Come la Terra si mantiene calda

L'effetto serra

L'effetto serra non è una cosa cattiva. Senza di esso, la temperatura media della Terra sarebbe di circa -18°C (0°F): troppo fredda per l'acqua liquida o la vita come la conosciamo.

Ecco come funziona:

1. Il Sole invia energia alla Terra come luce visibile.

2. La superficie terrestre assorbe quella luce e la rilascia come radiazione infrarossa (calore).

3. Certi gas nell'atmosfera: anidride carbonica (CO₂), metano (CH₄), vapore acqueo (H₂O) e ossido nitroso (N₂O): assorbono quella radiazione infrarossa al posto di farla sfuggire nello spazio.

4. Questi gas riradiono il calore in tutte le direzioni, inclusivamente verso la superficie terrestre.

Questo è ciò che mantiene il nostro pianeta con una temperatura media di circa 15°C (59°F).

Il problema non è l'effetto serra stesso: è che rafforziamo con l'aggiunta di più di questi gas nell'atmosfera.

Cosa Mostra le Evidenze

La Prova del Cambiamento Climatico

La scienza del clima si basa su molteplici linee di prova indipendenti. Ecco le principali:

Carotaggi polari: I ricercatori forano profondamente nelle calotte polari dell'Antartide e del Groenlandia, estrayendo cilindri di ghiaccio che contengono minuscoli bubbi di atmosfera antica. Questi bubbi ci permettono di misurare la CO₂ e la temperatura che risalgono a 800.000 anni. I dati mostrano che la CO₂ e la temperatura si sono sempre mosse insieme: e che i livelli attuali di CO₂ sono molto più alti di qualsiasi cosa in quel registro di 800.000 anni.

La Curva di Keeling: Nel 1958, Charles David Keeling iniziò a misurare la CO₂ atmosferica all'osservatorio di Mauna Loa nelle Hawaii. Le sue misurazioni mostrano un trend ascendente ininterrotto da 315 ppm a oltre 420 ppm oggi, con un pattern a scimitarra distintivo causato dalla crescita stagionale delle piante.

Record della temperatura: I registri termometrici che risalgono al 1850 mostrano un chiaro trend di riscaldamento, specialmente dal 1980. Gli ultimi dieci anni più caldi registrati sono avvenuti dopo il 2010.

Aumento del livello del mare: Il livello del mare è aumentato di circa 20 cm (8 pollici) dal 1900 e il tasso sta accelerando. Questo deriva da due fonti: l'allargamento termico (l'acqua calda occupa più spazio) e la fusione del ghiaccio.

Ritiro dei ghiacciai: I ghiacciai in tutto il mondo si stanno riducendo. Nel parco nazionale dei ghiacciai del Montana ce n'erano 150 nel 1850; oggi ne rimangono meno di 25.

Acidificazione degli oceani: L'oceano assorbe circa il 30% della CO₂ che emettiamo. Questo forma acido carbonico, rendendo l'acqua più acida: un aumento del 26% dell'acidità rispetto all'epoca pre-industriale. Questo mette a rischio i coralli e i crostacei.

Il carbonio che abbiamo rilasciato

Come gli esseri umani hanno cambiato l'atmosfera

Per milioni di anni, il carbonio era bloccato sotto terra sotto forma di carbone, petrolio e gas naturale: le rimanenze di antiche piante e organismi marini seppelliti e compressi nel tempo geologico.

Iniziando con la Rivoluzione industriale intorno al 1760, abbiamo iniziato a scavare quei combustibili fossili e bruciarli per produrre energia. Bruciare un combustibile a base di carbonio combina il carbonio con l'ossigeno, rilasciando CO₂ nell'atmosfera.

I numeri:

- CO₂ pre-industriale: circa 280 ppm

- CO₂ attuale: oltre 420 ppm: un aumento del 50%

- Gli esseri umani emettono circa 36 miliardi di tonnellate di CO₂ all'anno

Altri principali fonti di gas serra:

- Difesa foresta: Le piante assorbono il CO₂. Radunarle rimuove un serbatoio di carbonio E rilascia carbonio archiviato.

- Agricoltura: I risaie e il bestiame producono metano. I concimi rilasciano l'ossido nitroso. L'agricoltura rappresenta circa il 10% delle emissioni globali.

- Produzione di cemento: La produzione di cemento rilascia CO₂ dalla calcite. Rappresenta circa l'8% delle emissioni globali.

