Incertezze scientifiche e scetticismo climatico - Seconda parte

A poche ore dal disastro in Nepal ecco un caso concreto di ciò che ho cercato di spiegare e che in questo secondo di due post cercherò di approfondire, non la singola prova del cambiamento climatico. L'incertezza non cancella il rischio, e i sistemi complessi producono eventi interconnessi che non sono frutto del caso, ma percorsi contingenti che finiscono per incontrarsi. Incertezza scientifica e rischio quantificabile/probabile vanno distinti: non serve dire che il cambiamento climatico ha causato direttamente questo evento per mostrare che il riscaldamento rende più instabili ghiacciai, permafrost e versanti d’alta quota. Questi ultimi sono aspetti noti.

Riporto comunque due analisi recenti e dettagliate degli eventi, la prima pubblicata su "Il Dolomiti" e la seconda, riferita allo studio USGS, su "The Guardian"

Anche se impossibile attribuire con certezza il coinvolgimento del cambiamento climatico,  c'è un'elevata probabilità che sia una delle concause. Il Nepal non dimostra da solo il cambiamento climatico, così come non lo dimostra una singola ondata di calore. Ma mostra in modo tragicamente concreto come un sistema montano già fragile possa reagire a nuove condizioni climatiche: ghiacciai che arretrano, pareti rocciose debolmente cementate dal ghiaccio, laghi glaciali più instabili, pendii più esposti, fiumi capaci di trasformare un collasso locale in una catastrofe a valle.

Il disastro avvenuto tra Nepal e Tibet mostra, tragicamente, perché questa distinzione fra incertezza e rischio non sia un esercizio accademico: dalle prime ricostruzioni emerge una sequenza di collasso glaciale, frana, detriti e piena improvvisa, cioè proprio quel tipo di pericolo a cascata che i sistemi montani riscaldati e resi più instabili possono rendere più probabile. Non significa attribuire ogni singolo evento, in modo semplicistico, al cambiamento climatico; significa però riconoscere che ghiacciai in ritiro, permafrost indebolito, versanti più fragili, infrastrutture esposte e comunità cresciute lungo corsi d’acqua sempre più rischiosi trasformano una vulnerabilità naturale in una catastrofe umana. È qui che l’incertezza smette di essere un alibi: quando le conseguenze possibili sono così gravi, attendere la prova assoluta del nesso causale equivale ancora una volta a scegliere l’inazione.

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Dopo aver trattato nella prima parte la complessità della scienza che c'è dietro le ricerche sul cambiamento climatico vediamo qui come questo sia spesso raccontato come una disputa tra opinioni in apparenza equivalenti, ma il quadro scientifico è molto più solido di quanto suggerisca il rumore mediatico. Le incertezze esistono, perché il clima è un sistema complesso e interdisciplinare, ma non cancellano le evidenze: le attività umane hanno aumentato i gas serra, alterando atmosfera, oceani, ghiacci e cicli naturali. Proviamo dunque a separare il dubbio scientifico legittimo dalla negazione usata per rinviare le scelte. I modelli non sono perfetti, ma indicano con coerenza una tendenza al riscaldamento e rischi crescenti. Attendere una certezza assoluta significa trasformare l’incertezza in immobilismo. Capire la scienza del clima, i suoi limiti e la sua forza, è oggi essenziale per pretendere decisioni più tempestive e responsabili.

Le incertezze scientifiche sul clima non negano le evidenze: spiegano la complessità e smontano lo scetticismo.

Controversie sul cambiamento climatico – scientifiche!

Argomenti controversi

Le controversie scientifiche hanno a che fare soprattutto con l’elevata complessità del sistema climatico globale, e in particolare con i meccanismi che potrebbero mitigare il riscaldamento globale. Il nodo è capire se esistano feedback negativi capaci di ridurre o annullare gli effetti dell’aumento dei gas serra, o persino di diminuirne la concentrazione atmosferica. Nel sistema climatico agiscono però anche feedback positivi: una Terra più innevata, ad esempio, riflette più energia solare nello spazio e favorisce ulteriore raffreddamento, così come la fusione del ghiaccio delle banchise polari espone le acque più scure, che si scaldano ulteriormente, accelerando la fusione stessa.

I modelli attuali indicano che molti fattori, come vapore acqueo, neve e ghiaccio, tendono probabilmente ad amplificare il riscaldamento, mentre altri, come nubi e correnti oceaniche, hanno effetti misti e ancora incerti. Questa incertezza, da sola, non giustifica però lo scetticismo verso l’azione climatica: non esistono motivi solidi per presumere forti retroazioni negative più di quanto ve ne siano per temere feedback positivi più intensi del previsto. Alcune voci contrastanti seppur autorevoli sostengono invece che i modelli usati dall’IPCC assumano ampi feedback positivi legati al raddoppio del CO₂ atmosferico e che cambiamenti in correnti oceaniche, nubi e venti d’alta quota possano spiegare meglio il ritiro di ghiacciai e ghiaccio marino rispetto ai gas serra. Inoltre, argomento cavallo di battaglia sia degli scettici che dei negazionisti, l’IPCC sottovaluterebbe le teorie sulle variazioni dell’attività solare, pur riconoscendo che perfino la comunità scettica è divisa sul ruolo primario del Sole nelle recenti variazioni climatiche. Volendo approfondire quanto accennato in precedenza basti dire che è provato che negli ultimi 40 anni, mentre le temperature medie aumentavano con regolarità, l’attività solare è rimasta pressoché costante. Inoltre, se l'aumento della produzione solare fosse la causa principale dell'attuale riscaldamento, ci aspetteremmo di vedere un riscaldamento in tutta l'atmosfera, compresa l'atmosfera superiore (stratosfera). Invece, le osservazioni mostrano il riscaldamento nella bassa atmosfera (troposfera) e il raffreddamento nella parte superiore dell'atmosfera. A comprovare quindi il riscaldamento dovuto ai gas serra, in cui il calore è intrappolato più vicino alla superficie terrestre, mentre la stratosfera, che in genere irradia calore, si raffredda a causa della minore fuoriuscita di calore dal basso.

