La nuova era del clima: tra cicli naturali, squilibri antropogenici e miti climascettici

Ovvero, come i dati sul carbonio e il calore oceanico ridefiniscono la narrazione del riscaldamento globale.

Premessa
Diverse volte su queste pagine abbiamo fatto notare che scienza non è sinonimo di certezza, ma che è innanzi tutto mettere in discussione continuamente quanto finora appreso. Ecco servito sul famoso piatto d’argento uno di quei casi che genera una moltiplicazione di domande a cui andrà data risposta.

E più discussione di quanto sta accadendo a pochi giorni dalla pubblicazione, è difficile trovarne.

Allan Hills - Antartide

Uno studio appena pubblicato su Nature, rivista scientifica peer-reviewed tra le più prestigiose al mondo, ha portato un po’ di scompiglio ed anche qualche disagio ai sostenitori del cosiddetto “Net Zero”, ovvero la decarbonizzazione totale, zero emissioni di gas serra di origine antropica. La causa dello scompiglio proviene dai risultati delle analisi della cosiddetta aria fossile contenuta nelle carote di ghiaccio (il cosiddetto blue ice, ghiaccio estremamente denso e antico, caratterizzato da una colorazione azzurra o bluastra) estratte nella regione delle Allan Hills in Antartide, in grado di fornire indicazioni su alcuni parametri climatici fondamentali e che risalgono fino a circa tre milioni di anni fa. Il cuore operativo è l’impianto del COLDEX, Center for Oldest Ice Exploration, appartenente alla National Science Foundation, che a sua volta è una costola dello US Geological Service.

Carote di ghiaccio conservate al Coldex

Il principio è semplice: un ghiacciaio è il prodotto di alcuni semplici ingredienti – acqua, temperatura, pressione e tempo – che però lavorando insieme hanno la capacità di ricordare dettagli di una precisione straordinaria. Il ghiaccio nasce come fiocco esagonale che cadendo si fonde con altri esagoni, compattandosi poi con il peso di ogni successiva nevicata e stabilendosi in strati annuali simili agli anelli di un albero. Gli strati più in alto contengono tra gli esagoni depositi di aria ma, scendendo in profondità, quasi tutta l’aria viene espulsa a mano a mano che la neve si trasforma dapprima in firn, neve allo stato granulare, e alla fine in ghiaccio solido. La pressione costringe i fiocchi esagonali a ricristallizzarsi, intrappolando piccole quantità di aria in bolle, che sembrano una fascia di latte che attraversa il ghiaccio e possono servire per farsi un’idea di com’era il mondo durante la formazione di ogni singolo strato.

L’aria intrappolata in bolle di ghiaccio fornisce informazioni sulla composizione e concentrazione dell’atmosfera terrestre nel momento in cui cadde la neve, e le tracce chimiche e altre proprietà fisiche del ghiaccio rivelano informazioni su temperatura, vento e nevicate che possono essere ricondotte a particolari fluttuazioni stagionali di migliaia di anni fa. Il ghiaccio può rivelarci quali fossero la frequenza degli incendi forestali e l’estensione di zone umide e desertiche tanto tempo fa e in luoghi lontani. Le carote di ghiaccio possono servire a datare specifiche eruzioni vulcaniche e contribuiscono addirittura a tracciare il passato percorso della Terra attraverso il sistema solare. L’informazione è altamente condensata; nel corso di un centinaio di anni circa, un metro di neve può comprimersi, riducendosi a trenta centimetri di ghiaccio. Si ritiene che la calotta di ghiaccio della Groenlandia abbia circa 3 milioni di anni; quella molto più vasta che copre l’Antartide è oltre dieci volte più vecchia, ma c’è un limite all’età dell’archivio. Il ghiaccio alla base del ghiacciaio, a volte a parecchi chilometri di profondità, viene deformato dalla pressione e sciolto dal calore del substrato roccioso, cancellando gran parte delle informazioni e scombussolando il resto come se qualcuno avesse fatto a pezzi l’archivio con un paio di forbici.

È dal 1964 che si fa estrazione (carotaggio) di ghiaccio dalle calotte della Groenlandia prima e dell’Antartide dopo. E non mancano perforazioni nei ghiacciai continentali, persino sul nostro Adamello.

Un archivio storico prezioso ed unico.

