Un sistema di deep learning ha raddoppiato i geoglifi figurativi già noti nel deserto peruviano, aprendo nuove ipotesi sul loro impiego rituale

Per quasi un secolo le celebri Linee di Nazca sono state oggetto di esplorazioni lente e meticolose. Dalla loro riscoperta all’inizio del Novecento, gli archeologi hanno identificato poco più di quattrocento geoglifi figurativi nel deserto della costa meridionale del Perù. Oggi, grazie all’impiego di sistemi di intelligenza artificiale applicati all’analisi di immagini geospaziali, questo patrimonio archeologico appare improvvisamente molto più ricco.

Un recente progetto di ricerca pubblicato sulla rivista scientifica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) ha utilizzato modelli di deep learning per la computer vision per analizzare l’intera area della pampa di Nazca. Lo studio è stato guidato dall’archeologo Masato Sakai della Yamagata University in Giappone, da anni impegnato nello studio dei geoglifi attraverso il Nazca Institute dell’ateneo, e ha coinvolto un gruppo internazionale di archeologi, informatici e specialisti di analisi geospaziale, con la collaborazione di ricercatori di IBM Research.

Il risultato è sorprendente: in soli sei mesi di indagini sul campo sono stati identificati 303 nuovi geoglifi figurativi, quasi raddoppiando il numero noto in precedenza.

L’innovazione non riguarda soltanto il ritmo delle scoperte. Il lavoro dimostra come l’integrazione tra big data geospaziali, analisi automatizzata delle immagini e verifica archeologica sul terreno possa trasformare radicalmente il modo in cui vengono studiati i paesaggi storici su larga scala.

Computer vision e archeologia: un salto di scala nelle scoperte

I geoglifi di Nazca sono tra le testimonianze più enigmatiche dell’archeologia mondiale. Realizzati oltre duemila anni fa rimuovendo o spostando le pietre superficiali del deserto, formano figure visibili soprattutto dall’alto: animali, figure umane, piante e oggetti rituali.

Le Linee di Nazca furono create tra il 200 avanti Cristo e il 600 dopo Cristo dalla civiltà Nazca nel deserto del Perù meridionale, ma la loro scoperta moderna avvenne nel ventesimo secolo.

Sebbene alcune figure fossero state notate già nel sedicesimo secolo da cronisti spagnoli e successivamente nel diciannovesimo secolo da viaggiatori e archeologi, la loro vera estensione e complessità divennero evidenti solo negli Anni 20 e 30 del Novecento, quando i piloti che sorvolavano la zona notarono enormi geoglifi raffiguranti animali, piante e forme geometriche visibili chiaramente solo dall’alto.

Da allora le linee sono state studiate da diversi ricercatori, tra cui l’archeologa tedesca Maria Reiche, che dedicò gran parte della sua vita a documentarle e a proteggerle.

La difficoltà principale nella loro individuazione è sempre stata di natura operativa. L’area interessata copre oltre 600 chilometri quadrati di deserto, e molti geoglifi sono di dimensioni ridotte o poco contrastati rispetto al terreno circostante. Individuarli manualmente nelle fotografie aeree richiede lunghi tempi di analisi da parte di esperti.

Rete neurale convoluzionale pre-addestrata su immagini naturale

Per affrontare questo limite, i ricercatori hanno sviluppato un modello di rete neurale convoluzionale pre-addestrata su immagini naturali e successivamente raffinata con un dataset limitato di geoglifi già noti. Il sistema non restituisce semplicemente riquadri di oggetti individuati, ma genera una mappa di probabilità geospaziale che segnala le aree più promettenti per ulteriori verifiche.

In pratica, l’algoritmo esamina milioni di porzioni di immagini satellitari e aeree ad alta risoluzione e suggerisce ai ricercatori i punti dove è più probabile che si trovi un geoglifo. Gli archeologi possono quindi concentrare l’attenzione su un numero molto più ridotto di siti.

Il cambiamento è evidente anche nei tempi di ricerca. Storicamente, il ritmo medio di scoperta era di circa uno o due geoglifi figurativi all’anno. Con l’introduzione delle immagini satellitari ad alta definizione nei primi anni Duemila il numero era salito a circa una ventina annui. L’approccio basato su IA ha portato a un’accelerazione ancora più marcata, permettendo di individuare centinaia di nuovi candidati in pochi mesi.

Secondo analisti del settore, questa combinazione di analisi automatizzata e interpretazione umana rappresenta uno dei modelli più promettenti per l’archeologia del paesaggio, dove la scala dei dati supera spesso le capacità di analisi manuale.

Nuove scoperte e nuove interpretazioni del paesaggio rituale

Oltre all’aspetto metodologico, l’indagine ha prodotto risultati rilevanti anche sul piano interpretativo.