Le conclusioni sui feedback restano discutibili perché persistono incertezze sulle prestazioni dei modelli, soprattutto nel confronto con i dati passati: un limite prevedibile, dato che il clima è un sistema molto complesso e non ancora pienamente compreso. Rimane incerta anche la distribuzione geografica del cambiamento climatico. Infine, che ruolo assegnare ad enti, fondamentalmente think tank di stampo conservatore, come il George C. Marshall Institute? Questo ad esempio, si è dotato di un gruppo di scienziati piuttosto scettici sulle cause antropogeniche del riscaldamento climatico, sostenendo che i flussi naturali di CO₂ tra superficie terrestre e atmosfera siano in media circa venti volte superiori al contributo umano e che le previsioni climatiche derivino da modelli informatici incompleti, quindi da ipotesi più che da fatti scientifici; concludendo che, qualunque sia la minaccia climatica per l’umanità, essa sarebbe molto probabilmente naturale e non antropica.

Anche se le evidenze empiriche fossero compatibili con l’assenza di un riscaldamento antropico, queste mostrano comunque un andamento coerente con l’esistenza di un reale problema di riscaldamento globale. Il paradosso sta nel fatto che la tesi scientifica sul cambiamento climatico potrebbe non essere confermabile solo per via empirica. Tuttavia, il log delle temperature non è l’unica prova: esistono anche solide ragioni teoriche di preoccupazione, fondate su meccanismi fisici e chimici ben compresi che possono produrre riscaldamento globale.

Non potendo comunque negare il riscaldamento in atto, e questa estate abbiamo visto tutti come anche i più accesi scettici radicali abbiano ammesso l’incremento palese, il principale dibattito scientifico riguarda l’aumento della temperatura globale e il possibile ruolo delle attività umane. Le registrazioni sistematiche delle temperature globali iniziano nel 1860, mentre le misurazioni satellitari sono disponibili solo dal 1979. Benché i satelliti forniscano prove dirette del recente riscaldamento, alcuni scienziati sostengono che tali dati non coincidano con le rilevazioni superficiali, non dimostrino chiaramente il riscaldamento e manchino di una linea di base definita. È vero che gli ultimi due decenni sono stati i più caldi della storia umana, ma questi scienziati affermano che il clima mostra anche una forte variabilità a breve termine e, dalla fine dell’ultima glaciazione circa 10.000 anni fa, appare sorprendentemente stabile rispetto ai 100.000 anni precedenti. Di studi verificati e sottoposti a revisione paritaria però non è che ce ne siano così tanti…

Ci sono invece studi autorevoli che concludono che il cambiamento climatico potrebbe essere in larga parte irreversibile: con l’aumento delle emissioni di CO₂, i cambiamenti ambientali di lungo periodo cresceranno e i danni potrebbero persistere anche dopo un eventuale controllo delle emissioni. Ciò vale per alcuni gas serra come CH₄ e N₂O, ma soprattutto per il CO₂: interromperne le emissioni non fermerebbe subito il riscaldamento. Il cambiamento potrebbe durare oltre mille anni, perché gli oceani, dopo aver assorbito calore e CO₂, continueranno a rilasciare calore per secoli. Nel frattempo i decisori politici tacciono quando invece dovrebbero mostrare maggiore cautela e interventi tempestivi, nonostante le ormai timide voci provenienti dalle COP annuali, come l’ultima COP30.

L’aumento della temperatura globale è coerente con le previsioni scientifiche relative all’incremento di CO₂ e altri gas serra atmosferici. Alcuni scienziati sostengono però l’ipotesi opposta: l’aumento di CO₂ sarebbe conseguenza del riscaldamento, non la sua causa. Un autorevole centro di ricerca (Center for the Study of Carbon Dioxide and Global Change) ha infatti affermato, nelle sette maggiori transizioni termiche dell’ultimo mezzo milione di anni, le variazioni di CO₂ atmosferico non hanno preceduto quelle della temperatura, ma le hanno seguite di centinaia o migliaia di anni.

A prescindere dalla validità dello studio, smentito da più parti, questa è una vecchia domanda: ma fa più caldo perché c’è più CO₂ o c’è più CO₂ perché fa più caldo?  La risposta breve sarebbe che i polli non fanno le uova, perché nascono dalle stesse. La relazione tra CO₂ e temperatura è nota e studiata almeno dal 1861, da parte del fisico anglo-irlandese John Tyndall, definitivamente consacrata dal lavoro di Svante Arrhenius del 1896 e senza dimenticare il ruolo dell’americana Eunice Newton-Foote già nel 1856. Che specifici incrementi di CO₂ possano seguire gli incrementi di temperatura è dovuto all’immissione in atmosfera di CO₂ intrappolata nella criosfera e nell’idrosfera, nelle quali la solubilità del CO₂ decresce proprio a seguito degli incrementi di temperatura. 

È vero che i cicli glaciale-interglaciale storicamente noti furono innescati da variazioni dell’orbita terrestre, e che queste modificarono anche i livelli atmosferici di CO₂: i carotaggi nel ghiaccio mostrano infatti che, in diversi casi, l’aumento della temperatura precedette quello del CO₂ di alcuni secoli. Le cause dipendono in parte dal fatto che gli oceani rilasciano CO₂ quando si riscaldano e la assorbono quando si raffreddano, mentre i suoli emettono gas serra con l’aumento della temperatura. L’incremento dei gas serra amplificò poi il riscaldamento tramite un feedback positivo.