Punti di attenzione
Innanzitutto, è importante sottolineare che entrambi gli studi che vedremo utilizzano dati provenienti da una tecnica di analisi del ghiaccio sviluppata di recente. Le carote di ghiaccio antartiche convenzionali, che offrono un'elevata risoluzione temporale, risalgono solo a circa 800.000 anni fa. Esiste ghiaccio più antico, ma affiora in superficie, e come accennato, è fortemente deformato e pieno di difetti strutturali che spesso lo rendono difficoltoso da leggere o del tutto inutile. Non è possibile tracciare i singoli strati al suo interno, anche se le nuove tecniche possono ricavare dati da ghiaccio danneggiato risalente addirittura a circa 4 milioni di anni fa. Questi dati forniscono informazioni sul biossido di carbonio e persino sul contenuto di calore oceanico, per mezzo di un'altra tecnica innovativa che si basa sull'assorbimento di gas nobili atmosferici da parte degli oceani, che a sua volta dipende dalla temperatura. Insomma dati di qualità da ghiaccio di pessima qualità. La comunità scientifica che conduce questo progetto ha svolto un lavoro accurato ed è composta da persone di grande talento, ma si tratta di un campo nuovo e, con le nuove tecniche, c'è sempre spazio per le sorprese man mano che si approfondisce la loro conoscenza.

I critici che cercano di minimizzare le prove che si ottengano dall’analisi dell’aria fossile nelle carote di ghiaccio spesso suggeriscono che siano troppo imprecise per fornire un resoconto completamente accurato dei livelli dei gas atmosferici e della temperatura dell’aria. Ma indiscutibilmente sono accurate al punto di offrire un'ampia visione ciclica. Rimangono la fonte di alcuni dei migliori dati che abbiamo sul clima passato. Essendo dati misurati direttamente sono indubbiamente più accurati della maggior parte degli altri dati proxy. 

Ricostruzione della temperatura media globale e della concentrazione di CO2 in atmosfera per gli ultimi 68 milioni di anni. Nel grafico è riportata  per confronto la proiezione per i futuri 100 anni nel caso di diversi scenari di emissione di gas serra in futuro. Sull’asse di sinistra la differenza con la media termodinamica del pianeta pari a 15 °C. Si notino i cambi di scala nell’asse dei tempi. (fonte)

Lo studio

Finora le carote di ghiaccio provenienti dall'Antartide documentano con precisione le variazioni continue dei gas serra atmosferici negli ultimi 800.000 anni, delineando i cicli glaciali-interglaciali che caratterizzano il medio e tardo Pleistocene. A gennaio 2025 fu estratto un campione che portava a circa 1,2 milioni di anni fa la data dei campioni più antichi. Nonostante sullo stesso sito COLDEX si affermi che, nell’area del blue ice delle Allan Hills, l’età massima raggiunta è di 1,5 milioni di anni (da aggiornare?), lo studio dichiara di aver esteso la ricerca con registrazioni ancora più antiche. Sono stati utilizzati i dati di carote di ghiaccio che coprono un intervallo che va da 3,1 a 0,5 milioni di anni fa, e pur trattandosi di istantanee con un certo grado di discontinuità, fatte le debite correzioni e normalizzazioni, quel che è emerso è che in quel periodo non si registra nessuna variazione significativa nella media del metano (CH₄), e oscillazioni di circa 20 ppm per il biossido di carbonio (CO₂). Dati che non si discostano significativamente da altre misure e modellazioni operate con i dati di altri campionamenti, anche in aree diverse del pianeta e relative soprattutto agli ultimi 800.000 anni.

In altre parole la ricerca rileva che i livelli di biossido di CO₂ e CH₄ sono rimasti sostanzialmente stabili negli ultimi tre milioni di anni mentre, e qui sta il punto, le temperature globali, nello stesso periodo, hanno subito cambiamenti significativi, inclusi quelli che alternavano grandi ere glaciali e cicli di riscaldamento. Oscillazioni di temperatura indipendenti dai livelli di CO₂? Qualcosa di completamente diverso dalla narrazione climatica tradizionale, e che negazionisti e climascettici non hanno tardato a far propria.