I nuovi ritrovamenti riguardano quasi esclusivamente i cosiddetti geoglifi figurativi di tipo “relief”, figure relativamente piccole (in media circa nove metri) ottenute accumulando o rimuovendo pietre dal terreno. Queste differiscono dalle celebri figure giganti tracciate con linee continue, come il colibrì o la scimmia, che possono raggiungere decine di metri di lunghezza.

L’analisi sistematica delle immagini e delle posizioni dei geoglifi ha messo in luce differenze sostanziali tra le due categorie, non soltanto nella tecnica costruttiva, ma anche nel contesto culturale in cui venivano utilizzate.

I geoglifi lineari di grandi dimensioni raffigurano prevalentemente animali selvatici e risultano distribuiti lungo una rete di linee rette e trapezi che attraversa la pampa. Questa infrastruttura, interpretata da molti archeologi come un sistema di percorsi cerimoniali, sembra collegare diversi punti simbolici del territorio.

I geoglifi in rilievo, invece, mostrano un repertorio iconografico molto diverso. Circa l’80 per cento rappresenta figure umane, animali domestici o scene legate all’attività umana, tra cui rappresentazioni di camelidi o teste trofeo, un elemento ricorrente nell’iconografia andina antica.

Anche la loro distribuzione geografica racconta una storia differente. Le nuove analisi indicano che questi geoglifi si trovano mediamente a poche decine di metri da una fitta rete di sentieri informali creati dal passaggio ripetuto delle persone, piuttosto che lungo le grandi linee monumentali.

Secondo l’interpretazione proposta dai ricercatori, questa distinzione suggerisce l’esistenza di due livelli di uso del paesaggio rituale.

I grandi geoglifi lineari, associati alla rete di linee e trapezi, sarebbero stati parte di spazi cerimoniali comunitari, probabilmente utilizzati durante pellegrinaggi o rituali collettivi. Al contrario, i geoglifi in rilievo potrebbero essere stati pensati per essere osservati da chi percorresse i sentieri, forse come narrazioni visive o segnali simbolici condivisi tra piccoli gruppi o individui.

AI e tutela del patrimonio: una nuova frontiera operativa

Oltre al valore scientifico, l’impiego dell’intelligenza artificiale ha implicazioni rilevanti anche per la gestione e la conservazione del patrimonio culturale.

Le Linee di Nazca sono oggi minacciate da diversi fattori: dall’espansione delle infrastrutture alle attività umane non controllate, fino agli effetti dei cambiamenti climatici che possono intensificare eventi meteorologici estremi nelle regioni desertiche.

Una mappatura più completa e rapida dei geoglifi consente di migliorare la pianificazione delle misure di protezione. L’uso di sistemi automatizzati permette infatti di monitorare vaste aree desertiche con maggiore continuità, individuando eventuali danni o trasformazioni del territorio.

Secondo ricercatori industriali impegnati nello sviluppo di tecnologie geospaziali, l’integrazione tra intelligenza artificiale, droni e immagini satellitari ad alta risoluzione sta aprendo una nuova fase nell’archeologia preventiva e nella tutela dei siti storici. Tecnologie simili sono già impiegate per individuare strutture sepolte, monitorare siti remoti e ricostruire paesaggi antichi su scala regionale.

Nel caso di Nazca, l’approccio basato su IA ha anche evidenziato un aspetto importante: molti geoglifi si trovano in gruppi o scene complesse. In diversi casi l’algoritmo ha individuato solo una parte delle figure, ma la successiva verifica sul terreno ha portato alla scoperta di interi complessi iconografici.

Questo suggerisce che la conoscenza attuale del paesaggio culturale della pampa di Nazca è ancora incompleta, e che ulteriori indagini potrebbero portare alla scoperta di centinaia di nuovi geoglifi.

Un nuovo paradigma per l’archeologia del paesaggio

L’esperienza di Nazca rappresenta un esempio emblematico di come le tecnologie digitali stiano ridefinendo i metodi della ricerca archeologica.

L’innovazione non consiste semplicemente nell’uso di algoritmi, ma nell’adozione di un workflow integrato che combina curazione dei dati, modellazione algoritmica, screening umano e verifica sul campo. In questo processo l’intelligenza artificiale non sostituisce l’archeologo, ma ne amplifica la capacità di esplorare grandi quantità di informazioni.

Secondo analisti del settore, questo modello potrebbe essere applicato in molti altri contesti archeologici: dalle grandi pianure desertiche ai paesaggi agricoli storici, fino alle foreste tropicali dove le strutture antiche sono difficili da individuare.

Nel caso delle Linee di Nazca, il contributo dell’IA ha già prodotto un risultato significativo: una comprensione più articolata del ruolo dei geoglifi nella vita sociale e rituale delle popolazioni antiche.

E soprattutto ha dimostrato che, anche in uno dei siti archeologici più studiati al mondo, l’innovazione tecnologica può ancora cambiare radicalmente ciò che sappiamo del passato.

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