Ma, per quanto riguarda le variazioni riscontrate a partire dall’era industriale IPCC non ha dubbi: il recente rapido aumento della CO₂ è dovuto soprattutto, se non esclusivamente, ad attività umane, in particolare all’uso dei combustibili fossili, che hanno liberato in un paio di secoli, una quantità di carbonio che ha impiegato milioni di anni per accumularsi; e avverte che il riscaldamento antropico può a sua volta stimolare ulteriori emissioni naturali di gas serra, rafforzando il feedback positivo.

Abbiamo già accennato al fatto che gli scienziati sostengono che l’aumento dei gas serra riscaldi la troposfera, dove essi sono più concentrati, e la superficie terrestre, mentre la stratosfera inferiore dovrebbe raffreddarsi. Le prime stime delle temperature troposferiche, basate su satelliti e palloni meteorologici, non mostravano però lo stesso aumento rilevato in superficie; per questo alcuni studiosi sostennero che tali osservazioni non confermassero la teoria del riscaldamento globale. Ma erano in errore perché le discrepanze sono state poi ricondotte soprattutto a problemi di raccolta e analisi dei dati: i satelliti rallentavano e scendevano leggermente di quota, mentre differenze tra strumenti satellitari e palloni sonda introducevano ulteriori incongruenze. Corretti questi e altri errori, il riscaldamento della troposfera risulta in sostanziale accordo con le tendenze osservate alla superficie.

Ancora sul ruolo del sole. Alcuni studiosi sostengono un forte legame tra aumento delle temperature terrestri e cicli solari. Le variazioni dell’emissione solare sono associate alle macchie solari, regioni più fredde e scure della superficie del Sole che seguono cicli di circa 11 anni. Quando l’attività solare cresce, il Sole emette leggermente più luce e calore, influenzando il clima terrestre. Tuttavia, pur esistendo indizi di un contributo solare al riscaldamento dell’inizio del Novecento, le misurazioni satellitari mostrano che negli ultimi 30 anni l’attività solare è cambiata pochissimo, con persino segnali di lieve declino. Ciò non basta a spiegare il recente aumento delle temperature globali, che richiede di considerare insieme fattori naturali e antropici.

 

E c’è chi ha persino chiamato in causa i raggi cosmici, nel tentativo di negare il ruolo umano, particelle provenienti dallo spazio che ionizzano l’atmosfera. Esperimenti di laboratorio suggeriscono che possano favorire la formazione di particelle coinvolte nello sviluppo delle nubi, che in genere raffreddano riflettendo la radiazione solare. Poiché un Sole più attivo ha un campo magnetico più forte, devia più raggi cosmici lontano dalla Terra: ne deriverebbero meno nubi e quindi un pianeta più caldo. Tuttavia, anche se questo meccanismo fosse rilevante, l’attività solare ha mostrato variazioni troppo deboli negli ultimi decenni per spiegare il recente aumento delle temperature.

Nello scenario medio di previsione, l’IPCC prevede che la temperatura globale potrebbe aumentare di 2-3 °C in questo secolo, un cambiamento superiore a quelli sperimentati negli ultimi 10.000 anni e difficile da gestire per molte società ed ecosistemi. Alcune aree potrebbero inizialmente trarre benefici dall’aumento del CO₂, per il suo effetto fertilizzante sulle piante, ma con l’avanzare del cambiamento climatico gli impatti negativi tenderebbero a prevalere quasi ovunque. Diversamente, un’esegua minoranza di scienziati ritengono che l’IPCC sopravvaluti tali effetti e che non sia necessaria un’azione urgente: sottolineo che la maggior parte di costoro operano in campi di studio che nulla hanno a che fare con la scienza del cambiamento climatico.

Dal dibattito alla negazione, passando per lo scetticismo

Molte discipline scientifiche contribuiscono allo studio del riscaldamento globale e del cambiamento climatico, ed è proprio l’interdisciplinarietà che ha portato alla nascita di due gruppi di scienziati: quello decisamente maggioritario e che gode del famoso 97 percento minimo di consenso, che attribuisce le variazioni climatiche soprattutto alle attività umane, e l’altro che le spiega, o meglio tenta di spiegarle prevalentemente con fenomeni naturali. Di conseguenza, le pubblicazioni sul tema tendono spesso a polarizzarsi tra l’attribuzione agli impatti antropici, talvolta associati a scenari catastrofici, e la negazione del ruolo delle emissioni umane di gas serra, spesso fondata sulla critica del contesto scientifico opposto. Entrambe le posizioni, tuttavia, quando in buona fede, richiamano metodi scientifici e fatti selezionati a sostegno delle proprie tesi.

La scienza del clima è così da anni al centro di un acceso dibattito sulle cause del cambiamento climatico e sulle azioni che i governi dovrebbero adottare. Le incertezze residue e la complessità del sistema climatico rendono la discussione difficile, ma nel tempo è emerso che entrambe le parti ricorrono spesso a modalità proprie del confronto politico per trarre conclusioni su un campo scientifico complesso. Scienziati di discipline diverse dovrebbero condividere linguaggio e ipotesi di partenza; nella pratica, però, ciò avviene raramente. Non ultima, un certo grado di ideologia si sovrappone al dibattito, schierando i cosiddetti conservatori per lo più dalla parte di chi nega l’origine antropica.

L’IPCC sostiene - non da sola ma assieme a dozzine di altri enti internazionali che si occupano di scienza del clima - che vi sia consenso, nei suoi gruppi scientifici multidisciplinari, sul ruolo principale delle emissioni umane di CO₂ nel cambiamento climatico, affermando che l’influenza umana sul sistema climatico è chiara, che il riscaldamento è inequivocabile e che, dagli anni Cinquanta, molti cambiamenti osservati non hanno precedenti per decenni o millenni: atmosfera e oceani si sono riscaldati, neve e ghiaccio sono diminuiti e il livello del mare è salito. Al contrario, alcuni scienziati negano l’impatto antropico, accusano l’IPCC di allarmismo e sostengono che il mondo non sia oggi più caldo di prima, che sia iniziata una fase di raffreddamento nonostante livelli record di CO₂, e che il clima sia sempre cambiato per cause naturali, rendendo inutili azioni preventive. Posizioni queste, al limite della negazione più radicale, e che sono state via via smontate col passare del tempo.

