Tra la comunità scientifica, i governi, le organizzazioni umanitarie e persino i pianificatori militari, i cambiamenti climatici sono considerati la più grande minaccia per l'umanità oggi. Tra gli aumenti di carestia, malattie, inondazioni, sfollamenti, condizioni meteorologiche estreme e caos che ne risultano, è chiaro che il modo in cui stiamo facendo riscaldare il nostro pianeta sta avendo conseguenze terribili.
Ma ci sono una serie di scenari in cui il danno che si sta facendo ora potrebbe provocare un effetto in fuga che porta a estinzioni di massa. Questa possibilità è stata illustrata in un recente studio condotto dal professore del MIT Daniel Rothman con il sostegno della NASA e della National Science Foundation (NSF). Secondo Rothman, corriamo il rischio di violare una "soglia del carbonio" che potrebbe provocare un effetto di fuga con gli oceani della Terra.
Rothman, professore di geofisica e condirettore del Centro Lorenz nel Dipartimento di Scienze della Terra, Atmosferiche e Planetarie del MIT, ha trascorso gli ultimi anni ad avvertirci della soglia critica che dobbiamo affrontare. Nel 2017, ha pubblicato un articolo in La scienza avanza ciò ha avvertito come gli oceani della Terra potrebbero contenere abbastanza anidride carbonica entro il 2100 per innescare un'estinzione di massa.
Da allora, Rothman ha perfezionato questa previsione studiando il modo in cui il ciclo del carbonio risponde una volta superato una soglia critica. Nel suo nuovo articolo, che è apparso nel Atti della National Academy of Sciences, Rothman ha impiegato un semplice modello matematico che ha sviluppato per rappresentare il ciclo del carbonio nell'oceano superiore della Terra e come potrebbe comportarsi al superamento di questa soglia.
Questo ciclo consiste nel rilascio di carbonio nell'atmosfera terrestre (in gran parte attraverso l'attività vulcanica) e di essere immagazzinato nel mantello terrestre sotto forma di minerali carbonatici. I nostri oceani fungono anche da "carbon sink", rimuovendo il carbonio atmosferico dall'aria e convertendolo in acido carbonico. Questo ciclo ha mantenuto le temperature del pianeta e i livelli di acidità dell'oceano stabili nel tempo.
Quando l'anidride carbonica presente nell'atmosfera si dissolve nell'acqua di mare, ha anche l'effetto di ridurre le concentrazioni oceaniche di ioni carbonato. Quando scendono al di sotto di una certa soglia, i gusci di carbonato di calcio iniziano a dissolversi e gli organismi che dipendono da loro per la protezione hanno più difficoltà a sopravvivere.
Ciò è dannoso per due motivi. Da un lato, significa che una parte importante del ciclo di vita marino inizierà a estinguersi. Dall'altro, le conchiglie svolgono un ruolo importante nella rimozione dell'anidride carbonica dall'oceano superiore. Ciò si verifica a seguito del fatto che gli organismi si affidano ai loro gusci per aiutarli ad affondare sul fondo dell'oceano, portando con sé carbonio organico dannoso.
Pertanto, aumenti del biossido di carbonio atmosferico (e la conseguente acidificazione dell'oceano) significheranno meno organismi calcificanti e meno biossido di carbonio rimosso. Come Rothman ha spiegato in una recente intervista con MIT News:
"È un feedback positivo. Più anidride carbonica porta a più anidride carbonica. La domanda da un punto di vista matematico è: un tale feedback è sufficiente per rendere instabile il sistema? "
Questo processo è avvenuto molte volte nel corso della storia della Terra. Come Rothman ha indicato nel suo studio, le prove derivate dallo studio degli strati sedimentari mostrano che le riserve di carbonio degli oceani sono cambiate rapidamente (e poi recuperate) dozzine di volte negli ultimi 540 milioni di anni. Il più drammatico di questi avvenne nello stesso periodo di quattro delle cinque grandi estinzioni di massa nella storia della Terra.
In ciascuno di questi casi, Rothman conclude che gli aumenti di anidride carbonica (graduale o improvvisa) alla fine hanno superato una soglia, determinando un effetto a cascata in fuga che comporta feedback chimici. Ciò ha portato all'acidificazione estrema dell'oceano e all'amplificazione degli effetti del trigger originale.
Inoltre, per circa la metà delle interruzioni del modello di Rothman, la velocità con cui il carbonio aumentava era essenzialmente la stessa una volta che erano state messe in moto. Mentre i trigger in passato erano probabilmente dovuti all'aumento dell'attività vulcanica o ad altri eventi naturali, questi si sono verificati nel corso di decine di migliaia di anni. Oggi l'umanità sta pompando CO2 nell'atmosfera ad una velocità mai vista prima nella documentazione geologica.
Questo è stato uno dei principali risultati dello studio di Rothman, che ha dimostrato che il tasso di CO2 viene introdotto gioca un ruolo importante nel mettere fuori combattimento il sistema. Mentre modeste perturbazioni nel ciclo del carbonio si livellerebbero nel tempo e non pregiudicherebbero la stabilità oceanica complessiva, una rapida introduzione di CO2 porterebbe a una serie di feedback positivi che amplificano il problema.
Oggi Rothman afferma che siamo "al precipizio dell'eccitazione" e, se si verifica, il feedback e gli effetti che ne risultano sono probabilmente simili alle passate catastrofi globali. "Una volta superata la soglia, il modo in cui siamo arrivati potrebbe non avere importanza", ha detto. "Una volta superato, hai a che fare con il modo in cui funziona la Terra, e procede per conto suo."
Tra i lati positivi, il suo studio ha anche mostrato che gli oceani della Terra (basati sugli attuali livelli di acidificazione) sarebbero tornati all'equilibrio alla fine, ma solo dopo decine di migliaia di anni. Questo modello è coerente con la documentazione geologica, in particolare con almeno tre estinzioni di massa che si ritiene siano correlate al vulcanismo massiccio sostenuto.
In altre parole, se le emissioni di carbonio antropogenico varcano la soglia e continuano oltre, le conseguenze potrebbero essere altrettanto gravi come con le precedenti estinzioni di massa. "È difficile sapere come andranno a finire le cose dato quello che sta succedendo oggi", ha detto Rothman. "Ma probabilmente siamo vicini a una soglia critica. Qualsiasi picco raggiungerebbe il suo massimo dopo circa 10.000 anni. Spero che ciò ci dia il tempo di trovare una soluzione. "
Già, la comunità scientifica riconosce che CO antropogenico2 le emissioni stanno avendo un effetto sull'ambiente terrestre, un effetto che potrebbe essere avvertito per millenni. Tuttavia, questo studio suggerisce che tali conseguenze potrebbero essere molto più drammatiche di quanto precedentemente previsto e potrebbero essere irreversibili oltre un certo punto. Se non altro, lo studio di Rothman evidenzia la necessità di implementare soluzioni ora, mentre c'è ancora tempo.
