Los científicos han creado un "gemelo digital" de la Tierra para simular posibles catástrofes naturales

Una lección que todos deberíamos recordar de la escuela primaria es la explicación del ciclo del agua. Incluso si alguien no recuerda exactamente lo que aprendió, probablemente tenga recuerdos de algún tipo de video o diagrama colorido y creativo.

Para algunos de nosotros es realmente difícil olvidar. Incluso en el mundo de los adultos, es fácil y sencillo pensar en los tres componentes del ciclo del agua que, como se pretende, se repiten: evaporación, condensación y precipitación.

Nuestro planeta no podría sobrevivir sin agua, una sustancia que constituye el 71 % de toda la superficie de nuestro mundo, y los océanos contienen alrededor del 97 % de esa cantidad. Dicho esto, el proceso puede volverse bastante complicado cuando se mezcla el clima en constante cambio.

Actualmente, todos conocemos los desafíos que enfrentamos cuando se trata de predecir catástrofes naturales relacionadas con el agua, incluidas inundaciones, deslizamientos de tierra y sequías.

Sin embargo, para que los científicos puedan hacer las predicciones más precisas posibles y comprender mejor cómo funciona este ciclo, es necesario obtener y analizar modelos que contengan la mayor cantidad de datos de alta resolución posible. Idealmente, estos datos cubren cada centímetro del planeta, desde los picos más altos de las montañas hasta el agua enterrada profundamente bajo tierra.

Y, gracias a la financiación proporcionada por la Agencia Espacial Europea, los científicos están construyendo precisamente eso: un gemelo digital de la Tierra, y de toda su agua, que puede inspeccionarse.

Una Tierra digital donde podamos predecir catástrofes naturales

Luca Brocca, del Consejo Nacional de Investigación de Italia, autor principal de un artículo detallado sobre este estudio, trabajó con colegas para crear el gemelo digital. Con este modelo, los científicos pueden introducir constantemente nuevos datos para simular los mejores y peores escenarios de desastres naturales en diferentes entornos de nuestro planeta.

Por ejemplo, al replicar un deslizamiento de tierra, se pueden monitorear los riesgos y condiciones asociados como si estuvieran sucediendo en tiempo real. Esto puede ayudar aún más a prepararse para eventos potencialmente destructivos en el futuro, según lo que se aprenda de cada prueba.

Entonces, ¿cómo se crean estos modelos?

Fue necesario mucho trabajo por parte de los científicos para aprovechar la mayor cantidad posible de datos satelitales, recopilados a través de multitud de observaciones de la Tierra. Luego combinaron mediciones de humedad del suelo, precipitación, profundidad de la nieve, evaporación y descarga de ríos, tomadas en intervalos de tiempo específicos, para obtener una imagen clara de la dinámica de las variables en todo el planeta. Luego, los datos de alta resolución del modelo se pueden utilizar como herramienta interactiva para los científicos.

Brocca y sus colegas utilizaron el gemelo digital para modelar el valle del río Po en el norte de Italia y otras partes de la cuenca mediterránea. El equipo tiene planes futuros para crear modelos similares en toda Europa antes de colaborar con científicos de otros continentes.

El objetivo principal de este proyecto es ayudar a predecir dónde pueden ocurrir inundaciones y deslizamientos de tierra y aprender cómo gestionar mejor nuestros recursos hídricos.

Para combatir las incertidumbres que puedan surgir al utilizar datos de satélite, Brocca espera incorporar la inteligencia artificial (IA) a su programa para allanar algunas de las dificultades. En cierto modo, la IA actuaría como un par de ojos más, si se la puede entrenar bien.

Los beneficios de esta colaboración incluyen minimizar los errores que a veces pueden ocurrir debido a cambios en las condiciones atmosféricas mientras se capturan las imágenes. La implementación de IA también puede ahorrar tiempo, permitiendo a los ingenieros centrarse en otras áreas de interés.

Referencia de la noticia:
Brocca L., Barbetta S., Camici S., et al. A Digital Twin of the terrestrial water cycle: a glimpse into the future through high-resolution Earth observations. Frontiers in Science (2024).