In Europa mancano molte acque sotterranee. Il continente soffre già di una grave siccità dal 2018. Lo confermano i dati satellitari analizzati presso l'Institute of Geodesy della Graz University of Technology
L'Europa sta vivendo da anni una grave siccità. In tutto il continente, i livelli delle acque sotterranee sono rimasti costantemente bassi dal 2018, anche se eventi meteorologici estremi con inondazioni danno temporaneamente un quadro diverso. L'inizio di questa grave situazione è documentato in una pubblicazione della dottoressa Eva Börgens (1) nella rivista Geophysical Research Letters (2) dell'anno 2020. In essa, la ricecatrice rende noto che durante i mesi estivi del 2018 e del 2019 si è verificata una notevole carenza d'acqua nell'Europa centrale. Da allora, non si è verificato un aumento significativo dei livelli delle acque sotterranee; i livelli sono rimasti costantemente bassi. Lo dimostrano le analisi dei dati di Torsten Mayer-Gürr e Andreas Kvas dell'Istituto di geodesia del Politecnico di Graz (TU Graz). Nell'ambito del progetto G3P (Global Gravity-based Groundwater Product) dell'UE, hanno utilizzato la gravimetria satellitare per osservare le risorse idriche sotterranee del mondo e documentato i loro cambiamenti negli ultimi anni.
Conseguenze di vasta portata
Gli effetti di questa prolungata siccità sono stati evidenti in Europa nell'estate del 2022. Alvei asciutti, acque stagnanti che lentamente sono scomparse e con loro numerosi impatti sulla natura e sulle persone. Non solo numerose specie acquatiche hanno perso il loro habitat e i suoli aridi hanno causato molti problemi all'agricoltura, ma di conseguenza è peggiorata anche la carenza di energia in Europa. Le centrali nucleari in Francia non avevano l'acqua di raffreddamento per generare abbastanza elettricità e nemmeno le centrali idroelettriche potevano svolgere la loro funzione senza acqua sufficiente.
Misurazione delle acque sotterranee dallo spazio
In che modo i geodeti della TU Graz possono utilizzare i dati dallo spazio per fare affermazioni accurate sui serbatoi di acque sotterranee? Al centro del progetto G3P ci sono i satelliti gemelli Tom e Jerry, che stazionano attorno alla Terra in un'orbita polare a un'altitudine di poco inferiore a 490 chilometri. La distanza tra i satelliti di circa 200 chilometri è importante. Quello dietro non deve raggiungere quello davanti, motivo per cui gli è stato dato il nome Tom e Jerry in riferimento ai personaggi dei cartoni animati.
La distanza tra i satelliti viene misurata costantemente e con precisione. Se sorvolano una montagna, il satellite davanti è inizialmente più veloce di quello dietro a causa della maggiore massa sotto di esso. Una volta superata la montagna, rallenta ancora leggermente, ma il satellite posteriore accelera non appena raggiunge la montagna. Una volta che entrambi hanno superato la montagna, la loro velocità relativa viene stabilita ancora una volta. Queste variazioni di distanza su grandi masse sono le principali grandezze di misura per la determinazione del campo gravitazionale terrestre e vengono rilevate con precisione micrometrica. A titolo di confronto, un capello ha uno spessore di circa 50 micrometri.
Mappa mensile della gravità della Terra
Tutto questo avviene a una velocità di volo di circa 30.000 km/h. I due satelliti gestiscono così 15 orbite terrestri al giorno, il che significa che raggiungono la copertura completa della superficie terrestre dopo un mese. Questo a sua volta significa che TU Graz può fornire una mappa gravitazionale della Terra ogni mese. «L'elaborazione e lo sforzo computazionale qui sono piuttosto grandi. Abbiamo una misurazione della distanza ogni cinque secondi e quindi circa mezzo milione di misurazioni al mese. Da questo poi determiniamo le mappe del campo gravitazionale», afferma il dottor Torsten Mayer-Gürr. (3)
La massa meno la massa è uguale alla massa
Tuttavia, la mappa gravitazionale non determina ancora la quantità di acque sotterranee. Questo perché i satelliti mostrano tutti i cambiamenti di massa e non fanno distinzioni tra mare, laghi o acque sotterranee. Ciò richiede la cooperazione con tutti gli altri partner del progetto G3P dell'UE. Il dottor Torsten Mayer-Gürr e il suo team forniscono la massa totale, da cui vengono poi sottratti i cambiamenti di massa nei fiumi e nei laghi, l'umidità del suolo, la neve e il ghiaccio e infine rimane solo l'acqua sotterranea.
Ognuna di queste altre masse ha i propri esperti che contribuiscono qui con i loro dati. Questi si trovano in Austria (Graz University of Technology, Vienna University of Technology, Earth Observation Data Center EODC), Germania (GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam), Svizzera (University of Bern, University of Zurich), Francia (Collection Localization Satellites CLS, Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales LEGOS, Magellium), Spagna (FutureWater), Finlandia (Finnish Meteorological Institute) e Paesi Bassi (International Groundwater Resources Assessment Centre IGRAC).
L'Europa ha un problema idrico
Il risultato di questa cooperazione mostra che la situazione dell'acqua in Europa è diventata molto precaria. Torsten Mayer-Gürr non se lo aspettava su così vasta scala. «Alcuni anni fa non avrei mai immaginato che l'acqua sarebbe stata un problema qui in Europa, soprattutto in Germania o in Austria. In realtà stiamo riscontrando problemi con l'approvvigionamento idrico qui - dobbiamo pensarci», spiega. Dal suo punto di vista, è innanzitutto necessario essere in grado di documentare la continua siccità utilizzando i dati e disporre di continue missioni satellitari su questo nello spazio.
L'Agenzia spaziale europea ESA e la sua controparte statunitense NASA continueranno questa ricerca con il progetto MAGIC (Mass-change And Geoscience International Constellation). TU Graz sarà di nuovo a bordo per la valutazione dei dati.
Per maggiori informazioni sulla geodesia satellitare, consultare l'articolo “Cat chases mouse in space” (4)
Informazioni sul progetto G3P. (5)
Riferimenti:
(1) Eva Börgens
(2) Quantifying the Central European Droughts in 2018 and 2019 With GRACE Follow-On
(5) G3P - G3P
Descrizione foto: Già nel 2019 la quantità di acque sotterranee in Europa centrale era molto bassa. - Credit: Kvas - TU Graz. / I satelliti Grace Follow-on Tom e Jerry misurano i cambiamenti di massa sulla terra. Credit: NASA - JPL-Caltech.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Satellite Data Shows Sustained Severe Drought in Europe