Il ciclo naturale del carbonio muove il carbonio tra l'atmosfera, gli oceani, il suolo e le creature viventi. Ma abbiamo interrotto questo ciclo aggiungendo carbonio che era al sicuro sottoterra per milioni di anni.

Cosa Succede Successivamente

Conseguenze di un Mondo in Surriscaldamento

Il cambiamento climatico non riguarda solo temperature più alte. Scatena una cascata di effetti interconnessi:

Aumento del livello del mare: Espansione termica dell'acqua più fusione di ghiacci potrebbe portare ad un aumento del livello del mare di 0,3 a 1 metro entro il 2100. Centinaia di milioni di persone vivono in aree costiere che sarebbero colpite.

Temporali estremi: L'aria più calda può contenere più umidità, portando a piogge più intense e inondazioni. Temperature oceaniche più alte alimentano uragani più potenti. Si intensificano le siccità nelle regioni già secche.

Disturbo degli ecosistemi: Le specie devono migrare, adattarsi o correre il rischio di estinzione. I coralli si sbiancano e muoiono in acque più calde e acide. Le stagioni di crescita si spostano, influenzando l'agricoltura.

Loop di Feedback

Alcune conseguenze del surriscaldamento causano più surriscaldamento: questi sono chiamati loop di feedback positivi (positivo qui significa auto-rinforzante, non buono):

- Fusione della permafrost: La permafrost artica contiene grandi quantità di metano e anidride carbonica da materia organica antica. Man mano che l'Artico si surriscalda, questa permafrost si fonde e rilascia quei gas, che causano più surriscaldamento, che fondono più permafrost.

- Feedback ghiaccio-albedo: Il ghiaccio bianco riflette la luce solare. Quando il ghiaccio si fonde, esporre aree scure di oceano o terra, che assorbono più calore, che fonde più ghiaccio.

- Feedback dell'umidità dell'aria: L'aria più calda può contenere più vapore acqueo, che è stesso un gas serra, che trattiene più calore.

Cosa Possiamo Fare

Approcci per Affrontare il Cambiamento Climatico

Esiste un forte consenso scientifico sul fatto che il cambiamento climatico è reale, causato dall'uomo e serio. Ma esiste un dibattito autentico e legittimo sulle migliori modalità di risposta. Ecco le principali categorie:

Mitigazione: riduzione delle emissioni:

- Energia rinnovabile (solare, eolica, idroelettrica, geotermica)

- Potenza nucleare (zero di anidride carbonica, ma solleva preoccupazioni riguardo i rifiuti e la sicurezza)

- Elettrificazione dei trasporti

- Miglioramenti dell'efficienza energetica

- Riduzione della deforestazione

Adattamento: preparazione per i cambiamenti già in corso:

- Costruzione di muri di protezione e difese contro le inondazioni

- Sviluppo di colture resistenti alla siccità

- Spostamento delle comunità vulnerabili

- Miglioramento dei sistemi di preavviso per il tempo estremo

Rimozione del carbonio: riportare il CO₂ nell'atmosfera:

- Rimboschimento e sequestro di carbonio nel suolo

- Tecnologia di cattura diretta dell'aria (attualmente costosa e energetica-intensiva)

- Riscaldamento accelerato dei minerali

Approcci politici:

- Tasse sul carbonio o sistemi di scambio e vincolo

- Accordi internazionali (Accordo di Parigi)

- Regolamentazione sulle emissioni

- Sussidi per l'energia pulita

Il dibattito individuale vs. sistemico:

Alcuni sostengono che le scelte personali (guidare meno, mangiare meno carne, ridurre i rifiuti) siano più importanti. Altri sostengono che i cambiamenti sistemici: politica, infrastruttura, tecnologia, siano l'unica cosa in grado di funzionare a livello di scala. La maggior parte degli esperti dice che entrambi sono necessari.

Cosa Ricorderai?

Conclusione

Oggi abbiamo coperto molta strada:

- L'effetto serra e perché è importante

- Molti elementi di prova che dimostrano che il cambiamento climatico è reale e sta accelerando

- Come l'attività umana ha interrotto il ciclo del carbonio

- Conseguenze e loop di retroazione che amplificano il riscaldamento

- L'ampia gamma di soluzioni proposte e dibattute

La scienza climatica si basa sulla fisica, chimica, geologia, biologia e dati da ogni continente e oceano. Capirla richiede precisamente il tipo di pensiero basato sull'evidenza che rende una buona scienza.