Réplica digital da Terra pode salvar o mundo de um desastre climático

Uma réplica digital da Terra poderá ajudar os cientistas a modelar melhor o futuro do nosso planeta, ao mesmo tempo em que procuram soluções para os problemas causados pelas mudanças climáticas.

O modelo avançado, chamado Digital Twin Earth, está sendo desenvolvido pela Agência Espacial Europeia (ESA) e parceiros, com base em dados e imagens de satélites de observação terrestre e sensores no solo. Para funcionar de forma confiável, o projeto vai exigir a aplicação de novos algoritmos avançados de inteligência artificial e poderosos supercomputadores – atualmente em desenvolvimento.

A ESA lançou o projeto Digital Twin Earth em 2020 e o objetivo deste megamodelo planetário é simular os efeitos de vários processos naturais e atividades humanas no planeta e cenários-modelo de evolução futura.

Exemplos das funcionalidades da Digital Twin Earth

Por exemplo, os cientistas poderão modelar de que forma a substituição da produção energética de combustíveis fósseis por energias renováveis em uma determinada região alterará as concentrações de gases de efeito estufa na atmosfera e, como essa mudança afetará a taxa de elevação do nível do mar.

Há também os modelos parciais, “gêmeos” – em menor escala - centrados em várias regiões da Terra ou nos subsistemas do planeta, como na Antártica, por exemplo. Esta área detém 60% de toda a água doce da Terra. Se todo este gelo derretesse, o nível global do mar aumentaria até atingir seu ápice – cerca de 58 metros. Assim, há um modelo digital da Antártica que está sendo desenvolvido para ajudar os pesquisadores a compreender melhor o estado da camada de gelo, bem como o processo de descongelamento.

Para obter este modelo “gêmeo” para a Antártica, os cientistas recorreram a observações de satélite, simulações numéricas e à inteligência artificial, que continham informações sobre as camadas de gelo, a hidrologia, o oceano circundante, a atmosfera e a biosfera de tal região. De acordo com Noel Gourmelen, pesquisador da criosfera pela Universidade de Edimburgo, "utilizamos o gêmeo antártico para localizar a água derretida sobre e sob o manto de gelo, e para explorar como as plataformas de gelo derretem sob vários cenários hidrológicos".

Digital Twin Ocean: analisando a interação entre atmosfera e oceanos

O Digital Twin Ocean, desenvolvido pelo National Institute for Ocean Science na França, analisa a interação entre as mudanças na atmosfera e o comportamento dos oceanos. Os cientistas vão usar este modelo para estudar a amplificação ártica, um processo pouco compreendido e que diz respeito ao fato da região do polo norte estar aquecendo duas vezes mais rápido do que o resto do mundo.

Os modelos foram criados de uma maneira acessível, para que sejam facilmente consultados por usuários que não possuam conhecimentos técnicos avançados de observação da Terra e de modelagem climática. Para os pesquisadores, estes modelos são ideais para os decisores políticos terem a percepção das mudanças nos ecossistemas e as melhores tomadas políticas.

Digital Twin Food Systems e Forest Digital Twin

Outro modelo é o Digital Twin Food Systems, que simula de que forma as atividades agrícolas condicionam o sistema natural amplo, e também modela os efeitos das mudanças climáticas na produção alimentar.

Por último, destaque para o Forest Digital Twin, que tem como objetivo a criação de um modelo mais preciso e realista da cobertura florestal em escala global. Este projeto pretende estudar o papel que as florestas desempenham na vida do planeta, tal como o armazenamento do dióxido de carbono, que provoca o aquecimento do clima.