Quanto carbonio può immagazzinare la Terra? Per rispondere a questa domanda gli scienziati dovrebbero contare un numero sbalorditivo di alberi e monitorare la loro crescita nel tempo. Ora, un team della NASA insieme ad un team internazionale sta utilizzando supercomputer per fare proprio questo, tramite immagini catturate dallo spazio: più di 1,8 miliardi di alberi che si trovano al di fuori delle foreste, su un’area di oltre mezzo milione di miglia quadrate.
Un lavoro che per essere completato avrebbe richiesto occhi addestrati per diversi anni ha richiesto solo poche settimane grazie all’intelligenza artificiale.
I ricercatori hanno utilizzato uno dei supercomputer più veloci al mondo (Blue Waters presso l’Università dell’Illinois) per eseguire un’analisi di deep learning (apprendimento profondo) sulle immagini del terreno provenienti da ampie sezioni dell’Africa occidentale. Hanno scoperto che non solo potevano contare gli alberi che i satelliti non erano riusciti a vedere prima, ma potevano anche iniziare a valutare il potenziale di stoccaggio del carbonio di quegli alberi.
Gran parte degli studi precedenti si sono concentrati su regioni assai boschive. Il team della Nasa invece ha voluto concentrarsi sugli alberi isolati nelle terre aride e nelle regioni semi-aride dell’Africa occidentale, per avere un quadro più completo.
“Queste aree aride sono bianche sulle mappe, sono fondamentalmente mascherate perché i normali satelliti semplicemente non vedono gli alberi”, ha detto l’autore principale dello studio, Martin Brandt. “Vedono una foresta, ma se l’albero è isolato, non possono vederlo. Ora siamo sulla buona strada per riempire questi punti bianchi sulle mappe. E questo è molto eccitante.”
Per addestrare gli algoritmi di apprendimento automatico (machine learning), Brandt ha contrassegnato personalmente quasi 90.000 alberi che si estendono su diversi terreni, fornendo al software forme e ombre diverse per apprendere la differenza. Il team ha anche addestrato i propri algoritmi per riconoscere sia i singoli alberi che i piccoli ammassi in diversi tipi di terreno, che vanno dalle savane ai deserti, e ha pubblicato il loro nuovo studio su Nature.
Il team è stato in grado di mappare il diametro della chioma di 1,8 miliardi di alberi che si estendono su un’area di oltre 500.000 miglia quadrate. Hanno anche confrontato la variabilità della copertura e della densità degli alberi in base a diversi modelli di precipitazioni: informazioni che il team prevede di confrontare con l’altezza degli alberi e i dati sulla biomassa per identificare il potenziale di stoccaggio del carbonio.
In futuro, valutazioni di questo tipo aiuteranno con più efficacia a controllare la deforestazione in tutto il mondo. I dati generali di un anno verranno anche confrontati con gli anni successivi per consentire agli scienziati di valutare se gli sforzi di conservazione stanno funzionando o meno.
Il conteggio accurato e automatizzato degli alberi dovrebbe anche aumentare la capacità dei proprietari terrieri di monetizzare lo spazio inutilizzato che potrebbero avere per piantare nuovi alberi, per quantificare la quantità di carbonio che stanno immagazzinando per i crediti di carbonio.
In definitiva, l’intelligenza artificiale consentirà agli scienziati di effettuare misurazioni globali dello stoccaggio di carbonio sulla terra; uno strumento di vitale importanza in un mondo in cui immagazzinare il nostro eccesso di carbonio sta diventando sempre più cruciale.
