La tecnologia per combattere lo scioglimento dei ghiacciai in Cina

Una sezione del ghiacciaio Ürümqi n. 1 coperta da un tessuto protettivo nel 2022.
© Laboratorio chiave di scienza della criosfera e ingegneria del suolo ghiacciato

Nella corsa per salvare lo scioglimento dei ghiacciai, la Cina ha escogitato soluzioni creative – come coperte di nanomateriali e sistemi di innevamento artificiale – per rallentare il processo di scioglimento, e stanno dando risultati promettenti.

6 gennaio 2025 – Ultimo aggiornamento: 8 gennaio 2025

Kang Shichang, Ph.D., professore e vicepresidente dell’Istituto nord-occidentale per l’ambiente e le risorse, Università dell’Accademia cinese delle scienze di Pechino, Cina.

Du Wentao, Ph.D., professore di ricerca dell’Istituto nord-occidentale per l’ambiente e le risorse, Accademia cinese delle scienze di Lanzhou, Cina.

Come in tutto il mondo, con l’accelerazione dello scioglimento dei ghiacciai, anche in Cina la protezione della criosfera – e dei ghiacciai in particolare – è una priorità urgente. L’uso di coperte termiche e di tecniche artificiali per la produzione di neve sono tra gli esperimenti innovativi condotti per combattere lo scioglimento. Questi sforzi sono in linea con le iniziative globali delle Nazioni Unite, che hanno proclamato il 2025 Anno Internazionale della Conservazione dei Ghiacciai e hanno approvato il Decennio d’Azione per le Scienze della Criosfera (2025-2034).

L’uso di queste tecniche per preservare le calotte glaciali non è nuovo. Dall’inizio del^XXI secolo, un numero crescente di Paesi, tra cui Austria, Francia, Germania, Italia e Svizzera, ha iniziato a proteggere i ghiacciai coprendoli con geotessili. Tali coperture mirano ad aumentare l’albedo della superficie – la riflessione della luce – e a ridurre l’assorbimento della radiazione solare, rallentando così lo scioglimento dei ghiacciai.

Anche la Cina ha adottato questo metodo. Il Key Laboratory of Cryospheric Science and Frozen Soil Engineering di Lanzhou, nella Cina nord-occidentale, ha condotto una serie di esperimenti sul ghiacciaio Dagu, nelle montagne Hengduan, nel sud-ovest, e sul ghiacciaio Ürümqi No.1, nelle montagne Tian Shan orientali, nel nord-ovest. Sono stati compiuti progressi entusiasmanti. A 4.830 metri sul livello del mare, sul ghiacciaio Dagu, è stata selezionata un’area di prova di 500 metri quadrati, che è stata ricoperta con geotessili appositamente progettati. Queste “coperte glaciali” non solo hanno fornito un eccellente isolamento termico, ma hanno anche soppresso efficacemente l’assorbimento delle radiazioni a onde corte, aumentando l’albedo della superficie del ghiacciaio. Di conseguenza, il tasso di fusione è stato ridotto di circa il 34% tra agosto 2020 e ottobre 2021.

Nanomateriali

Nel frattempo, sono stati utilizzati nanomateriali più avanzati per ricoprire una sezione della superficie del ghiacciaio a un’altitudine compresa tra i 3.740 e i 3.990 metri sul livello del mare sul Ghiacciaio Ürümqi n. 1. Questa tecnica consente al ghiacciaio di essere protetto da un’erosione di tipo “atipico”. Questa tecnica consente di “vestire” il ghiacciaio con uno strato di “protezione high-tech”, che rallenta in modo significativo il processo di scioglimento, soprattutto durante le stagioni calde. Questi materiali in nanofibre, con le loro notevoli proprietà ottiche ed elettriche, hanno contribuito a ridurre il tasso di fusione fino al 70% durante l’estate.

I materiali in nanofibre hanno contribuito a ridurre il tasso di fusione del ghiacciaio Ürümqi No.1 del 70% durante l’estate

Tuttavia, è necessario lavorare ancora per capire come questa tecnica possa essere ampliata e resa più ecologica. La copertura dei ghiacciai con coperte è stata adottata principalmente per i piccoli ghiacciai sviluppati per il turismo e sull’orlo della scomparsa. Pur essendosi dimostrata efficace nel rallentare il ritiro dei ghiacciai, questa soluzione presenta rischi ambientali, costi elevati e può essere applicata solo a piccole aree. L’attuale riduzione rapida e su larga scala dei ghiacciai non può essere affrontata solo con i nanomateriali.

