Tecniche avanzate e ricerca scientifica per contenere gli effetti del riscaldamento globale su infrastrutture, ecosistemi e comunità locali

Nella regione di Churapcha, a circa 135 chilometri a oriente di Yakutsk, l’avanzata del disgelo del permafrost sta plasmando il paesaggio in modo sorprendente. Minuscole collinette, chiamate “bylars” (nel dialetto yakut), di forma regolare poligonale e conica, emergono dal terreno che si sprofonda tutt’intorno.

Nikita Tananayev, Direttore del Laboratorio del Clima presso la Federal Northeastern University della città siberiana, spiega:

“La cresta dei rilievi resta stabile, il terreno tra i bylar sprofonda”.

Negli ultimi quattro decenni, il panorama è diventato costellato da questi rigonfiamenti anche nelle aree urbane, con conseguenze evidente: circa il 40 per cento degli edifici costruiti sul permafrost mostra crepe oppure cedimenti strutturali.

Permafrost in crisi: temperatura, gas nell’aria, rischi sanitari

Le temperature in Jacuzia sono aumentate di 1,5 gradi centigradi in trent’anni, arrivando fino a +2 °C in alcune zone. Questo incremento apparentemente modesto è sufficiente a modificare profondamente il comportamento del permafrost.

“Anche se le temperature restano negative, il suolo non congela più in profondità come prima”,

avverte Alexander Makarov, Direttore dell’Arctic and Antarctic Research Institute di San Pietroburgo. L’istituto conduce monitoraggi su 78 siti in 12 regioni, con l’intenzione di estenderli a 140.

Il disgelo libera CO2 e metano, entrambi gas serra che alimentano un circolo vizioso di riscaldamento. Ma il permafrost è anche una pompa temporale: può rilasciare batteri o virus sepolti da decenni.

Nel 2016, una bambina in Siberia morì di antrace provocato dal riemergere del microbiota sepolto che infettò una mandria di renne.

Crateri giganti e reperti preistorici: veri “portali nel passato”

Tra le emergenze più eclatanti c’è il cratere di Batagaika, chiamato

“porta per l’oltretomba”,

un vasto termocarso che si sta espandendo di milioni di metri cubi all’anno e sottrae gas preistorici come metano, quantificati tra 4.000 e 5.000 tonnellate l’anno. All’interno sono riaffiorati resti straordinariamente conservati di animali, tra cui un cucciolo di mammut e un lupo di decine di migliaia di anni.

Il fenomeno del termocarsimo (o thermokarst) tende a caratterizzare il suolo con superfici molto irregolari, con bacini paludosi e piccoli monticelli (hummocks), che si formano quando il permafrost ricco di ghiaccio si scongela, nelle regioni artiche e, in misura minore, nelle aree montane come quelle dell’Himalaya e delle Alpi Svizzere.

Questi ritrovamenti attirano l’attenzione della comunità scientifica mondiale: rappresentano un archivio naturale unico della storia climatica e biologica, ma sono anche il segnale drammatico di un ecosistema che si sta disgregando sotto i nostri occhi.

Innovazione: biomateriali e tecnologie per la stabilità del suolo

In risposta alle sfide, arriva l’innovazione: una recente ricerca del luglio 2025 ha descritto un materiale bio-ingegnerizzato chiamato BioPykrete, un composito ghiaccio-cellulosa rinforzato da proteine chimera che lega le fibre di nanocellulosa alla matrice di ghiaccio, conferendo robustezza comparabile al calcestruzzo, ma biodegradabile e adatto all’uso nei contesti artici, dove le risorse sono scarse.

Un’altra proposta promettente combina l’efficienza energetica e l’energia solare per stabilizzare termicamente il terreno: si tratta di un sistema avanzato che limita lo spesso strato di fusione estiva a soli 20 centimetri, leggermente più costoso dei tradizionali termosifoni, ma con possibilità di produrre e vendere calore ed elettricità.

In ambito di monitoraggio, l’uso dell’intelligenza artificiale per prevedere il degrado del permafrost guadagna terreno: grazie a modelli basati su equazioni fisiche e dati climatici reali, si ottengono previsioni accurate con orizzonti decennali, fondamentali per progettare infrastrutture resilienti.

Geoingegneria artica, sorveglianza satellitare ed esperimenti

Sul fronte internazionale, negli ultimi anni sono stati sviluppati sistemi di monitoraggio quasi in tempo reale del disgelo del permafrost artico mediante AI e dati satellitari, in collaborazione con centri di ricerca specializzati. È un tassello importante, anche se l’accesso russo rimane limitato per tensioni geopolitiche.

A livello di intervento ambizioso, il concetto di glacial geoengineering comprende proposte per rallentare il disgelo: dall’aumento dell’albedo tramite materiali riflettenti, alla dispersione di aerosol nella stratosfera o alla creazione di nuvole artificiali più riflettenti. Tuttavia, tali soluzioni restano sperimentali, con rischi e problematiche normative ancora aperte.

Un esperimento ecologico audace e noto in Siberia è il Pleistocene Park, fondato da Sergey e Nikita Zimov: qui si cerca di ripristinare la steppa pleistocenica reintroducendo grandi erbivori, come bisonti e yak, per aumentare l’albedo del suolo e rallentare il disgelo per via naturale. Il progetto è stato incluso tra le 100 soluzioni climatiche concrete da Project Drawdown, e nel 2023 ha ospitato bisonti delle pianure e buoi muschiati.

I timori nelle parole degli studiosi Zheleznyak e Makarov

Abbiamo raccolto due voci dirette, che disvelano la preoccupazione degli scienziati in Russia per l’avvenire.

Mikhail Nikolaevich Zheleznyak, Direttore dell’Istituto Melnikov sul Permafrost a Yakutsk, dichiara:

“Il permafrost che copre il 65 per cento del territorio russo è sotto attacco. Le nostre ricerche misurano il ritmo del disgelo e studiamo fondazioni profonde e soluzioni adattive per tutelare la vita urbana e il patrimonio urbano”.

Alexander Makarov, direttore dell’Arctic and Antarctic Research Institute, rimarca invece:

“La differenza anche di un paio di gradi equivale a una rivoluzione nel comportamento del permafrost, con rischi che vanno dal rilascio di carbonio all’emergere di patogeni dormienti”.

Verso la resilienza: sinergie tra scienza, ingegneria e natura

Il quadro che emerge a fine agosto 2025 è complesso: il disgelo del permafrost non è soltanto un fenomeno ambientale, ma un’urgenza geopolitica, sanitaria, infrastrutturale. Le soluzioni devono essere altrettanto multidimensionali.

Biomateriali avanzati come BioPykrete, sistemi solari-termosifoni efficienti e monitoraggio AI-satellitare rappresentano l’approccio tecnologico. Al contempo, la geoingegneria e il ripristino di ecosistemi pleistocenici come nel Pleistocene Park offrono vie innovative di mitigazione.

A questo si aggiunge il ruolo centrale delle istituzioni scientifiche russe (Istituto Melnikov, Arctic and Antarctic Research Institute) nel guidare la ricerca, la sorveglianza e lo sviluppo di metodologie resilienti.

Come dicono gli scienziati, se è vero che il permafrost non può più rimanere immobile, è altrettanto vero che l’innovazione può permettergli di continuare a “reggere”, evitando disastri, preservando la storia climatica e salvaguardando comunità e infrastrutture.

Progettazione strutturale e validazione di una torre in pykrete attraverso la ricerca della forma

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