Remote sensing as a tool for assessing landslide impacts on coastal waters at Porchat Island (SE Brazil)

Le acque costiere sono raramente gli specchi immobili e limpidi che si vedono spesso nelle cartoline; sono sistemi dinamici e viventi dove terra e mare si scambiano costantemente materia. Quando la pioggia cade su una città costruita su colline ripide, l'acqua scorre via dal manto stradale, raccogliendo terreno e detriti prima di riversarsi nell'oceano. Questo afflusso di sedimenti cambia il colore e la chiarezza dell'acqua, un processo noto come torbidità. Negli ecosistemi sani, questi cambiamenti sono solitamente graduali, ma quando si verifica una frana, lo spostamento può essere improvviso e massiccio, riversando tonnellate di terra in mare in un singolo istante. Gli scienziati sanno da tempo che tali eventi accadono, ma monitorarli è difficile. I metodi tradizionali richiedono che i ricercatori escano in barca e raccolgano campioni d'acqua, un processo lento che spesso perde il picco dell'evento. Oggi, tuttavia, i satelliti che orbitano sopra di noi offrono una prospettiva diversa, catturando immagini ad alta risoluzione della superficie terrestre ogni pochi giorni o anche ogni giorno, permettendoci di osservare la formazione, la diffusione e la dissolvenza di queste plume sottomarine quasi in tempo reale.

Il 29 aprile 2025, un esempio drammatico di questa interazione si è verificato su Porchat Island, un'area densamente popolata sulla costa di San Paolo, Brasile. Una conduttura idrica appartenente alla società di gestione delle acque della zona si è rotta, rilasciando un enorme volume d'acqua su un pendio ripido e instabile. La forza dell'acqua ha innescato una frana, spostando una stima di 860.000 metri cubi di suolo, rocce e vegetazione. Questi detriti non sono rimasti sulla terraferma; sono scivolati nelle acque costiere adiacenti, creando una nuvola visibile di sedimenti che si è diffusa nella baia. Per capire esattamente come questo evento abbia alterato l'oceano, i ricercatori si sono rivolti alle immagini satellitari, utilizzando due diversi tipi di sensori per monitorare l'acqua prima e dopo la rottura. Il loro obiettivo era misurare quanto l'acqua fosse diventata torbida, quanto la luce potesse penetrare in profondità e come il sedimento si muovesse in risposta al vento e alle onde.

Il team ha utilizzato i dati di due sistemi satellitari: Sentinel-2, che fornisce immagini dettagliate ogni cinque giorni, e PlanetScope, che offre una visione quotidiana dello stesso luogo con un dettaglio ancora più fine. Elaborando queste immagini con software specializzati progettati per correggere l'interferenza atmosferica, gli scienziati hanno potuto calcolare la concentrazione di materia sospesa nell'acqua. Prima della frana, il 15 aprile, l'acqua vicino all'isola conteneva una media di 11,15 grammi di materia sospesa per metro cubo. Dopo l'evento, il 2 maggio, questo numero era quasi raddoppiato, raggiungendo i 21,09 grammi per metro cubo. L'acqua è diventata anche significativamente meno trasparente. La profondità alla quale poteva essere visto un disco bianco standard, noto come disco di Secchi, è scesa da 2,01 metri a soli 1,12 metri. Questi cambiamenti sono stati più gravi proprio accanto all'isola, mentre le baie vicine hanno registrato variazioni molto più piccole, confermando che la frana era la fonte primaria del disturbo.

Uno degli aspetti più preziosi di questo studio è stata la capacità di tracciare il movimento della nuvola di sedimenti nel tempo, un traguardo reso possibile dalle immagini quotidiane del satellite PlanetScope. Il 30 aprile, il giorno dopo la rottura, la colonna di sedimenti copriva un'area di 7,50 chilometri quadrati, una vasta distesa di acqua torbida che si espandeva dall'isola. Tuttavia, la nuvola non è rimasta grande per molto tempo. Entro il 2 maggio, l'area interessata si era ridotta a 2,02 chilometri quadrati. Il 4 maggio, la colonna non era più visibile nelle immagini satellitari. Questa rapida scomparsa non è stata dovuta alla sparizione del sedimento, bensì alle forze naturali dell'oceano. Durante questo periodo, il vento e le onde erano relativamente deboli e la direzione delle onde è cambiata, spingendo il sedimento verso il centro della baia dove le correnti locali lo hanno diluito e disperso. Lo studio suggerisce che l'energia naturale dell'acqua sia stata sufficiente a mescolare il sedimento nel mare aperto, ripulendo la superficie in pochi giorni.

I ricercatori hanno anche esaminato la salute biologica dell'acqua, misurando specificamente la clorofilla-a, un pigmento presente nelle alghe che indica la presenza di vita vegetale. Hanno scoperto che i livelli di questo pigmento variavano di giorno in giorno, ma non c'è stato alcun picco o calo evidente che potesse essere direttamente attribuito alla frana. I dati hanno mostrato che la nuvola di sedimenti non ha immediatamente innescato una massiccia fioritura di alghe o una morte improvvisa, sebbene gli scienziati abbiano notato che la presenza di così tanto fango può talvolta interferire con la capacità del satellite di misurare accuratamente le alghe. Senza campioni d'acqua diretti per confermare cosa stesse accadendo sotto la superficie, il team ha potuto interpretare i dati satellitari solo come cambiamenti relativi piuttosto che come fatti assoluti. Hanno inoltre notato che le forti piogge nei giorni precedenti la frana potrebbero aver già saturato il suolo, rendendo il terreno instabile anche prima della rottura del tubo, e che le immagini iniziali scattate il 30 aprile erano parzialmente oscurate dalle nuvole, il che potrebbe aver leggermente distorto le misurazioni delle dimensioni della colonna.

Questo evento evidenzia una lacuna critica nel modo in cui monitoriamo gli ambienti costieri. I programmi di monitoraggio convenzionali spesso si affidano a visite programmate che potrebbero mancare completamente un disastro improvviso. In questo caso, la frana è stata il risultato diretto del fallimento di un'infrastruttura urbana che ha interagito con rischi geologici naturali, una combinazione che sta diventando sempre più comune nelle città costiere. Lo studio dimostra che il telerilevamento ad alta risoluzione può fungere da strumento di risposta rapida, consentendo alle autorità di vedere esattamente dove si trova il danno, quanto si diffonde e quanto velocemente si dirada. Sebbene l'acqua superficiale sia tornata al suo aspetto normale entro una settimana, lo studio avverte che il sedimento probabilmente si è depositato sul fondale oceanico, dove i suoi effetti a lungo termine sul fondale marino e sulla vita marina rimangono sconosciuti. Il lavoro serve come potente promemoria del fatto che, sebbene i satelliti possano dirci molto sulla superficie dell'oceano, comprendere la storia completa di un disastro costiero richiede spesso di combinare queste viste tecnologiche avanzate con l'investigazione sul campo.