I pregiudizi che impoveriscono il dibattito sul clima ed il ruolo dei gas serra sul riscaldamento globale

L'unica costante del clima sul nostro pianeta è il cambiamento. O, meglio, il clima cambia di continuo, con velocità più o meno alte, praticamente da quando la Terra si è formata. Oggi il dibattito sul clima e sui suoi cambiamenti odierni è imperniato sulle polemiche fra chi pensa che l'umanità non incida sul clima e chi invece lo sostiene. Ci sono interessi economici in ballo che definire enormi è dire poco, intere economie che si basano sullo sfruttamento dei combustibili fossili, modelli di stili di vita e di sviluppo (e anche di decrescita, lasciamo perdere) incredibilmente divergenti. Sul gruppo Facebook di Dibattito Scienza abbiamo iniziato una discussione sul clima che mi spinge un po' fuori dal letargo delle ferie estive e desidero quindi riassumere il mio punto di vista sulla questione e quanto si ricava dalla Geologia. Preciso che qui non mi occupo di quello che potrà succedere in futuro. Non lo so. Certo, ho le mie impressioni e i miei convincimenti, ma non hanno nulla a che fare con quanto voglio scrivere ora e cioè il perchè il dibattito sul clima oggi non mi piace e quale è stato fino ad oggi il ruolo dei gas – serra sulla storia della Terra.

Parto con una premessa che reputo necessaria: le differenze fra climatologia e meteorologia.

La meteorologia si occupa del tempo dei prossimi giorni (o, meglio, del tempo che dovrebbe esserci). La climatologia ci dice l'andamento generale del clima: banalmente, la distribuzione media mdi temperature e precipitazioni in una data località. A parte questo esempio semplice, quasi intuitivo, in realtà gli studi sono piuttosto fini e spesso riguardano aspetti estremamente particolari, specialmente confrontando il clima di oggi con quello del passato più o meno prossimo e cercando di capire come questi ed altri parametri si sono evoluti nel passato e come si evolveranno nel futuro.

Entrambe le discipline si avvalgono di modellizzazioni fra le più raffinate che la Scienza e la tecnologia sono capaci di produrre.

LE COSE DEL DIBATTITO SUL CLIMA CHE NON MI PIACCIONO

Come ho già avuto modo di dire il dibattito sul clima non mi piace. Non mi piace non perchè io sia un negazionista (lo ero, ma ho cambiato idea) ma per il modo in cui si svolge.

Mi spiego:

- prima di tutto perchè ci mettono la bocca un po' tutti: un biologo o un chimico difficilmente intervengono “ufficialmente” su dibattiti sui terremoti che dovrebbero essere “roba da geologi” o da geofisici (purtroppo sulla geofisica intervengono anche troppo i fisici, con conseguenze spesso drammatiche, a parte eccezioni come il Mucciarelli che “sa” di Geologia...). Idem i geologi per questioni di chimica “brutale”... cioè ciascuno interviene sul suo campo perchè si sente – giustamente – autorevole sul proprio terreno.

Ora succede che ci sono la Fisica, la Matematica, la Chimica, la Biologia, le Scienze della Terra etc etc e ci sono le facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali, i Corsi di Laurea in Fisica, Chimica, Scienze della Terra etc etc. Però Climatologia e Meteorologia non hanno dei corsi di laurea appositi, forse fatte salve eccezioni che non conosco, non essendo del settore (se qualcuno ne è a conoscenza me lo segnali pure!).

Per questo ci sono i climatologi, ma ci sono tanti altri ricercatori di tanti altri campi che mettono bocca sulla questione.

