Monitorowanie zmian klimatycznych na lodowcu Gorner za pomocą skanerów laserowych Leica BLK

Autor: Michelle Byrne, główny menedżer ds. marketingu Reality Capture

Od 2017 r. Tommaso Santagata, współzałożyciel Vigea i członek stowarzyszenia La Venta Esplorazioni Geografiche association, jest zaangażowany w długoterminowe badania topograficzne i projekt monitorowania jednego z największych i najbardziej niezwykłych lodowców w regionie alpejskim - lodowca Gorner. Wraz ze swoim zespołem Santagata wyrusza w podziemną eksplorację, aby zdobyć dane na temat stanu lodowca w celu monitorowania zmian klimatycznych.

Santagata wyjaśnia, w jaki sposób jego czas spędzony wewnątrz lodowca doprowadził do krytycznych odkryć dotyczących jego żywotności, wykorzystując technologię skanowania laserowego 3D, aby otworzyć nowe możliwości monitorowania lodowców w Alpach i poza nimi.

Testowanie technologii skanowania laserowego w trudnych warunkach

Vigea prowadzi badania topograficzne i monitoring z wykorzystaniem innowacyjnych technologii do pomiarów trójwymiarowych. Zespół musiał przetestować nowe technologie mapowania 3D w trudnych warunkach. W szczególności do monitorowania zmian klimatu, geologii i ewolucji lodowców.

Stowarzyszenie La Venta Esplorazioni Geografiche badało lodowiec Gorner w ramach projektu o nazwie " Wewnątrz lodowców". Analizowali oni topnienie podlodowcowe, prezentując nowe perspektywy dla obecnych modeli, w tym z Alp i innych środowisk lodowcowych o umiarkowanym klimacie, takich jak Grenlandia, Islandia, Kirgistan i Patagonia.

Od końca XIX wieku czoło lodowca Gorner drastycznie się cofa. Proces ten przyspiesza wraz ze zmianami klimatycznymi i jest przedmiotem znacznego zainteresowania społeczności naukowej. Uniwersytety i instytucje badawcze, takie jak Uniwersytet Boloński we Włoszech, ETH Zürich w Szwajcarii i Norweski Uniwersytet Arktyczny, wykorzystują te jaskinie do badania ewolucji geologicznej, hydrologii i mikrobiologii środowisk.

Zespół Santagaty odwiedza lodowiec Gorner co najmniej dwa razy w roku w sezonie letnim i zimowym, aby uzyskać dane do porównań. Wynika to z faktu, że różne modele 3D w różnych porach roku umożliwiają zespołowi obliczenie topnienia lodowca od wewnątrz i zbadanie jego ewolucji. W przypadku każdej ekspedycji wizualizacja systemu jaskiń kontaktowych ma kluczowe znaczenie dla zespołu Santagaty.

Przechwytywanie rzeczywistości możliwe tylko dzięki technologii Leica Geosystems

Idealne rozwiązania do przechwytywania rzeczywistości z lodowca Gorner składały się z dwóch skanerów laserowych z serii Leica BLK - ręcznego skanera laserowego Leica BLK2GO i skanera laserowego Leica BLK3600, a także wiodącego w branży oprogramowania do rejestracji chmur punktów Leica Cyclone REGISTER. Santagata wymagała nie tylko łatwości obsługi, ale także możliwości uzyskania doskonałej jakości danych w krótkim czasie. Rozwiązanie musiało być również łatwe w transporcie i utrzymaniu ze względu na ekstremalne warunki środowiskowe.

Zespół wykorzystał BLK2GO i BLK360 do skanowania jaskini lodowcowej i użył UAV do uchwycenia powierzchni zewnętrznej i całkowicie niedostępnych obszarów. BLK2GO to idealna technologia do pozyskiwania danych wewnątrz jaskini. Dzięki niespotykanej dotąd mobilności zespół mógł skanować otoczenie, trzymając urządzenie w dłoni jak latarkę. Dzięki zwiększonej zwinności i wydajności zespół był w stanie uchwycić trójwymiarowe obiekty i przestrzenie w jaskini lodowcowej, co w przeciwnym razie byłoby trudne, jeśli nie niemożliwe.

Zespół zidentyfikował cztery główne źródła topnienia, z których trzy zasilane są przez obecnie wiszące czoło lodowca Gorner, które jest ogrzewane przez słońce przez większość dnia. Jest to jedno z innych odkryć w jaskini lodowcowej, w tym stromy strumień wody roztopowej zasilany przez zwisające seraki (szczyty lodu) i języki lodowcowe (pływające połacie lodu).

Prezentacja ewolucji podziemnych jaskiń przy użyciu danych

Zespół był w stanie nie tylko przeprowadzić skanowanie 3D wewnątrz jaskiń lodowych, ale także stworzyć chmury punktów 3D i zdjęcia 360 stopni. Ma to kluczowe znaczenie dla monitorowania zmian klimatycznych i pokazania ewolucji lodowca. Przetwarzanie danych odbywa się przy użyciu dwóch rozwiązań programowych, w tym Cyclone REGISTER, w celu stworzenia kompletnych trójwymiarowych modeli wnętrza i środowiska zewnętrznego. Naukowcy wykorzystują te dane do badania ewolucji podziemnych jaskiń i przyglądania się trendom temperatur i ilości wody odprowadzanej do lodowca.

Santagata skomentował: "Dzięki przeprowadzeniu kilku badań tych samych jaskiń w różnym czasie w ciągu ostatnich dwóch lat, umożliwiło to przeprowadzenie naukowych porównań, co dało zaangażowanym badaczom możliwość zbadania ewolucji lodowca".

Nowe możliwości monitorowania lodowców na całym świecie

W przypadku lodowca Gorner, zbiory danych i spostrzeżenia uzyskane za pomocą BLK2GO, BLK360 i Cyclone REGISTER pozwoliły dowiedzieć się, w jaki sposób procesy podpowierzchniowe przyspieszają zanik lodowca Gorner. Dostarcza to kluczowych informacji na temat jego rozpadu w znacznie krótszym czasie niż przewidują obecne modele. Dane te zostaną wykorzystane do stworzenia map 3D i 2D, interaktywnych modeli, porównań naukowych i modeli wirtualnej rzeczywistości - dzieląc się z opinią publiczną cudem lodowca Gorner i ryzykiem, na jakie jest obecnie narażony.

"Korzystając z technologii skanowania laserowego Leica Geosystems, byliśmy w stanie uzyskać przydatne dane do porównań wewnątrz jaskiń lodowcowych, które nie byłyby możliwe do uzyskania za pomocą innych instrumentów" - skomentował Santagata.

Santagata i jego zespół otworzyli nowe możliwości monitorowania lodowców na całym świecie. Wykorzystują oni dokładnie te same rozwiązania w innych firmach i szkolą pracowników w zakresie korzystania z rozwiązań skanowania laserowego podczas przyszłych ekspedycji. Ustanawiając standardową metodę przechwytywania danych dla takich projektów, badacze mogą odkrywać naukowe i historyczne informacje o naszym fascynującym dziedzictwie naturalnym, a ostatecznie o naszej planecie.

Dowiedz się więcej o wyprawach Vigea na ich kanale YouTube. 

Więcej informacji na temat tej wyprawy można znaleźć na blogu La Venta Esplorazioni Geografiche:

• Patrząc w przyszłość: nowe technologie dla badań lodowca Gorner
• Kruchość lodowych gigantów
• Zagłębienia kontaktowe i przyszłość lodowców