a cura di Mario Zampierin
Clima, ambiente ed energia
Relazione del biologo Francesco Nicoletti
Il mondo scientifico già da tempo ha rilevato e reso noto alla popolazione di tutto il pianeta che il nostro clima sta significativamente mutando. La causa di questo cambiamento, anche se qualcuno ancora lo nega, è dovuto alle emissioni inquinanti da parte dell’uomo. Tutto questo si traduce in un innalzamento della temperatura dell’atmosfera e della superficie terrestre che gli esperti hanno chiamato effetto serra.
L’effetto serra ha quindi a che fare con l’aumento dei gas inquinanti, prodotti dall’uomo, presenti nel nostro habitat. Questi gas fanno molta fatica a essere riassorbiti in modo naturale (deplezione), perciò si deve intervenire subito per contenerli, prima che sia troppo tardi. La nostra atmosfera si comporta proprio come una serra. Quando aumenta la concentrazione dei gas nell’atmosfera sale anche la quantità di calore trattenuto e riflesso al suo interno.
L’effetto serra è però anche un fenomeno naturale (i primi ad affrontarlo furono Joseph Fourier nel 1827, e Svante Arrhenius nel 1896) che rende la terra abitabile, se non ci fosse l’effetto serra la temperatura sarebbe di ben 33 gradi centigradi inferiore. Alcuni dati sono significativi per intuire come l’effetto serra sia utile quando non viene alterato dall’uomo.
Escludendo l’effetto serra naturale la temperatura media sulla terra sarebbe di -25 gradi centigradi (impossibile la vita in queste condizioni). L’effetto serra naturale determina una temperatura media di 15 gradi centigradi. Invece con l’inquinamento dell’uomo questo valore è aumentato negli ultimi anni di un grado centigrado. Perciò diventa necessario riportare la temperatura terrestre entro i 15 gradi medi, questo affermano gli esperti. Anche se l’innalzamento di un grado centigrado sembra poco, in realtà quest’escursione termica è invece molto significativa.
I gas serra presenti nell’atmosfera sono:
• Vapore acqueo (H2O);
• Anidride carbonica (CO2);
• Metano (CH4);
• Ossido nitroso (N2O) o monossido di azoto (usato in campo medico come anestetico);
• Gas fluorurati.
Vapore acqueo
L’acqua in forma di gas nell’atmosfera non è in sé dannosa. Il vapore acqueo concorre per circa i due terzi all’effetto serra naturale, e ci permette di vivere mantenendo una temperatura adeguata alla vita. Nella sostanza il vapore acqueo è parte del ciclo idrologico, un sistema chiuso del circolo dell’acqua. Rappresenta però una risorsa non infinita che dagli oceani e dai continenti permette l’evaporazione continua dell’acqua verso l’atmosfera. Stabilendo così il ciclo continuo di evaporazione, traspirazione, condensazione e precipitazione. L’alterazione di questo ciclo può essere molto dannosa per l’uomo.
Il ciclo idrologico parte dall’evaporazione. Il vapore viene poi immagazzinato nell’atmosfera e attraverso le precipitazioni, una parte va a formare i ghiacciai, l'altra s'infiltra nel terreno. Quest'ultima viene poi rilasciata dal terreno formando così i laghi e i fiumi che riconducono l’acqua ai mari, dai quali ricomincia il nuovo ciclo.
Anidride carbonica
Dei gas serra prodotti dall’uomo l’anidride carbonica, con il 60%, è il responsabile maggiore dell’inquinamento accelerato dell’atmosfera. Nei paesi più sviluppati questa percentuale arriva fino all’80%. Come l’acqua anche il carbonio è limitato ed ha il suo ciclo. Il ciclo del carbonio è complesso, e passa attraverso l’atmosfera, la biosfera terrestre (zone della terra in cui le condizioni ambientali permettono la vita) e gli oceani. Il ciclo inizia dalle piante che assorbono CO2 dall’atmosfera durante la fotosintesi per sviluppare i loro tessuti, e lo restituiscono quando muoiono e si decompongono. Anche il corpo degli animali (uomo compreso) contengono carbonio proveniente dall’alimentazione vegetale e animale. L’atmosfera smaltisce l’anidride carbonica in un tempo che oscilla tra i 50 e i 200 anni.
Infine, le emissioni di CO2 distribuite in funzione delle attività spettano per il 42% alla produzione di energia elettrica, ai trasporti il 24%, al complesso industriale il 20%, abitazioni e settore commerciali il 14%.
