Non mancano ogni giorni i discorsi di attualità sul ruolo dell'anidride carbonica come agente climalterante. Il tema di oggi è come ridurre le emissioni che le attività antropiche provocano e come si possa "sottrarre" CO2 all'atmosfera per ridurne l'azione di gas serra e, quindi, le sue ripercussioni sul clima. Ovviamente, sebbene nessuno neghi che il clima cambi, anzi per tutti è sempre cambiato e sempre cambierà, vi è da capire quanto nella velocità con cui oggi avviene questo cambiamento sia dovuto alle interazioni dell'antroposfera con le dinamiche planetarie. Grande protagonista di questo ragionamento è, appunto, la CO2, sulle cui dinamiche l'azione umana ha pesantemente influito. L'alterazione del ciclo della CO2 non riguarda solo il suo aumento nell'atmosfera a seguito delle emissioni antropiche, con i noti effetti sul riscaldamento globale e l'alterazione climatiche, ma anche tutto ciò che a tali emissioni è legato: l'acidificazione degli oceani con variazione delle correnti e quindi ulteriori effetti sul clima, la deforestazione, l'erosione del suolo, etc etc.
I negazionisti più sottili, al fine di smontare la questione climatica spesso cercano di sminuire il ruolo dell'Anidride Carbonica quale fattore incisivo, al fine anche di contestare le politiche volte a un suo contenimento/riduzione. In realtà, il record geologico ci soccorre anche stavolta nell'evidenziare quanto ciò sia infondato. Geochemical Perspectives, rivista della Società Geochimica Europea, ha dedicato nel 2018 un numero monografico sulla questione, curato da Wallace Broecker, professore di Geologia alla Columbia University, pioniere nelle scienze del clima, per altro, purtroppo, rientrato nel ciclo del carbonio (terminologia da Geologi per dire "venuto a mancare") a febbraio di quest'anno.
In questa monografia Broecker evidenziava il ruolo svolto dalla CO2 in precisi momenti nella storia della Terra in cui vi sono stati importanti cambiamenti climatici.
La CO2 è uno dei gas responsabili dell'effetto serra (un altro e più potente e il vapore acqueo), ossia di quell'effetto per cui il calore emesso dalla Terra (o per riflessione dei raggi solari o per emissione dall'interno) viene trattenuto dall'atmosfera e riemesso verso la superficie terrestre. Di per sé questo processo non è negativo, se non ci fosse questo e la Terra non riflettesse parte del calore dei raggi solari, la temperatura terrestre media sarebbe di -5°C, è ben chiaro come, quindi, questo fenomeno sia fondamentale per l'abitabilità di questo pianeta. Ovviamente come tutte le cose, senza esagerare.
Un regolatore importante del ciclo della CO2 atmosferica, sono le acque oceaniche, l'ossido di calcio, derivante dai processi erosivi che viene scaricato con le acque superficiali negli oceani, determina la possibilità di precipitazione (che dipende a sua volta da fattori come pressione, temperatura, attività biogenica...) di carbonato di calcio. La cosa avviene sottraendo CO2 all'atmosfera, con conseguenze sul clima, viceversa fenomeni di acidificazione delle acque possono invertire il ciclo, così come la subduzione di sedimenti calcitici, con liberazione di anidride carbonica ed effetti globali sul clima. Anche nel suolo avvengono seppur con dimensioni e velocità diverse fenomeni analoghi. Sebbene sia possibile avere "campioni d'aria" solo fino a 800mila anni fa, tramite le carote nei ghiacci antartici, il record geologico comunque, pur nella sua complessità e incompletezza, ci consente di ricostruire alcuni momenti nella storia della Terra, di forti cambiamenti climatici in cui la CO2 ha avuto un ruolo, tutt'altro che marginale.
Nei primi 2 miliardi di anni la Terra era un luogo in tumulto, ma analogamente lo era il giovane sole. La sua luminosità era minore di quella attuale, perché i processi di fusione nucleare erano, diciamo, non ancora adeguatamente "carburati", si ritiene che la luminosità solare sia incrementata di almeno il 25% nei primi 4 miliardi e mezzo di vita solare. Come mai dunque la Terra nei primi 2 miliardi di anni, sembra non aver conosciuto periodi di basse temperature o addirittura fenomeni glaciali? Si ritiene che i gas serra, tra cui la CO2 (in quella fase vi era molto metano in atmosfera, il cui effetto serra è molto forte) abbiano avuto un ruolo determinante nel ridurre la dispersione di calore in un pianeta allora molto instabile.