Ma dure a morire.

C’è ancora chi ammette che il CO₂ possa contribuire al riscaldamento futuro, ma sostiene che ciò non giustifichi allarmismi né provi la responsabilità umana per il lieve riscaldamento osservato e ritiene inoltre che i modelli debbano essere errati se vengono usati per giustificare costose politiche climatiche. E chi afferma invece che il CO₂ è alimento per le piante, ricordando che la vita si è evoluta con livelli molto più alti degli attuali, concludendo che l’aumento di CO₂ favorisca biosfera e rese agricole.

Gli storici osservano che, quando la vita esplose sulla Terra oltre 500 milioni di anni fa, il CO₂ era più di dieci volte superiore a oggi e la vita prosperava, ricordandoci inoltre che, 450 milioni di anni fa, nonostante  livelli di CO₂ analogamente elevati, si ebbe un’era glaciale. Non a caso costoro sono anche coloro i quali, pur ammettendo alcune correlazioni ma poche prove di un rapporto causale diretto tra CO₂ e temperatura globale su scala millenaria, concludono che climi caldi e glaciazioni avvenuti con concentrazioni molto alte di CO₂ contraddicano l’idea che le emissioni antropiche siano la causa principale del riscaldamento globale.

Molte argomentazioni scettiche richiamano prove geologiche secondo cui in passato il CO₂ costituiva una quota molto maggiore dell’atmosfera, mentre la vita prosperava su terre e oceani: ad esempio, si sostiene che gli attuali livelli di circa 400 ppm siano bassi rispetto alla storia geologica e all’evoluzione vegetale, che le previsioni dei modelli sul riscaldamento antropico siano esagerate e che un maggior tenore in CO₂, lungi dall’essere un inquinante, possa favorire piante, animali ed esseri umani.

Altre posizioni, più o meno argomentando allo stesso modo, sostengono che l’aumento di CO₂ antropico non abbia causato il riscaldamento, ma sia parte di cicli naturali degli ultimi 500 anni, valore che sembra uscito a caso: il riscaldamento globale dell’ultimo secolo, pari a circa 0,8 °C, sarebbe modesto rispetto ad almeno dieci grandi cambiamenti climatici avvenuti negli ultimi 15.000 anni, nessuno dei quali imputabile alle emissioni umane perché precedente all’era industriale.

Sulla base di dati satellitari, c’è chi conclude che il clima sarebbe meno sensibile ai gas serra di quanto indichino i modelli IPCC e che le emissioni umane di CO₂ non basterebbero a spiegare il riscaldamento dell’ultimo secolo; e si arriva a respingere l’idea che gli eventi meteorologici estremi, come le inondazioni, provino l’impatto umano sul clima, accusando questa interpretazione di indurre politiche energetiche e ambientali dannose.

E ancora, chi nega a sua volta un ruolo antropico rilevante, attribuendo gran parte dei cambiamenti osservati a variazioni pluridecennali e plurisecolari delle correnti oceaniche profonde, considera non pericolosi i cambiamenti finora osservati, richiama i possibili benefici (ancora!) del CO₂ sulla vegetazione e giudica i modelli climatici incapaci di riprodurre pienamente la complessità atmosfera-oceano. Tombola!

Altri sostengono che le variazioni dell’insolazione, dovute a fattori orbitali e solari, abbiano avuto un ruolo più rilevante del tenore di CO₂ e CH₄ nelle transizioni da periodi glaciali a interglaciali, e che mancano prove quantitative sufficienti per attribuire ai gas serra minori gran parte delle variazioni di temperatura e volume dei ghiacci negli ultimi 650.000 anni.

Chissà come mai la prestigiosa Royal Society osserva invece,  a nome di centinaia di suoi membri, che i gas intrappolati nei ghiacci polari mostrano livelli attuali di CO₂ superiori di circa il 35% rispetto ad almeno gli ultimi 650.000 anni e attribuisce questo aumento soprattutto alla combustione di combustibili fossili, alla produzione di cemento e alla deforestazione.

Andando a fondo nella ricerca delle basi scientifiche di queste posizioni, pur espresse da scienziati, si scopre che, nel più frequente dei casi, sono state nel tempo smentite e confutate, ma anche che provengono da persone già note per le loro posizioni conservatrici, filogovernative e tese a fornire ai politici una scusa per non approvare politiche energetiche che comporterebbero, a breve termine, un aggravio di spesa, nonostante i loro vantaggi a lungo termine per le future generazioni. Oltre che, nella massima parte e come già detto, espresse da chi non s’è mai occupato di clima.

Altro argomento questo, trattato diverse volte su queste pagine.

Conclusioni

La comunità scientifica concorda in larga parte sul fatto che il cambiamento climatico non possa essere affrontato con metodi semplici, ma richieda approcci multidisciplinari complessi. Per ottenere risultati affidabili, gli scienziati devono condividere assunti di base su come le conclusioni climatiche siano prodotte e validate nei diversi campi coinvolti. La scienza del clima, infatti, usa metodi diversi da quelli delle discipline fondate su esperimenti di laboratorio controllati, impossibili da replicare per l’intero sistema climatico. Senza questa consapevolezza, il dibattito scientifico rischia di trasformarsi in confronto politico, regolato da logiche diverse da quelle della scienza.

Nonostante la loro sofisticazione, i modelli climatici globali restano approssimazioni della realtà: nemmeno i supercomputer più potenti possono descrivere ogni dettaglio del sistema climatico, e molti processi non sono ancora pienamente compresi. A una data concentrazione di gas serra la radiazione futura può essere stimata con buona precisione, ma l’impatto sul clima resta più incerto, anche perché parte del riscaldamento può essere mascherata da fattori come solfati e aerosol, che riflettono la radiazione solare e modificano le proprietà delle nubi.

