CAMBIAMENTO CLIMATICO ANTROPICO FRA CERTI E DUBBIOSI

E’ prevalente nel mondo scientifico la  teoria secondo la quale il cambiamento climatico sia da addebitare in gran parte all’azione dell’uomo in conseguenza delle emissioni di anidride carbonica (CO2) connesse all’uso dei combustibili fossili (AGW). L’aggiunta di CO2 nell’atmosfera provoca un aumento delle proprietà di isolamento termico radiante modificando i flussi di calore che a loro volta provocano il riscaldamento della superficie terrestre e della bassa atmosfera (effetto serra). La Terra è infatti circondata da una atmosfera che mantiene la Terra stessa calda e abitabile; altri corpi celesti con poca o nulla atmosfera, sono troppo freddi per permettere la vita come la conosciamo.

L’atmosfera terrestre contiene due gas serra molto importanti: acqua (H2O) e anidride carbonica (CO2). L’acqua attraverso evaporazione, precipitazioni e correnti oceaniche distribuisce il calore in arrivo dal sole impedendo alla Terra di diventare troppo calda o troppo fredda. Di converso, attraverso la fotosintesi clorofilliana, il calore del sole fa reagire CO2 con H2O sviluppando nutrimenti e rilasciando ossigeno. La presenza media di CO2 in atmosfera è attualmente di circa 415-420 parti per milione in volume (ppmv). In genere la vegetazione cresce molto più velocemente all’aumentare dei livelli di CO2; il livello ottimale di CO2 per la crescita delle piante si attesta su 2.000 ppmv.

L’origine della CO2 presente in atmosfera è legata soprattutto alle eruzioni vulcaniche, un tempo molto presenti sulla Terra quando il nucleo era molto più caldo di adesso.  Il tema cambiamento climatico antropico è relativamente ancora aperto, anche se appaiono definitivamente acquisite alcune conclusioni sull’argomento. In rapporto al cambiamento climatico antropico il mondo scientifico si suddivide grossomodo in due schieramenti principali: per semplicità d’ora in avanti indicheremo col termine CERTI gli studiosi che ritengono acquisita la teoria sul cambiamento climatico di origine antropica e DUBBIOSI i ricercatori che non la ritengono ancora pienamente acquisita o comunque sufficientemente provata.

Alcuni DUBBIOSI arrivano addirittura a contestare che sia in atto effettivamente un anomalo aumento di temperatura. Secondo questi non c’è nulla di insolito nelle temperature attuali o nel riscaldamento in atto, particolarmente negli ultimi 50 anni. I periodi “caldi” minoico, romano e medievale, ad esempio, erano più caldi di quello attuale e ogni periodo caldo negli ultimi 12.000 anni è diventato progressivamente più freddo. Inoltre siamo vicini alla fine dell’attuale intervallo caldo di 12.000 anni tra ere glaciali di 90.000 anni. Vapore acqueo e nuvole si adattano ai cambiamenti della CO2 per mantenere costante l’effetto serra. Valendo questo la CO2 non potrebbe modificare l’effetto serra e di conseguenza causare il riscaldamento globale.

Se altresì diamo per scontato che sussista un aumento medio della temperatura i DUBBIOSI ritengono che al sole possa essere avocata maggior responsabilità. Negli ultimi decenni c’è un costante aumento del numero di macchie solari e l’attività solare è il maggior imputato circa la causa del riscaldamento globale. Valendo questo il cambiamento climatico è causato dal sole e l’umanità non ha il potere di incidere sullo stesso. Secondo i DUBBIOSI viviamo attualmente in un periodo interglaciale ed è in atto un riscaldamento dopo l’ultima Piccola Era Glaciale allo stesso modo di come la Terra subì un riscaldamento nel Medioevo dopo un periodo di raffreddamento.