L'autrice principale dello studio, Julia Marks-Peterson, ha riconosciuto che i risultati erano inaspettati: «Siamo rimasti sicuramente un po' sorpresi». E ha aggiunto con cautela che i risultati «potrebbero suggerire che anche piccoli cambiamenti nei livelli di gas serra potrebbero innescare grandi cambiamenti climatici». Cautela, certamente, ma i dati rilevati dalle analisi dei carotaggi suggeriscono che un ruolo più importante dei gas serra potrebbero averlo avuto i cambiamenti nella circolazione oceanica o altri fattori, più determinanti di altri.  Forse la chiave di lettura migliore è che se anche il CO₂ non fosse la causa principale o una delle principali del riscaldamento, l’introduzione di gas serra di origine antropica non può che peggiorare lo scenario. La correlazione tra aumento della temperatura e tenore in CO₂  è provata fin dalla metà del XIX secolo, a cominciare dagli studi di Eunice Newton-Foote.

Stesso ghiaccio, altro studio
Sempre su Nature, a fare il paio con il primo studio ce n’è un altro, di poco successivo e realizzato con le stesse carote di ghiaccio del precedente che ci racconta qualcosa di analogo.

L'epoca del Pleistocene è stata caratterizzata da un raffreddamento globale e da un aumento dell'intensità e della durata dei cicli glaciali. Le registrazioni regionali della temperatura oceanica superficiale e subsuperficiale mostrano andamenti distinti in questo intervallo, suggerendo cambiamenti dinamici nel trasporto di calore e nella circolazione oceanica, rendendo ancor più complicato determinare l'evoluzione del contenuto totale di calore oceanico. A partire da misurazioni del contenuto di gas nobili (Xe/Kr) nelle carote di ghiaccio, sempre dopo aver normalizzato parecchie complicazioni, gli autori riscontrano un raffreddamento pronunciato che coincide approssimativamente con la transizione tra Pliocene e Pleistocene (circa 2,7 milioni di anni fa) e temperature stabili durante la transizione del Pleistocene medio (da 1,2 a 0,8 milioni di anni fa). I confronti con una recente raccolta di dati globali sulla temperatura superficiale del mare mostrano un'ampia coerenza nel raffreddamento a lungo termine, ma anche importanti differenze nelle transizioni Plio-Pleistocene e Medio-Pleistocene. Secondo gli autori le diverse tendenze nella temperatura superficiale e nella temperatura media dell'oceano durante questi intervalli sono correlate a una ridistribuzione del calore tra la superficie e le parti più profonde per mezzo di fenomeni di risalita (upwelling) e cambiamenti nella formazione di acque profonde. Unendo questi con altri dati proxy si confermano i grandi cambiamenti climatici nonostante si sia evidenziata la stabilità del tenore dei due principali gas serra. Ovvero, causa principale un raffreddamento oceanico a lungo termine piuttosto che un grande cambiamento nel CO₂.

Negazionismo in agguato

L’aspetto che sembra emergere soprattutto dal primo studio, non certamente rigorosamente scientifico, è che ci sia una sorta di doppiopesismo nell’interpretazione di questi dati. Ora, se le oscillazioni in tenore di biossido di carbonio sono rimaste più o meno intorno a 250 ± 20 ppm per praticamente tutto il Pleistocene, mentre il pianeta viveva diversi periodi glaciali e relativi interglaciali, soprattutto a partire da circa 2,7 milioni di anni fa, perché uno degli autori afferma che i risultati suggeriscono una sensibilità climatica maggiore dell'effetto riscaldante del CO₂? In breve, se per un’epoca si applicano fisica e chimica con rigore, ciò non sembra estendersi ad un’altra. Ovvero, se i gas serra non erano così fondamentali allora, perché dovrebbero esserlo oggi?

Argomento appetitoso per i negazionisti.

Innanzi tutto si noti che, entrambi gli articoli, non stanno riscrivendo il ruolo del CO₂ , ma più semplicemente sottolineano quanto sia sensibile il sistema climatico, ecco perché l'andamento delle emissioni a partire dall’era industriale deve continuare ad essere considerato allarmante.

Inoltre confondere quanto dovuto agli innegabili cicli orbitali con il forcing radiativo è un errore fisico fondamentale. I dati di Allan Hills confermano infatti che allora, privi della componente antropogenica, il ciclo del carbonio era stabile, e modulava le oscillazioni naturali della temperatura all'interno di un sistema ciclico, per intere ere geologiche. Le emissioni antropiche hanno ora aumentato il tenore in CO₂ a 430 ppm – oltre il 50% sopra quella linea di stabilità del ciclo naturale e con un’accelerazione evidente negli ultimi decenni - creando un enorme squilibrio termico. La fisica ignora i passati cambiamenti della circolazione oceanica e oggi reagisce solo all'energia intrappolata dal carbonio in eccesso. Dire che il CO₂ non è la manopola di controllo è come dire che i freni non funzionano perché un'auto una volta ha rallentato in salita.