Metano
Il metano (CH4) si colloca al secondo posto tra le cause dell’effetto serra, raddoppiate nell’era industriale, raggiungendo un picco d’emissione del 20% (15% nei paesi industrializzati). Il metano è originato da batteri che si nutrono di materie organiche, e rilasciato da fonti di origine naturale. La maggior parte viene emessa dall’uomo. Le fonti naturali sono le zone paludose. Le fonti di origine umane sono l’attività mineraria, lo sfruttamento dei combustibili fossili, la coltivazione del riso e le discariche (fonti in cui la fermentazione avviene in assenza di ossigeno). Inoltre l’allevamento del bestiame (per opera dei batteri intestinali che fermentano il cibo, e nel letame). Si pensi che un grosso bovino produce 120Kg di metano l’anno, mentre l’uomo 0,12Kg. Il metano intrappola il calore nell’atmosfera con una capacità 23 volte superiore a quella della CO2, anche se il suo ciclo è più breve, tra i 10 e i 15 anni.
Ossido nitroso
L’ossido nitroso (N2O) di origine naturale è prodotto dagli oceani, dalle foreste pluviali e dai batteri al suolo. Le fonti di attività umane sono l’uso dei fertilizzanti a base di nitrati, la combustione del carbone e derivati del petrolio. La produzione di prodotti chimico-industriali con l'azoto, il trattamento dei reflui e liquami ecc. Nei paesi industrializzati l’ossido nitroso è responsabile del 6% circa delle emissioni a effetto serra. N2O trattiene il calore nell’atmosfera 310 volte in più del CO2. Nell’era industriale le emissioni di N2O sono aumentate del 16% circa.
Gas fluorurati
I gas fluorurati non esistono in natura, quindi sono prodotti dall’uomo a fini industriali.
Costituiscono 1,5% dei gas serra, ma sono fortemente reattivi, e capaci di trattenere il calore in atmosfera fino a 22.000 volte più del CO2, permanendo nella stessa per migliaia di anni. I principali fluorurati sono, gli idrofluorocarburi (HFC) utilizzati come refrigeranti, l’esafluoruro di zolfo (SF6) utilizzato nell’elettronica e i perfluorocarburi (PFC) usati nella produzione dell’alluminio. I principali fluorurati ad effetto serra sono i clorofluorocarburi (CFC), responsabili del buco dell’ozono. Il protocollo di Montreal del 1987 prevede lo smaltimento di questi gas. Difatti il processo avviato per risanare il buco dell’ozono, sembra confermare la validità di questo protocollo.
“L’uomo sta giocando a biglie con il destino” del dr. Francesco Nicoletti
Immaginiamo il clima terrestre come una pallina che oscilla su un avvallamento. Essa può oscillare nell’avvallamento (come il clima è soggetto ad ampie mutazioni di temperatura ecc.), generando un equilibrio instabile. Però se l’ampiezza delle oscillazioni aumenta c’è il pericolo che la pallina superi l’avvallamento “naturale”, posizionandosi in uno stato di superiore energia. Questo significa che diventa molto difficile ritornare nella posizione iniziale. Si crea così uno stato energetico nuovo. Si forma quindi un nuovo avvallamento a una temperatura superiore di 1°C, entro cui la pallina torna a oscillare. Il nuovo stato energetico è molto pericoloso perché la pallina può restare “intrappolata”. Allora i danni per l’intero ecosistema sarebbero imprevedibili, ancorchè catastrofici.
Simulazione concettuale variazione climatica
LEGENDA
A = Atmosfera oscillante a 15°C
A1 = Atmosfera oscillante a 16°C
S’intuisce facilmente come questo semplice e chiarissimo schema dimostri la precarietà della nostra atmosfera (con tutti i gas serra) che attualmente oscilla instabilmente alla temperatura di 15°C. Il pericolo è rappresentato dal salto dell’atmosfera dalla posizione A in A1. Questo comporterebbe un salto di temperatura “Δ = 1°C”, cioè un innalzamento del clima da 15°C a 16°C, se ciò avvenisse sarà difficilmente possibile ritornare nuovamente in A.
Considerazioni sulla relazione del biologo dr. Francesco Nicoletti
A mio parere, il biologo Francesco Nicoletti ha avuto un’intuizione geniale, nel rappresentare la simulazione concettuale climatica rispetto a una variazione di temperatura di un grado centigrado. Questa simulazione rende talmente bene il concetto di variazione energetica climatica, in funzione dell’effetto serra, che non servirebbe nessun’altra ulteriore spiegazione.