Se costruire un modello per la complessità della vita di tutti i giorni sulla Terra è molto difficile, è ancora più difficile fare pronostici sul domani. Ma questo è il compito degli scienziati, grazie ai dati che le tecnologie più avanzate mettono a disposizione.
Così, se uno degli scopi della scienza è predire il futuro, il fisico, astronomo e saggista statunitense Lawrence Krauss applica questa sua convinzione a capire come gli effetti del cambiamento climatico sul nostro pianeta perdureranno nel tempo e si manifesteranno anche in un futuro molto lontano. E si tratta di previsioni inquietanti.
Lawrence M. Krauss
La fisica del cambiamento climatico
Raffaello Cortina Ed., 2022
Pp. 204, € 18,00
La predizione più immediata riguarda il modo in cui viene trasferita all’esterno l’energia ricevuta dalla Terra, attraverso una stima dettagliata, precisa e accurata del forzante radiativo. Questo esprime il calore aggiuntivo immagazzinato nel sistema Terra-atmosfera rispetto a quello irradiato nello spazio (ed espresso in Watt/ m2).
I risultati di misure sperimentali dimostrano:
-che i livelli di CO2 aumentano annualmente in relazione alle emissioni prodotte dalle attività industriali umane
-che la CO2 assorbe la radiazione infrarossa emessa dalla superficie terrestre e insieme al vapor d’acqua ha un ruolo importante nel moderare la temperatura superficiale
– che la temperatura superficiale aumenta se aumenta l’assorbimento atmosferico della radiazione in uscita dalla superficie terrestre.
E’ noto che CO2, e vapor d’acqua sono due importanti gas serra, ma negli strati alti dell’atmosfera, dove l’energia termica viene irradiata verso lo spazio, l’assorbimento della radiazione terrestre da parte della CO2 diventa particolarmente rilevante: la sua presenza forma una specie di coperta che la intrappola e e la respinge verso il basso. Lo squilibrio tra la radiazione entrante e quella uscente porta necessariamente ad un riscaldamento della Terra. A questo contribuiscono altri fattori aggiuntivi: albedo superficiale, nuvole, inquinamento, immagazzinamento di calore negli oceani… e il forzante radiativo aumenta. Alcune misure fatte su carotaggi di ghiaccio prelevato in Antartide testimoniano l’aumento nel tempo non solo della concentrazione di CO2 ma anche delle temperature fin da 400.000 anni fa, con una rapida salita dal secolo scorso ad oggi. Indicatori del cambiamento sono le concentrazioni degli isotopi pesanti dell’idrogeno e dell’ossigeno, meno abbondanti nei periodi più freddi, assai più abbondanti nei periodi più caldi.
La domanda a cui Krauss cerca di rispondere è questa: se le emissioni si arrestano, la temperatura tornerà ai valori iniziali? Non nell’immediato. Molta della CO2 che abbiamo accumulato in atmosfera ci resterà fino all’anno 3000 circa. Per convertire questa informazione in un modello della variazione della temperatura superficiale globale servono ipotesi diverse, che dipendono proprio dal tipo di modello usato per schematizzare il fenomeno. Ad esempio, un modello calcola il tempo impiegato dalle profondità oceaniche per riequilibrare e rimescolare il calore accumulata a causa dell’effetto serra: gli oceani continueranno a essere caldi per molte centinaia di anni mentre le masse terrestri, che immagazzinano meno calore, si raffredderanno più rapidamente. L’aumento di temperatura più immediato si avrà dell’Artico settentrionale, dove vi sono estese masse continentali, mentre l’oceano meridionale e l’Antartide continueranno ad essere caldi per molto tempo dopo che la CO2 avrà cessato di aumentare.
Gli effetti dei cambiamenti correlati, dipendenti da una stessa causa, sono difficilmente quantificabili: l’aumento di temperatura causa l’espansione termica dell’acqua degli oceani, con un innalzamento del livello del mare che continuerà a salire indipendentemente dal contemporaneo scioglimento dei ghiacci; ma lo scioglimento dipende anche dall’aumento di pressione conseguente all’aumento delle temperature. Anche la variazione dell’andamento delle precipitazioni (l’acqua degli oceani evapora!) avrà un impatto significativo nelle varie regioni del mondo. Ed è importante notare che le regioni che per prime sperimenteranno gli effetti del riscaldamento globale sono quelle che hanno contribuito di meno alle cause che lo stanno scatenando.
Grafici, schemi e dati documentano le previsioni che riguardano prevalentemente gli effetti fisici dell’aumento della CO2 in atmosfera, ma l’autore non dimentica di menzionare gli effetti biologici di questi cambiamenti, come, per esempio, l’abbassamento del pH degli oceani che provoca anche l’imbiancamento e successiva morte dei coralli, o la distruzione di ecosistemi complessi che porta alle inevitabili migrazioni di specie vegetali e animali, compresi gli umani.
Anche se tutti i modelli proposti per valutare la situazione globale sono solo modelli, la fisica prevede anche situazioni con risposte non lineari in cui una piccola variazione può produrre effetti catastrofici, probabilmente irreversibili, con punti di non ritorno come l’attuale scioglimento della Groenlandia.
Il volume non si conclude con frasi di speranza e di ottimismo: gli scienziati possono suggerire previsioni che favoriscono scelte politiche informate e forse la tecnologia potrebbe mitigare alcuni effetti del cambiamento climatico ma le decisioni da prendere sono piuttosto di tipo politico ed economico, ed è necessario prenderle presto per attuare oggi misure efficaci.
Credits immagine: Matt Palmer on Unsplash
