ROMA (ITALPRESS/ECONOMIADELLOSPAZIO) – La nuova metodologia sviluppata dal Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA ha portato a rivedere le stime degli spostamenti stagionali del centro di massa terrestre: l’ampiezza dell’oscillazione annuale risulta circa la metà di quella stimata otto anni prima. Il risultato, annunciato dall’agenzia spaziale il 16 settembre 2026, evidenzia l’importanza di integrare differenti tecnologie di osservazione per migliorare la precisione dei sistemi di riferimento geodetici utilizzati nelle misurazioni satellitari.
La ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica Geophysical Journal International, combina tecniche di tracciamento satellitare con modelli delle deformazioni della crosta terrestre. Il metodo consente di ricostruire le oscillazioni del centro di massa provocate dalla redistribuzione stagionale di acqua, ghiaccio e atmosfera, riducendo alcune delle incertezze che caratterizzano le misurazioni geodetiche.
Il lavoro, guidato da Donald Argus, geoscienziato del JPL, riguarda un parametro essenziale per determinare con precisione le coordinate terrestri e le orbite dei satelliti. Anche differenze di pochi millimetri possono incidere sull’accuratezza dei sistemi di riferimento utilizzati nella geodesia spaziale.
Il centro di massa terrestre, chiamato anche geocentro, non coincide permanentemente con il centro geometrico del pianeta. La sua posizione varia nel corso dell’anno perché enormi quantità di massa si spostano tra continenti, oceani e atmosfera.
Queste oscillazioni, generalmente nell’ordine di pochi millimetri, rappresentano una difficoltà per i sistemi di riferimento terrestri, che devono descrivere con estrema precisione la posizione dei punti sulla superficie e quella dei satelliti in orbita.
La determinazione del geocentro non costituisce una novità scientifica. Da decenni vengono utilizzate tecniche spaziali dedicate, tra cui il Satellite Laser Ranging (SLR), che misura attraverso impulsi laser la distanza tra stazioni terrestri e satelliti dotati di retroriflettori.
Tra gli strumenti impiegati figurano LAGEOS-1 e LAGEOS-2, satelliti lanciati rispettivamente nel 1976 e nel 1992. I due veicoli, ciascuno con una massa di circa 408 chilogrammi, sono equipaggiati con prismi riflettenti e vengono osservati da una rete internazionale di stazioni laser distribuite in oltre 20 Paesi.
Una delle limitazioni di questa tecnica deriva dalla distribuzione geografica non uniforme delle stazioni di osservazione, che può influenzare la ricostruzione degli spostamenti del centro di massa.
Il nuovo metodo integra il tracciamento GPS e i dati orbitali di diversi satelliti in orbita terrestre bassa, affiancandoli alle tecniche di osservazione già utilizzate per determinare il geocentro.
La metodologia considera inoltre la deformazione della crosta terrestre provocata dal peso dell’acqua e del ghiaccio. Le stazioni di misura non si trovano infatti su una superficie perfettamente stabile, ma subiscono piccoli spostamenti insieme al terreno su cui sono installate.
Tenere conto di queste variazioni permette di distinguere meglio il movimento delle stazioni terrestri da quello del centro di massa del pianeta.
L’importanza del miglioramento emerge dal confronto con le valutazioni internazionali precedenti. Le stime elaborate nel 2017 e nel 2023 presentavano una differenza di circa 7 millimetri, un valore paragonabile all’ordine di grandezza del fenomeno da misurare.
Il nuovo approccio mira a ridurre questa incertezza attraverso una ricostruzione più completa delle dinamiche terrestri.
I risultati mostrano come la distribuzione dell’acqua sulla Terra contribuisca a modificare periodicamente la posizione del geocentro.
Nel mese di marzo, l’accumulo di neve in Nord America ed Eurasia raggiunge il massimo stagionale e provoca uno spostamento del centro di massa di circa 3 millimetri verso il Polo Nord.
Ad aprile, l’acqua presente nel bacino del Rio delle Amazzoni raggiunge un picco stimato di 2.400 gigatonnellate, contribuendo a spostare il centro di massa di circa 2,2 millimetri verso il Sud America.
A novembre, invece, le acque associate ai monsoni nel Sud-est asiatico raggiungono un massimo di circa 600 gigatonnellate, aggiungendo un ulteriore contributo all’oscillazione annuale.
Anche gli oceani e l’atmosfera intervengono nel processo. Tra agosto e ottobre, l’accumulo di acqua negli oceani contribuisce a spostare il geocentro verso il Pacifico meridionale, mentre le variazioni stagionali della densità atmosferica modificano la distribuzione delle masse tra gli emisferi.
Le elaborazioni dei ricercatori risultano coerenti con le osservazioni della missione GRACE Follow-On (GRACE-FO), sviluppata congiuntamente dalla NASA e dal centro tedesco GFZ.
Lanciata nel 2018, GRACE-FO utilizza due satelliti che volano in formazione per misurare le variazioni del campo gravitazionale terrestre, rilevando piccolissime modifiche della distanza reciproca dovute alla diversa distribuzione delle masse.
La continuità di questo patrimonio osservativo è affidata anche alla futura missione GRACE-Continuity (GRACE-C), il cui lancio è previsto, secondo la NASA, per la fine del 2028.
Sul piano tecnologico, il risultato del JPL riguarda la qualità dei sistemi di riferimento rispetto ai quali vengono determinate coordinate, orbite e variazioni della superficie terrestre.
La precisione di questi riferimenti è importante per applicazioni che spaziano dalla cartografia alla navigazione, fino alla logistica marittima e all’agricoltura di precisione. La nuova metodologia non produce automaticamente un miglioramento delle prestazioni dei servizi commerciali, ma può contribuire a perfezionare le basi geodetiche sulle quali tali servizi si fondano.
L’integrazione tra misure laser, tracciamento GPS, dati orbitali e modelli geofisici rappresenta quindi il principale avanzamento tecnologico della ricerca. La possibilità di determinare con maggiore accuratezza gli spostamenti del geocentro contribuisce a rafforzare la qualità delle informazioni geospaziali utilizzate dalle infrastrutture satellitari e dalle applicazioni che dipendono da sistemi di posizionamento precisi.
– Foto di repertorio Ipa Agency –
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