporto degli inquinanti emergenti e utilizzare questi dati come base per modelli che ci permettano di comprendere i fenomeni in corso. Come dicevo, il CNR è impegnato su questo anche attraverso istituti specifici. Non a caso abbiamo costituito, diversi anni fa, un Istituto di scienze polari che lavora specificamente su questi ambiti: Polo Nord, Polo Sud e Terzo polo. I ricercatori sono impegnati in attività di monitoraggio dei vari fenomeni. Cito un altro progetto importante, il venturo Semantic Lab, che ci vede coinvolti insieme ad altri soggetti, come l’Università di Milano, ma anche nuovamente l’associazione EVK2. Percorreremo il ghiacciaio dello Spantik, in Pakistan, a più di 7.000 metri. In questi contesti è necessario lavorare in sicurezza e, pertanto, in futuro sarà importante avviare collaborazioni con i corpi di difesa, con l’esercito, con gli alpini, che potrebbero collaborare in sinergia con i nostri ricercatori per raggiungere davvero queste vette, perforare, raccogliere i campioni, trasportarli a valle, monitorarli, analizzarli e poi comprendere i fenomeni futuri, ma anche ciò che è successo nel passato. Come si prepara un ricercatore a misurarsi con ambienti estremi come i poli o le cime himalayane? Esiste un percorso accademico specifico o, data l’essenziale interdisciplinarità di questi lavori, conta soprattutto scegliere una competenza che trovi applicazione diretta in quei contesti? Diciamo che i ricercatori arrivano a questi studi per passione: molto spesso non esiste un percorso prestabilito. Chi è esperto di neve o di comportamento dei ghiacciai, ad esempio, lavora in sinergia con altri ricercatori di diversa formazione per poter svolgere queste attività. Oltre alle capacità tecniche, bisogna avere un’ottima forma fisica. Non a caso, le selezioni che vengono fatte per i programmi di ricerca in Antartide sono molto stringenti: passare mesi in totale isolamento, per esempio in una base come Concordia, richiede capacità psicofisiche importanti e quindi una grande capacità di gestire situazioni complesse in ambienti isolati. È un po’ come quanto accade sulla Stazione spaziale orbitante: siamo più o meno a quei livelli in termini di distanza dai punti di contatto umano. Per chiudere, un ponte verso lo spazio: sappiamo delle collaborazioni strette con l’ESA, soprattutto a Concordia ma non solo. Riprendendo il filo dell’interdisciplinarità, come il CNR vive questi legami internazionali con agenzie spaziali, intrecciando dati terrestri estremi e osservazioni dall’orbita? Il monitoraggio delle matrici ambientali, nel corso degli anni, è cambiato in termini di caratterizzazione: prima si valutava la qualità dell’aria con monitoraggi da terra, ora le tecnologie hanno permesso l’installazione di satelliti che ci consentono di leggere le caratteristiche del suolo, il comportamento del terreno, le caratteristiche dell’aria, con elevata precisione. Per noi è fondamentale collaborare con le agenzie spaziali che hanno in dotazione strumentazioni i cui dati possono essere trasmessi ai nostri centri. Siamo in una situazione in cui i dati devono ancora essere tarati tramite strumentazioni ad alta precisione che si trovano a terra, e l’utilizzo di algoritmi di intelligenza artificiale favorisce il confronto, la comprensione e anche la velocità di analisi dei fenomeni. Ora è fondamentale che chi ha capacità di analisi dei dati a terra collabori con chi ha le infrastrutture spaziali, utilizzando capacità di calcolo avanzate. La predizione legata ai nuovi sensori che sono stati lanciati – ma anche a quelli che saranno lanciati, penso per esempio ai satelliti di Copernicus o alle missioni NISAR della NASA – tenderà sempre più a ridurre la dipendenza dalle strumentazioni a terra. Questo però potrà avvenire soltanto se gli studi e le analisi che realizzeremo saranno sempre più raffinati, in modo da permettere lo sviluppo di sensori e la loro calibrazione continua con i dati raccolti a terra.

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Daniele Moretti