Non vi è controversia sostanziale sul fatto che, dalla rivoluzione industriale, le attività umane abbiano aumentato in modo significativo la concentrazione atmosferica di gas serra, né sul fatto che tali gas trattengano più calore e riducano la dispersione di energia verso lo spazio. A parità di condizioni, quindi, un rafforzamento dell’effetto serra aumenta al di là di ogni ragionevole dubbio le temperature globali. Restano però discussioni su tempi, modalità e intensità della risposta climatica, poiché il ritardo tra emissioni, impatti e possibile inversione degli effetti può durare da decenni a secoli. Per questo le decisioni politiche di oggi avranno conseguenze di lungo periodo.

Ed ecco il punto da contrastare: l’incertezza delle previsioni climatiche viene spesso usata come motivo per rinviare l’azione in attesa di ulteriori ricerche. Tuttavia, nonostante limiti di misurazioni e teoria, le decisioni devono basarsi sulle conoscenze disponibili oggi, non attendere, forse invano, una soluzione migliore.

La maggior parte della comunità scientifica invita quindi ad agire con maggiore tempestività di fronte al cambiamento climatico antropico.

 

Riprendendo qui quanto anticipato all’inizio il disastro avvenuto tra Nepal e Tibet mostra, tragicamente, perché questa distinzione fra incertezza e rischio non deve essere un esercizio accademico: la sequenza degli eventi appartiene al campo delle probabilità che determinate condizioni possano scatenarne altre. Non deve essere l’attribuzione di un singolo evento al cambiamento climatico ma riconoscere che ghiacciai in ritiro, permafrost indebolito, versanti più fragili, infrastrutture esposte e comunità cresciute lungo corsi d’acqua sempre più rischiosi trasformano una vulnerabilità naturale in una catastrofe umana. È qui che l’incertezza smette di essere un alibi: quando le conseguenze possibili sono così gravi, attendere la prova assoluta del nesso causale equivale ancora una volta a scegliere l’inazione.

Aspetti che tutti dovrebbero sapere perché riguardano tutti noi.

La posizione «ormai è troppo tardi» è un'altra delle tipiche posizioni negazioniste a cui arriva o cerca di arrivare il negazionista tipico, o chi esprima scetticismo radicale. L'ultima posizione, la più disperata dopo averle tentate tutte. I negazionisti, che sia clima o virus, prima negano, poi negano le responsabilità quando non possono più farlo con i fatti, scaricano colpe altrove, poi minimizzano; quando non riescono più a fare tutto questo cercano di salvaguardare il profitto il più possibile, se si parla di regole iniziano a dire questo no, quest'altro nemmeno, non potete fermare tutto ecc. E alla fine, disperati «tanto ormai è tardi» buttato lì. Il negazionismo in cinque mosse.

Concludo con questa infografica (via Meteo Comiche Catastrofiche). Domande e dubbi, scientifici, legittimi. Cavalli di battaglia dei negazionisti titolati, argomenti da cherry picking, leve importanti per cercare di instaurare un dibattito laddove non c'è. Ma che invece devono invitare alla riflessione, alla ricerca, alla fiducia che va riposta nella scienza e che servono proprio ad aumentarla. E che riassumono quanto finora scritto.

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.

L'evidenza è una una chiara correlazione positiva tra aumento di CO₂ e incremento della temperatura. Questa relazione è robusta, statisticamente significativa, confermata da molteplici fonti indipendenti e coerente con i principi fisici dell’effetto serra. Cosa già nota da tempo, molto tempo.

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.

Il lavoro di Charles D. Keeling. Ripassino per climascettici.

Charles D. Keeling e la sua curva

Scrivere questo post oggi, 21 febbraio 2024 sembra ancora una volta un puro esercizio di stile, pressoché inutile, vista l’esperienza che ognuno di noi ha fatto della scorsa torrida estate e che sta tuttora facendo, al termine ormai di questo non inverno. Un inverno caratterizzato da temperature pressoché primaverili, con massime tipiche del mese di aprile, una grave crisi di precipitazioni che sta creando le premesse per un anno a venire decisamente siccitoso e, non ultimo, un danno economico enorme per il settore turistico della montagna, degli sport invernali, con impianti che in Appennino non hanno praticamente mai aperto e sulle Alpi si apprestano a chiudere con almeno due mesi di anticipo. In tempi non sospetti e recenti si scriveva di siccità, prevenzione e adattamento, il governo attuale ha da poco varato il PNACC (Piano Nazionale di Adattamento ai Cambiamenti Climatici). Ma sono decenni che il quadro è completo, che ci sono i dati, fin da 1965 l'allora presidente USA Lyndon Johnson era stato messo al corrente dei cambiamenti climatici in atto e misurabili. 

Eppure ciò nonostante ci si scontra pressoché quotidianamente con le legioni di imbecilli di cui ci aveva avvisato Umberto Eco molto tempo fa. Ma, come scrivevo un paio di giorni fa, provo a non mollare.

