Una nuova storia di 66 milioni di anni sulla presenza di anidride carbonica offre poco conforto per oggi.

7 dicembre 2023

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a cura della Columbia Climate School

Una nuova e massiccia revisione dei livelli atmosferici di biossido di carbonio antichi e delle temperature corrispondenti dipinge un quadro preoccupante di cosa potrebbe succedere al clima della Terra. Lo studio copre registrazioni geologiche che risalgono agli ultimi 66 milioni di anni, mettendo le concentrazioni attuali in contesto con il tempo profondo.

Tra le altre cose, indica che l'ultima volta che il biossido di carbonio atmosferico ha raggiunto costantemente i livelli attuali causati dall'uomo è stata 14 milioni di anni fa, molto più tempo fa di quanto indicano alcune valutazioni esistenti. Afferma che il clima a lungo termine è molto sensibile ai gas serra, con effetti a cascata che possono evolversi nel corso di millenni.

Lo studio è stato realizzato nel corso di sette anni da un consorzio di oltre 80 ricercatori provenienti da 16 nazioni e appare sulla rivista Science.

"Da tempo sappiamo che l'aggiunta di CO2 alla nostra atmosfera alza la temperatura", ha detto Bärbel Hönisch, geochemica presso l'Osservatorio Terrestre Lamont-Doherty dell'Università di Columbia, che ha coordinato il consorzio. "Questo studio ci dà un'idea molto più solida di quanto il clima sia sensibile su scale di tempo lunghe".

Le stime principali indicano che su scale di decenni o secoli, ogni raddoppio del CO2 atmosferico porterà ad un aumento delle temperature medie globali compreso tra 1,5 e 4,5°C (2,7 e 8,1°F). Tuttavia, almeno uno studio recente molto letto sostiene che il consenso attuale sottovaluta la sensibilità planetaria, stimandola tra 3,6 e 6°C di riscaldamento per ogni raddoppio.

In ogni caso, dati i trend attuali, tutte le stime pongono il pianeta pericolosamente vicino o al di là del riscaldamento di 2°C che potrebbe essere raggiunto entro questo secolo e che molti scienziati concordano nel dover evitare per quanto possibile.

Nel tardo 1700, l'aria conteneva circa 280 parti per milione (ppm) di CO2. Ora siamo arrivati a 420 ppm, un aumento di circa il 50%; entro la fine del secolo potremmo arrivare a 600 ppm o più. Di conseguenza, siamo già in qualche punto della curva di riscaldamento incerto, con un aumento di circa 1,2°C (2,2°F) dalla fine del XIX secolo.

Qualunque sia la temperatura che si verificherà in futuro, la maggior parte delle stime sul riscaldamento futuro attingono da studi su come le temperature sono correlate ai livelli di CO2 nel passato. A tale scopo, gli scienziati analizzano materiali come bolle d'aria intrappolate nei nuclei di ghiaccio, la chimica di suoli antichi e sedimenti oceanici e l'anatomia delle foglie di piante fossili.

I membri del consorzio non hanno raccolto nuovi dati; invece, si sono riuniti per esaminare studi pubblicati al fine di valutarne l'affidabilità, basandosi su conoscenze in continua evoluzione. Hanno escluso alcuni studi ritenuti obsoleti o incompleti alla luce delle nuove scoperte e calibrato altri per tener conto delle ultime tecniche analitiche. Successivamente, hanno calcolato una nuova curva di CO2 e temperature di 66 milioni di anni basata su tutte le prove finora, raggiungendo un consenso su ciò che chiamano "sensibilità del sistema Terra". Secondo questa misura, si prevede che un raddoppio del CO2 riscalderà il pianeta in modo impressionante, da 5 a 8°C.

L'avvertenza gigante: la sensibilità del sistema Terra descrive i cambiamenti climatici nel corso di centinaia di migliaia di anni, non i decenni e i secoli immediatamente rilevanti per gli esseri umani. Gli autori affermano che nel lungo periodo, aumenti di temperatura potrebbero emergere da processi terrestri intrecciati che vanno oltre l'immediato effetto serra creato dalla CO2 nell'aria. Questi includono il fusione delle calotte polari, che ridurrebbe la capacità della Terra di riflettere l'energia solare; cambiamenti nella copertura vegetale terrestre; e cambiamenti nelle nuvole e negli aerosol atmosferici che potrebbero alzare o abbassare le temperature.

"Se vuoi sapere quale sarà la temperatura nel 2100, questo non te lo dice. Ma ha un'influenza sulle politiche climatiche attuali", ha detto la co-autrice Dana Royer, paleoclimatologa all'Università Wesleyan. "Rafforza ciò che pensavamo di già sapere. Ci dice anche che ci sono effetti lenti e a cascata che dureranno per migliaia di anni".

Hönisch ha detto che lo studio sarà utile per i modellatori del clima che cercano di prevedere cosa accadrà nei prossimi decenni, poiché potranno inserire le osservazioni nuove e solide nei loro studi e distinguere i processi che operano su tempi brevi rispetto a quelli su tempi lunghi. Ha notato che tutti i dati del progetto sono disponibili in un database aperto e verranno aggiornati in modo continuo.

The new study, covering the so-called Cenozoic era, does not radically revise the generally accepted relationship between CO2 and temperature, but it does strengthen the understanding of certain time periods, and refines measurements of others.

The most distant period, from about 66 million to 56 million years ago, has been something of an enigma, because the Earth was largely ice free, yet some studies had suggested CO2 concentrations were relatively low. This cast some doubt on the relationship between CO2 and temperature. However once the consortium excluded estimates they deemed the least dependable, they determined that CO2 was actually quite high—around 600 to 700 parts per million, comparable to what could be reached by the end of this century.

The researchers confirmed the long-held belief that the hottest period was about 50 million years ago, when CO2 spiked to as much as 1,600 ppm, and temperatures were as much as 12°C higher than today. But by around 34 million years ago, CO2 had dropped enough that the present-day Antarctic ice sheet began developing.

With some ups and downs, this was followed by a further long-term CO2 decline, during which the ancestors of many modern-day plants and animals evolved. This suggests, the paper's authors say, that variations in CO2 affect not only climate, but ecosystems.

The new assessment says that about 16 million years ago was the last time CO2 was consistently higher than now, at about 480 ppm; and by 14 million years ago it had sunk to today's human-induced level of 420 ppm. The decline continued, and by about 2.5 million years ago, CO2 reached about 270 or 280 ppm, kicking off a series of ice ages. It was at or below that when modern humans came into being about 400,000 years ago, and persisted there until we started messing with the atmosphere on a grand scale about 250 years ago.

'Regardless of exactly how many degrees the temperature changes, it's clear we have already brought the planet into a range of conditions never seen by our species,' said study co-author Gabriel Bowen, a professor at the University of Utah. 'It should make us stop and question what is the right path forward.'

The consortium has now evolved into a larger project that aims to chart how CO2 and climate have evolved over the entire Phanerozoic eon, from 540 million years ago to present.

Provided by Columbia Climate School