Network analysis con ArcGIS per riscoprire una diramazione della via della Seta attraverso il Tibet

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Un gruppo di studiosi cinesi ha ricostruito utilizzando ArcGIS e un DEM con risoluzione di 90 m il percorso dell'antica strada Tang-Tibet per l'altopiano del Qinghai-Tibet. 

L'altopiano del Tibet, ai piedi dell'Himalaya, plateau gigantesco di oltre 2.600.000 km2, panorami grandiosi, il tetto del mondo. Un ambiente naturale estremo, un'altitudine che si impenna dal suo bordo nord-est rapidamente dai 2.000 m sino a guadagnare e superare i 4.000 m (con una altidudine media di 4.400 m).

Una morfologia formata essenzialmente da montagne, pianure e bacini. Nell'altopiano nascono tre fiumi importanti dell'Oriente: lo  Yangtze, lo Huang He (o Fiume Giallo) e il Lancang o Mekong. Il clima è assai rigido e ventoso con temperature notturne che possono scendere drammaticamente ai - 30° C. Il paesaggio si presenta pressoché sgombro di vegetazione ad alto fusto, mentre sono diffusi i pascoli, le steppe e la vegetazione d'alta quota come muschi e licheni. Il valore più alto della radiazione solare totale superadi poco  8.500 MJ/(m2•a). Le basse temperature comportano nutrienti del suolo insufficienti, debole resistenza all'erosione, crescita lenta delle piante e bassa produttività naturale. L'altopiano ricade oggi in gran parte in Cina, nella regione autonoma del Tibet e nella provincia del Qinghai. Certamente il plateau nell'antichità rappresentava una barriera geografica rilevante per i traffici e le comunicazioni umane. Un ramo settentrionale dell'antica "Via della Seta" terrestre passava a nord del Tibet, oltre i Monti Kunlun, sul bordo del bacino del Tarim. Una sua diramazione però risaliva e penetrava all'interno dell'altopiano attraversandolo per 2.240 km. E' la via Tang-Tibet che collega Xining, nella provincia del Qinghai, a Lhasa, in Tibet, e ancora oltre porta in Nepal e in India. Un antico percorso di lunga durata che fu strutturato sotto la dinastia Tang che la costruirono secondo le fonti storiche nel 641 d.C e che per 1300 anni, sino alla costruzione di una moderna autostrada, ha costituito l'unica via carovaniera lungo la quale si spostavano uomini, materiali e prodotti alimentari tra la Cina e il Tibet. La si può definire "Via della seta" meridionale. Un percorso  strategicamente importante che nel corso della storia  ha svolto un ruolo cruciale nello sviluppo geo-politico di questa regione.  E' tuttora di grande attualità grazie alla Belt and Road Initiative progettata per aprire una rete internazionale di cooperazione aperta e una piattaforma multi-nazione per esplorare nuovi meccanismi di governance economica internazionale. La direttrice può fare di questa regione un tempo isolata una regione chiave per collegare tutta l'Asia orientale, centrale, occidentale e meridionale.

Altopiano del Tibet e soprattutto la ricostruzione dell'antico percorso Tang-Tibet sono l'oggetto della ricerca di  Z Lancuo, G Hou, C Xu, Y Liu, Y Zhu, W Wang, dal titolo “Simulating the route of the Tang-Tibet Ancient Road for one branch of the Silk Road across the Qinghai-Tibet Plateau”. E’ stata pubblicata sulla piattaforma PLoS ONE 14(12) a dicembre 2019.

Precedenti studi sull'antica via nell'altopiano tibetano si basavano, nonostante le enormi difficoltà frapposte dalle varie stratificazioni linguistiche e dai mutamenti nella toponomastica, esclusivamente sull'analisi delle fonti storico letterarie e odeporiche, peraltro pochissime, le scoperte archeologiche, la posizione delle tappe conosciute e dei nodi più importanti. Né gli studiosi precedenti si erano potuti giovare del telerilevamento, non essendo disponibili immagini ad alta risoluzione dell’area, né di mappe topografiche dettagliate.

