Quanto ghiaccio è racchiuso nei ghiacciai del mondo? E dove si trova esattamente? Una nuova ricerca coordinata dall’Università Ca’ Foscari Venezia, in collaborazione con l’Istituto di scienze polari del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isp), aggiorna la mappa globale del volume dei ghiacciai.
Il lavoro, pubblicato su Scientific Data (Nature), presenta IceBoost v2.0, un modello di machine learning sviluppato da Niccolò Maffezzoli, fisico e ricercatore dell’Università Ca’ Foscari Venezia, associato al Cnr-Isp. IceBoost v2.0 è stato addestrato con oltre 7 milioni di misure di spessore del ghiaccio raccolte in diverse aree del pianeta. Il modello combina questi dati con 26 variabili fisiche e geometriche (tra cui pendenza e curvatura del terreno, velocità del ghiaccio, temperatura). In questo modo ricostruisce, punto per punto, lo spessore del ghiaccio e quindi il volume di ogni ghiacciaio del Randolph Glacier Inventory, la mappatura più aggiornata dei ghiacciai esistenti, escluse le calotte polari.
Secondo la nuova stima, i ghiacciai del pianeta contengono circa 150 mila chilometri cubi di ghiaccio, equivalenti a 32,3 centimetri di innalzamento del livello medio del mare, nel caso di fusione completa di tutti i ghiacciai (esclusi Antartide e Groenlandia). Il dato complessivo è in linea con i risultati di studi precedenti. IceBoost 2.0 riesce però a stimare in modo più realistico la distribuzione di ogni ghiacciaio, risultando più fedele, fino al 40%, alle misure ottenute sul campo.
Uno degli esempi più significativi riguarda il Geikie Plateau, in Groenlandia orientale, dove il ghiacciaio è spesso fino a 2 chilometri. In quest’area, IceBoost v2.0 stima quasi il doppio del ghiaccio rispetto a quanto riportato in precedenza. “La distribuzione dello spessore del ghiaccio è una variabile fondamentale per i modelli glaciologici e climatici”, spiega Niccolò Maffezzoli. “Per prevedere come evolveranno i ghiacciai al 2100 e il loro contributo all’innalzamento del livello dei mari serve conoscerne lo stato attuale con il maggiore dettaglio possibile. Ricercatrici e ricercatori del Glacier Model Intercomparison Project (GlacierMIP4) che si stanno occupando delle prossime simulazioni per informare l’IPCC sull’evoluzione dei ghiacciai al 2100 utilizzeranno IceBoost v2.0 come unica rappresentazione della situazione attuale”.
Il nuovo dataset offre una base utile anche per orientare future campagne di misura e pianificare investimenti scientifici. Le mappe di IceBoost v2.0 indicano, infatti, le aree per le quali le stime sono più affidabili e quelle dove servono ulteriori dati, come le catene dell’Himalaya, il Karakoram e i grandi “ice fields” della Patagonia. La ricerca ha inoltre ricadute fondamentali sulla gestione delle risorse idriche. I ghiacciai alimentano fiumi, ecosistemi, agricoltura e comunità locali supportando un totale di 1,9 miliardi di persone in tutto il globo. Conoscere meglio lo spessore e il volume del ghiaccio aiuta a costruire scenari più affidabili sulla disponibilità futura di acqua dolce, specialmente nelle zone più aride che si stanno desertificando, come il Sud America.
“I ghiacciai sono sistemi complessi. La fisica che li descrive è nota. Tuttavia, molti parametri che entrano nelle equazioni sono ignoti oppure le variabili sono difficilmente misurabili”, conclude Maffezzoli. “I modelli basati su machine learning offrono un approccio alternativo. Imparano dai dati, formulando previsioni senza una descrizione fisica imposta a priori. Spesso, se abbiamo dati sufficienti, questo approccio è vincente. In futuro andremo verso lo sviluppo di modelli ibridi, in cui la descrizione fisica e l’apprendimento dalle misure sperimentali lavoreranno insieme per produrre stime più accurate. Dobbiamo fare in fretta, i ghiacciai alle medie latitudini, Alpi comprese, scompariranno entro qualche decennio”.
La ricerca è stata resa possibile grazie a una fellowship Marie Skłodowska-Curie Actions del programma Horizon Europe (progetto SKYNET) ed è stata realizzata in collaborazione con l’Università della California Irvine, il Jet Propulsion Laboratory
