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CO2 ed impatto sul clima: teorie negazioniste smascherate con l’analisi degli esperti

Nella storia della Terra, in particolare negli ultimi 540 milioni di anni, si sono verificate glaciazioni di modesta entità a fronte di livelli di CO2 di gran lunga maggiori rispetto quelli attuali. Tali risultati vengono speso utilizzati dai negazionisti climatici per avvalorare le loro tesi contro il riscaldamento globale. Tuttavia, la realtà è ben diversa e molto più complessa.

Durante l’ultimo eone terrestre, chiamato Fanerozoico, iniziato circa 542 milioni di anni fa, vi furono periodi nei quali, nonostante livelli di CO2 atmosferica molto più elevati di quelli odierni, vaste aree del pianeta subirono intense glaciazioni. Tali eventi sono utilizzati spesso come prove di teorie negazioniste sui cambiamenti climatici e incontrovertibili evidenze a favore del fatto che il livello di CO2 atmosferica non influenzi il clima terrestre. Tali glaciazioni sembrerebbero pure in contrasto con la teoria dell’IPCC che in futuro prevede, con livelli così alti di CO2, un poderoso riscaldamento globale e fusione dei ghiacci, a causa di un effetto serra molto intenso. Quindi, queste prove – apparentemente in linea con le teorie climatiche negazioniste – potrebbero portarci a concludere che la CO2 non influisce sul clima terrestre e non ne favorisce il riscaldamento. Ma è proprio così? La risposta è: NO!

Il motivo di tale risposta non è banale e risiede nel fatto che la concentrazione di CO2 atmosferica non è l’unico fattore che influisce sul clima. Ve ne sono molti altri tra cui la disposizione delle terre emerse in epoche passate, l’attività (il flusso di radiazione) solare e la concentrazione di altri gas climalteranti.

Per risolvere questa apparente contraddizione, uno studio ha unito 490 tipi di proxy climatici (i dati proxy possono fornire informazioni su una serie di cambiamenti rilevanti per il clima, includono sia eventi improvvisi che tendenze graduali a lungo termine) nell’intento di ricostruire sia le concentrazioni di CO2 sia il livello di attività solare nell’ultimo mezzo miliardo di anni. I risultati hanno mostrato come l’effetto combinato di Sole e CO2 in questo lasso temporale, avvalori le più recenti e accreditate conoscenze attuali sul clima e sul riscaldamento globale. Come possiamo vedere nella Figura 1, la concentrazione della CO2 atmosferica ha raggiunto valori incredibilmente alti, forse superiori a 5000 ppm nel tardo Ordoviciano (circa 440 milioni di anni fa). Tuttavia è di fondamentale importanza sottolineare come l’attività solare, viaggiando a ritroso nel tempo, segua una costante riduzione fino a raggiungere un valore, nel primo Fanerozoico, del 5% inferiore rispetto alla radiazione attuale. Fatte queste premesse, è ora di introdurre un concetto fondamentale, sebbene piuttosto sconosciuto tra i non addetti ai lavori, chiamato soglia CO2-ghiaccio, cioè la concentrazione richiesta di CO2 in funzione dell’intensità della radiazione solare, necessaria per dar luogo a una glaciazione.

Figura 1. Concentrazioni di CO2 atmosferica attraverso il Fanerozoico. La linea tratteggiata è relativa a quanto previsto dal modello del ciclo del Carbonio GEOCARB, a fascia grigia rappresenta il range di incertezza. La linea indica i valori lisciati dedotti dai proxy (Royer 2006).

Infatti, a questo punto, risulta ovvio come a fronte di un flusso solare radiativo minore, anche in presenza di concentrazioni di CO2 di gran lunga maggiori di quelle attuali, possano coesistere con periodi glaciali. Mentre la soglia attuale CO2-ghiaccio sulla Terra si aggira attorno alle 500 ppm, nel tardo Devoniano (370 milioni di anni fa) si calcola che fosse 2000 ppm. Come mostrato in Fig. 2, dove viene indicata l’azione combinata del forcing della CO2 (la differenza tra la radiazione in entrata e in uscita è nota come forzante radiativa (RF) di un pianeta e può essere influenzata da molti fattori che agiscono su di esso e cambiano l’equilibrio come le eruzioni vulcaniche, la variabilità solare, le tracce di gas e aerosol e le variazioni orbitali di Milankovitch) e radiazione solare durante l’intero Fanerozoico, calcolato come anomalia in W/m2 rispetto alle condizioni pre-industriali (CO2 = 280 ppm; radiazione solare = 342 W/m2) i periodi nei quali esiste una forte evidenza riguardante l’inizio di sporadiche condizioni glaciali sul pianeta durante il Carbonifero (Carb) e il Permiano (P), sono avvenuti proprio in corrispondenza di valori di CO2 al di sotto delle 2000, seguiti con alta probabilità da periodi di estesa presenza di ghiacci perenni sulla terra in corrispondenza di valori di CO2 al di sotto delle 1000 ppm ma ben al di sopra delle 420 ppm dei giorni nostri.