Tra gli 800 e i 500 milioni di anni fa, nella fase finale del Precambriano, avvengono due eventi estremi detti della "Terra a Palla di Neve" un massiccio raffreddamento, con la formazione un'estesa coltre di ghiaccio sulla maggior parte della superficie terrestre. Vi sono evidenze di una bassa concentrazione di CO2 in quella fase, con conseguente riduzione dell'effetto serra, tale elemento, si ritiene accompagnato da alcune ciclicità astronomiche che avrebbero condotto a quelle dinamiche climatiche così estreme. Non è ancora chiaro cosa abbia provocato il crollo della CO2, Brocker ipotizza 2 elementi: un incremento dei tassi di sequestro di anidride carbonica nei sedimenti carbonatici e una forte azione fotosintetico delle comunità di organismi vegetali che in quel intervallo di tempo conoscono una forte espansione.
55 milioni di anni fa la Terra conosce invece un momento di elevate temperature il Paleocene - Eocene Termal Maximum (PETM per gli amici), che si ritiene causato da una collisione con un corpo spaziale (cometa o asteroide) che provocò l'abbondante rilascio di CO2 in atmosfera, probabilmente per la fusione di sedimenti carbonatici e per conseguenti attività vulcaniche connesse all'evento.
5 milioni di anni dopo la situazione cambia significativamente e geologicamente molto speditamente. Le evidenze le abbiamo sopratutto dalle analisi isotopiche dei gusci dei foraminiferi bentonici, ottimi indicatori per questo tipo di analisi. Dai dati risulta che il fondale oceanico, fin a quel momento in riscaldamento, repentinamente inizia a raffreddarsi, avviando un raffreddamento di almeno 10 gradi rispetto ai livelli di partenza; sempre dalla analisi isotopiche, la CO2 atmosferica conosce un progressivo e rapido calo. Cosa successe? Risale a quella fase la conclusione della "migrazione" dell'India iniziata ancora nel Mesozoico nella fase di disgregazione di Pangea; la placca indiana si scontra con la placca asiatica, è l'orogenesi della catena Himalayana. A livello globale è un momento di orogenesi diffuse, questo aumenta nei flussi sedimentari la presenza di materiale carbonatico, il che va ad alterare gli equilibri chimici nei bacini sedimentari e comporta una sottrazione di anidride carbonica dall'atmosfera verso i bacini sedimentari. Questo, unitamente ai fenomeni climatici a scala locale per la presenza di catene montuose, ha avviato una fase di raffreddamento globale.
Dell'atmosfera degli ultimi 800mila anni sappiamo molto dall'analisi delle carote di ghiaccio antartico. La CO2 ha un ruolo importante nell'evoluzione climatica, ma non è il solo elemento, le ciclicità climatiche, le variazioni della composizione chimica delle acque oceaniche per effetto delle variazioni di salinità dovute alla formazione di un'estesa coltre di ghiaccio a livello planetario, è probabilmente una minor emissione vulcanica, fanno sì che l'oceano divenga il principale deposito di CO2, si aggiunga la forte riduzione di carbonio organico, della nuvolosità e del metano (anch'esso intrappolato negli estesi strati di permafrost) e che la temperatura scenda progressivamente fino a 18mila anni fa, in cui la calotta glaciale ha il suo massimo (non ha caso parliamo di Last Glacial Maximun - LGM). Il successivo aumento delle temperature, probabilmente per effetto astronomico, innescò fenomeni che favorirono il progressivo incremento dell'anidride carbonica e altri gas nell'atmosfera intensificando i fenomeni di miglioramento climatico.