Un anno fa un gruppo di climatologi, per descrivere la questione, fece un paragone calzante: se avete un problema al cuore andate dal dentista o dal cardiologo? Ecco, il dibattito sul clima oggi è un po' questo, come se, di fronte ad una malattia cardiaca ci fossero dentisti, neurologi od ortopedici a proclamare che i cardiologi non hanno capito una emerita mazza mentre loro sì, hanno la soluzione

- una seconda questione è che se uno vuole trovare prove che il riscaldamento in atto sia di origine antropica le trova. Ma anche chi sostiene che il cambiamento sia naturale le trova. Perchè? Banalmente, perchè ai cambiamenti climatici in atto concorrono sia cause naturali che cause antropiche. Quale sia la percentuale di una o dell'altra esula dagli scopi di questo post

- la seconda questione ne trascina una terza: il dibattito scientifico si svolge sulle basi del più bieco manicheismo: chi sostiene che i cambiamenti climatici sono di natura antropica in generale tende a denigrare coloro che sostengono il contrario e mostra tutta una serie di dati che dimostrano la sua tesi, senza annotare quelli che fanno pensare ad una origine naturale di una parte del global warming. Chi invece sostiene la tesi che i cambiamenti sono di origine naturale fa esattamente il contrario in maniera speculare.

Cioè, tutti, sostenitori dell'antropicità del global warming e negazionisti si comportano in un modo curioso, scientificamente parlando: partono dalle conclusioni cercando fenomeni che diano loro ragione e evitando di parlare di fenomeni che gli danno torto

La stessa cosa succede parlando di schieramenti:

- in politica: generalmente “a sinistra” si tende più a dare colpa all'Umanità, a “destra” alla Natura

- nella società: gli ambientalisti danno la colpa all'Umanità, chi invece fa riferimento all'apparato industriale propende per una origine naturale.

Anche in questo caso ciascuno cita esclusivamente quello che gli fa comodo. Particolarmente divertenti le connessioni fra antievoluzionisti e negazionisti. Ne avevo parlato qui.

Quindi il dibattito sul clima è pesantemente influenzato molto spesso da ignoranza specifica della materia da parte di chi ne parla e dai suoi preconcetti che non sono scientifici, ma culturali.

E quando alla Scienza si mischiano ideologie e pregiudizi da un dibattito scientifico ci si può attendere proprio ben poco...

Quello che è vero è che qualche tempo uno studio evidenziò che oltre il 95% dei lavori su riviste scientifiche (ovviamente si parla di quelli scritti da climatologi...) parlano di global warming indotto dall'attività umana. La percentuale diminuisce drasticamente prendendo giornali e blog; in questo caso è evidente il ruolo del complesso industriale, in particolare, ma non solo, quello dell'industria petrolifera (ma và... chi se lo aspetterebbe???). E si arriva a cose tipo la Sarah Palin che spera in un aumento del global warming “perchè così in Alaska staremo meglio”.

INFLUENZE ASTRONOMICHE SUL CLIMA TERRESTRE

Sun is the same in a relative way but you're older
shorter of breath and one day closer to death. 

Così recita Time dall'inarrivabile The Dark side of The Moon dei Pink Floyd. Un confronto in due versi sulla velocità delle trasformazioni del fisico durante la vita umana rispetto alla vita del Sole.

Ignoro quali fossero le informazioni sulla dinamica solare di Roger Waters e compagnia, però questo non è del tutto vero, almeno a scala un po' maggiore di quella del giorno. A scala umana gli unici cicli di attività solare che si riescono a percepire, sia pure non direttamente, sono quelli undecennali (e ora vari imbecilli stanno prefigurando chissà quali scenari per un normalissimo capovolgimento del campo magnetico solare). Avevo parlato della scoperta dei cicli undecennali del Sole e come influenzavano l'attività umana tra il XVIII e il XIX secolo commentando il libro “I re del Sole”, la storia della astronomia solare Altri cicli sono visibili usando la paleoclimatologia e l'alternanza di fasi più fresche e fasi più temperate negli ultimi millenni viene principalmente spiegata con oscillazioni della attività solare. Ci sono ad esempio forti indizi che la piccola era glaciale corrisponda ad un periodo di attività solare relativamente debole.

Ci sono poi i cicli di Milankovitch che legano una componente della variazione delle temperature a cambiamenti in alcuni parametri dell'orbita terrestre.

