ETH buduje nowe centrum obserwacji Ziemi. Będzie ono wykrywać zmiany w naturze i ostrzegać przed niebezpieczeństwami.

Niedawne osuwiska w Brienz i Blatten pokazały, jak ważne dla Szwajcarii są obserwacje Ziemi za pomocą satelitów, dronów i czujników naziemnych. Tylko dzięki precyzyjnym pomiarom ruchów terenu możliwe było ostrzeżenie ludności na czas przed osuwającymi się masami skalnymi.

Tego typu obserwacje staną się jeszcze ważniejsze w nadchodzących latach, gdyż zmiany klimatyczne prawdopodobnie doprowadzą do nasilenia się spływów gruzowych, osuwisk i spadania skał w Alpach.

Ogłoszenie ETH Zurich pojawia się w samą porę: w nadchodzących latach powstanie centrum kompetencyjne obserwacji Ziemi w kantonie Lucerna, ETH Swiss GeoLab. Będzie kierowane przez byłego dyrektora naukowego NASA i obecnego profesora ETH Thomasa Zurbuchena.

Jest to możliwe dzięki hojnej darowiźnie. W ciągu dziesięciu lat Politechnika Federalna w Zurychu otrzyma łącznie 100 milionów franków szwajcarskich od Fundacji Jörga G. Bucherera.

Obserwacja Ziemi jest nie tylko kluczowa dla oceny zagrożeń naturalnych. Dane pomiarowe mogą być również przydatne dla leśnictwa i rolnictwa. Na przykład rolnicy mogliby otrzymywać prognozy dotyczące spodziewanych zbiorów lub wskazówki, które pola wymagają dodatkowego nawadniania.

Verena Griess jest profesorem zarządzania zasobami leśnymi w ETH i zastępcą dyrektora nowego centrum kompetencji. Oprócz ochrony przed zagrożeniami naturalnymi opisuje ona centralne pytanie ETH Swiss GeoLab w następujący sposób: „Jak możemy optymalnie i w zrównoważony sposób wykorzystać nasz ekosystem w świetle zmieniających się warunków?” Według Griess zmiany te obejmują nie tylko zmiany klimatu, ale także zmieniające się potrzeby i wymagania ludności.

Tworząc ETH Swiss GeoLab, ETH Zurich i Jörg G. Bucherer Foundation wzmacniają obszar badań, który jest obecnie pod presją w Stanach Zjednoczonych. Jeśli rząd amerykański postawi na swoim, znacznie mniej funduszy będzie płynąć na obserwację Ziemi w Stanach Zjednoczonych w przyszłości. Jego propozycja budżetowa na nadchodzący rok obejmuje 24-procentowe cięcie budżetu NASA. Szczególnie drastyczne cięcia, przekraczające 50 procent, są planowane w przypadku obserwacji Ziemi. Jeśli Kongres zatwierdzi plany rządu, może to oznaczać koniec dla kilku satelitów i ośrodków badawczych.

Doprowadziło to do oburzenia amerykańskich badaczy. Ostrzegają oni przed znacznymi kosztami społecznymi. Jeśli satelity nie będą już dostarczać danych, ostrzeżenia o powodziach, pożarach lasów, suszach lub huraganach mogą pojawić się zbyt późno. Naukowcy obawiają się również, że Stany Zjednoczone mogą utracić swoją wiodącą rolę w obserwacji Ziemi na rzecz Europy lub Azji.

W Europie sytuacja jest zupełnie inna. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) zapewnia obserwację Ziemi kwotą 2,58 miliarda euro rocznie. Stanowi to jedną trzecią budżetu ESA. Żaden inny sektor nie jest tak dobrze finansowany.

Pieniądze trafią przede wszystkim do programu Copernicus, który obejmuje usługi takie jak ostrzeganie przed katastrofami i monitorowanie lądu, wody, powietrza i zmian klimatu. Usługi te wykorzystują dane z europejskich satelitów Sentinel, które obserwują Ziemię w różnych zakresach długości fal.

ETH Swiss GeoLab będzie również przetwarzać dane z satelitów Sentinel w przyszłości. Siła nowego centrum nie będzie polegać na rozwoju nowych satelitów, ale przede wszystkim na lepszym wykorzystaniu danych. Potencjał istniejących danych jest daleki od pełnego wykorzystania, mówi wicedyrektor Verena Griess.

Jednym z celów, mówi Griess, jest połączenie obrazów satelitarnych z danymi z dronów i czujników naziemnych. Dane satelitarne często mają rozdzielczość rzędu kilku kilometrów. Tylko w połączeniu z danymi o wysokiej rozdzielczości z dronów i czujników naziemnych można je poprawnie zinterpretować. Szczegółowe informacje mogłyby na przykład ujawnić, które cechy na obrazach satelitarnych identyfikują obszary o wysokiej bioróżnorodności.

Szwajcaria jest w uprzywilejowanej pozycji, mówi Griess. Ma bardzo gęstą sieć danych naziemnych. Dlatego może zebrać wiele informacji na bardzo małej przestrzeni. Superkomputer Alps zapewnia również imponującą infrastrukturę obliczeniową, która jest w stanie obsłużyć duże i zróżnicowane wolumeny danych.

Uzyskane w ten sposób wyniki mogłyby następnie zostać przeniesione na obszary poza Szwajcarią. W tym kontekście inne kraje również skorzystają z ETH Swiss GeoLab, mówi Griess.

GeoLab ETH Zurich nie jest jedyną instytucją w Szwajcarii analizującą dane obserwacji Ziemi. Swiss Data Cube, inicjatywa Uniwersytetu Genewskiego, Uniwersytetu w Zurychu i Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Geonauk (WSL), również ocenia swobodnie dostępne dane, aby wesprzeć szwajcarski rząd w monitorowaniu środowiska. Federalny Urząd ds. Środowiska (FOEN) planuje również uruchomienie projektu monitorowania ruchów terenu przy użyciu danych satelitarnych. Griess mówi, że będą dążyć do dialogu i współpracy z tymi projektami. Ponieważ intencją ETH Swiss GeoLab nie jest wyważanie otwartych drzwi.

Projekt jest zlokalizowany w kantonie Lucerna dzięki dofinansowaniu z Fundacji Jörga G. Bucherera. Ta stosunkowo nowa fundacja została założona na podstawie spuścizny Jörga G. Bucherera, byłego właściciela sklepu z zegarkami i biżuterią o tej samej nazwie. Promowanie Lucerny jako centrum biznesowego i naukowego jest zgodne z duchem zmarłego patrona, wyjaśnia przewodniczący zarządu fundacji, dr Urs Mühlebach. Kanton Lucerna przekazuje 2,8 mln CHF na koszty infrastruktury.

W nadchodzących latach naukowcy będą stopniowo budować ETH Swiss GeoLab. Oczekuje się, że osiągnie on pełną wydajność do 2030 r. W sumie będzie tam pracować około 100 osób – aby tworzyć coraz dokładniejszy obraz naszego świata.