Questi studi, ancora una volta, dimostrano che siamo usciti dal confine stabile del Pleistocene in un nuovo regime energetico planetario. La Terra saprà ritrovare l’equilibrio, con o senza l’umanità.

Abbaimo l'opportunità, rara, di osservare le transizioni climatiche degli ultimi 3 milioni di anni grazie all'utilizzo di ghiaccio antartico eccezionalmente antico. I dati sono interessanti, ma il ghiaccio è molto compresso e discontinuo, il che significa che le registrazioni riflettono principalmente le tendenze a lungo termine piuttosto che le ampie oscillazioni di CO₂ tra periodi glaciali e interglaciali che sappiamo essersi verificate.

Il messaggio chiave è che variazioni relativamente piccole nella forzante climatica possono spingere il sistema terrestre oltre determinate soglie, alterando il volume dei ghiacci, la circolazione oceanica e l'immagazzinamento di calore negli oceani. Questo concetto non è nuovo, ma le ricostruzioni della temperatura a partire dai tenori in gas nobili del secondo studio contribuiscono a rafforzarlo, dimostrando che la transizione climatica Plio-Pleistocene è stata accompagnata da un raffreddamento oceanico a lungo termine piuttosto che da un grande cambiamento nella CO₂.

Inoltre le transizioni climatiche sono sempre associate a un cambiamento nel contenuto di calore oceanico, ma è importante notare che nessuno, tanto meno gli autori, propongono questa come una connessione causale. Il contenuto di calore oceanico è di per sé una misura del cambiamento climatico generale, e il massimo che si può affermare da questi dati è che la tendenza generale al raffreddamento dal Pliocene (con un emisfero settentrionale non interessato dalle glaciazioni) all'era dei cicli glaciali-interglaciali del Pleistocene è correlata al contenuto di calore oceanico.

Un altro mondo

Misurazioni e tecniche più avanzate dimostrano che le variazioni dei gas serra non sono state il fattore principale dell’antico raffreddamento globale. È certamente un risultato importante, ma non del tutto inaspettato, dato che in questo sistema climatico passato il Nord e il Sud America si erano appena uniti con la formazione dell’istmo di Panama, alterando in maniera radicale la circolazione oceanica: i modelli meteorologici e le circolazioni oceaniche funzionavano in modo molto diverso. Una volta che il mondo ha dato il via alla presenza di ghiaccio nell'Artico e nei continenti settentrionali, le bolle di aria fossilizzata intrappolate in altre carote di ghiaccio più profonde dimostrano che i gas serra hanno invece svolto un ruolo di primo piano nell'amplificare le più recenti oscillazioni climatiche naturali, guidate dai cambiamenti periodici dell'orbita terrestre attorno al sole nell'arco di decine o centinaia di migliaia di anni.

Ma il contenuto di CO₂ attuale, e la velocità con cui si è concentrato, è enormemente superiore ai livelli osservati nei cicli glaciali naturali degli ultimi milioni di anni e, come ampiamente trattato su questo blog, molteplici prove dimostrano che è un fatto indiscutibile che l'aumento dei gas serra stia attualmente riscaldando il nostro clima.

Attenzione massima quindi alla nuova corrente climascettica in arrivo. Studi come questi, se rilanciati con veemenza a partire dai loro titoli (Broadly stable atmospheric CO₂ and CH₄ levels over the past 3 million years e Global ocean heat content over the past 3 million years) sono ghiottonerie per affermare quella del riscaldamento globale causato dall’attività umana è una storiella politica, che la Panda della nonna è la causa e l’auto elettrica la panacea di tutti i mali. O peggio, che i ricercatori cavalcano l’onda del catastrofismo per ottenere continui finanziamenti e, per finire, che la decarbonizzazione è di sinistra, estrema sinistra. Roba che Giorgio Gaber ci avrebbe riscritto una canzone.

Le cose stanno come le ho raccontate tante volte su queste pagine. Basta leggere.