Di converso i CERTI evidenziano che negli ultimi 40-45 anni il sole mostra una tendenza al raffreddamento e tuttavia la temperatura globale continua ad aumentare (quindi il sole non è il principale controllo della temperatura).  La figura precedente (tratta da www.skepticalscience.com) evidenzia in rosso l’andamento della temperatura globale rispetto alle variazioni della quantità di energia solare in blu. L’energia del sole fluttua attraverso un ciclo che dura circa 11 anni e l’energia cambia di circa 0,1% ad ogni ciclo. Se valesse l’potesi di temperatura globale controllata soprattutto dal sole ci dovrebbe poter valutare un raffreddamento, ad esempio tra il 2000 e il 2008. 

Perché i CERTI ritengono la CO2 causa dell’aumento della temperatura? L’effetto dell’aggiunta in atmosfera di CO2 artificiale fu ipotizzato per la prima volta dallo svedese Svante Arrhenius nel 1896. Poiché la CO2 assorbe e riemette radiazioni a onde lunghe il corrispondente aumento comporta un maggior riscaldamento. CERTI e DUBBIOSI non concordano in particolare sul quanto ovvero sul problema della sensibilità climatica. Vari modelli climatici prevedono aumenti minimi e massimi della temperatura a seconda dello scenario e a seconda della qualità dello stesso modello. Certamente non è disconoscibile che le emissioni di CO2 legate alle attività umane sono via via aumentate negli ultimi decenni. Ad esempio da quando viene misurata la CO2 (come nella stazione di misura di Mauna Loa) è costantemente in aumento anche se relativamente meno del tasso di aumento delle emissioni antropiche di CO2.

Secondo il sito www.skepticalscience.com l’uomo emette CO2 in quantità 100 volte maggiore dei vulcani. I vulcani emettono CO2 anche nelle profondità oceaniche (da 66 a 97 milioni di tonnellate di CO2 l’anno) ma queste emissioni sembrano soprattutto andare a formare depositi di carbonio sul fondo degli oceani e quindi i vulcani sottomarini sembra abbiano scarso effetto sulle concentrazioni di CO2 nell’atmosfera. I vulcani terrestri con eruzione in aria, di converso, emettono 0,24 miliardi di tonnellate di CO2 all’anno (Morner, 2002). L’umanità immette in atmosfera circa 29 miliardi di tonnellate per anno (quindi una differenza di due ordini di grandezza).

La figura precedente permette un confronto fra emissioni legate all’attività vulcanica e l’andamento della concentrazione di CO2 dal 1960 misurata a Mauna Loa.  Come si può notare anche una grande eruzione come quella del vulcano Pinatubo (la maggiore del secolo scorso) ha inciso relativamente poco sull’andamento della concentrazione di CO2. Dal grafico è intuibile un piccolo rallentamento nella crescita della concentrazione di CO2, durante l’eruzione del Pinatubo, probabile conseguenza legata al raffreddamento causato dagli aerosol emessi dallo stesso vulcano (ostacola dallo strato di polvere vulcanica la luce solare si diffonde più uniformemente nel cielo permettendo anche alle foglie non direttamente colpite dai raggi di effettuare la fotosintesi con conseguente maggior assorbimento dell’anidride carbonica).

Durante l’eruzione del Pinatubo le emessioni di CO2 sono stimate in circa 0,006 Gt/ora (valore non molto dissimile dal tasso medio di produzione della CO2 antropogenica pari a 0,004 Gt/ora). L’uomo respirando produce circa 0,7-1 kg di CO2 al giorno; considerando 8×109 abitanti della Terra abbiamo per ogni ora una produzione di circa 0,3X106 t/ora valore pari a circa  1/10 delle emissioni legate alle attività umane (stimate in circa 4×106 t/ora).

I DUBBIOSI evidenziano che gli attuali livelli di CO2 nell’atmosfera (415-420 ppmv) non costituiscono livello di pericolo (si può vivere anche con concentrazioni di 4-6 volte superiori).

Circa la considerazione che la CO2 di origine antropica non può essere causa di tutto l’aumento della CO2 nell’atmosfera i DUBBIOSI di solito espongono 3 questioni:

1) le emissioni umane di CO2 sono aumentate significativemente negli ultimi decenni ma la CO2 dell’atmosfera ha continuato imperterrita con crescita relativamente costante;

2) i cambiamenti annuali della CO2 nell’atmosfera non seguono il regolare aumento delle emissioni di CO2 umane;

3) in alcuni anni (ad esempio fra il 1988 e il 1993), il tasso di aumento della CO2 nell’atmosfera si riduce mentre le emissioni di CO2 di origine antropica continuano ad aumentare.

