Le mappe generalmente indicano l'altitudine in metri sul livello del mare. Ma il livello del mare non è lo stesso ovunque. Un gruppo di esperti guidato dall'Università tecnica di Monaco di Baviera (TUM), ha sviluppato un sistema internazionale di riferimento dell'altezza (IHRS) che unificherà le misurazioni geodetiche in tutto il mondo.

Quanto è alto l'Everest? 8848 metri? 8844 metri? O 8850 metri? Per anni, Cina e Nepal non potevano essere d'accordo. Nel 2019, Il Nepal ha inviato un team di geodeti per misurare la montagna più alta del mondo. Un anno dopo una squadra cinese ha scalato la vetta. Lo scorso dicembre i due governi hanno annunciato congiuntamente l'esito della nuova misurazione:8848,86 metri.

Il fatto che sia la Cina che il Nepal riconoscano questo risultato deve essere visto come un successo diplomatico. Ciò è stato reso possibile dal nuovo International Height Reference System (IHRS), utilizzato per la prima volta dagli specialisti geodetici che effettuano la nuova misurazione. Gli scienziati di TUM hanno svolto un ruolo di primo piano nello sviluppo del nuovo sistema. Stabilisce un livello zero generalmente concordato come base per tutte le misurazioni future. Sostituisce così il livello medio del mare, che ha tradizionalmente servito da livello zero per i topografi e quindi per tutte le carte topografiche. Una carta in Diario di Geodesia , scritto congiuntamente da scienziati TUM e gruppi di ricerca internazionali, delinea il background scientifico e il concetto teorico dell'IHRS, nonché la strategia per attuarlo.

Quando zero non è sempre zero

Lo standard usato fino ad ora, il livello medio del mare, era viziato fin dall'inizio:non c'era mai una definizione fissa. Ogni paese potrebbe utilizzare mareografi arbitrari per definire il proprio livello zero. Di conseguenza, Il livello ufficiale del mare della Germania è di 31 centimetri più alto di quello italiano, 50 cm più alto di quello utilizzato in Spagna e in realtà 2,33 m più alto rispetto al Belgio, dove l'altezza zero si basa sull'acqua bassa a Ostenda.

Quando le carte topografiche vengono utilizzate solo per le escursioni, nessuno è infastidito da tali differenze. Ma per gli specialisti di geodetica che cercano di raggiungere un'altezza universalmente concordata, per il Monte Everest, Per esempio, metà in Nepal e metà in Cina:i livelli zero incoerenti sono un problema più grande. E può essere molto costoso quando i progettisti di strutture transfrontaliere come ponti e tunnel dimenticano di controllare le diverse coordinate utilizzate dai team e di convertirle secondo necessità. Sull'Hochrheinbrücke, un ponte che collega Germania e Svizzera, una discrepanza di questo tipo è stata notata appena in tempo.

Rilievi dall'orbita

"L'introduzione di un sistema di riferimento dell'altezza valido a livello internazionale era attesa da tempo, " afferma la ricercatrice TUM, la dott.ssa Laura Sánchez del Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut (DGFI-TUM), che ha guidato per diversi anni gruppi di lavoro che studiano gli aspetti teorici e implementano il nuovo sistema di riferimento dell'altezza globale presso l'Associazione Internazionale di Geodesia.

Quello che serve è ovvio:un livello zero universalmente accettato. Il nuovo sistema internazionale di riferimento per l'altezza (IHRS) definisce come può essere calcolato:tiene conto della forma della Terra, che è quasi sferica, ma appiattito ai poli e leggermente rigonfio all'equatore a causa della sua rotazione e della distribuzione irregolare delle masse all'interno e sulla superficie. Le irregolarità risultanti nel campo gravitazionale sono la base per il calcolo del sistema di altezza perché la forza e la direzione della forza determinano la distribuzione dell'acqua negli oceani. Se assumiamo che la superficie terrestre sia completamente ricoperta d'acqua, l'altezza di un ipotetico livello del mare e quindi il livello zero per l'intero globo può essere calcolato con precisione.

Nei progetti di costruzione, anche le più piccole deviazioni possono essere cruciali

"È diventato possibile realizzare l'IHRS solo con la disponibilità di dati globali provenienti da missioni satellitari come il satellite di osservazione della Terra dell'ESA GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer), " afferma il Prof. Roland Pail della TUM Chair of Astronomical and Physical Geodesy (APG). Il suo team ha svolto un ruolo fondamentale nell'analisi delle misurazioni GOCE e nel loro utilizzo per calcolare modelli globali del campo gravitazionale terrestre. "Le informazioni ottenute in questo modo fornisce la base per calcolare il livello medio del mare per ogni punto della Terra con il nuovo Sistema Internazionale di Riferimento dell'Altezza, indipendentemente dal fatto che sia su un continente o in un oceano, e quindi per calcolare il livello zero accettato a livello internazionale, " spiega Sanchez.

Ogni mappa deve essere ridisegnata? "Non sarà così drammatico, " dice Sánchez. "Nei paesi industriali, dove da decenni effettuano misurazioni della gravità, le deviazioni sono piuttosto piccole, solo nell'intervallo dei decimetri." Ma con i progetti di costruzione, Per esempio, anche piccole deviazioni possono causare seri problemi. Di conseguenza, lo scienziato è fiducioso che il nuovo sistema di riferimento otterrà rapidamente l'accettazione.