Cinquanta anni fa, un team di scienziati ha attraversato l'Antartide in aereo, raccolta di immagini radar delle calotte glaciali. Ora, uno sforzo multicontinentale per digitalizzare e analizzare quei vecchi dati, con l'aiuto di Hollywood, sta fornendo preziose informazioni sulla forma e il flusso delle calotte glaciali del continente meridionale e il loro contributo all'innalzamento del livello del mare mentre il mondo si riscalda.

Il progetto, una collaborazione tra la Stanford University e lo Scott Polar Research Institute (SPRI) dell'Università di Cambridge nel Regno Unito, fu guidato dal geofisico di Stanford Dustin "Dusty" Schroeder, che credeva così fortemente nel valore dei dati archiviati sui film che ha rischiato una buona fetta del suo budget di ricerca su uno scanner digitale all'avanguardia.

"Era una scommessa seria, ma è così raro che tu abbia l'opportunità di recuperare informazioni dalle prime osservazioni che hanno costituito le basi del tuo campo e di renderle accessibili alla moderna comunità scientifica che abbiamo dovuto provare, "dice Schroeder, che è assistente professore di geofisica alla Stanford's School of Earth, Scienze energetiche e ambientali.

Il quasi 1, 000 rotoli di pellicola da 35 mm e 8 mm erano stati raccolti alla fine degli anni '60 e '70 come parte di un'indagine antartica condotta da un consorzio internazionale di americani, geoscienziati britannici e danesi.

I voli, realizzato utilizzando un aereo a lungo raggio militare americano C-130 convertito, erano orientati verso l'esplorazione dell'Antartide, che all'epoca era per molti versi terra incognita. "Era l'ultimo continente inesplorato, e questi scienziati stavano cercando di rispondere a domande fondamentali, come quello che c'era sotto tutto quel ghiaccio, "dice Schroeder.

Quelle misurazioni radar storiche sono ancora rilevanti oggi, Schroeder dice, e potrebbe aiutare a migliorare le previsioni scientifiche su come il cambiamento climatico sta influenzando il ghiaccio nel continente ghiacciato, una delle maggiori incertezze nelle previsioni sull'innalzamento del livello del mare.

"L'IPCC [Intergovernmental Panel on Climate Change] sta lavorando duramente per fare previsioni sui cambiamenti climatici che si estendano al 20, 30, 50 anni nel futuro, " dice Schroeder. "Con questi vecchi dischi, sappiamo com'era l'Antartide 40 anni fa, così possiamo vedere quanto bene i nostri modelli possono simulare accuratamente i cambiamenti passati che si sono verificati. Se lo fanno, questo ci dà più fiducia nelle loro proiezioni per il futuro".

Dare nuova vita al vecchio film

Condotto nel corso di circa un decennio, i rilievi aerei hanno coinvolto ripetutamente l'Antartide, coprendo un totale di circa un quarto di milione di miglia di linea, e utilizzando il radar che penetra nel ghiaccio per scrutare sotto la superficie fino a una profondità di circa 3 miglia.

Poiché i dischi rigidi digitali non esistevano allora, gli scienziati hanno registrato i dati radar su pellicola analogica, che doveva poi essere sviluppato e analizzato scrupolosamente a mano. "Farebbero brillare una luce attraverso il film per vedere gli scarabocchi e le immagini registrate sulla registrazione analogica del film stesso, o dovrebbero fare delle copie del film per studiarle, "dice Schroeder.

Negli anni intercorsi, sono stati sviluppati scanner per pellicole digitali in grado di estrarre nuovi dettagli da vecchie pellicole. "Ora siamo in grado di vedere nelle immagini scansionate caratteristiche molto più deboli di quelle percepibili dall'occhio umano, "dice Schroeder.

Schroeder non è il primo ad avere l'idea di far passare vecchi film scientifici attraverso scanner moderni per strizzare fino all'ultimo bit di dati utili. Un progetto al Lawrence Livermore National Laboratory prevede il ripristino e la digitalizzazione di vecchi filmati di test di bombe atomiche per migliorare i moderni modelli informatici di detonazioni nucleari.

Lasergrafica, un'azienda di scanner per pellicole con sede a Irvine, California, ha fornito gli scanner utilizzati sia nel progetto Livermore che in quello antartico. Il particolare modello utilizzato da Schroeder costava circa $ 100, 000 e può scansionare film fino a 30 fotogrammi al secondo con una risoluzione di 5K.

Prima che i film d'epoca potessero essere analizzati, I ricercatori di Stanford e SPRI hanno dovuto catalogare, conservarli e prepararli in un formato che lo scanner digitale possa gestire.

Il circa 1, 000 rotoli di pellicola antartica sono stati conservati in un museo nel Regno Unito, e Schroeder ha avuto il permesso dal direttore dello SPRI Julian Dowdeswell di accedervi. "Conoscevo Dusty da quando facevamo parte di un programma radar aereo collaborativo alcuni anni fa, quindi ero felice di lavorare con lui, data la sua dettagliata competenza nell'analisi e nell'interpretazione dei dati radar, "Dowdeswell dice.

La fragilità dei film, però, e il fatto che fossero anche importanti manufatti storici dell'esplorazione polare, significava che non potevano lasciare il museo. Per digitalizzare il film, Schroeder e il suo scanner, che richiedevano due persone per il trasporto, dovevano recarsi a Cambridge.