Il metodo di ricostruzione  della viabilità adottato adesso dai ricercatori cinesi, sostanzialmente la Cost weighted distance analysis, non è certamente recente e rimandiamo alla lettura integrale dell'articolo per i dettagli operativi del procedimento ma ci sono alcune interessanti sorprese. Da diversi anni il trattamento dei dati geospaziali con appositi tool nelle piattaforme GIS costituiscono infatti un approccio consueto alla ricostruzione degli antichi percorsi. E' proprio sulla Via della Seta va ricordato il noto lo studio di Ma et al. del 2017 che ha ricostruito la millenaria direttrice terrestre da Chang'an a Costantinopoli attraverso il continente eurasiatico utilizzando il modello digitale di elevazione DEM della Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) ad alta risoluzione (1 secondo d'arco di grado ovvero 30 metri all'equatore) su cui è stato  applicato il metodo di analisi del percorso ottimale oppure sempre per la Via della Seta lo studio di Frachetti et al. del 2017 che ha anche utilizzato un modello di accumulo del flusso che ha simulato il modo con cui nei secoli mandrie nomadi stagionali hanno modellato percorsi discreti di connettività lungo la direttrice. Gli autori,  considerando i complessi fattori geografici e ambientali dell'altopiano interno del Qinghai-Tibet, hanno costruito un grafo di comunicazioni commerciali sulla base di parametri geografici ponderati. Questi parametri sono serviti loro, sulla base del principio del costo minimo, per individuare il percorso più breve e di minor costo sul grafo tra Xining e Lhasa. La simulazione dell'antico percorso Tang-Tibet è stata realizzata sulla piattaforma Arc GIS 10.5. Il modello è stato quindi confrontato con le posizioni dei nodi chiave noti e documentati nelle fonti e nella letteratura scientifica riscontrando una forte aderenza nella tratta del Qinghai, con esiti credibili nelle aree ad altitudini non elevate in cui le reti economiche e la mobilità tra i siti si accordavano con la facilità di viaggio da parte dell’uomo. Tuttavia i ricercatori hanno riscontrato nella sezione tibetana altrettanti significativi scostamenti tra i punti chiave conosciuti e il percorso simulato ma sono riusciti a individuarne la ragione. Ed è tra i versanti più interessanti e rilevanti del loro lavoro..

Alcuni punti salienti del procedimento. Costruzione del grafo come rete ponderata. Stabiliti i due capolinea Xining e Lhasa si è cercato di individuare i nodi lungo il percorso, stazioni di sosta, centri attrattori, collegati da archi di rete. Innanzitutto i siti archeologici conosciuti in cui sono state documentate prove dirette dell'esistenza di antiche attività umane durante la dinastia Tubo (618-842 d.C.) sotto cui si strutturò il percorso. Nell'area di studio se ne sono contati 512.  Uno spolio sistematico della letteratura, antica e moderna, con particolare attenzione ai rapporti di indagine sul campo e agli appunti o resoconti di viaggio anche privati ha portato a selezionare altri 43 nodi documentati. Infine gli studiosi, nella convinzione che molti insediamenti moderni abbiano comunque continuità storica con quelli antichi, vi hanno aggiunto 1.792 punti relativi ai dati sulla posizione geografica dei centri amministrativi a livello di municipalità nonché i campi centrali fissi dei popoli nomadi. Il network di rete è stato creato utilizzando un modello TIN (Triangulated Irregular Network) derivato dal DEM utilizzato nella ricerca, avente risoluzione di 90 m, in modo che i nodi collegati formassero triangoli secondo lo standard Delaunay. Si è imposto fra i vari nodi un vincolo di non superamento della distanza reciproca di 22 km corrispondente approssimativamente alla distanza tra stazioni di sosta che le fonti riportano come prevista nelle disposizioni organizzative vigenti per il servizio postale durante le dinastie Tang e Tubo che prevedevano anche un collegamento visivo tra le stesse.