Inoltre i DUBBIOSI osservano che la CO2 viene utilizzata dalla vegetazione che crea ossigeno mentre la CO2 negli oceani viene utilizzata parimenti dalle alghe e altre piante verdi producendo ancora ossigeno rilasciato nell’acqua. I CERTI controbattono che, data la quantità di carbonio inorganico disciolto negli oceani, gli oceani stessi possono assorbire meno del 70-80% delle emissioni antropiche di CO2 e quindi il 20-30% è destinato comunque a rimanere nell’atmosfera.

Sulla questione è poi importante il rapporto fra vapore acqueo e CO2. Sembra che il vapore acqueo atmosferico diminuisca all’aumentare della CO2; valendo questo rimarrebbe costante l’effetto serra totale e quindi rimarrebbe nullo o trascurabile il paventato aumento di temperatura. I DUBBIOSI evidenziano come nei primi 20 km di atmosfera le nuvole assorbono l’acqua e quando il vapore acqueo si condensa le gocce di pioggia rilasciano grandi quantità di calore latente.

I CERTI controbattono che  andamento climatico e livelli di CO2 sono sempre variati insieme. Durante l’era glaciale i livelli di CO2 erano bassi e durante i periodi caldi la CO2 era più alta. Nell’Eocene (circa 56-34 milioni di anni fa) non c’erano le calotte polari, la temperatura era mediamente più calda di 10°C rispetto alla situazione attuale e i livelli di CO2 erano di circa 1.500 ppmv ( Westerhold et al. 2020 , Rae et al. 2021). Durante l’ultima era glaciale, la CO2 è variata tra 180 e 300 ppmv ( Rae et al., 2021). La CO2 era di pari entità anche nell’era glaciale paleozoica ovvero circa 340-290 milioni di anni fa (Foster et al., 2017). I dati per l’Ordoviciano indicano che la CO2 presentava un valore di circa 2.400 ppmv (Pancost et al. 2013). I periodi del Giurassico e del Cretaceo abbracciano circa 134 milioni di anni con diversi episodi di caldo e freddo e CO2 variabile fra 600 e 1.500 ppmv (Witkowski et al. 2018). Secondo i CERTI il clima della Terra nel corso di milioni di anni è sostanzialmente governato dall’equilibrio tra la CO2 emessa dai vulcani e CO2 rimossa dall’atmosfera dagli agenti atmosferici delle rocce (Joel 2017). Ciò ha impedito climi ostili alla vita e mantenuto il clima abitabile per circa 4 miliardi di anni. Secondo i CERTI questa condizione può essere compromessa da aumenti repentini e significativi di gas serra come quelli legati alla produzione di CO2 antropica.

I DUBBIOSI pongono in modo diverso il problema del recente aumento della CO2 atmosferica da 280 ppmv all’inizio della rivoluzione industriale ai 420 ppmv attuali. Ipotizzando che il tasso di variazione della CO2 atmosferica “segue” la temperatura e tenendo conto che la Terra si è riscaldata dall’inizio della rivoluzione industriale come non evidenziare che il tasso di aumento della CO2 atmosferica nel frattempo è rimasto sostanzialmente costante? Secondo i DUBBIOSI ciò dimostrerebbe la mancanza di un limite alla velocità di assorbimento e quindi le emissioni umane di CO2 hanno basso effetto sulla quantità di CO2 atmosferica ed è del tutto “naturale” l’aumento da 280 a 420 ppmv (non c’è alcuna incidenza dell’andamento della produzione antropica di CO2). E se la concentrazione di CO2 risulta conseguente alla temperatura la CO2 di produzione umana non può essere il motore principale.

