Riavvolgimento dell’orologio climatico terrestre: analisi approfondita di 66 milioni di anni di dati CO2
La storia dell’anidride carbonica nell’atmosfera terrestre
La concentrazione di anidride carbonica (CO 2 ) nell’atmosfera terrestre ha raggiunto livelli record di 419 parti per milione (ppm) a causa delle attività umane, in particolare la combustione di combustibili fossili. Un team internazionale di scienziati sta esaminando marcatori geologici per ricostruire la storia del CO 2 sulla Terra, rivelando che i livelli attuali sono i più alti degli ultimi 14 milioni di anni.
• La storia dell’anidride carbonica nell’atmosfera terrestre
• Il ruolo dei combustibili fossili nell’aumento del CO2
• “Proxy” nel record geologico
• I 419 ppm di oggi sono il CO2 più alto in 14 milioni di anni
• L’impatto delle attività umane sull’atmosfera
• Comprendere la variazione del CO2 atmosferico nel tempo geologico
Il ruolo dei combustibili fossili nell’aumento del CO 2
Il CO 2 atmosferico è ai massimi storici da almeno diversi milioni di anni a causa della diffusa combustione di combustibili fossili da parte degli esseri umani negli ultimi secoli. Ma come si inserisce la concentrazione attuale di 419 ppm nel contesto della storia della Terra?
Per rispondere a questa domanda, una comunità internazionale di scienziati, con contributi chiave dei geologi dell’Università dello Utah, sta analizzando una serie di indicatori nel record geologico che offrono indizi sul contenuto delle atmosfere antiche. Il loro studio iniziale è stato pubblicato di recente sulla rivista Science , ricostruendo le concentrazioni di CO 2 risalenti al Cenozoico, l’era che iniziò con la scomparsa dei dinosauri e l’ascesa dei mammiferi 66 milioni di anni fa.
I ghiacciai contengono bolle d’aria, fornendo agli scienziati prove dirette dei livelli di CO 2 risalenti a 800.000 anni fa, secondo il professore di geologia dell’Università dello Utah Gabe Bowen, uno degli autori corrispondenti dello studio. Tuttavia, questo record non si estende molto indietro nel passato geologico.
“Una volta che perdi i carotaggi del ghiaccio, perdi le prove dirette. Non hai più campioni di gas atmosferico che puoi analizzare”, ha detto Bowen. “Quindi devi fare affidamento su prove indirette, ciò che chiamiamo proxy. E questi proxy sono difficili da lavorare perché sono indiretti.”
“Proxy” nel record geologico
Questi proxy includono isotopi nei minerali, la morfologia delle foglie fossilizzate e altre linee di evidenza geologica che riflettono la chimica atmosferica. Uno dei proxy deriva dalle scoperte fondamentali del geologo dell’Università dello Utah Thure Cerling, anch’egli coautore del nuovo studio, il cui passato lavoro ha determinato che gli isotopi del carbonio nei suoli antichi sono indicativi dei livelli passati di CO 2 .
Ma la forza di questi proxy varia e la maggior parte copre solo brevi periodi del passato. Il team di ricerca, chiamato Cenozoic CO 2 Proxy Integration Project (CenCO 2 PIP), organizzato dal climatologo della Columbia University Bärbel Hönisch, si è prefissato di valutare, categorizzare e integrare i proxy disponibili per creare un record ad alta fedeltà del CO 2 atmosferico.
“Questo rappresenta alcuni degli approcci più inclusivi e statisticamente raffinati per interpretare il CO 2 negli ultimi 66 milioni di anni”, ha detto il coautore Dustin Harper, un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Bowen. “Alcune delle nuove scoperte sono che siamo in grado di combinare più proxy da diversi archivi di sedimenti, sia che si tratti dell’oceano o della terraferma, e questo non è mai stato fatto su questa scala.”
La nuova ricerca è uno sforzo comunitario che coinvolge circa 90 scienziati di 16 paesi. Finanziato da decine di sovvenzioni di molteplici agenzie, il gruppo spera di ricostruire eventualmente il record del CO 2 fino a 540 milioni di anni fa, all’alba della vita complessa.
All’inizio della Rivoluzione Industriale, quando gli esseri umani iniziarono a bruciare carbone, poi petrolio e gas per alimentare le loro economie, il CO 2 atmosferico era intorno a 280 ppm. Il gas serra viene rilasciato nell’aria quando questi combustibili fossili bruciano.
Guardando al futuro, si prevede che le concentrazioni aumenteranno fino a 600-1000 ppm entro il 2100, a seconda del tasso di emissioni future. Non è chiaro esattamente come questi futuri livelli influenzeranno il clima.
Ma avere una mappa affidabile dei livelli passati di CO 2 potrebbe aiutare gli scienziati a prevedere con maggiore precisione come potrebbero apparire i futuri climi, secondo il professore di biologia dell’Università dello Utah William Anderegg, direttore del Wilkes Center for Climate & Policy dell’Università.
“Questa è una sintesi incredibilmente importante e ha implicazioni anche per il futuro cambiamento climatico, in particolare i processi chiave e i componenti del sistema terrestre che dobbiamo comprendere per proiettare la velocità e l’entità del cambiamento climatico”, ha detto Anderegg.
I 419 ppm di oggi sono il CO 2 più alto in 14 milioni di anni
In tempi passati, quando la Terra era un luogo molto più caldo, i livelli di CO 2 erano molto più alti di ora. Tuttavia, i 419 ppm registrati oggi rappresentano un aumento ripido e forse pericoloso e sono senza precedenti nella storia geologica recente.
L’impatto delle attività umane sull’atmosfera
“Circa 8 milioni di anni fa, c’è forse una possibilità del 5% che i livelli di CO 2 fossero più alti di oggi”, ha detto Bowen, “ma davvero dobbiamo tornare indietro di 14 milioni di anni prima di vedere livelli che pensiamo fossero come quelli di oggi.”
In altre parole, l’attività umana ha alterato significativamente l’atmosfera nel giro di poche generazioni. Di conseguenza, i sistemi climatici in tutto il mondo stanno mostrando segni allarmanti di perturbazione, come tempeste potenti, siccità prolungate, ondate di calore mortali e acidificazione degli oceani.
Comprendere la variazione del CO 2 atmosferico nel tempo geologico
Una solida comprensione della variazione del CO 2 atmosferico nel tempo geologico è essenziale anche per decifrare e imparare da varie caratteristiche della storia della Terra. I cambiamenti nel CO 2 atmosferico e nel clima probabilmente hanno contribuito a estinzioni di massa, così come a innovazioni evolutive.
Durante il Cenozoico, ad esempio, i lunghi declini del CO 2 e il raffreddamento climatico associato possono aver guidato cambiamenti nella fisiologia delle piante, nella competizione e dominanza delle specie, che a loro volta hanno influenzato l’evoluzione dei mammiferi.
“Una comprensione più raffinata delle tendenze passate del CO 2 è quindi fondamentale per comprendere come sono sorti gli attuali specie ed ecosistemi e come potrebbero andare nel futuro”, afferma lo studio.