L'industria del carbone potrebbe essere diminuita nell'ultimo decennio a causa dell'aumento del gas naturale a basso costo, ma un metodo di estrazione del carbone chiamato rimozione della cima delle montagne è ancora in atto, soprattutto negli Appalachi centrali.

Un nuovo strumento di mappatura basato sul web mostra, in modo più dettagliato che mai, la terra messa a nudo ogni anno dalle miniere di carbone in cima alle montagne nell'Appalachia centrale, indietro di più di tre decenni.

Lo strumento utilizza immagini satellitari per identificare e mappare l'estensione annuale dell'attività mineraria in un'area di quattro stati, comprese parti del Kentucky, Tennessee, Virginia e Virginia Occidentale.

Nel diario PLOS UNO , i ricercatori stimano che tra il 1985 e il 2015, una media di 21, 000 acri sono stati convertiti in nuda terra e macerie nell'Appalachia centrale ogni anno, un'area grande circa la metà di Washington, D.C.

Questa analisi colloca la stima totale dagli anni '70 a circa 1,5 milioni di acri. "Questa è un'area del 18% più grande dello stato del Delaware, e solo il 3% più piccolo del Parco nazionale delle Everglades, " ha detto il primo autore Andrew Pericak, che ha condotto la ricerca nel laboratorio della professoressa di biologia Emily Bernhardt alla Duke University.

L'estrazione mineraria di montagna è una forma di estrazione del carbone di superficie in cui le compagnie di carbone sgombrano la foresta da una collina, quindi usa esplosivi e macchinari pesanti per far esplodere e scavare nel terreno e nella roccia ed esporre gli strati di carbone sottostanti. La roccia e i detriti rimanenti vengono spinti nelle valli adiacenti, seppellire ruscelli sotto centinaia di metri di macerie chiamato "valle di riempimento".

I sostenitori affermano che il processo consente alle compagnie minerarie di raccogliere giacimenti di carbone poco profondi che non possono raggiungere tramite l'estrazione sotterranea tradizionale. Ma crescenti prove scientifiche suggeriscono che distrugge anche le foreste, riempie l'aria di polvere nociva e contamina i ruscelli vicini.

Determinare i tempi e l'estensione dell'attività mineraria è fondamentale per valutare e mitigare questi impatti ambientali e umani, ha detto il co-autore Matthew Ross, in precedenza alla Duke e ora ricercatore post-dottorato presso l'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill.

Ma affidabile, è difficile ottenere stime aggiornate dell'impronta mineraria. In un dato anno, una società mineraria può operare solo all'interno di una porzione dell'area indicata sul proprio permesso minerario. Gli sforzi precedenti hanno mappato l'estrazione di superficie negli Appalachi utilizzando immagini satellitari, ma queste mappe non sono state aggiornate dal 2006, e fornisci solo un'istantanea dell'attività mineraria ogni 10 anni, piuttosto che di anno in anno.

Lo strumento sviluppato dai ricercatori Duke, lavorando con i partner delle organizzazioni no profit SkyTruth e Appalachian Voices, rivela dove è in corso l'estrazione mineraria in cima a una scala temporale più fine, e rende più facile mantenere i dati aggiornati.

Il team ha utilizzato la piattaforma di cloud computing di Google Earth Engine per elaborare le immagini satellitari del governo degli Stati Uniti di luce visibile e invisibile riflessa dalla superficie terrestre, presi per 31 anni consecutivi in ​​un'area di 74 contee.

Ogni pixel in 10, 240 immagini satellitari, risalendo al 1985, è stato analizzato da un algoritmo informatico che ha utilizzato i dati di riflettanza per determinare il "verde" di ogni quadratino dell'immagine, che rappresenta un quadrato di 100 piedi per 100 piedi della Terra.

Una raccolta di pixel che sembrava in gran parte priva di vegetazione e non faceva parte di una città, strada o specchio d'acqua è stato etichettato come un'area in cui l'attività mineraria era probabile che si verificasse quell'anno, con almeno l'83% di precisione in un dato anno.

"Ci sono voluti solo pochi minuti per l'output del set di dati, " Disse Pericak. "È un enorme risparmio di tempo".

Il team ha anche combinato le stime dell'area mineraria con i dati precedentemente pubblicati sulla produzione di carbone. Negli anni '80 e '90, hanno trovato, ogni 100 piedi quadrati di terra nella regione produceva una tonnellata di carbone. Entro il 2010, però, le compagnie del carbone avevano bisogno di pulire e far saltare circa 160 piedi quadrati per tonnellata, ed entro il 2015, ci sono voluti più di 300 piedi quadrati.

"Ci vuole più terra per ottenere la stessa quantità di carbone di quanta ne avesse in passato, " disse Pericak.

I risultati sono coerenti con ciò che i geologi dalla metà degli anni '90 hanno preavvisato, che come più spesso, vengono estratti strati di carbone più accessibili, il rapporto tra roccia e suolo di scarto rispetto al carbone aumenterà, insieme ai costi di esercizio, disse Ross.

La co-autrice senior Emily Bernhardt afferma che le mappe aggiornate aiuteranno i ricercatori a fornire stime più accurate dei costi e dei benefici dell'estrazione mineraria in cima alle montagne, e come si confronta con altre forme di estrazione di risorse.

"Qualsiasi scienziato interessato a studiare gli impatti dell'estrazione mineraria in cima alle montagne può ora vedere esattamente dove si trovano le miniere nel paesaggio e da quanto tempo tali impatti sono stati attivi, " disse Bernhardt, chi sta usando i dati per capire più precisamente come l'estrazione mineraria in montagna influisce sulla qualità dell'acqua, fino a che punto gli effetti si estendono a valle e per quanto tempo persistono.

Il professore dell'Università dell'Indiana Michael Hendryx, chi non è stato coinvolto nello studio, ha utilizzato le mappe aggiornate per valutare l'esposizione all'inquinamento atmosferico e altri effetti sulla salute nelle persone che vivono vicino a siti minerari attivi, rispetto a chi abita più lontano.

"Offre inoltre al pubblico una migliore opportunità per monitorare le operazioni minerarie per assicurarsi che aderiscano alle condizioni nei loro permessi, " ha affermato il coautore Christian Thomas di SkyTruth. "Qualsiasi nuovo problema che emerga potrebbe essere potenzialmente risolto e corretto in modo più efficace con questo sguardo annuale alla regione".

Thomas afferma che SkyTruth prevede di utilizzare i dati per misurare l'efficacia degli sforzi di bonifica dopo l'interruzione dell'attività mineraria. "Questa è la chiave per aiutare la regione a riprendersi da questa eredità mineraria e a passare a un futuro non minerario, " disse Tommaso.

I dati e il codice del computer sono gratuiti per l'utilizzo da parte di chiunque, e l'attività mineraria futura può essere rapidamente aggiunta al set di dati man mano che nuove immagini satellitari diventano disponibili, disse Pericak.