Ogni cosa cresce e cambia attraverso le fasi della vita—e il pianeta Terra non fa eccezione. Nel corso dei suoi 4,5 miliardi di anni di esistenza nel cosmo, il nostro pianeta è passato da essere un grumo di roccia fusa martoriato dagli asteroidi, a una sfera coperta di oceani ricchi di vita, fino a diventare casa dell’unica civiltà tecnologicamente avanzata nota nell’intero universo.
David A. Roberts, artista e informatico, ha restituito visivamente la lunga ed epica storia della Terra con una simulazione creata interamente con fragment shader GLSL, una parte del linguaggio di programmazione grafica OpenGL. In un post sul suo blog, Roberts spiega come ha generato il simulacro della Terra e il suo progredire attraverso epoche geologiche a 60 frame al secondo.
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Roberts faceva esperimenti con le simulazioni da un po’ e l’ispirazione per questo progetto in particolare è arrivata dopo aver scoperto il gioco del 1990 SimEarth, che fa parte della serie The Sims, su Internet Archive.
“[SimEarth] partiva dalla premessa alquanto ambiziosa di simulare pianeti simili alla Terra dal momento della loro nascita fino al loro futuro lontano, ma era limitato dall’hardware dei computer del tempo, così ho deciso di provare a creare qualcosa di simile in grado di sfruttare la potenza delle GPU moderne,” spiega Roberts in una email.
“Ho prima creato un mini-gioco, che permette di modificare il suolo in modo interattivo e vedere come condiziona il clima e l’ecologia della simulazione. Poi ho creato la storia visiva che attraversa automaticamente tutte le fasi, perché ho pensato che così sarebbe stato più fruibile,” aggiunge.
La simulazione inizia mostrando i primordi brutali della Terra come proto-pianeta, quando ancora cuoceva nel brodo della formazione planetaria. Poi passa a una mappa distesa che proietta le origini e la dinamica della tettonica a zolle, il processo per cui le placche continentali si spostano sulla Terra. Da lì, viene introdotta una palette cromatica completamente diversa che racconta come l’acqua scolpisce ed erode questi continenti e come gli strati di atmosfera e i cicli climatici influenzano il suolo terrestre.
Roberts ha costruito la simulazione nel suo tempo libero, nel corso di un paio di mesi, e l’ha inviata nel 2018 alla Shadertoy Competition. Nel suo blog si leggono i dettagli dello sviluppo, che è iniziato da complessi processi di analisi dell’erosione idrica ed è andato avanti con l’implementazione di tettonica a zolle, modelli ecologici e sistemi climatici.
“La simulazione del clima è stata particolarmente difficile da approssimare in modo ragionevole e realistico senza dover impiegare un supercomputer,” spiega Roberts. “Una fonte di ispirazione in questo senso è stato il Monash Simple Climate Model. Nonostante non potessi usarlo così com’è perché richiede un sacco di dati reali (quindi non funziona con i pianeti simulati), mi ha convinto che fosse possibile raggiungere approssimazioni semplici ma realistiche.”
Alla fine, questi processi planetari connessi tra loro hanno hanno dato luogo alle condizioni giuste per la vita come la conosciamo, e la vita a sua volta ha modellato profondamente il mondo. Verso la fine della simulazione di Roberts, gli effetti di una civiltà altamente tecnologica diventano evidenti anche sulla Terra virtuale, tra le luci delle città visibili dallo spazio e le emissioni di gas serra che condizionano il clima globale.
“La sezione finale vuole illustrare un futuro possibile, per quanto improbabile,” dice Roberts. “Volevo che fosse drammatico—così ho scelto di illustrare un futuro estremo, dove ogni singola goccia di combustibile fossile è stata bruciata, ma ho cercato di mantenere realistico l’effetto, basandomi su articoli scientifici.”
Ad ogni modo, Roberts non ha prodotto la simulazione con lo scopo di inviare un messaggio specifico, ma per raccontare un’interessante storia visiva del nostro pianeta e dei suoi abitanti.
“Il mio obiettivo, credo, era più aiutare le persone a vedere coi propri occhi quanto intimamente siano connessi i sistemi che regolano la Terra, e come i cambiamenti in uno condizionano gli altri,” dice. “Comprendere da soli certi meccanismi, anziché sentirsi dire quale sia il consenso scientifico a tal proposito, aiuta molto.”
“Penso che le simulazioni siano uno strumento molto potente per aiutare le persone ad avere una comprensione intuitiva di un sistema, soprattutto se possono modificarne i parametri loro stesse e vedere a quali risultati arrivano,” conclude Roberts. “Il progetto non ha ancora quel livello di interattività, ma potrebbe essere qualcosa a cui dedicarmi nel prossimo futuro.”
