Utilizzando le nuove tecnologie, gli scienziati possono studiare in che modo le infestazioni di insetti come il budworm occidentale di abete rosso svolgono un ruolo nel cambiamento climatico. Foto di Paul Williams
È diventato un ciclo distruttivo negli Stati Uniti occidentali: temperature più calde e condizioni di siccità prolungano il ciclo di vita degli scarabei di pino montano, permettendo loro di predare su pini, abeti rossi e abeti che ricoprono le montagne. Gli alberi diventano bruno-rossastri prima di morire - un fenomeno che il National Park Service ha ritenuto "un'epidemia che si estende dal Canada al Messico". C'è una diffusa preoccupazione che tale mortalità degli alberi crei un'eccellente fonte di combustibile per gli incendi.
Fino a poco tempo fa, gli scienziati erano lasciati per rilevare il danno da terra, con scarsa capacità di comprendere le cause e i processi. Ma ora la nuova tecnologia sta consentendo loro di utilizzare le immagini satellitari per identificare le fonti di piccoli eventi che alterano l'ecosistema, alcuni dei quali, ad esempio i focolai di coleotteri, sono correlati ai fattori di cambiamento climatico. Un programma per computer chiamato LandTrendr, sviluppato dal professore Robert Kennedy per la Terra e l'Ambiente dell'Università di Boston, consente agli scienziati di combinare i dati raccolti sul terreno con le immagini satellitari degli US Geological Survey (USGS) e della NASA per ottenere una migliore comprensione dei disturbi ambientali.
Dal 1972, la NASA e la USGS hanno schierato satelliti per scattare fotografie digitali specializzate dei paesaggi della Terra. Sono in grado di catturare dettagli che esistono in lunghezze d'onda invisibili all'occhio umano, compresi quelli leggermente più lunghi della luce visibile chiamata il vicino infrarosso. Le piante sane riflettono l'energia nel vicino infrarosso e, scansionando le immagini, gli scienziati possono rilevare interruzioni nei paesaggi terrestri.
In passato, queste immagini erano proibitivamente costose, limitando l'accesso degli scienziati. "Guarderemmo un'immagine del 2000 e una del 2005 e chiedevamo:" Che cosa è cambiato? ", Ha spiegato Kennedy. “Se stai guardando solo due immagini, è molto difficile tenere traccia dei cambiamenti in evoluzione lenta. Puoi dire che qualcosa è cambiato, ma non sai quanto tempo ci vuole ”.
Quando l'USGS ha iniziato a fornire queste immagini gratuitamente nel 2008, è stata una svolta per gli scienziati della Terra. Ora avevano accesso a migliaia di scatti di qualsiasi data regione geografica - immagini che utilizza lo strumento LandTrendr di Kennedy. “Guardando tutte le immagini, puoi guardare svolgersi. Hai più fiducia nel fatto che stai effettivamente vedendo tendenze ", ha detto. Ciò è particolarmente utile per comprendere i cambiamenti climatici e i cambiamenti nell'uso del suolo, che sono "tutto incentrati sul processo", secondo Kennedy.
Kennedy sta attualmente utilizzando la tecnologia LandTrendr per esaminare lo scambio netto di carbonio delle foreste; tra l'altro, il suo lavoro analizza la quantità di carbonio persa nelle foreste a causa di incendi, tagli netti, tagli parziali e urbanizzazione. Anche gli studi sui cambiamenti climatici nell'Artico e nelle zone di transizione tra ecosistemi stanno utilizzando LandTrendr. Ma nel nord-ovest del Pacifico, Garrett Meigs, un dottorando in scienze forestali alla Oregon State University, sta usando LandTrendr per studiare l'intersezione di incendi e insetti.
In particolare, Meigs sta esaminando i grandi incendi che hanno devastato Washington e l'Oregon dal 1985 e in che modo le epidemie di scarabeo di pino mugo e verme di abete rosso occidentale influenzano le successive attività di fuoco. "Quando c'è siccità, stress, una maggiore suscettibilità all'infestazione, possiamo vedere il ritorno della foresta", ha detto.
L'algoritmo LandTrendr incorpora immagini satellitari delle regioni colpite da incendi e bug con il lavoro sul campo di Meigs e i dati aerei storici del Servizio forestale degli Stati Uniti, che ha utilizzato a lungo gli aeroplani per rilevare le infestazioni di insetti. "C'erano cose che non potevamo rilevare o vedere prima, ma ora siamo in grado di fare", ha detto Meigs.
Di seguito è riportato un video che mostra una visualizzazione LandTrendr del Pacifico nord-occidentale. Kennedy spiega come funziona: le foreste sempreverdi stabili sono rappresentate dalle aree blu; quando scoppia un'infestazione di scarabeo di pino mugo, in questo caso nell'area delle Tre Sorelle dell'Oregon, le immagini diventano rosse. E quando un budworm occidentale in abete lento si sposta in un'area - lì, ai piedi del sud del Monte Hood - diventa giallo.
LandTrendr potrebbe aiutare a prevedere i cambiamenti climatici? Possibilmente. “Non possiamo vedere il futuro, possiamo solo documentare con i satelliti cosa è successo. Ma l'intero gioco con la scienza è quello di sviluppare intese che consentano la previsione ”, afferma Kennedy. "La mia speranza è che creando queste mappe e catturando questi processi in modi in cui non siamo stati in grado di vederli prima, possiamo testare le ipotesi" documentando dove, quando e se si verificano gli effetti previsti, ha detto.
Mentre lo studio di Meigs su insetti e incendi è in gran parte retrospettivo, ha il potenziale per aiutare nelle future attività di previsione. "Abbiamo una base per misurare i cambiamenti futuri", afferma. "Vedendo le condizioni che portano a grandi focolai di insetti o incendi, possiamo essere in grado di riconoscerli non appena emergeranno in futuro."