Iniziamo da alcune assunzioni che, nonostante ogni qual si voglia tipo di evidenza, inequivocabilmente, dimostrano il contributo antropogenico del cambiamento climatico in atto, ma stentano ad abbattere il muro del negazionismo, soprattutto quello ignorante.

a) per quanto riguarda l’ammontare di biossido di carbonio[1] (CO₂) nell’atmosfera del pianeta, rispetto al trascorso ultimo milione di anni, l’era attuale non ha precedenti;
b) a livello geologico le variazioni nella concentrazione di CO₂ fanno parte della storia del pianeta, ma di ampiezza molto minore e su scale temporale molto maggiori (l’ultimo picco, pari a circa 300 ppm, risale a 350.000 anni fa, e le variazioni si distribuiscono su fasce temporali di migliaia se non decine di migliaia di anni);
c) livelli maggiori di CO₂ nell’atmosfera sono correlati a epoche più calde, mentre livelli più bassi sono correlati a ere glaciali;
d) l’aumento è coinciso con l’inizio della moderna era industriale, con una velocità ed una ampiezza dell’aumento che corrisponde al consumo di combustibile fossile dovuto alle attività umane;
e) ci sono segni evidenti che le vicissitudini politiche ed economiche dell’umanità si riflettono nelle recenti oscillazioni della concentrazione di CO₂ atmosferico;

Che il consumo di combustibili fossili abbia dato una notevole spinta alla crescita della produzione industriale è un fatto, così come sembra inequivocabile e ampiamente dimostrato che questo consumo incrementa la concentrazione di CO₂ nell’atmosfera. L’epoca attuale è quindi una novità assoluta, dal punto di vista qualitativo e quantitativo, nella storia dell’umanità. Un cambiamento quantitativo destinato ad essere significativo dal punto di vista del clima globale.

Charles David Keeling

Ho già avuto modo di citare Charles David Keeling su queste pagine (qui e qui). Un chimico statunitense a cui un giorno capitò di dover risolvere un problema di geochimica: in una miscela di calcare, acqua e CO₂ atmosferico come raggiunge l’equilibrio il carbonato? Con i primi due valori semplici da ricavare occorreva misurare il tenore di CO₂ atmosferico. E quindi, costruendosi da solo uno strumento di precisione, iniziò le misure già alla fine degli anni Cinquanta.

Passando direttamente a ciò che più ci interessa Keeling fece innanzi tutto un paio di scoperte interessanti: la prima che di notte c'è più CO₂ nell’aria, perché di notte i processi fotosintetici non avvengono, e quindi questo gas non viene utilizzato, a cui aggiungere il contributo in CO₂ dovuto al ciclo ossidativo delle piante (che avviene tutto l’anno, di notte e di giorno)[2]. Inoltre lo strato a diretto contatto con il suolo, a causa della minor temperatura notturna è più denso e quindi più sottile, creando quindi un incremento nella concentrazione.

In occasione dell’International Geophysical Year (1957-58) Keeling ed altri suoi colleghi, grazie al contributo di organismi di prestigio quali lo Scripps Institution of Oceanography e al US National Weather Service, diedero il via ad uno dei più significativi progetti scientifici a lungo termine mai portato avanti sulla Terra: iniziare una serie di misurazioni della concentrazione di biossido di carbonio in luoghi remoti della Terra, compresi il Polo Sud e Mauna Loa nelle Hawaii.

E fu alle Hawaii, con i dati dell'osservatorio di Mauna Loa, che Keeling fece un’ulteriore scoperta: per la prima volta fu osservato l’effetto stagionale che la vita esercita sull’atmosfera attraverso i processi di fotosintesi, processi che cambiarono la composizione dell’atmosfera terrestre; vita che tuttora continua a dettare la dinamica del CO₂. Già dai primi anni delle misurazioni si osservò che, nel semestre estivo, più o meno da maggio a ottobre, la concentrazione andava via via calando, mentre in quello invernale, si registrava un progressivo aumento. Per la prima volta si assisteva alla sottrazione del CO₂ dall’aria per consentire la crescita delle piante in estate, e alla sua restituzione nel corso dell’inverno seguente: il respiro del pianeta[3]. Si stima che le piante sottraggano all'atmosfera circa 120 Gton di carbonio con la fotosintesi e ne restituiscano circa 58 dalla respirazione e 59 dalla decomposizione dei terreni: un equilibrio tanto eccezionale quanto sottile.

La curva di Keeling
Ma l’osservazione più importante fu scoprire che, già in un brevissimo periodo di pochi anni, Keeling misurò un aumento della concentrazione anno dopo anno, anche se minimo, ancora più evidente nella stazione del Polo Sud che passò da 311,1 ppm nel settembre 1957 a 314 ppm nello stesso mese del 1959.

A conti fatti, Keeling scoprì che il tasso di crescita annuale medio, di circa 1,4 ppm l’anno, era più o meno quello atteso dalla combustione di fonti fossili in assenza di sottrazione da parte dell’atmosfera. Ma, pur essendo evidente che le medie del secondo anno erano più alte di quelle del primo, e quelle del terzo lo erano più di quelle del secondo, in mancanza di altri dati e soprattutto facendo della buona scienza, trarre delle correlazioni di causalità era prematuro. Occorreva effettuare misure regolari in località remote, per lunghi periodi, e filtrarle da ogni possibile rumore. E così fu: da oltre 60 anni, analizzatori di gas misurano l’assorbimento della radiazione infrarossa in campioni atmosferici e la confrontano con i tassi di assorbimento in campioni di riferimento che hanno concentrazioni definite di CO₂.

Ecco come è nata la curva di Keeling, una delle curve più famose tra coloro i quali si occupano di climatologia e cambiamento climatico, qui aggiornata a pochi giorni fa! Il valore attuale è 424,97 ppm, il primo giorno di misurazioni, nel 1958, a Mauna Loa se ne registrarono 313.

Il valore attuale è quindi circa il 30 percento superiore a quello iniziale; la curva, mediata nelle sue oscillazioni stagionali, ha una crescita tutto sommato piuttosto uniforme (i matematici usano il termine monotòna) con un aumento di circa 100 ppm in sessantadue anni, circa 1,6 ppm l’anno. Keeling nel 1960 aveva stimato che la produzione annuale di CO₂ derivante dal consumo di combustibili fossili era pari a circa 1,4 ppm, lo stesso ordine di grandezza della crescita del tenore di gas serra.