Figura 2. Azione combinata del forcing della CO2 e del Sole durante il Fanerozoico. I valori sono espressi rispetto alle condizioni pre-industriali (CO2= 280 ppm; radiazione solare= 342 W/m2). Le strisce grigie verticali si riferiscono a periodi nei quali esiste una forte evidenza di condizioni glaciali diffuse.

A questo punto un’ultima domanda sorge spontanea: cosa causò la “ripida” discesa dei valori di CO2 dalle 5000 ppm nell’Ordoviciano a valori al di sotto delle 2000 ppm nel Devoniano (D) che innescarono periodi glaciali? Principalmente i fattori furono due: in primo luogo un brusco rallentamento dell’attività vulcanica globale, fonte di CO2, associato ad un processo di invecchiamento del substrato roccioso della crosta terrestre, che rimosse l’anidride carbonica atmosferica fino a raggiungere valori al di sotto della soglia CO2-ghiaccio di 2000 ppm. Tale evidenza porta a concludere con un alto grado di probabilità, che la discesa della CO2 fu la causa che innescò le glaciazioni avvenute dopo il tardo Devoniano.

Spostandoci sulla scala geologica, il periodo più recente con valori di CO2 simili a quelli correnti (420 ppm), fu circa 15 milioni di anni fa, durante il medio Miocene. Ma com’era il clima a quel tempo, quando l’intensità della radiazione solare era simile a quella attuale? Ebbene, la temperatura globale era di circa 6-8 °C maggiore rispetto a quella attuale ed il livello medio dei mari di 30-40 metri superiore rispetto ad oggi. Non esisteva né una banchisa artica permanente nell’Oceano Artico né una calotta glaciale al di sopra della Groenlandia mentre la calotta antartica era molto più ridotta in termini di estensione. Grazie a queste ulteriori prove, la comunità scientifica è unanime nell’affermare che le osservazioni geologiche di cui disponiamo ora, relative a 20 milioni di anni, forniscono un deciso supporto all’idea che l’anidride carbonica sia un fattore chiave nel generare i cambiamenti climatici e stia svolgendo un ruolo decisivo nel riscaldamento globale in atto.

 

Leggi anche:

Ere glaciali Parte I: Snowball Earth, quando la Terra era una palla di neve

Ere glaciali Parte II: il periodo Cryogeniano

Ere glaciali Parte III: le glaciazioni più recenti, chiamate pleistoceniche, avvenute durante gli ultimi 2.5 milioni di anni

 

Per approfondire:

Royer, D. L. (2006). CO2-forced climate thresholds during the Phanerozoic. Geochimica et Cosmochimica Acta70(23), 5665-5675.

Young, S. A., Saltzman, M. R., Foland, K. A., Linder, J. S., & Kump, L. R. (2009). A major drop in seawater 87Sr/86Sr during the Middle Ordovician (Darriwilian): Links to volcanism and climate?. Geology37(10), 951-954.

Tripati, A. K., Roberts, C. D., & Eagle, R. A. (2009). Coupling of CO2 and ice sheet stability over major climate transitions of the last 20 million years. science326(5958), 1394-1397.

 

Luca Maffezzoni

Nato a Brescia nel 1989, fin dalla giovane età mostra una passione innata verso le tematiche climatiche e ambientali. Dopo aver ottenuto il diploma di Liceo Scientifico consegue prima la laurea triennale in scienze ambientali attraverso la discussione di una tesi riguardante le ondate di calore estive sulla penisola italiana nell’ultimo ventennio. Successivamente, grazie una tesi sperimentale volta allo studio della risposta dei ghiacciai alpini al Global Warming, ottiene la laurea magistrale in scienze e tecnologie ambientali con indirizzo climatico presso il DISAT dell’Università Bicocca di Milano nel Novembre 2015. Dopo una breve esperienza come insegnate di matematica e scienze presso una scuola secondaria di primo grado, ottiene un assegno di ricerca presso L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) della durata di un anno dove si occupa dello sviluppo e mantenimento dell’Archivio Storico Macrosismico Italiano (ASMI). In fine, nel novembre del 2017 si traferisce all’università LJMU di Liverpool dove inizia un dottorato di ricerca volto a studiare gli effetti dei cicloni extratropicali sulla calotta glaciale Groenlandese. Tale esperienza è accompagnata da costante attività di insegnamento all’interno dell’università dove si occupa di fornire agli studenti le basi di statistica, programmazione e utilizzo di Geographic Information System (GIS) necessari per poter lavorare e gestire dati meteorologici, climatici e ambientali.

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