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Il cambiamento climatico? Un’alterazione del ciclo del carbonio!

Per capire come risolvere un problema è necessario conoscere il problema. Il cambiamento climatico è legato ad un alterazione antropica di un ciclo biogeochimico del nostro pianeta: il ciclo del carbonio.

Il ciclo del carbonio è (insieme al ciclo dell’acqua e dell’azoto, del fosforo, etc…) uno dei cicli biogeochimici che regola il trasporto di composti chimici nel nostro pianeta. In particolare, descrive gli scambi di carbonio tra le varie componenti ambientali biotiche e abiotiche: geosfera, biosfera, atmosfera e idrosfera. L’instaurarsi di un equilibrio dinamico (in cui ogni componente mantiene periodicamente la stessa quantità di questo elemento chimico) ha reso possibile lo sviluppo di condizioni climatiche favorevoli alla vita così come la conosciamo e quindi al nostro sviluppo e progresso.

L’immagine seguente, tratta dall’ultimo report dell’IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) [1] mostra come le attività antropiche stanno impattando sul ciclo del carbonio.

Dalla tabella deduciamo che:

  1. Gli oceani sono la componente ambientale che detiene la maggior parte del carbonio presente sul pianeta (85% circa)
  2. L’attività antropica ha principalmente destabilizzato:
    1. l’atmosfera incrementandone la quantità di carbonio di circa il 40% (emissione di anidride carbonica e metano)
    2. le riserve di combustibili fossili riducendone la quantità di carbonio di circa il 18% (estrazione di combustibili fossili)
Prima del 1750Oggi
Oceani40453 Pg40608 Pg
Riserve combustibili1940 Pg1575 Pg
Permafrost1700 Pg1700 Pg
Atmosfera589 Pg829 Pg
Suolo e vegetazione3050 Pg3020 Pg

L’aumento della quantità di carbonio nell’atmosfera si manifesta sotto forma di un incremento della concentrazione di CO2 come mostra il grafico seguente.

Questo aumento è dovuto alle emissioni in atmosfera della tanto discussa CO2, risultante da ogni processo antropico (produzione energia, trasporti, manifattura, uso del suolo, etc…)

Nel 2010 le emissioni antropiche di CO2 hanno raggiunto circa 34 Pg (34 miliardi di tonnellate), che corrispondono a circa 9.3 Pg di carbonio. Negli ultimi anni queste emissioni sono crescite fino a raggiungere nel 2018 oltre 36 miliardi di tonnellate.

Oltre che aumentare l’emissione di anidride carbonica stiamo anche riducendo la superfice delle foreste capaci di assorbirla. Le foreste sono infatti uno dei principali pozzi di CO2, grazie al processo di fotosintesi prelevano dall’atmosfera ogni anno circa 123 miliardi di tonnellate di carbonio (immagine precedente). L’altro contributo di rimozione è degli oceani che prelevano dall’atmosfera una grande quantità di carbonio, circa 80 miliardi di tonnellate ogni anno.

Come è possibile che in atmosfera quindi si stia accumulando carbonio se oceani e foreste ne prelevano un totale di circa 200 miliardi di tonnellate? Dall’immagine si osserva che oceani e foreste non si comportano solo da pozzi di carbonio ma anche da sorgenti! Infatti, in condizioni normali questi due comportamenti si bilanciano perfettamente mantenendo stabile la concentrazione di carbonio in atmosfera; è proprio questo l’equilibrio che stiamo alterando!

Il nostro pianeta fortunatamente sta adottando intrinsecamente delle retroazioni negative (feedback negativi) per minimizzare questo disequilibrio. Gli alberi infatti, al crescere della concentrazione di CO2 e della temperatura aumentano il proprio tasso di fotosintesi aumentando quindi la loro capacità di assorbire CO2. Anche gli oceani aumentano la loro capacità di assorbire CO2 a causa dell’aumento della concentrazione in atmosfera. Mentre per le foreste questo aumento di assorbimento di anidride carbonica non comporta grandi problemi, un’aumento di assorbimento di CO2 negli oceani ne causa l’acidificazione, con pericolose conseguenze per gli ecosistemi.

Ciononostante, nel sistema climatico sono presenti anche delle non-linearità che possono portare ad attivare dei processi di retroazione positivi (feedback positivi). I feedback positivi sono pericolosi in quanto capaci di auto-alimentare il processo di riscaldamento globale [2] piuttosto che frenarlo. Dobbiamo evitare in ogni modo di svegliare questi processi che una volta innescati non abbiamo più alcuna possibilità di arrestare.