FATTORI CLIMATICI TERRESTRI

Ovviamente oltre a fattori astronomici, anche fattori tipicamente terrestri influenzano il clima. Per esempio la copertura nuvolosa, la presenza di calotte glaciali, la quantità di gas – serra e la distribuzione delle terre emerse (che influenza direttamente le 3 caratteristiche viste sopra):

- la copertura nuvolosa diminuisce la temperatura sul pianeta perchè filtra buona parte della radiazione solare in arrivo

- la presenza di calotte polari conserva il freddo (e l'elevato potere riflettente di superfici bianche agisce come la copertura nuvolosa: rimanda nello spazio buona parte della radiazione incidente)

- la quantità di gas – serra regola la quantità di calore che l'atmosfera può trattenere. È significativo come la calotta glaciale antartica inizi a formarsi durante il processo di avvicinamento del continente al polo sud e come la formazione della calotta settentrionale inizia più tardi quando anche l'Eurasia e il Nordamerica si portano sempre più a nord

Interessante è notare che una disposizione con poche e grandi masse continentali promuova periodi aridi mentre un numero maggiore di masse continentali piccole si accompagni a periodi con forti precipitazioni, perchè aumenta la lunghezza complessiva delle linee di costa. In questo secondo caso è possibile una diminuzione dei gas – serra a causa della maggiore fissazione di  CO₂ nelle rocce per il maggiore tasso di alterazione dei silicati.

I GAS – SERRA E IL GLOBAL WARMING

Il ruolo dei gas – serra nella storia della Terra è molto importante. Solo grazie all'alta concentrazione di CO₂ nella atmosfera primordiale il nostro pianeta è riuscito a mantenere acqua liquida, visto che il Sole era molto più debole di oggi. Ancora 800 milioni di anni fa, con la nostra stella più debole del 6% rispetto ad oggi, due glaciazioni globali furono rese possibili semplicemente perchè, per cause ancora non chiarite, la quantità di biossido di Carbonio scese da 1800 a 500 parti per milione (oggi mentre scrivo è 400).

Una cosa importante da sottolineare è che i circa 100 milioni di tonnellate annue di CO₂ emessa dai vulcani vengono consumate dal Sistema – Terra. Anzi, dal Mesozoico ad oggi il tenore di Biossido di Carbonio è diminuito parecchio, il che alla fine ha contribuito insieme ai movimenti dei continenti ad innescare la fase glaciale che perdura per l'Antartide dall'Oligocene, per l'Artide da un po' dopo.

I sistemi che ”consumano” il gas emesso dai vulcani sono molti: la fotosintesi clorofilliana, la deposizione delle rocce carbonatiche (calcari, dolomie), l'alterazione chimica dei silicati, il sequestro nei giacimenti di idrocarburi e di carboni, nel permafrost ,nelle acque e nei sedimenti e la scomparsa dei sedimenti marini lungo le zone di subduzione. Alcune di queste condizioni valgono anche per il Metano, per il quale si devono aggiungere gli idrati nei fondi marini delle zone subpolari.

Quindi l'attività vulcanica “regolare” non è in grado di rifornire l'atmosfera terrestre di tutto il biossido di Carbonio che le occorre per stabilizzarne il quantitativo.

Per farlo occorre una maggiore quantità di magmi, quelli prodotti dai cosiddetti “Flood Basalts”: si tratta di un vulcanismo particolare, in cui in poche centinaia di migliaia di anni vengono messi in posto con conseguenze drammatiche per la vita, anche milioni di kilometri cubi di magma. Sono le cosiddette “Large Igneous Provinces”, che arrivano a immettere in atmosfera, sia pure per periodi geologicamente molto brevi, una quantità annua di CO₂ 40 volte maggiore di quella ordinaria.

E difatti molti Autori legano le alte temperature dell'inizio del Triassico e in tutto il Mesozoico alle grandi emissioni di CO₂ legate alla grande quantità di espandimenti basaltici che si è registrata in quella parte della storia della Terra.

Oltre alla maggiore estinzione di massa di sempre, anche il definitivo scioglimento della calotta polare del Permo – Carbonifero alla fine del Permiano, 250 milioni di anni fa, è stata guidata dall'aumento dei gas – serra in atmosfera, proveniente dalle violente eruzioni che hanno messo in posto i trappi siberiani, una mostruosa serie di espandimenti basaltici a est degli Urali tra l'Oceano Artico ed il Kazakistan.
Un altro esempio di incremento delle temperature, accompagnato da altri fenomeni, è il passaggio Paleocene - eocene, ne ho parlato qui.