Creazione di un modello ponderato. Gli autori hanno poi prescelto una serie  di condizioni ambientali, geografiche e storiche per ricostruire il collegamento sul terreno. I fattori che vengono presi in esame nella loro Cost weighted distance analysis sono la pendenza, i corsi d'acqua, l'altitudine, il rilievo, la temperatura accumulata, la produzione primaria netta di vegetazione (NPP) e infine, con una scelta che viene fortemente difesa, la densità attuale della popolazione. In relazione alla valutazione dei pesi da assegnare a ogni parametro gli studiosi hanno fatto ricorso all'Analytic Hierarchy process (AHP), la nota tecnica di supporto alle decisioni multi-criterio.

La pendenza si è rivelata tra i fattori più influenti sul flusso di uomini e di merci. Gli autori ricordano come in letteratura si sia da tempo dimostrato che gli esseri umani non possono camminare su una pendenza superiore a 70° e che l'attività umana si concentra principalmente su terreni in cui la pendenza è inferiore a 40°.  I valori sono stati assegnati secondo il principio che più bassa è la pendenza, più basso è il valore assegnato. All'interno dell'area di studio ci sono poi numerosi grandi fiumi che scorrono da ovest a est, bloccando efficacemente il traffico nord-sud. Più grande è il fiume più difficile è certamente l'attraversamento ma sono stati definiti anche dei buffer intorno alle aste fluviali rispettivamente di 5, 7,5 e 10 km nel convincimento che gli antichi viaggiatori camminassero sulle terrazze fluviali preferendo non quelle a immediato ridosso del fiume ma piuttosto quelle del buffer intermedio abbastanza pianeggianti e nel contempo di non difficile accesso ai rifornimenti idrici.  L'altitudine è senza dubbio uno dei più seri ostacoli al movimento umano tanto più nell'altopiano tibetano. Infatti la ricerca medica ha dimostrato che l'uomo non può sopravvivere ad altitudini superiori a 5.500 m per lunghi periodi di tempo; quando invece l'altitudine è inferiore a 1.600 m l'uomo non ha in genere una risposta ipossica. Ricerche hanno dimostrato che quando le persone entrano nell'altopiano tibetano per la prima volta l'incidenza di malattie acute da alta quota nelle aree con altitudini comprese tra 2.500 e 3.000 m non è generalmente superiore al 10%. Quando l'altitudine passa da 3.000 a 4.000 m, l'incidenza può superare il 30% e da 4.000 a 5.000 m essa è superiore al 50%. Quando l'elevazione è maggiore di 5.000 m può verificarsi la morte. Il rilievo costituisce un ulteriore parametro importante. Gli autori suddividono il paesaggio in diversi tipi geomorfologici. Gli uomini scelgono terreni pianeggianti, non inondati, per le strade, evitando il più possibile le alte e ondulate regioni montuose. Nello studio sono stati utilizzati nove livelli per definire il rilievo: 0-30 m, 30-50 m, 50-70 m, 70-150 m, 150-300 m, 300-450 m, 450-600 m, 600-1000 m , 1000-2500 m e> 2500 m. I valori sono stati assegnati secondo il principio secondo cui più basso è il rilievo più basso è il valore assegnato. La temperatura accumulata quindi. I viaggiatori che entravano nell'altopiano avevano una scarsa risposta adattativa al clima più freddo e preferivano scegliere le aree con temperature più elevate.  La produzione primaria netta di vegetazione (NPP) ovvero la quantità totale di sostanza organica secca prodotta dalle piante in un'unità di tempo e per unità di superficie. Per i viaggiatori antichi che dovevano trasportare una grande quantità di rifornimenti la fornitura di alimenti e foraggio per animali nei lunghi viaggi era estremamente importante. Infine la densità della popolazione, un parametro che è strettamente correlato all'ambiente naturale e al livello di sviluppo socio-economico. Nel caso in esame le aree con la più alta densità di popolazione nell'altopiano del Qinghai-Tibet sono l'area del fiume Giallo e della valle del fiume Huang Shui ad est (Xining, 1000 persone/km2 ) e l'area della valle del fiume Lhasa ad ovest (Lhasa, 1000 persone/km2).Gli studiosi hanno ritenuto questo modello coerente con il modello di distribuzione della densità di popolazione nei tempi antichi. La ragione di questa loro opinione è che l'ambiente estremo determina e limita fortemente la posizione dell'insediamento sull'altopiano e che il contesto ambientale in cui gli esseri umani possono stabilirsi e vivere rimanga relativamente stabile nel tempo. Sebbene la densità di popolazione moderna e antica non possa essere esattamente la stessa, la densità di popolazione è una continuità storica e la distribuzione delle popolazioni moderne è il risultato dell'evoluzione passata della densità di popolazione regionale. Pertanto i ricercatori difendono l'idea di utilizzare nel loro studio dati moderni sulla densità di popolazione. L'hanno classificata in base a vari intervalli. Una densità di popolazione più elevata fornisce un valore più basso per la loro analisi.