Tutto il biossido di carbonio prodotto dal consumo di fonti fossili finisce in atmosfera? Oggi sappiamo che così non è, abbiamo i dati che lo dimostrano, perché il contributo da fossile è cresciuto di un fattore cinque da allora, di molto superiore a quello misurato da Keeling nello stesso periodo. E per questo Keeling aveva già una risposta: non dobbiamo aspettarci che tutto il CO₂ che l’umanità produce contribuisca all’aumento del suo tenore atmosferico. Qualcuno potrebbe dire «per fortuna!», ma anche se questo gas può sciogliersi in acqua, dando vita all’acido carbonico, con una cospicua parte quindi assorbita dagli oceani, la cosa ha, tuttavia, come conseguenza diretta il fenomeno dell’acidificazione degli oceani. In altri termini, se l’assorbimento di questo gas serra da parte degli oceani ci dà una mano a mitigarne gli effetti in atmosfera, d’altra parte va a fare danni, e non pochi, in altro modo. 

A questo punto, la correlazione quantitativa tra l’aumento osservato e il contributo di origine antropica è come minimo indicativa ma, ricordiamolo ancora, correlazione non implica causalità[4].

Prove dal passato

Come ho avuto modo di scriverne in questo post sono ormai decenni che diverse fonti forniscono i dati che ci raccontano come sia cambiato il clima sulla Terra nel corso di tutta la sua lunghissima storia geologica: sono le analisi stratigrafiche dei depositi sedimentari, i carotaggi di sedimenti marini o di lunghe colonne di ghiaccio prelevate nell’Artide così come in Antartide, o dai ghiacciai, persino da quelli alpini, e la relativa analisi dei loro contenuti, compresa la composizione dell'aria fossile nelle micro bolle d'aria; lo studio dei depositi vegetali trasportati dal vento, le analisi palinologiche (dei pollini), la distribuzione di organismi unicellulari dal guscio calcareo (foraminiferi), quello del rapporto tra concentrazioni di isotopi diversi dell’ossigeno o del carbonio e persino le analisi dei microsedimenti lasciati sui fondali marini del Nord Atlantico: sedimenti rilasciati da giganteschi iceberg che andavano migrando e sciogliendosi, dopo essersi staccati per crollo dal fronte delle inimmaginabili estese calotte glaciali presenti nelle epoche più fredde del nostro pianeta. E questi ultimi studi sono quelli tra i più coraggiosamente intuitivi e curiosi, che hanno messo in relazione eventi tra loro apparentemente slegati quali la fusione di iceberg, normalmente collegata a periodi di riscaldamento, e che invece ha apportato enormi quantità di acqua dolce e fredda, talmente tanta da alterare lo schema della normale circolazione delle correnti oceaniche che avviene, di solito, per differenze di temperatura e salinità.

Tutti questi sono ciò che i climatologi chiamano proxy data, non potendo effettuare misurazioni dirette nel passato per ovvi motivi si deducono alcuni fatti dall’analisi indiretta, per procura, di altri elementi.

Le previsioni e le proiezioni che vengono quindi elaborate continuamente, o la possibilità statistica concretamente molto alta che le cose vadano e potranno andare proprio così è provato da come sono andate in passato.

Ed è proprio dal ghiaccio polare, o meglio dalle bolle d’aria che si formano durante il processo di compattazione della neve caduta, che provengono le informazioni fondamentali. E, allo scopo di dare la necessaria globalità, è sia ghiaccio artico come quello estratto in Groenlandia, col North Greenland Ice Core Project (NGRIP), un progetto finanziato dalla UE che ha effettuato carotaggi fino ad oltre 3.000 metri di profondità perforando la calotta glaciale groenlandese, o antartico, col grandioso esperimento internazionale, European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA) con dati ricavati da carotaggi spintisi fino a valori record: 3.270 metri di profondità, estraendo ghiaccio sempre più vecchio, fino a quai a 800.000 anni fa.

Come potete vedere dalla figura precedente i siti di perforazione e carotaggio in Antartide sono numerosi e, maggiore è la profondità raggiunta, più vecchio sarà il periodo di formazione del ghiaccio dovuto alla stratificazione della neve anno dopo anno, stratificazione con aspetti diversi in estate rispetto all’inverno e così, proprio come gli si fa con gli anelli di accrescimento degli alberi, è possibile contare gli anni. Quindi, misurare la composizione del gas nelle bolle d’aria significa ottenere la composizione del gas atmosferico in quel luogo a quel tempo.

A questo punto abbiamo i dati misurati dall’osservatorio a Mauna Loa dal 1958 in poi[5] e la media di quelli dei carotaggi provenienti da vari siti, tutti allineati come lecito attendersi, per quanto riguarda i valori prima del 1958.

Mi sembra abbastanza evidente che, inserendo la curva di Keeling in ognuna delle curve che riportano i valori atmosferici derivanti dai carotaggi (o da qualsiasi altro dato proxy), l’impennata sia più che evidente. A conti fatti, dall'inizio dell'era industriale, sono bastati soltanto gli ultimi circa 60 anni per produrre il 40 percento delle emissioni antropiche.

E che cosa hanno in comune tutti questi bruschi cambiamenti di tendenza che rendono l’aumento del gas serra così concentrato nel tempo? In una parola, così accelerato?

L’inizio dell’epoca in cui si è iniziato a bruciare, soprattutto su scala industriale, combustibili fossili.

Osservate la curva dall’anno zero. Gli ultimi duemila anni di storia dell’umanità, storia raccontata e scritta, testimoniata. O quella a partire da 10.000 anni fa, dalla rivoluzione neolitica come qualcuno l’ha definita, l’agricoltura e la pastorizia, la nascita della stanzialità e forse della prima importante impronta ecologica dell’umanità. Ma quello che più colpisce è quello che parte dal 1700 in poi: prima e dopo la rivoluzione industriale, prima e dopo l’invenzione del motore a vapore, perfezionato e migliorato da parte dell’ingegnere scozzese James Watt nel 1765 (ne scrissi qui).

