Droni per individuare il permafrost che si scioglie sotto l'Artico

Dall'aria, Wainwright, in Alaska, appare come una fascia stabile di case e strade tra il mare dei Ciukchi e una tundra piatta e sconfinata. Sotto la superficie, il terreno ghiacciato su cui sorge la cittadina contiene grandi masse di ghiaccio. Lungo le scarpate costiere in erosione, quel ghiaccio nascosto viene esposto e si scioglie. A Utqiaġvik, una scarpata è crollata in parte nel 2023 e nel 2024, avvicinando il bordo in erosione a strade ed edifici.

Il permafrost è un terreno che resta a 0 gradi Celsius o al di sotto per almeno due anni consecutivi. Le temperature artiche stanno aumentando due-tre volte più rapidamente della media globale. Quando il ghiaccio contenuto nel terreno si scioglie, si indebolisce il legame che tiene uniti i granelli di suolo, il terreno può cedere e il peso di case e strade lo spinge ancora più in basso. Le strade possono sprofondare, gli edifici inclinarsi, le condotte incrinarsi e perdere. Il processo è molto irregolare: due punti distanti un isolato possono contenere quantità di ghiaccio molto diverse.

Individuare questa irregolarità è la parte più difficile. Perforare fitte griglie di sondaggi è costoso, invasivo e richiede moltissimo lavoro manuale. Il gruppo di ricerca sta lavorando a un approccio diverso, il rilevamento elettromagnetico a frequenza molto bassa (VLF-EM), che capta i segnali di trasmettitori lontani e misura come reagisce il terreno. Poiché il sensore non tocca il suolo, un'unità leggera può essere trasportata da un drone sopra zone umide e tundra soggette allo scioglimento. Conta soprattutto il contrasto: l'acqua salata che resta non ghiacciata conduce l'elettricità molto meglio del terreno ricco di ghiaccio, quindi le zone scongelate emergono. Il metodo non fornisce un quadro perfetto e le stime di profondità possono essere incerte, ma mostra dove le condizioni sono cambiate, così gli ingegneri sanno dove guardare più da vicino.

Le infrastrutture possono restare in servizio per 20, 50 anni o più, quindi una mappa del terreno attuale non basta. Il gruppo lavora su proiezioni di due elementi di cui gli ingegneri hanno bisogno: di quanto il terreno cede e di quale carico può sostenere una fondazione. In uno studio del 2026 sulla pianura costiera artica dell'Alaska, che comprende Prudhoe Bay e gran parte dell'industria petrolifera dello Stato, i ricercatori hanno rilevato che, se le emissioni di gas serra restano elevate e le temperature continuano a salire rapidamente, la quota di infrastrutture a rischio resta sotto il 10% a metà secolo, per poi crescere rapidamente tra gli anni 2060 e 2080. Entro gli anni 2090, si prevede che circa l'80% degli edifici, il 60% delle strade e il 90% delle condotte saranno a rischio di danni causati dal cedimento del suolo. Il team sta inoltre sviluppando gemelli digitali, modelli informatici che riproducono l'evoluzione degli ambienti freddi e l'invecchiamento delle infrastrutture.

Gli ingegneri che scelgono dove collocare una fondazione, una strada o una condotta sono i primi a trarne vantaggio, e lo stesso vale per i centri costieri come Wainwright e Utqiaġvik, dove il terreno si sta già muovendo. Cambia l'ordine del lavoro: invece di campionare ovunque, le squadre possono far volare un drone sul territorio e concentrarsi sui punti in cui il terreno è cambiato. I ricercatori non indicano una data in cui questi rilievi diventeranno di routine, né una stima dei costi. La profondità resta la questione aperta.