I pericolosi feedback climatici positivi vengono descritti molto bene in un articolo del 2018 di Johan Rockström e Will Steffen, in questo documento si descrivono alcuni potenziali cicli di retroazione positivi che possono portare il fenomeno di surriscaldamento globale ad auto-sostenersi autonomamente qualora alcune soglie di sicurezza vengano superate. Alcuni esempi sono:

  • Scongelamento progressivo del permafrost con conseguente rilascio di spaventose quantità di carbonio in atmosfera (circa 1700 Pg)
  • Indebolimento dei pozzi di anidride carbonica (foreste e oceani) che sono gli unici attori capaci di assorbire carbonio dall’atmosfera
  • Aumento del tasso di respirazione batterica negli oceani, con conseguente rilascio di una maggiore quantità ci anidride carbonica
  • Morte progressiva della foresta amazzonica (aumento della deforestazione nella foresta amazzonica a seguito delle politiche Bolsonaro)
  • Morte progressiva delle foreste boreali (incendi della taiga siberiana nel 2019)

La somma di tutti questi fattori porterebbe il surriscaldamento globale in una pericolosa fase di auto-alimentazione, a quel punto le azioni umane avrebbero poco effetto perché sarebbe la natura ad auto-sostenere il processo.

Gli autori propongono un’immagine emblematica di come il sistema climatico globale si stia spostando nel tempo e di quanto sia importante agire immediatamente per evitare di attivare questi pericolosi cicli di retroazione positivi.

Durante tutta l’epoca geologica dell’Olocene il clima della terra si è mosso in modo periodico tra periodi glaciali e inter-glaciali.

Con l’avvento dell’Antropocene, le azioni umane hanno assunto sempre più rilevanza sul sistema climatico e hanno portato il pianeta in a muoversi su un pericoloso crinale che potrebbe portare a due possibili scenari a seconda delle azioni che intraprenderemo.

Scenario 1 – “Terra Stabilizzata

Se le azioni umane saranno tali da evitare un aumento della temperatura media globale oltre gli 1.5 – 2 °C rispetto all’era pre-industriale allora potremmo avere qualche possibilità che i processi di retrazione positiva non vengano ad attivarsi e quindi che il pericoloso “effetto domino” che descrivono gli autori non si concretizzi.

Stabilized Earth would require deep cuts in greenhouse gas emissions, protection and enhancement of biosphere carbon sinks, efforts to remove CO2 from the atmosphere, possibly solar radiation management, and adaptation to unavoidable impacts of the warming already occurring

Johan Rockström e Will Steffen et al.

Ovvero, raggiungere questo scenario richiede profondi sforzi per ridurre drasticamente le emissioni di gas ad effetto serra in tempi brevi. Al momento non stiamo facendo abbastanza.

Scenario 2 – “Terra Calda

Se non saremo in grado di limitare a sufficienza le emissioni (ovvero continuando con l’attuale modello di crescita, sviluppo e consumi) l’attivazione dei processi di feedback positivi è sicuro e lo scenario di una terra calda è inevitabile. Cosa significa e quali sono le conseguenze?

Hothouse Earth is likely to be uncontrollable and dangerous to many, particularly if we transition into it in only a century or two, and it poses severe risks for health, economies, political stability (12, 39, 49, 50) (especially for the most climate vulnerable), and ultimately, the habitability of the planet for humans.

Johan Rockström e Will Steffen et al.

Ovvero, la velocità con cui il clima muterà da quello a cui siamo sempre stati abituati da quando esistiamo causerà la progressiva inabitabilità di vaste regioni del pianeta, rischi per la salute, per l’economia e per la stabilità sociale. L’inabitabilità causerà migrazioni di centinaia di milioni di persone, centinaia di milioni di migranti climatici che si riverseranno nelle rimanenti zone abitabili del pianeta causando gravissime instabilità socio-politiche. [3]

While most of these biomes or regional systems may be retained in a Stabilized Earth pathway, most or all of them would likely be substantially changed or degraded in a Hothouse Earth pathway, with serious challenges for the viability of human societies

Johan Rockström e Will Steffen et al.

Nello scenario 1 una gran parte dei biomi (fondamentali per il nostro attuale modello di vita) saranno preservati, al contrario, nello scenario 2 l’attuale distribuzione dei biomi cambierà drasticamente mettendo a dura prova le attuali società umane.

The world’s coastal zones, especially low-lying deltas and the adjacent coastal seas and ecosystems, are particularly important for human wellbeing. These areas are home to much of the world’s population, most of the emerging megacities, and a significant amount of infrastructure vital for both national economies and international trade. A Hothouse Earth trajectory would almost certainly flood deltaic environments, increase the risk of damage from coastal storms, and eliminate coral reefs (and all of the benefits that they provide for societies) by the end of this century or earlier.

Johan Rockström e Will Steffen et al.

La maggior parte delle grandi città e della popolazione mondiale si concentra nelle zone costiere ed è quindi a rischio! Lo scenario 2 porterà ad un elevato rischio di inondazioni, di tempeste costiere, eliminerà le barriere coralline (con tutte le conseguenze sociali che ne derivano per le popolazioni) entro la fine di questo secolo.

Per questo motivo non possiamo più aspettare, il rischio che questa condizione di stabilità che oggi diamo per scontato possa venire a rompersi per sempre è più concreta, dobbiamo darci da fare!

Scopri le 8 azioni per contrastare i cambiamenti climatici e provare a rallentare questo processo!

Bibliografia

[1] IPCC – AR5 Climate Change 2014

[2] Will Steffen, Johan Rockström et al – Trajectories of the Earth System in the Anthropocene

[3] IL POST – Il clima innescherà migrazioni colossali

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