Con l'aiuto di due storici dell'arte ha assunto per il progetto, Schroeder ha trascorso due settimane all'Università di Cambridge catalogando meticolosamente e poi unendo centinaia di rotoli di pellicola in circa 75 bobine che lo scanner digitale poteva leggere. "Stavamo nel museo dalle 14 alle 16 ore al giorno. Siamo stati ospitati all'Università di Cambridge e abbiamo mangiato nella mensa della facoltà, " dice Schroeder. "È stata un'esperienza molto simile a quella di Harry Potter".

Tutto detto, le misurazioni radar antartiche memorizzate nel film occupavano 80 terabyte di dati, che Schroeder ha trasportato a Stanford su 12 dischi rigidi per l'analisi.

Grazie all'Accademia

C'era un ultimo ostacolo da superare prima che Schroeder ritenesse che la scansione fosse completa:oltre alle centinaia di rullini di pellicola sviluppati, c'erano circa 70 cartucce di pellicola da 8 mm non sviluppata.

"La pellicola da 8 mm conteneva informazioni radiometriche che erano assenti dalla pellicola da 35 mm, " Dice Schroeder. "Utilizzare queste informazioni è stata una delle cose che mi hanno entusiasmato di più durante il progetto".

Ma nonostante tutti i suoi sforzi, Schroeder non riusciva a trovare un posto nel Regno Unito che sviluppasse ancora il vecchio formato cinematografico. Con il tempo trascorso a Cambridge agli sgoccioli, Schroeder ha quasi rinunciato, ma poi ha avuto un'idea.

"Sono andato su Oscars.com, perché ho pensato che sapessero di film, " dice. "Questo mi ha portato all'Accademia delle arti e delle scienze cinematografiche, e straordinariamente sono stati in grado di mettermi in contatto con alcuni sviluppatori di film in California. Così, Vorrei ringraziare l'Accademia per questo".

Schroeder è stato autorizzato a trasportare la pellicola 8mm non esposta in California per lo sviluppo, ma a una condizione:doveva portarlo a mano e non perderlo mai di vista. Tale clausola ha portato a uno scambio teso all'aeroporto di Heathrow quando Schroeder si è rifiutato di lasciare che la sicurezza faccia i raggi X al film. "Ero lì a tenere il film, e dicendo loro 'Questo è un record climatico inestimabile! Ti senti a tuo agio nel distruggerlo?'", dice Schroeder. "Alla fine siamo arrivati ​​a un'intesa e sono riuscito a prendere l'aereo".

Il film è stato infine spedito a Pro8mm, una società di trasformazione cinematografica situata a sole due miglia dai Warner Bros. Studio di Burbank, California. Sebbene la società abbia avvertito Schroeder di non sperare in un film così vecchio, sono stati in grado di digitalizzare tutto in un giorno.

Per dare un senso ai dati radar appena digitalizzati, Schroeder ha collaborato con scienziati informatici di Stanford che hanno applicato tecniche di visione artificiale e apprendimento automatico per leggere e registrare automaticamente i numeri chiave sulle immagini dei film scansionati.

I numeri rappresentavano informazioni sulla configurazione delle antenne radar e le marcature temporali dei voli che, quando abbinato ai registri scritti a mano degli scienziati, ha fornito preziose informazioni su latitudine e longitudine. "Per fare qualcosa di utile con i dati, abbiamo dovuto estrarre tutte le cifre stampate sulla pellicola, "dice John Emmons, uno studente di dottorato in informatica a Stanford che ha lavorato al progetto.

Emmons ha sviluppato un programma per leggere o indovinare quale numero rappresenta una cifra, anche quando la cifra era sulla pellicola che era stata capovolta, o invertito, o parzialmente oscurato da nastro adesivo.

Keith Winstein, un assistente professore di informatica alla Stanford e consulente di Emmons, dice che era entusiasta di lavorare su un progetto così insolito. "L'opportunità di utilizzare l'analisi dei big data e le tecniche di visione artificiale per dare un contributo alla glaciologia - è una cosa rara ed emozionante per noi, " dice Winstein.

Schroeder afferma che i risultati delle analisi preliminari del suo team sui dati elaborati sembrano promettenti. "Le nostre immagini mostrano strati di ghiaccio che non erano visibili nelle pubblicazioni precedenti perché la risoluzione della pellicola scansionata è molto più alta, "dice Schroeder.

Non solo gli scienziati ora possono vedere di più nei vecchi film, li stanno anche guardando con una nuova prospettiva, che beneficia di mezzo secolo di senno di poi scientifico. "Questi dati sono stati raccolti in un periodo in cui non si sapeva molto sulla calotta glaciale antartica, " dice Schroeder. "Da allora, gli scienziati hanno trovato canali sotto le piattaforme di ghiaccio e sappiamo di più su come funzionano le linee di messa a terra. Comprendiamo che l'Antartide è un luogo molto più dinamico di quanto pensassimo all'epoca. Quando guardiamo questo film ora, possiamo vedere le prove di molte di queste cose nei vecchi registri perché sappiamo cosa cercare".

Il gruppo di Schroeder prevede di pubblicare i risultati del loro progetto il prossimo anno e stanno lavorando con le biblioteche di Stanford per rendere i dati pubblicamente disponibili attraverso una mostra virtuale online.

Sempre più, Schroeder dice che la sua scommessa sullo scanner per pellicole di fascia alta sembra una scommessa intelligente. "Da allora abbiamo appreso di altri sondaggi simili di penetrazione del ghiaccio nell'aria dell'Antartide e della Groenlandia che sono stati registrati anche su pellicola e stiamo lavorando anche per la loro digitalizzazione, " dice. "Lo scanner è stato un investimento molto più interessante e longevo di quanto pensassi".