Questa monografia si conclude riflettendo sull'oggi. Sul contributo antropico odierno all'incremento della CO2 e sugli effetti che ciò potrà produrre, oltre a dare delle linee sulle iniziative atte a ridurre l'azione climalterante antropogenica viene speditamente esposta anche la potenzialità di "sequestrare geologicamente la CO2", ossia di replicare artificialmente quei fenomeni di sottrazione dell'anidride carbonica dall'atmosfera e un suo stoccaggio nei gli oceani e nel sottosuolo, ovviamente una possibilità che potrebbe consentire, assieme alla riduzione delle emissioni, un repentino mutamento degli scenari futuri.
E' vero, la CO2 non è l'unico gas serra, e non è nemmeno l'unico fatto climalterante, ma è sicuramente tra i più importanti ed è sicuramente uno su quelli su cui ci sono le maggiori potenzialità d'intervento.
I negazionisti più sottili, al fine di smontare la questione climatica spesso cercano di sminuire il ruolo dell'Anidride Carbonica quale fattore incisivo, al fine anche di contestare le politiche volte a un suo contenimento/riduzione. In realtà, il record geologico ci soccorre anche stavolta nell'evidenziare quanto ciò sia infondato. Geochemical Perspectives, rivista della Società Geochimica Europea, ha dedicato nel 2018 un numero monografico sulla questione, curato da Wallace Broecker, professore di Geologia alla Columbia University, pioniere nelle scienze del clima, per altro, purtroppo, rientrato nel ciclo del carbonio (terminologia da Geologi per dire "venuto a mancare") a febbraio di quest'anno.
In questa monografia Broecker evidenziava il ruolo svolto dalla CO2 in precisi momenti nella storia della Terra in cui vi sono stati importanti cambiamenti climatici.
La CO2 è uno dei gas responsabili dell'effetto serra (un altro e più potente e il vapore acqueo), ossia di quell'effetto per cui il calore emesso dalla Terra (o per riflessione dei raggi solari o per emissione dall'interno) viene trattenuto dall'atmosfera e riemesso verso la superficie terrestre. Di per sé questo processo non è negativo, se non ci fosse questo e la Terra non riflettesse parte del calore dei raggi solari, la temperatura terrestre media sarebbe di -5°C, è ben chiaro come, quindi, questo fenomeno sia fondamentale per l'abitabilità di questo pianeta. Ovviamente come tutte le cose, senza esagerare.
Un regolatore importante del ciclo della CO2 atmosferica, sono le acque oceaniche, l'ossido di calcio, derivante dai processi erosivi che viene scaricato con le acque superficiali negli oceani, determina la possibilità di precipitazione (che dipende a sua volta da fattori come pressione, temperatura, attività biogenica...) di carbonato di calcio. La cosa avviene sottraendo CO2 all'atmosfera, con conseguenze sul clima, viceversa fenomeni di acidificazione delle acque possono invertire il ciclo, così come la subduzione di sedimenti calcitici, con liberazione di anidride carbonica ed effetti globali sul clima. Anche nel suolo avvengono seppur con dimensioni e velocità diverse fenomeni analoghi. Sebbene sia possibile avere "campioni d'aria" solo fino a 800mila anni fa, tramite le carote nei ghiacci antartici, il record geologico comunque, pur nella sua complessità e incompletezza, ci consente di ricostruire alcuni momenti nella storia della Terra, di forti cambiamenti climatici in cui la CO2 ha avuto un ruolo, tutt'altro che marginale.
Nei primi 2 miliardi di anni la Terra era un luogo in tumulto, ma analogamente lo era il giovane sole. La sua luminosità era minore di quella attuale, perché i processi di fusione nucleare erano, diciamo, non ancora adeguatamente "carburati", si ritiene che la luminosità solare sia incrementata di almeno il 25% nei primi 4 miliardi e mezzo di vita solare. Come mai dunque la Terra nei primi 2 miliardi di anni, sembra non aver conosciuto periodi di basse temperature o addirittura fenomeni glaciali? Si ritiene che i gas serra, tra cui la CO2 (in quella fase vi era molto metano in atmosfera, il cui effetto serra è molto forte) abbiano avuto un ruolo determinante nel ridurre la dispersione di calore in un pianeta allora molto instabile.