La copertura dei ghiacciai presenta rischi ambientali e comporta costi elevati

Neve e algoritmo

La produzione di neve artificiale è un altro metodo di protezione dei ghiacciai. In parole povere, funziona aumentando le precipitazioni nelle aree montane per fornire più massa al ghiacciaio. Allo stesso tempo, contribuisce a pulire la superficie del ghiacciaio, migliorandone l’albedo, che riduce l’assorbimento della radiazione solare e quindi rallenta il tasso di scioglimento del ghiacciaio.

A metà agosto 2018, una nevicata artificiale di una settimana condotta da un generatore di fumo sul ghiacciaio Muz Taw, nelle montagne Sawir nel nord-ovest, ha portato a precipitazioni che hanno rappresentato dal 42 al 54% dell’acqua totale di fusione del ghiacciaio durante quel periodo. Da aprile a maggio 2023, il Laboratorio chiave di scienza criosferica e ingegneria del suolo ghiacciato ha condotto un’operazione tridimensionale (generatori di fumo, lanci di razzi e operazioni aeree) per produrre neve artificiale nel bacino del ghiacciaio Bailanghe, sui monti Qilian. La vista dei fiocchi di neve che cadevano in abbondanza sul paesaggio del ghiacciaio era davvero mozzafiato.

Dopo aver completato l’operazione, abbiamo sviluppato un algoritmo innovativo che migliora i metodi di valutazione tradizionali, separando l’analisi della regione fissa dall’interferenza meteorologica. I risultati hanno mostrato che l’operazione di innevamento ha contribuito a un aumento del 5,9% della massa del ghiacciaio e a ridurre lo scioglimento del ghiacciaio aumentando l’albedo superficiale nei 1-2 giorni successivi.

Ridurre le emissioni di gas serra

La rapida riduzione dei ghiacciai è dovuta principalmente al riscaldamento globale causato dalle emissioni di gas serra prodotte dall’uomo a partire dalla rivoluzione industriale. Per frenare efficacemente il processo, quindi, è necessario ridurre le emissioni di gas serra su scala globale. Le polveri e il black carbon emessi dalle attività umane dovrebbero essere ridotti a livello regionale, perché queste particelle che assorbono la luce possono accelerare lo scioglimento di ghiaccio e neve riducendo l’albedo.

Altre misure possono contribuire a ridurre rapidamente il tasso di scioglimento dei ghiacciai. Le operazioni di cloud seeding al suolo, che migliorano la capacità delle nuvole di produrre pioggia o neve, potrebbero essere rafforzate nei bacini glaciali. Si potrebbero studiare ulteriormente i metodi di precipitazione alpina e implementare programmi di innevamento artificiale più sistematici nelle aree dei ghiacciai. Integrando i modelli di scioglimento dei ghiacciai, si potrebbe sviluppare un sistema completo che valuti l’innevamento artificiale, lo scioglimento dei ghiacciai e le variazioni di deflusso.

L’elettricità verde potrebbe essere utilizzata in modo più efficace per alimentare l’innevamento artificiale, utilizzando l’acqua di fusione dei ghiacciai per ricostituire la massa glaciale. L’elettricità verde può anche azionare le pompe dell’acqua di fusione per pulire le superfici dei ghiacciai eliminando le particelle che assorbono la luce. Queste tecniche consentono di rifornire e trattare le superfici in modo ecologico, efficiente ed economico. Nel frattempo, i droni possono migliorare l’approvvigionamento di neve e rifornire i ghiacciai.

Anche il monitoraggio delle diverse soluzioni di mitigazione dei ghiacciai è essenziale. Data la complessità del terreno e l’imprevedibilità delle condizioni di nuvole e pioggia nelle regioni glaciali, i metodi di osservazione a terra, come i droni e l’imaging 3D, devono essere combinati con le tecnologie di monitoraggio. In questo modo, dati più precisi contribuiranno a migliorare ulteriormente le misure di protezione dei ghiacciai.