A questo punto una procedura nota e non complessa tramite l'applicazione GIS con la realizzazione di mappe raster, in cui ogni cella corrisponde a un valore di quel determinato fattore nella scala complessiva, e l'uso del raster calculator per creare una nuova mappa raster cumulativa da utilizzare per la ricerca del percorso più breve nella rete. Per calcolare il percorso si è  utilizzato il classico algoritmo di Dijkstra (per un approfondimento https://rivistageomedia.it/2015070612550/Dati-geografici/il-celebre-algoritmo-che-ha-consentito-la-navigazione-su-google-maps).

Si è passato poi al confronto con le fonti storico letterarie e odeporiche comparando i risultati. Le distanze delle prime due sezioni procedendo da Xining verso Lhasa sono risultate quasi identiche a quelle contenute nelle fonti storiche, con corrispondenza anche dei nodi toccati dal percorso simulato ma nelle tratte all'interno dell’altopiano tibetano, come si è detto prima, gli scostamenti apparivano a volte eccessivi risultando il percorso simulato più corto di 508 km rispetto al percorso registrato con le distanze dalle fonti storiche.

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Lo studio ha permesso di individuarne la ragione nella rarefazione ambientale  dell' ossigeno relativo (ROC) fattore cruciale nella scelta del percorso ottimale e di minimo costo nel contesto ambientale della tratta tibetana dell'antico percorso. E un ulteriore chiarimento a riguardo è provenuto dalla constatazione riscontrata dagli studiosi che oltre all'altitudine, la copertura della vegetazione superficiale e le condizioni meteorologiche possono avere un impatto significativo sulla rarefazione ambientale  dell' ossigeno relativo. Per i viaggiatori era dunque ragionevole rinunciare al percorso più breve ma a bassa concentrazione di ossigeno, che è quello per esempio proposto dalla simulazione, e scegliere il percorso più lungo ma con maggiore temperatura accumulata e concentrazione di ossigeno. Lesson learned? I fattori di vincolo nella scelta dei percorsi da parte delle persone in ambienti complessi e naturali sono complessi. Evitare l'ipossia nelle aree ad alta quota (per esempio intorno ai 4.400 m) era un fattore fondamentale per la scelta . Ciò comporta che il contenuto di ossigeno nelle aree ad alta quota deve essere pienamente considerato in future modellazioni e simulazioni di antichi percorsi.

Gli autori inoltre sostengono infine nel loro articolo che il clima caldo e umido e la migrazione umana verso l’interno dell'altopiano del Qinghai-Tibet sono state le forze trainanti fondamentali, determinanti per la formazione dell'antica strada Tang-Tibet. Per il periodo in cui fu costruito la strada le sequenze di ricostruzione climatica ad alta risoluzione hanno riportato caratteristiche climatiche calde e umide con una risposta della vegetazione dell'altopiano a questo optimum climatico sensibile e rapida con espansione delle aree vegetate da sud-est a nord-ovest, dal bordo del plateau verso le zone interne e dalle basse alle alte altitudini. L'aumento della vegetazione ha fornito risorse per il nomadismo e la zootecnia, le principali attività economiche tribali nel cuore dell’altopiano, creando le condizioni necessarie per la formazione di rotte commerciali. Alla fine di questo periodo caldo, la fascia vegetativa si spostò completamente verso sud e le vie di alta quota furono gradualmente abbandonate con un ritorno ai vecchi percorsi meridionali che avevano costituito nel periodo freddo della dinastia Jin occidentale (266 d.C.-316 d.C.) la via di trasmissione culturale buddista per il Tibet sino alla Cina.

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