Sull’argomento è inoltre interessante la diatriba fra CERTI e DUBBIOSI in relazione alla  presenza  dell’isotopo del carbonio. A presenza di isotopo di carbonio C-13 e C-14 (rispetto al C-12) nella CO2 atmosferica dimostrerebbe che il carbonio da combustione presente proviene da antiche fonti di carbonio (combustibili fossili) e non da emissioni naturali di CO2 (infatti i combustibili fossili sono sostanzialmente privi di C-14). Se la CO2 atmosferica fosse costante la CO2 di produzione umana comporterebbe comunque una diminuzione di C-14 nell’atmosfera (se la CO2 prodotta dall’uomo riduce la C-14 nell’atmosfera ciò non significherebbe automaticamente che la stessa CO2 prodotta dall’uomo sia causa dell’aumento osservato della CO2 atmosferica).

Ipotizzando una concentrazione di 420 ppmv di CO2 nell’atmosfera si può stimare una presenza di circa 850×109 ton di carbonio nella stessa atmosfera. Il suolo e la vegetazione contengono oltre 2.000×109 ton di carbonio (quindi oltre il doppio dell’intera atmosfera). Gli oceani contengono 38.000*109 ton di carbonio (quindi oltre 45 volte tanto quanto contenuto nell’atmosfera). I combustibili fossili (che poi rappresentano i sottoprodotti delle piante che estraggono CO2 dall’atmosfera) rappresentano fra i 5.000*109 e i 10.000*109 ton di carbonio ovvero circa nove volte la quantità di carbonio presente nell’atmosfera. La quantità di carbonio sequestrata dall’atmosfera e trasformata in rocce carboniose è stimata nel valore 100*1015 ton (carbonio trasformato in pietra da specie marine che hanno imparato a costruirsi gusci protettivi combinando calcio e carbonio in carbonato di calcio). Le rocce carboniose rappresentano il 99,9% di tutto il carbonio passato nell’atmosfera globale, quindi la stragrande maggioranza di CO2 che è passata per l’atmosfera è stata immagazzinata in rocce carboniose e quindi non utilizzabili dal ciclo clorofilliano.

Ricordiamo come le unità di CO2 sono in parti per milione di volume (ppmv) di CO2 mentre i gigatoni di carbonio (GtC=109 ton di carbonio) si possono convertire in ppmv utilizzando l’uguaglianza: 1 ppmv di CO2 = 2,13 GtC.

I DUBBIOSI contestano la validità della teoria del cambiamento climatico anche da un punto di vista ontologico. Infatti se l’affermazione della non validità di una teoria incide sulla possibile dimostrazione che un modello climatico possa essere o meno corretto è ineccepibile la possibile dimostrazione che un modello climatico è sbagliato. Dal punto di vista della filosofia della scienza ciò sottintende che nessuno può mai dimostrare che un’ipotesi è corretta, ma basta anche una sola contraddizione per dimostrarla sbagliata.

Del resto è lo stesso metodo scientifico che impone il rifiuto di una ipotesi quando questa sia in conflitto con i dati sperimentali. Detta in altri termini per provare la verità della teoria bisognerebbe essere disposti a rifiutare convinzioni che si trovano ad essere in conflitto con le risultanze sperimentali (qualsiasi ipotesi che non può essere falsificata non è un’ipotesi reale).

I CERTI di converso affermano che la teoria del cambiamento climatico antropico è comunque acquisita  in conseguenza di una sostanziale prevalenza di prove, in particolare:

1) l’uomo ha bruciato combustibili fossili in quantità significative negli ultimi 70-100 anni;

2) le temperature globali sono per lo più in aumento da metà del secolo scorso;

3) i modelli climatici prevedono che la CO2 di origine antropica causerà un futuro aumento della temperatura.

I DUBBIOSI evidenziano che questo approccio non è da metodo scientifico e può portare a conclusioni sbagliate perché non è mai possibile provare che una teoria è vera, casomai possiamo solo provare che una teoria è falsa.

