Le montagne degli Stati Uniti si abbasseranno

Tra la fine del 2022 e il 2023 le montagne degli Stati Uniti si abbasseranno, soprattutto quelle più a ovest. Non succederà a causa di un qualche improvviso fenomeno geologico, ma perché la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), l’agenzia federale che si occupa di meteorologia e clima, vuole introdurre un nuovo sistema di coordinate spaziali per definire con più precisione la posizione degli Stati Uniti rispetto alla superficie di riferimento della Terra. Ciò comporta, tra le altre cose, ricalcolare l’altezza media sul livello del mare – cioè l’altitudine – di tutti i punti del paese, montagne comprese.

Le attuali altezze sul livello del mare usate negli Stati Uniti furono stabilite nel 1988, spiega un articolo uscito qualche giorno fa sul New York Times. All’epoca il GPS – il sistema di posizionamento e navigazione satellitare militare statunitense grazie al quale possiamo risalire alle coordinate geografiche di più o meno qualunque punto sulla Terra – non era ancora pienamente operativo: i calcoli delle altezze sul livello del mare furono fatti usando lo stesso modello matematico usato nel 1903, nel 1907, nel 1912 e nel 1929, che ha portato ad alcuni errori.

Questi errori crescono lungo una diagonale che va da sud-est a nord-ovest: le altezze sul livello del mare della Florida sono molto precise, mentre quelle dello stato di Washington, nel nord-ovest degli Stati Uniti, hanno errori anche di un metro e mezzo. L’altezza sul livello del mare di Seattle, per esempio, dovrebbe essere abbassata di 1,3 metri. In Alaska, dove si trova peraltro la più alta montagna del Nordamerica, il monte Denali, si stima che gli errori possano arrivare quasi a 2 metri.

Il sistema di base – usato per esempio nel 1807, quando per la prima volta furono stimate le altitudini delle località appartenenti agli Stati Uniti – per misurare l’altezza sul livello del mare di città e montagne usa un punto della costa come riferimento.

I tecnici incaricati delle misurazioni si spostavano sul territorio, effettuando misure a partire dallo “zero”, spesso una per miglio (più o meno ogni chilometro e mezzo), e riferendo ogni altitudine alla quota di partenza. Per stabilire l’altezza di un edificio o di un’altura era necessario partire da punti di riferimento di cui si conosceva l’altezza, creare dei triangoli che li collegassero ai punti di cui si voleva conoscere l’altezza e poi, usando le regole della geometria che si imparano a scuola, ottenerla con qualche calcolo. Di punto di riferimento in punto di riferimento, era possibile misurare l’altitudine, cioè l’altezza sul livello del mare.

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Nel Novecento calcoli e misure divennero sofisticati perché si cominciò a stabilire quale fosse il livello del mare con un calcolo che tenesse conto delle maree. Senza addentrarsi in formule, la cosa da aver presente è che quando si parla di “livello (medio) del mare” si intende in genere la superficie locale del geoide di riferimento a cui si approssima la superficie della Terra.

La Terra ha una forma che fino a un certo punto è approssimabile a quella di un ellissoide (è schiacciata ai Poli), ma se si tiene conto delle profondità oceaniche e dei rilievi montuosi è evidente che si tratta appunto di un’approssimazione. Il geoide di riferimento è a sua volta un’approssimazione, ma più precisa: è una superficie immaginaria che in ogni punto è perpendicolare alla direzione della forza di gravità e sulla quale l’accelerazione di gravità ha un valore definito. Tale valore in ogni punto della Terra dipende da vari fattori, tra cui la distanza dal centro della Terra, ma anche dalla densità di ciò che si trova sotto quel punto, cioè da come è distribuita la massa della Terra.

Non si usa mai tuttavia in pratica un solo geoide, perché così facendo si otterrebbe una superficie di riferimento, cioè un livello medio del mare, che rischierebbe di essere sott’acqua su alcune coste e di volare sul mare lungo altre, situate magari su un altro oceano.

Il problema con le altitudini degli Stati Uniti stabilite nel 1988 è che queste contenevano degli errori riguardo alle coste di alcune zone, in California, Texas e North Carolina, ha spiegato al New York Times David B. Zilkoski, ex direttore della National Geodetic Survey della NOAA. Gli errori erano dovuti al movimento della crosta terrestre causato dagli spostamenti delle placche tettoniche e dalla rimozione di petrolio, gas naturale e acqua dal sottosuolo da parte delle attività umane.

Oggi stimare l’altitudine di un punto sulla superficie terrestre è facile e veloce grazie alle tecnologie satellitari come il GPS, che sono in grado di individuare un punto preciso grazie ai satelliti. Il GPS però stima le altitudini come distanza da un ellissoide di riferimento, e non lungo la “verticale”, cioè la direzione della forza di gravità: i due valori – quello ottenuto col GPS e quello misurato a partire dal livello medio del mare – possono così differire anche di molti metri. Le differenze possono sembrare poco rilevanti a chi è interessato a sapere quale sia l’altezza sul livello del mare di una montagna per confrontarla con le montagne vicine, ma che hanno grosse conseguenze se fatti da un ingegnere che deve progettare una tubazione idraulica, ad esempio: l’acqua scende seguendo la gravità, non le variazioni di altitudine misurate col GPS.

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Misurare bene il campo gravitazionale però non è una cosa semplice, per questo è da anni che il NOAA sta lavorando per ridefinire le altitudini negli Stati Uniti: la missione della National Geodetic Survey per farlo è cominciata nel 2007.

Nel frattempo le attività umane responsabili del cambiamento climatico stanno anche modificando la superficie terrestre. Lo scioglimento dei ghiacciai e dei ghiacci antartici causa l’aumento del livello dei mari e dunque la posizione del “livello medio del mare”, la composizione dei gas nell’atmosfera ne cambia la densità, così come la variazione di temperatura e salinità del mare: gli scienziati stanno ancora lavorando per stimare bene questi effetti.

Quello che è certo è che nei prossimi anni le altitudini “ufficiali” di molte località del Nordamerica varieranno leggermente. Secondo il New York Times la cosa potrebbe infastidire gli abitanti del Colorado, le cui montagne rischiano di perdere qualche primato.

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