Carbonio, la strategia del 4 per mille per catturare gas serra e aiutare l’agricoltura

Il ciclo del carbonio è costituito da una complicata serie di processi che coinvolgono l’atmosfera, il suolo, gli oceani, la biosfera e la crosta terrestre. Non entreremo qui nei complessi dettagli di questo ciclo: per il momento basterà ricordare che esso opera su due scale temporali molto diverse.
Nei processi relativi alla scala più breve il ruolo principale è svolto dagli organismi viventi, sia sulla terraferma che negli oceani, e in particolare dalle piante attraverso la fotosintesi. Sappiamo infatti che grazie alla fotosintesi circa il 30% del biossido di carbonio emesso dalle attività umane viene sottratto ogni anno all’atmosfera (la metà circa resta nell’aria, mentre la parte rimanente è assorbita dagli oceani).
Il ciclo più lungo del carbonio, che si manifesta in tempi dell’ordine di milioni di anni, coinvolge l’atmosfera e alcuni minerali diffusi nella crosta terrestre: parliamo dell’erosione dei silicati. L’erosione dei silicati è un meccanismo che nel corso delle ere geologiche ha permesso al nostro pianeta di mantenere una temperatura relativamente costante a dispetto, ad esempio, delle variazioni dell’intensità della radiazione solare (il paradosso del Sole debole).
Il processo inizia quando il biossido di carbonio presente nell’atmosfera si discioglie nella pioggia, che diventa acida e attacca i silicati presenti nelle rocce (in inglese “weathering”). La reazione chimica conduce alla formazione di carbonati che finiscono nei fiumi per poi essere trasportati nei mari, dove si accumulano. In questa fase, che è favorita da alte temperature, il biossido di carbonio atmosferico viene consumato e la sua concentrazione nell’aria si abbassa. Il ciclo si chiude quando la crosta oceanica sprofonda nel mantello e viene sottoposta ad alte pressioni e temperature elevatissime: il carbonio dei carbonati fa ritorno in atmosfera nella forma di CO2 emessa dai vulcani. Una delle tecniche proposte per rimuovere attivamente il biossido di carbonio dall’atmosfera (NETS, Negative Emissions Technologies, di cui abbiamo parlato anche in questo articolo) prende il nome di “Enhanced Weathering” e sfrutta proprio questo processo.

L’iniziativa “4 per 1000”, promossa nell’ambito della COP21 di Parigi, fa invece riferimento al ciclo breve del carbonio, quello dove il ruolo preponderante è svolto dalle piante e dallo strato superficiale del suolo. L’iniziativa mira a diffondere una serie di pratiche agricole con l’obiettivo di aumentare la frazione di carbonio nel suolo (SOC, Soil Organic Carbon) mediamente del 4 per 1000 ogni anno. La scelta di questo valore simbolico non è casuale: come è mostrato nella figura precedente, se fosse possibile aumentare del 4 per 1000 in un anno il carbonio organico del terreno questo basterebbe a compensare la quantità di carbonio emessa dalle attività umane.
Per confrontare il peso di C (carbonio) con il più familiare CO2 si ricordi che una molecola di CO2 pesa circa 3.67 volte un atomo di carbonio. Per farsi un’idea degli ordini di grandezza in gioco, inoltre, si consideri che, in media, a livello globale i suoli contengono circa 161 tonnellate di carbonio per ettaro e che quindi il 4 per 1000 equivale a 0.6 tonnellate.

Naturalmente quella di aumentare del 4 per 1000 il carbonio in tutti i suoli del pianeta rappresenta una provocazione: quanto carbonio in più è possibile realisticamente immagazzinare nei suoli, con quali tecniche e quali terreni si prestano meglio a questo intervento?

Abbiamo trovato alcune risposte in un ponderoso studio pubblicato sulla rivista scientifica Geoderma (B. Minasny et al. , Soil carbon 4 per 1000/ Geoderma 292, 2017). In questo lavoro i ricercatori hanno stimato il potenziale di sequestro di carbonio nei suoli di tutto il pianeta e analizzato vantaggi e limiti di questa strategia. Le loro conclusioni meritano sicuramente interesse e pertanto le riassumiamo brevemente. Innanzitutto si parte dal presupposto che i terreni in cui è possibile e auspicabile accrescere il contenuto di carbonio saranno essenzialmente quelli agricoli, con particolare attenzione ai suoli degradati (circa il 40% dei terreni mondiali) anche a causa dell’agricoltura intensiva e di pratiche scorrette. Infatti, quando un suolo naturale viene convertito all’agricoltura intensiva il contenuto di carbonio si abbassa fortemente entro i primi due decenni dall’inizio dello sfruttamento, scendendo anche al di sotto del livello critico (si veda la figura 16 dello studio appena citato).
Gli autori concludono che utilizzando le migliori pratiche a disposizione (non trascurando nuove idee e innovazioni) l’obiettivo del 4 per 1000, o anche tassi superiori, è realistico. Dato che i suoli coltivati contengono circa 600 Gt (miliardi di tonnellate) di carbonio l’incremento annuo del 4 per 1000 di carbonio organico equivarrebbe a 2.5 tonnellate all’anno di C, pari a circa il 30% delle emissioni antropiche.

È necessario tuttavia sottolineare un aspetto fondamentale: il sequestro di carbonio nel terreno non può proseguire per un tempo indefinito poiché dopo alcuni decenni il suolo va incontro alla saturazione. Detto con altre parole, tutto il carbonio che verrà aggiunto tornerà all’atmosfera.
Sequestrare carbonio nei suoli dunque può aiutarci a guadagnare tempo, mentre la strada maestra per mitigare gli effetti più dannosi del cambiamento climatico resta quella di ridurre sensibilmente le emissioni di gas-serra.

Per accrescere la quantità di carbonio nello strato superficiale di un suolo agricolo si può contare su una serie di “buone pratiche” che naturalmente dovranno essere studiate caso per caso, a seconda del tipo di coltura, della natura del suolo e delle condizioni climatiche. Tra le più citate vi sono l’aratura superficiale o addirittura la non-aratura (no-tillage), che tra l’altro consente di risparmiare carburante per il trattore, la rotazione delle colture, non lasciare scoperto il suolo, le tecniche di agro-forestazione (intercalare filari di alberi fra le colture), l’utilizzo di leguminose (piante azoto-fissatrici) per accrescere in modo naturale la produttività, l’uso di ammendanti organici (es: compost), l’utilizzo accorto dell’acqua di irrigazione, la trasformazione di un terreno arato in pascolo. Anche l’afforestazione (piantare una foresta su un terreno a destinazione agricola) dovrebbe essere inclusa fra queste pratiche, ma occorre tenere conto del rischio di competizione con la produzione alimentare.

La maggior parte di queste pratiche non solo sono facilmente applicabili, ma migliorano i terreni e li rendono più produttivi: un buon esempio di strategia win-win. I suoli ricchi di carbonio organico, infatti, sono più fertili, resistono meglio all’erosione, trattengono l’acqua in modo più efficace e contengono una maggiore biodiversità.