Il grafico precedente ci porta indietro di ben 800.000 anni, l’impennata recente diventa praticamente verticale, talmente breve è l’intervallo di tempo della curva di Keeling rispetto al passato geologico. Quei cicli di alti e bassi nel tenore di CO₂ seguono quasi fedelmente i periodi interglaciali che intervallano le grandi glaciazioni, dovute a variazioni orbitali della Terra. Tra i molti e tra i primi che cercarono di mettere ordine tra quanto osservavano e le spiegazioni relative uno dei primi ad avere le idee chiare fu sicuramente l’ingegnere serbo Milutin Milanković, ne ho scritto approfonditamente qui.

Si nota immediatamente una cosa, evidenziata nella figura seguente: il tenore di CO₂ è direttamente proporzionale alla temperatura dell’atmosfera, quanto più fa caldo quanto maggiore è il tasso di biossido di carbonio in atmosfera. Verrebbe da chiedersi se fa più caldo perché c’è più CO₂ o c’è più CO₂ perché fa più caldo? Ma, direbbe qualcuno, "i polli non fanno le uova perché da queste nascono". La spiegazione del fenomeno sta in due aspetti correlati: l’aumento della temperatura comporta la fusione delle calotte e dei ghiacciai continentali, oltre che ad un maggior tasso di evaporazione: di conseguenza il gas è liberato in atmosfera dalla criosfera e dall’idrosfera, inoltre al crescere della temperatura diminuisce la solubilità di questo gas in acqua. E questo causa un cosiddetto feedback positivo, un rinforzo. Quanto più aumenta il tenore di CO₂ tanto più aumenta la temperatura rinforzando il periodo interglaciale. Al contrario, le temperature basse favoriscono la solubilità del gas in acqua[6]. 

Ricordate il problema dell'acidificazione degli oceani? A questo punto si potrebbe pensare che, visto che con l'aumento delle temperature i mari vedono la loro capacità di assorbimento del CO₂ ridotto, il problema dell'acidificazione dovrebbe mitigarsi, purtroppo così non è perché i tassi di acidificazione crescono molto più velocemente del previsto. Entro il 2100, il pH degli oceani di superficie potrebbe scendere al di sotto di 7,8, ovvero più del 150% dello stato già corrosivo attuale, e potenzialmente anche di più in alcune parti particolarmente sensibili del pianeta come l'Oceano Artico. E comunque se gli oceani assorbono meno all'aumentare della temperatura, ciò significa che il gas serra resta in atmosfera, e se resta in atmosfera la temperatura aumenterà ulteriormente. Avete già capito: un altro feedback positivo.

La relazione tra CO₂ e temperatura è nota e studiata almeno dalla prima metà del XIX secolo, dai lavori dell'americana Eunice Newton Foote e del fisico John Tyndall, ed è stata definitivamente consacrata dal lavoro di Svante Arrhenius del 1896. Ne ho parlato in dettaglio in questo post.

Tutti i dati sono pubblicamente disponibili sul sito della Scripps Institution of Oceanography, proprio quella con cui collaborò Keeling.

Non ci resta che correlare
Torniamo adesso alle emissioni totali del solo CO₂. Il sito del Global Carbon Project fornisce la curva che ci è necessaria. Quella a partire dal 1960, stesso periodo di quella di Keeling, Non è soltanto una coincidenza che anche questa abbia una crescita monotòna assimilabile a quella del tenore di CO₂. Sono evidenti ed apprezzabili anche i momenti critici che comportarono un minor consumo di combustibili fossili con conseguente riduzione, minima ma apprezzabile, delle emissioni di gas serra.

Ricorderete che all’inizio si affermò che la correlazione quantitativa tra l’aumento osservato e il contributo di origine antropica è come minimo indicativa. Direi che a questo punto possiamo affermare, al di là di ogni ragionevole dubbio, che la correlazione è estremamente significativa: c’è un nesso di causalità.

Cosa questo ha a che fare con il cambiamento climatico, col riscaldamento globale? Questa è un'altra storia, e ne ho scritto più volte…

Ma, a rischio di diventare pedante e noioso (e c’è ben poco da annoiarsi…) propongo un ultimo grafico. L’aumento della temperatura media del pianeta, a partire dal 1850, espressa in termini di anomalie rispetto alla temperatura media nel trentennio 1961-1990. Traete voi le correlazioni. Come tutti gli splendidi grafici di Our World in Data è interattivo.

Lo so, avevo detto che quello precedente sarebbe stato l'ultimo grafico, ma il prossimo parla da solo: fermare ora le emissioni comporta un ritorno a livelli preindustriali sempre più lontano nel tempo, e tanto più alto sarà il tasso esistente al momento in cui si interromperanno le emissioni addizionali tanto maggiore sarà il tempo di ritorno all'equilibrio. Ne ho parlato con dovizia di particolari in questo post.

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[1] Ho già avuto modo di scriverlo. Più conosciuta forse come “anidride carbonica” ma ormai da moltissimo tempo “biossido di carbonio” è il nome corretto negli standard di nomenclatura chimica.
[2] Fotosintesi clorofilliana
[3] Ovviamente è un po’ più complicato di così: ne ho scritto qui.
[4] Questa cosa è ben nota a chi, come me, si è divertito a cercare correlazioni spurie di ogni tipo.
[5] E non solo comunque, ma sarà sufficiente fare riferimento a questi. Nella curva di Keeling riportata si precisa che alcuni dati derivano dall'osservatorio di Mauna Kea perché, durante una recente fase eruttiva del Mauna Loa la stazione non era disponibile.
[6] Un esempio immediato e intuitivo. Agitando una bottiglia di acqua gassata fredda, arricchita di CO₂, si formano meno bolle che non facendolo con una bottiglia di acqua più calda. La bassa temperatura favorisce la solubilità.