CO2: la molecola che controlla il clima

Cassandra cercò di avvertire i suoi concittadini troiani del pericolo che la città correva, ma non fu creduta. È una cosa che si verifica comunemente anche oggi quando qualcuno cerca di avvertirci di qualche verità scomoda, per esempio l'esaurimento delle risorse o il riscaldamento globale. Fattore determinante di quest'ultimo processo è la presenza di CO2 nell'atmosfera. Ma sulla famosa molecola si fa ancora tanta confusione.

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di Ugo Bardi

La molecola di CO2 nella versione sorridente. Immagine tratta da Watt's up with that

Forse allora è bene ricominciare dall'inizio e notare che non stiamo parlando soltanto di modelli, ma anche di dati sperimentali che hanno una lunga storia. Solo il fatto che esistesse una molecola di biossido di carbonio è una cosa relativamente recente. Fu scoperta nel 1600 da Van Helmont che, all'epoca, la chiamò "gas di legna". Ci volle molto tempo per capire il ruolo della CO2 nella chimica delle piante, mentre i primi esperimenti di assorbimento della luce solare da parte dei vari gas atmosferici furono fatti dall'Irlandese John Tyndall nel 1859. Già a quei tempi, Tyndall si rendeva benissimo conto degli effetti riscaldanti dei vari gas serra. Prima di Tyndall, ci aveva speculato sopra Joseph Fourier (quello della serie di Fourier), ma senza avere dati sperimentali.

Dopo il lavoro di Fourier e Tyndall, toccò a Svante Arrhenius in un lavoro del 1896 in cui sistematizzò l'effetto del CO2 in una teoria che è tuttora perfettamente compatibile con quelle moderne. Arrhenius aveva già capito che l'effetto del CO2 non è lineare con la concentrazione e aveva proposto la legge logaritmica che si usa ancora oggi. Aveva anche fatto qualche calcolo approssimato sulla quantità di CO2 emessa dall'attività umana e concluso che non ci sarebbero stati problemi. Ahimé, questa conclusione era valida solo per le piccole emissioni dei suoi tempi.

Dopo Arrhenius, la questione dell'effetto del CO2 sull'atmosfera è rimasta più o meno dormiente per diversi decenni. Mancavano dati e mancava anche una comprensione dettagliata dei meccanismi di riscaldamento dell'atmosfera. Solo negli anni '30 si è cominciato a notare sia l'aumento della concentrazione di CO2 come della temperatura globale. Il primo ad accorgersene è stato Guy Stewart Callendar che aveva già ipotizzato l'esistenza di una correlazione fra le due cose. Ma si è dovuto aspettare il 1952 per i primi modelli fisici di Lewis Kaplan. Poi, negli anni '60, è stato il turno di Roger Revelle (figura simile al maestro di Al Gore nel film "Una scomoda verità”). Con Revelle è cominciata la moderna climatologia e da allora le conferme sperimentali e teoriche si sono accumulate al punto che l'effetto fondamentale del CO2 sul clima è diventato una cosa ovvia per chiunque sappia qualcosa dell'argomento.

La molecola di CO2 nella versione triste a indicare che il CO2 è essenziale per la vita ma può anche fare grossi danni. Immagine tratta da Watt's up with that

Tuttavia, vorrei spiegare una cosa che non appare sempre chiarissima nel dibattito: come mai diamo tanta importanza al CO2, apparentemente trascurando tutti gli altri gas serra? In effetti, ci sono molti gas serra (o climalteranti). Secondo i dati di un articolo di Kiehl e Trenberth (1996) il contributo del CO2 è certamente importante nel budget energetico dell'atmosfera - nettamente più importante di gas come il metano, l'ozono e altri. Ma il contributo del CO2 è solo al secondo posto - circa il 25% del totale. Quello del vapore acqueo è più del doppio; il 60% in una giornata senza nuvole.

Come mai allora si da tanta importanza al solo CO2? Non sarà veramente un complotto dei climatologi? Eh, beh, ci sono qui un paio di punti cruciali del quale bisogna ricordarsi. Il primo è il tempo di residenza dei vari gas nell'atmosfera.

La faccenda del tempo di residenza del CO2 va un po' spiegata. Ci sono vari effetti che possono rimuovere il CO2 dall'atmosfera. Ce ne sono alcuni che hanno scale di tempi di qualche anno, per esempio il ciclo biologico della fotosintesi e quello del discioglimento del CO2 alla superficie degli oceani. Altri cicli che coinvolgono il CO2 hanno scale dei secoli o millenni, ma nessuno di questi rimuove definitivamente il CO2 dal sistema. Per esempio il CO2 si dissolve in parte nelle acque profonde dell'oceano, ma questo si può saturare. Il ciclo che veramente rimuove in modo definitivo il CO2 dall'ecosfera è il ciclo "lungo", ovvero il lento processo di erosione dei silicati che a lungo termine trasporta il carbonio a grandi profondità nel "mantello" terrestre. Da lì, il CO2 viene poi riemesso dai vulcani. È un ciclo lunghissimo che dura centinaia di migliaia di anni, o forse anche milioni di anni.

Allora, è chiaro che il CO2 che immettiamo oggi nell'atmosfera rischia di rimanere lì per millenni o forse anche per milioni di anni. Qui sta la differenza con il vapore acqueo. Il vapore acqueo è un gas serra ma non è quello che si chiama una "forzante climatica." Anche se buttassimo nell'atmosfera una quantità di vapore acqueo tale da raddoppiarne la concentrazione, l'eccesso sarebbe eliminato per condensazione e ritornerebbe negli oceani in poche settimane.

È curioso quanta confusione si faccia sul ruolo del biossido di carbonio (CO2) nel determinare il clima terrestre

A questo punto, credo che avrete capito perché il CO2 è tanto importante. Oltre a essere fondamentale per la vita, è la molecola che controlla il clima terrestre e che lo ha controllato per miliardi di anni.

È tanto importante che meriterebbe un nome più descrittivo di quello della sua formula chimica (biossido di carbonio). Dopotutto, non diciamo "ossido di di-idrogeno" per l'acqua. Chissà, forse potremmo ritirar fuori il vecchio nome di "flogisto" che, infondo, era il nome dato alla sostanza emessa dai corpi che bruciavano. E quando brucia una sostanza organica, si emette CO2. Ma è poco probabile che l'idea prenda piede e comunque non è importante il nome. L'importante è rendersi conto di quello che succede e che troppo CO2 nell'atmosfera non è una buona cosa.

Articolo tratto da http://ugobardi.blogspot.com/

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