Tra gli 800 e i 500 milioni di anni fa, nella fase finale del Precambriano, avvengono due eventi estremi detti della "Terra a Palla di Neve" un massiccio raffreddamento, con la formazione un'estesa coltre di ghiaccio sulla maggior parte della superficie terrestre. Vi sono evidenze di una bassa concentrazione di CO2 in quella fase, con conseguente riduzione dell'effetto serra, tale elemento, si ritiene accompagnato da alcune ciclicità astronomiche che avrebbero condotto a quelle dinamiche climatiche così estreme. Non è ancora chiaro cosa abbia provocato il crollo della CO2, Brocker ipotizza 2 elementi: un incremento dei tassi di sequestro di anidride carbonica nei sedimenti carbonatici e una forte azione fotosintetico delle comunità di organismi vegetali che in quel intervallo di tempo conoscono una forte espansione.
55 milioni di anni fa la Terra conosce invece un momento di elevate temperature il Paleocene - Eocene Termal Maximum (PETM per gli amici), che si ritiene causato da una collisione con un corpo spaziale (cometa o asteroide) che provocò l'abbondante rilascio di CO2 in atmosfera, probabilmente per la fusione di sedimenti carbonatici e per conseguenti attività vulcaniche connesse all'evento.
5 milioni di anni dopo la situazione cambia significativamente e geologicamente molto speditamente. Le evidenze le abbiamo sopratutto dalle analisi isotopiche dei gusci dei foraminiferi bentonici, ottimi indicatori per questo tipo di analisi. Dai dati risulta che il fondale oceanico, fin a quel momento in riscaldamento, repentinamente inizia a raffreddarsi, avviando un raffreddamento di almeno 10 gradi rispetto ai livelli di partenza; sempre dalla analisi isotopiche, la CO2 atmosferica conosce un progressivo e rapido calo. Cosa successe? Risale a quella fase la conclusione della "migrazione" dell'India iniziata ancora nel Mesozoico nella fase di disgregazione di Pangea; la placca indiana si scontra con la placca asiatica, è l'orogenesi della catena Himalayana. A livello globale è un momento di orogenesi diffuse, questo aumenta nei flussi sedimentari la presenza di materiale carbonatico, il che va ad alterare gli equilibri chimici nei bacini sedimentari e comporta una sottrazione di anidride carbonica dall'atmosfera verso i bacini sedimentari. Questo, unitamente ai fenomeni climatici a scala locale per la presenza di catene montuose, ha avviato una fase di raffreddamento globale.
Dell'atmosfera degli ultimi 800mila anni sappiamo molto dall'analisi delle carote di ghiaccio antartico. La CO2 ha un ruolo importante nell'evoluzione climatica, ma non è il solo elemento, le ciclicità climatiche, le variazioni della composizione chimica delle acque oceaniche per effetto delle variazioni di salinità dovute alla formazione di un'estesa coltre di ghiaccio a livello planetario, è probabilmente una minor emissione vulcanica, fanno sì che l'oceano divenga il principale deposito di CO2, si aggiunga la forte riduzione di carbonio organico, della nuvolosità e del metano (anch'esso intrappolato negli estesi strati di permafrost) e che la temperatura scenda progressivamente fino a 18mila anni fa, in cui la calotta glaciale ha il suo massimo (non ha caso parliamo di Last Glacial Maximun - LGM). Il successivo aumento delle temperature, probabilmente per effetto astronomico, innescò fenomeni che favorirono il progressivo incremento dell'anidride carbonica e altri gas nell'atmosfera intensificando i fenomeni di miglioramento climatico.
Questa monografia si conclude riflettendo sull'oggi. Sul contributo antropico odierno all'incremento della CO2 e sugli effetti che ciò potrà produrre, oltre a dare delle linee sulle iniziative atte a ridurre l'azione climalterante antropogenica viene speditamente esposta anche la potenzialità di "sequestrare geologicamente la CO2", ossia di replicare artificialmente quei fenomeni di sottrazione dell'anidride carbonica dall'atmosfera e un suo stoccaggio nei gli oceani e nel sottosuolo, ovviamente una possibilità che potrebbe consentire, assieme alla riduzione delle emissioni, un repentino mutamento degli scenari futuri.
E' vero, la CO2 non è l'unico gas serra, e non è nemmeno l'unico fatto climalterante, ma è sicuramente tra i più importanti ed è sicuramente uno su quelli su cui ci sono le maggiori potenzialità d'intervento.
