Ecco perché i cambiamenti climatici odierni sono diversi da quelli del passato!

Il clima della Terra è sempre cambiato seguendo cicli naturali, ma i cambiamenti climatici che viviamo oggi hanno caratteristiche diverse da quelli che hanno caratterizzato il passato geologico. Cosa sta succedendo?
di Leonardo Sagnotti
www.ingvambiente.com

Una delle affermazioni più diffuse in tema di cambiamenti climatici è quella secondo cui il cambiamento climatico che stiamo vivendo negli ultimi decenni fa parte delle fasi naturali di variazione del clima della Terra. Spesso a questa affermazione si accompagna quella che sostiene che il cambiamento osservato  è analogo a variazioni avvenute nel passato geologico del pianeta.

Vediamo insieme, dati alla mano, cosa ci dicono gli studi scientifici e la documentazione geologica sul variare del clima della Terra. Possiamo anticipare che, purtroppo, la variabilità climatica che stiamo vivendo oggi si sviluppa su ritmi diversi da quelli che hanno caratterizzato il passato geologico.

Ma andiamo con ordine.

Come è variato il clima nel passato?

I sedimenti e i ghiacciai preservano tracce del clima del nostro pianeta nel corso del tempo geologico e ci permettono di studiare l’evoluzione del clima nel passato del nostro pianeta. Attraverso studi multidisciplinari è possibile ricostruire l’evoluzione del clima della Terra. I dati stratigrafici e geologici indicano che il clima della Terra non è stabile. Nei circa 4.5 miliardi di anni di storia del nostro pianeta le condizioni climatiche hanno oscillato enormemente. La gran parte degli studi sul clima del nostro pianeta nel passato geologico riguardano intervalli temporali che spaziano dalle recenti epoche glaciali del Quaternario (gli ultimi 2.5 milioni di anni, quelli che hanno visto l’evoluzione del genere Homo) al Fanerozoico (gli ultimi 542 milioni di anni, circa); la risoluzione ovviamente si fa via via più accurata man mano che ci avviciniamo ai nostri tempi.

Si ritiene che per oltre il 75% del Fanerozoico la Terra abbia avuto un clima più caldo dell’attuale. Quando si estinsero i dinosauri, circa 65 Milioni di anni fa, si stima che la Terra avesse in media una temperatura superiore a quella attuale di circa 6-8°C. Con queste temperature le aree polari erano prive di ghiacci ed il livello del mare era più alto di circa 60 m.

Spostandoci su tempi più recenti, le variazioni del clima durante gli ultimi milioni di anni sono avvenute secondo cicli controllati dai moti orbitali del nostro pianeta (eccentricità, obliquità, precessione, noti anche come cicli di Milanković) con periodicità prevalenti di 100mila e 41mila anni (ne abbiamo parlato in questo post). Queste hanno dato luogo all’alternanza di fasi glaciali ed interglaciali nel corso del Quaternario.

L’impatto di queste variazioni sul clima globale è stato enorme; basti pensare, ad esempio, che durante i picchi di glaciazione nel Quaternario l’area dove ora sorge New York era ricoperta da una coltre di ghiaccio con oltre 3 km di spessore.

Il picco dell’ultima glaciazione si è verificato intorno ai 20mila anni fa. La deglaciazione è stata geologicamente molto rapida e intorno a 11-12mila anni fa siamo entrati in una fase interglaciale, un’epoca geologica detta Olocene. Negli ultimi 10mila anni, in particolare,  il clima globale è stato nel complesso stabile in maniera anomala se raffrontato alle ampie oscillazioni climatiche del Quaternario. Il massimo di riscaldamento su questo intervallo temporale si è registrato intorno agli 8mila anni fa (precisamente in un intervallo compreso tra 8 e 5 mila anni fa). Il periodo è noto come “Ottimo Climatico dell’Olocene”.

Durante quest’ultima fase interglaciale la civiltà umana ha avuto una evoluzione rapidissima, grazie allo sviluppo progressivo dell’agricoltura, dell’allevamento e delle società che hanno accompagnato l’uomo nel passaggio dalla preistoria alla storia.

