di Sergio Mauri
Il clima è improntato al cambiamento. È sempre cambiato nel corso del tempo, con un intervallarsi di periodi più freddi rispetto a periodi più caldi, mentre oggi, a differenza dei mutamenti molto lenti e di un certo impatto come la Piccola Era Glaciale, ciò che è diverso e ci fa parlare di cambiamento climatico, consiste nella tendenza conclamata verso un riscaldamento globale in un ristretto arco di tempo che è alimentato e a sua volta retroagisce attraverso dei cambiamenti fisico-chimici che portano a confermare quella tendenza. Può essere conveniente leggere il cambiamento climatico attraverso alcune parole chiave: ciclo del carbonio, gas serra, forzante radiativo, leggi della termodinamica.
Il ciclo del carbonio prescinde dalla situazione attuale e la quantità presente in atmosfera, nel terreno e in mare è il risultato di un equilibrio tra immissione ed emissione dell’elemento. Il carbonio è presente come CO2 nell’atmosfera, come carbonati nella litosfera e come bicarbonati nelle acque. Il carbonio viene sottratto dall’atmosfera attraverso fotosintesi; nel mare per lo più attraverso il fitoplancton; nel suolo attraverso i processi di decomposizione/degradazione della materia organica. Lo scambio è il prodotto delle interazioni tra organismi viventi e ambiente fisico-chimico.
Le risorse di carbonio sono, indicativamente, così divise: “litosfera e mantello […] 100 milioni di GtC (1 GtC corrisponde a un miliardo di tonnellate di carbonio), di cui 4000 sotto forma di combustibili fossili; gli oceani con circa 40000 GtC; il suolo e la vegetazione con 2200 GtC; […] l’atmosfera con circa 750 GtC, circa 180 in più rispetto all’epoca pre-industriale. […] Il crescente e inarrestabile aumento di carbonio fossile in atmosfera a opera delle attività umane è una delle principali cause del riscaldamento globale” inoltre “vari processi di retroazione a amplificazione potrebbero aumentarne la concentrazione, in primis attraverso la drammatica fusione del Permafrost”. (Gruppo di lavoro-Ciclo del Carbonio-DSSTT, URL: https://dta.cnr.it/ciclo-del-carbonio/, consultato il 26/4/2023). Il carbonio è un elemento molto diffuso nell’universo e forma un numero molto elevato di composti organici e inorganici che mutano continuamente attraverso il metabolismo degli organismi e i processi chimici naturali.
I gas serra sono: la CO2, il metano (CH4), il protossido di azoto. Più potenti tra i gas serra sono i fluorurati: idrofluorocarburi (HFC), perfluorocarburi, esafluoruro di zolfo (SF6), trifluoruro di azoto (NF3). Le loro emissioni vengono misurate in CO2 equivalente (Parlamento europeo-Cambiamento climatico: Gas a effetto serra che causano il riscaldamento globale, URL: https://www.europarl.europa.eu/news/it/headlines/society/20230316STO77629/cambiamento-climatico-gas-a-effetto-serra-che-causano-il-riscaldamento-globale, consultato il 26/4/2023).
Il forzante radiativo, espresso in W/m2 “consente di misurare omogeneamente l’effetto dell’azione di ogni driver o gruppi di driver sull’equilibrio radiativo del sistema atmosfera-Terra”. Se il forzante “è positivo determina nel tempo l’aumento del contenuto energetico del sistema, con conseguente incremento della temperatura atmosferica”, altrimenti è negativo.
Le leggi generali del lavoro del calore e del flusso di energia, cioè della termodinamica, (La-termodinamica.pdf(zanichelli.it),URL:https://online.scuola.zanichelli.it/chimicafacile/files/2014/09/La-termodinamica.pdf, consultato il 3/5/2023) ci permettono di comprendere quali sono gli scambi di energia tra un sistema, per esempio quello antropico, e l’ambiente, in conseguenza della trasformazione fisico-chimica per conoscerne le condizioni di equilibrio.