Del resto sono attendibili i modelli climatici? Come è noto il clima è la media di condizioni meteo-climatiche per lunghi periodi di tempo (in genere si ritiene sufficiente un periodo di almeno 30 anni per definire le caratteristiche del clima). Quindi i modelli climatici, secondo i CERTI, hanno una loro validità poiché le medie generali di una certa variabile meteorologica possono essere previste con relativa precisione. Ma secondo i DUBBIOSI potrebbero essere di discutibile utilità qualora impostati in modo deterministico (ad es. per valutare la progressione di enormi quantità di variabili). La misura più nota del clima, ovvero la temperatura media globale dell’aria, è soggetta a fattori che possono rimanere imprevedibili, come i cicli decadiali oceanici e i cicli di irraggiamento solare. Secondo i DUBBIOSI anche se la temperatura globale è aumentata la temperatura effettiva potrebbe rimanere al di sotto delle previsioni dei modelli e ciò dimostrerebbe che la teoria del riscaldamento globale antropico è sbagliata.

Ma torniamo al ruolo dell’acqua: l’acqua sposta  enormi quantità di calore. Come si rapporta ciò alla affermazione dei CERTI seconda la quale è il riscaldamento basato sulla presenza di CO2 la discriminante per comprendere il cambiamento climatico?

Più acqua in circolo comporta maggior presenza di nuvole e le nuvole hanno una grande capacità di riflettere la radiazione solare in arrivo in atmosfera. Secondo i DUBBIOSI, presupponendo credibile che temperature più calde comportino più CO2 nell’atmosfera, non ci sono però sufficienti prove per asseverare che questa CO2 aggiuntiva provochi effettivamente un ulteriore riscaldamento. E se i gas serra provocassero un ulteriore riscaldamento, secondo i DUBBIOSI, il principale colpevole dovrebbe essere il vapore acqueo la cui entità in atmosfera dipende dal riscaldamento delle superfici dei corpi idrici e non dal corrispondente volume. Quindi la CO2 aumenta nell’atmosfera quando enormi volumi d’acqua aumentano di temperatura, ma più vapore acqueo entra nell’atmosfera perché solo la superficie dei corpi idrici si scalda.

Appurata o meno la discriminante costituita dalla CO2 di origine antropica si presenta poi una ulteriore considerazione da valutare: la variazione di CO2 segue o precede la variazione della temperatura? Secondo i DUBBIOSI i dati mostrerebbero che CO2 atmosferica segue la temperatura piuttosto che guidarla: in altre parole la causa non precederebbe l’effetto.

La quantità di CO2 nella nostra atmosfera è attualmente compresa fra 415 e 420 ppmv. Le emissioni di CO2 dal suolo e dal mare verso l’atmosfera sono stimate in circa 100 ppmv ogni anno; allo stesso tempo una quantità similare fluisce ogni anno dalla CO2 atmosferica alla CO2 terrestre e oceanica. La temperatura non può che incidere sul movimento di CO2 dalla terra e dall’oceano verso l’atmosfera. C’è poi un altro trasferimento di CO2: il flusso di CO2 di origine antropica, prevalentemente verso l’atmosfera, in genere stimato nel valore di 4 ppmv. I DUBBIOSI propendono a valutare il movimento di 100+4 ppmv come strettamente correlato al normale decorso naturale; qualora ingressi e uscite rimanessero sostanzialmente costanti la CO2 atmosferica rimarrebbe costante indipendentemente dal valore effettivo di ppmv di CO2 in atmosfera. Cambiando la temperatura cambia il valore di equilibrio di CO2 nell’atmosfera. Cambiando sole + nuvole + correnti oceaniche a seguito dell’aumento della temperatura aumenta il flusso di CO2 terrestre e oceanica verso l’atmosfera, aumentandone la concentrazione, fino ad un nuovo punto equilibrio.

Indipendentemente dalle posizioni di DUBBIOSI e CERTI una questione è comunque sempre più non discutibile ed indifferibile: petrolio e metano non stanno finendo ma diventerà sempre più antieconomico il loro sfruttamento. Conseguenza ineludibile è la necessità di passare alle energie rinnovabili il più rapidamente possibile (anche per rispetto alle generazioni future). Stiamo sistematicamente distruggendo tutto ciò che questo pianeta ha fornito per la nostra sostenibilità come mammiferi evoluti; è necessario trovare altre fonti di energia sicure e sostenibili come vento, maree, solare, energia idroelettrica e (perché no?) l’energia da fusione nucleare.

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