L’anidride carbonica e i gas serra

Durante le fasi glaciali ed interglaciali del Quaternario la concentrazione di anidride carbonica (o biossido di carbonio, CO2) in atmosfera, misurata nelle carote di ghiaccio prelevate nelle aree polari, è variata in un intervallo di circa 100 parti per milione (ppm), oscillando tra circa 190 e circa 290 ppm, come illustrato nel grafico sottostante.

Nella parte finale del grafico è riportato l’attuale incremento nella concentrazione di CO2 in atmosfera che risulta essere stabilmente ben oltre i 400 ppm. Si nota nel grafico un incremento di oltre 120 ppm nell’arco di un solo secolo. Si passa dalle 290-300 ppm dei primi del ‘900 alle attuali 417 ppm, con una notevole accelerazione negli ultimi 2-3 decenni. Oggi siamo ormai stabilmente oltre i 410 ppm.

Cosa sta accadendo ora? Quali analogie con il passato e quali scenari per il futuro?

Recenti studi indicano un significativo incremento, tra il 2005 e il 2019, nello squilibrio energetico della Terra (Earth’s Energy Imbalance – EEI). Questo significa che  si osserva uno squilibrio nella differenza tra il calore solare assorbito e l’energia emessa dal pianeta sotto forma di radiazione infrarossa nello spazio circostante.

I dati indicano che il pianeta si sta riscaldando significativamente negli ultimi due decenni.

Le proiezioni climatiche per la fine di questo secolo indicano che il pianeta potrebbe scaldarsi tra 1.6°C e 4.3°C. I modelli climatici indicano che in questa situazione si osserverebbe un effetto di amplificazione del riscaldamento nella regione artica, di un fattore tra 2 e 3 (ovvero con un incremento medio di temperatura tra i 3 e 12°C). E’ facile immaginare che questo riscaldamento avrebbe conseguenze di vasta portata per gli ecosistemi, per tutti gli insediamenti urbani e le infrastrutture costiere (a causa dell’innalzamento del livello del mare legato sia al riscaldamento degli oceani che alla fusione di parte delle calotte glaciali polari) e per le società umane nel loro insieme.

I dati sul cambiamento climatico di questi ultimi decenni indicano che viviamo in una situazione pericolosa, che potrebbe portare nel futuro le concentrazioni di gas serra in atmosfera a valori analoghi a quelli di alcuni periodi caldi del lontano passato geologico. L’analogo più recente è quello del periodo caldo del Pliocene medio, tra i 3 e 3.3 milioni di anni fa. A quell’epoca la concentrazione stimata di CO2 è di 450 ppm e il livello medio del mare era tra i 10 e i 20 m più alto dell’attuale con una temperatura globale più alta di circa 3°C.

Nel seguito sono riportati due grafici esplicativi tratti da recenti pubblicazioni. Illustrano la ricostruzione delle variazioni nella temperatura globale e della concentrazione di CO2 in atmosfera nel corso del Cenozoico (ultimi 65 milioni di anni). Si basano su ricerche condotte su carote di ghiaccio per gli ultimi 800mila anni e su carote di sedimenti dai fondali oceanici per le età più antiche.

La documentazione geologica sui cambiamenti climatici del passato ci mostra come i tempi legati ai cicli naturali hanno scale temporali dell’ordine delle decine-centinaia di migliaia di anni (per i cicli orbitali) o di milioni di anni (per i cicli legati alla dinamica interna del nostro pianeta). I tempi delle variazioni climatiche attuali sono alla scala dei decenni, ovvero si sviluppano con una rapidità maggiore di un fattore di scala di 10^4-10^6! Questi tempi di variazione non hanno riscontro nei cicli naturali del pianeta e sono correlati alla rapida crescita nelle emissioni di gas serra legate all’utilizzo di combustibili fossili e alle attività umane in generale, come discusso nell’ultimo rapporto pubblicato nel 2021 del Gruppo intergovernativo delle Nazioni Unite di esperti sul cambiamento climatico (IIPCC), che  dimostra come le variazioni di gas serra in atmosfera siano dovute essenzialmente alle attività umane.

Il clima del pianeta per il futuro prossimo dipende essenzialmente da noi.