Le Large Igneous Provinces (in sigla LIP) sono anche la causa delle maggiori estinzioni di massa, anche di quella dei dinosauri: oggi l'ipotesi dell'asteroide rimane ancora molto popolare fra una parte degli scienziati e in generale nell'opinione pubblica ma molti studi hanno dimostrato che l'asteroide è caduto sì, ma centinaia di migliaia di anni prima e che c'è una “curiosa” concomitanza fra estinzioni di massa e vulcanismo da Large Igneous Province. Ne ho parlato spesso su Scienzeedintorni ma anche in una "cafferenza", una conferenza del Caffe-scienza di Firenze, il cui video si trova qui.

L'EQUIVOCO DELLA CAROTA VOSTOK

Quindi un legame fra temperature globali e quantità di gas serra è evidente alla scala geologica dei tempi: abbiamo visto come un tenore di CO₂ atmosferica molto maggiore di quello odierno ha evitato che la Terra si ghiacciasse quando il Sole era più debole di oggi, le alte temperature dell'inizio del Triassico sono dovute alla enorme quantità di CO₂ proveniente dalle eruzioni dei trappi siberiani, così come quelle fra Giurassico e Cretaceo.

Ma se prendiamo la carota Vostok, una carota di ghiaccio prelevata in Antartide che ha consentito di ricavare temperature e quantità di CO₂ e CH₄ degli ultimi 400.000 anni, spesso sembra che le quantità di gas serra siano conseguenze della temperatura e non viceversa.

Ciò viene portato in pompa magna dai sostenitori del fatto che i gas – serra non influenzano le temperature globali ma sia il contrario.

La realtà è molto diversa. Un aumento della radiazione solare provoca un parziale scioglimento dei ghiacci; la risposta è quindi una diminuzione dell'area coperta dalle calotte glaciali e la liberazione in atmosfera di CO₂ e CH₄ provenienti da quella parte di ghiacci, permafrost e gas idrati che sono svaniti. Inoltre la minore riflettività di acqua e terraferma quando sono libere dai ghiacci consente un maggiore assorbimento di calore solare rispetto a quando la superficie era ghiacciata.

Quando la quantità di radiazione solare diminuisce al punto di compensare la maggior quantità di calore assorbita nelle alte latitudini, si instaura un meccanismo opposto: aumentano le superfici coperte da ghiacci, permafrost e nei fondi marini dai gas idrati, il che provoca un intrappolamento di gas – serra per cui il loro tenore nell'atmosfera diminuisce.

Quindi queste variazioni nel tenore di gas – serra amplificano le variazioni indotte dai cicli astronomici e per questo sono i tenori di gas – serra ad andare a rimorchio delle temperature e non vice versa.

Per questo non si può prendere la carota Vostok come esempio del rapporto fra temperature e quantità di gas – serra nell'atmosfera, specialmente in periodi in cui non ci sono calotte glaciali.

CONCLUSIONE

È innegabile che in questi ultimi secoli, a partire dall'inizio del XIX secolo, c'è in corso un riscaldamento di origine naturale (astronomica, per le pulsazioni dell'attività solare e per le variazioni nella geometria dell'orbita terrestre).

È comunque accertato che, grazie allo studio di analoghe situazioni indotte da fenomeni naturali, l'immissione di gas – serra nell'atmosfera dovuta alle attività umane incrementi il loro quantitativo in maniera troppo consistente per non avere conseguenze a carattere globale (almeno 300 volte superiore al ritmo naturale e 30 volte superiore a quello di una attività di LIP) innestando un forte disturbo nei confronti delle variazioni naturali delle temperature, aggiungendo al trend naturale oggi in atto una componente antropica estremamente significativa, probabilmente maggiore di quella naturale.

Questo è quello che si vede con le Scienze della Terra.

Quanto in percentuale la Natura e l'Umanità influiscano sul global warming e se sia possibile bloccarlo sono invece risposte che devono essere date da altri. I climatologi, appunto.