Il futuro degli oceani è scritto nel cielo

Osservando la straordinaria fotografia della Terra scattata dalla sonda Voyager 1 il 14 febbraio 1990, l’astrofisico Carl Sagan non esitò a definire il nostro pianeta a pale blue dot, un pallido puntino blu. Poche parole che però coglievano l’unica caratteristica della Terra visibile anche dai 6 miliardi di chilometri di distanza a cui si trovava il Voyager 1: il blu dell’acqua liquida che rende il nostro pianeta unico e straordinario. Proprio l’acqua, la risorsa dalla quale dipendiamo maggiormente, è minacciata dall’inquinamento e dagli effetti dei cambiamenti climatici che ne stanno alterando il ciclo a livello planetario e sconvolgendo gli equilibri, come ha ricordato l’ultimo drammatico rapporto dell’Ipcc, il gruppo intergovernativo delle Nazioni Unite sul cambiamento climatico. Anche per questo, sapere quanta acqua è presente in laghi, fiumi e oceani è diventata una questione vitale. E questo è lo scopo che si prefiggono alla Nasa con la missione Swot (Surface Water and Ocean Topography) che a novembre 2022 porterà in orbita, a circa 900 chilometri dalla superficie terrestre, un satellite delle dimensioni di un Suv per realizzare la prima indagine globale mai compiuta sulle acque superficiali del nostro pianeta. Swot aiuterà i ricercatori a calcolare e tracciare nel tempo il volume e la posizione dell’acqua in tutto il mondo. Sarà un compito enorme che si tradurrà nel monitorare i cambiamenti di livello nelle pianure alluvionali e nelle zone umide, nel misurare la quantità di acqua dolce che entra ed esce dai laghi e dai fiumi per tornare agli oceani e nel tracciare i cambiamenti dei livelli dei mari con una risoluzione compresa tra 70 e 10 metri, un grado di dettaglio mai raggiunto prima.

Le informazioni così ottenute sulle correnti oceaniche su piccola scala saranno utili anche per supportare in tempo reale le attività marine interessate da maree, correnti, mareggiate, trasporto di sedimenti e problemi di qualità delle acque. Per la prima volta, grazie a Swot si avranno osservazioni globali su come le correnti circolari (chiamate vortici) contribuiscono ai cambiamenti degli oceani in termini ad esempio di calore ed energia accumulata, ma anche su come il carbonio si muove nell’ambiente marino. Si tratterà di raccogliere dati, dati e ancora dati, come spiega Parag Vaze, project manager al Jet Propulsion Laboratory della Nasa dove il satellite sta prendendo forma: «La comprensione di un problema richiede innanzitutto informazioni. Sulla Terra ci sono milioni di laghi e fiumi che sono buone fonti di acqua dolce, ma non abbiamo informazioni precise su di essi. […] Swot raccoglierà queste informazioni in tutto il mondo e saranno disponibili gratuitamente a tutti coloro che ne hanno bisogno».

Per svolgere queste misure, Swot potrà contare su un nuovo interferometro radar in banda Ka (KaRIn) ad alta risoluzione, capace di vedere fiumi e altri piccoli corpi idrici sulla superficie terrestre. Facendo rimbalzare gli impulsi radar sulla superficie dell’acqua, KaRIn riceverà i segnali di ritorno con due diverse antenne contemporaneamente e triangolandoli riuscirà a calcolare con precisione l’altezza della superficie dell’acqua. Le antenne, che sporgono per circa 5 metri su entrambi i lati del satellite, consentiranno di coprire circa 50 chilometri di superficie terrestre a destra e a sinistra. Per misurare l’altezza delle superfici degli oceani ci sarà anche un più tradizionale altimetro i cui dati serviranno a convalidare quelli del KaRIn. Dal momento, poi, che il vapore acqueo in atmosfera influenza la precisione del KaRIn disturbando le misurazioni dell’altezza della superficie, un radiometro misurerà la quantità di vapore acqueo presente tra il satellite e la superficie, consentendo in tal modo la correzione di questi errori. Alcuni strumenti di posizionamento orbitale di precisione, incluso un sistema GPS, permetteranno la localizzazione del satellite.

Con il livello di dettaglio richiesto e lavorando 24 ore al giorno per 7 giorni alla settimana, Swot genererà una quantità enorme di dati (stimata in circa un terabyte al giorno) che sarà gestita con un esclusivo sistema di downlink in banda X, capace di trasmettere più di 620 megabit al secondo.

È facile prevedere che le nuove conoscenze ottenute con Swot diventeranno sempre più cruciali nei prossimi anni perché, come ricorda Parag Vaze: «La scienza degli oceani è assolutamente fondamentale per comprendere cosa accadrà alla Terra nel medio e lungo termine con i cambiamenti climatici e l’innalzamento dei mari. Sono originario dell’India e ho visto personalmente le difficoltà per le persone di ottenere acqua pulita. Credo in cuor mio che questa sarà la sfida del prossimo secolo, ancor più che trovare alternative al petrolio».