Il geologo e geochimico Isaac Larsen dell'Università del Massachusetts Amherst è abituato a camminare nella terra per condurre le sue ricerche sul suolo, ma le foto satellitari della fattoria in Iowa dove è cresciuto hanno aggiunto una nuova dimensione al lavoro, e ora ha una sovvenzione dalla NASA per studiare i suoli in un modo completamente nuovo, dallo spazio.

Esperto nella produzione del suolo, erosione, l'impatto antropico e l'evoluzione del paesaggio agrario, Larsen è stato premiato con un triennale, $ 265, 000 New Investigator Program sovvenzione dalla Divisione di Scienze della Terra della NASA, che sostiene la ricerca innovativa degli scienziati della terra all'inizio della loro carriera.

L'erosione riduce la fertilità del suolo, Larsen sottolinea, con conseguente diminuzione della produzione agricola. Il costo negli Stati Uniti raggiunge decine di miliardi di dollari l'anno e mentre molti riconoscono la necessità di conservare il suolo, permangono incertezze su quanto sia grande il problema.

Dice che lo sviluppo di stime della perdita di suolo su grandi scale spaziali è una sfida scoraggiante. "C'è stato molto lavoro sull'erosione del suolo su appezzamenti molto più piccoli, ma portare queste informazioni attraverso il paesaggio è difficile, ", osserva. "L'utilizzo del telerilevamento come modo per guardare all'ampia scala è promettente. Sapremo nei minimi dettagli dove il suolo è andato perso".

Molte colline intorno alla casa d'infanzia di Larsen a Clear Lake, Iowa, hanno perso tutto il loro terriccio e sono consumati fino a diventare glaciali. Come spiega, "Potevo vedere l'erosione dal suolo, ma è stato solo dopo essere stato addestrato come geomorfologo alla scuola di specializzazione che sono stato in grado di interpretare i modelli di colore del suolo come perdita di terriccio. Allora mi sono chiesto se gli effetti dell'erosione potessero essere visti dallo spazio. Loro possono, e guardare le immagini dallo spazio mostra quanto sia estesa la perdita di terriccio. Una volta che inizi a cercare, lo vedi tutto in tutto il Midwest".

"Penso che saremo in grado di produrre stime solide del grado di perdita di terriccio in tutto il Midwest degli Stati Uniti, " dice. "Questi sono alcuni dei terreni più fertili del mondo, ma al momento non abbiamo una buona misura dell'entità della perdita di terriccio".

La maggior parte di questo lavoro utilizzerà immagini esistenti, dice Larsen. Lui e uno studente laureato inventeranno modi creativi per utilizzare i dati basati sullo spazio per studiare i suoli della Terra non solo usando i dati pubblici della NASA, ma anche immagini commerciali ad alta risoluzione che la NASA e la National Geospatial-Intelligence Agency possono mettere a disposizione per la ricerca previo accordo con aziende private.

Un obiettivo è stimare quanto terriccio è andato perso nell'ex prateria di erba alta dall'insediamento europeo nel 1800, dall'Illinois occidentale al Nebraska orientale e dal Missouri e Kansas a nord dell'Iowa, Minnesota e Dakota orientali. I ricercatori creeranno una mappa e un'analisi regionale che gli agricoltori, agenti di estensione e altri possono utilizzare per identificare quali aree potrebbero trarre vantaggio dal cambiamento delle pratiche agricole.

Larsen propone di utilizzare immagini ad alta risoluzione per mappare la presenza e l'assenza di terriccio nelle aree in cui le immagini sono disponibili dal periodo giusto dell'anno - sia dopo il raccolto autunnale che prima che nevichi, o dopo lo scioglimento della neve e prima della semina primaverile. "Per quelle finestre strette, non abbiamo immagini ad alta risoluzione ovunque, ma siamo stati in grado di collegare l'entità della perdita di suolo con informazioni topografiche ad alta risoluzione da Lidar, "un'altra tecnica di telerilevamento, Aggiunge.

La perdita di terriccio è reversibile, come sanno i giardinieri domestici dall'aggiunta di compost e altri emendamenti del suolo ai loro appezzamenti. Invertire la perdita di suolo superficiale su scala da azienda agricola a contea richiede approcci diversi, Larsen dice, ma ne vale la pena.

"Se dovessimo ripristinare l'organico, parte ricca di carbonio del terriccio che è la chiave per la fertilità e la produttività del suolo, rappresenterebbe un grande vantaggio economico per gli agricoltori. Si può sicuramente fare qualcosa al riguardo. Con una gestione molto aggressiva puoi ricostruire il terreno, e gli studi suggeriscono che è possibile ripristinare il terriccio in meno di un decennio utilizzando metodi come l'adozione di un'agricoltura senza aratura, rotazioni colturali, e piantare colture di copertura, " Aggiunge.