Un tentativo di spiegazione semplice
Cominciamo dall'inizio per comprendere il cambiamento climatico e le sue cause profonde. Quando parliamo di cambiamento climatico oggi, in realtà parliamo di cambiamento climatico indotto dall'uomo. Il cambiamento climatico esisteva anche prima dell'uomo. È il cambiamento climatico intensificato dall'uomo che ci pone le sfide più grandi.
L'effetto serra, creato dall'atmosfera, fa sì che la temperatura superficiale della Terra sia di 16 °C. Senza atmosfera, sarebbe di -18 °C. Questo, insieme ad altre condizioni, ha reso possibile la nascita della vita sulla Terra.
La combustione di combustibili fossili interrompe il ciclo del carbonio. Vengono emessi così tanti gas serra che nell'atmosfera si accumula più anidride carbonica di quanta piante e oceani possano assorbirne. Questa concentrazione eccessivamente elevata di anidride carbonica porta a un aumento della temperatura superficiale terrestre.
Fattori per l'origine della vita sulla Terra
All'inizio dell'universo, tutti gli elementi erano già presenti in forma atomica. Grazie alla gravità e ad altre forze, si formarono stelle e pianeti, tra cui la nostra Terra.
Cos'è la zona vitale?
La zona abitabile è l'area in cui i pianeti sono in grado di trattenere l'acqua in forma liquida, un prerequisito per la vita. La Terra, insieme a Venere e Marte, si trova all'interno della zona abitabile del nostro sistema solare. Zona abitabile è un altro termine per indicare la zona adatta alla vita. Tuttavia, solo la Terra, grazie alla sua composizione, è stata in grado di trattenere il vapore acqueo a lungo termine. Su Venere, i componenti volatili sono stati scissi dalla radiazione ultravioletta del sole, causando l'evaporazione dell'acqua. Marte ha una massa troppo piccola perché la sua gravità sia sufficientemente forte da trattenere il vapore acqueo. (Marte: 3,69 m/s², Terra: 9,81 m/s²)
Acqua: come è arrivata sulla Terra?
Le collisioni con asteroidi, che contenevano principalmente acqua in forma congelata, causarono l'accumulo di acqua sulla Terra sotto forma di vapore acqueo. A quel tempo, la Terra era ancora una sfera luminosa e, con più acqua, la pressione atmosferica e la temperatura diminuirono. Di conseguenza, grandi quantità d'acqua caddero sulla Terra sotto forma di pioggia, dando origine a mari e oceani.
La collisione con il protopianeta (termine che indica il precursore di un pianeta) Theia portò sulla Terra molto più della semplice acqua.
La formazione della luna
La Luna si è formata dalla collisione con Theia, un corpo celeste grande all'incirca quanto Marte. I frammenti espulsi della Terra e di Theia si sono riuniti nell'orbita terrestre e si sono fusi per formare la Luna.
Ciò ha rallentato la velocità di rotazione terrestre da 3-4 ore a 24 ore. I venti, che in precedenza soffiavano sulla superficie terrestre a velocità fino a 500 km/h, sono diminuiti di conseguenza. Questo equivale a un tornado di grado F5.
F5 - Danni incredibili - Le case di legno vengono sradicate dalle fondamenta, spostate lontano e smantellate. Un tornado di grado F5 può staccare l'asfalto dalle strade.
- https://de.wikipedia.org/wiki/Fujita-Skala
Inoltre, l'asse di rotazione si è stabilizzato a 23,4° rispetto all'eclittica (eclittica = piano planetario; termine per indicare il piano delle orbite dei pianeti attorno al sole).
L'atmosfera e i gas serra
L'atmosfera terrestre è composta da cinque strati, il più basso dei quali è chiamato omosfera o, colloquialmente, aria. È composta da varie sostanze.
| gas | percentuale |
| Azoto | 78,08% |
| ossigeno | 20,95% |
| argon | 0,93% |
| anidride carbonica | 0,04% |
Sebbene il carbonio sia presente solo in piccole quantità, essendo il gas serra più abbondante, ha un effetto importante sul clima.
Già nel 1856, Eunice Newton-Foote condusse un esperimento in cui due contenitori di vetro vennero esposti al sole. Uno conteneva aria "normale" e l'altro anidride carbonica. Entrambi si riscaldarono, quello con aria a 37,8 °C, quello con CO₂ a 49 °C.
Questo perché le molecole di CO₂ vengono messe in vibrazione dalla radiazione solare e dall'energia associata, e successivamente rilasciano questa energia in modo indiretto, anche verso la superficie terrestre. Questo vale anche per altri gas serra.
La CO₂ è il gas serra più abbondante e stabile, motivo per cui gli altri vengono solitamente raggruppati in equivalenti di CO₂ (kg CO₂e o kg CO₂eq). La CO₂ viene prodotta durante la decomposizione e la combustione di composti contenenti carbonio.
| gas serra | Potenziale di riscaldamento globale (GWP in CO2e) |
| Anidride carbonica (CO₂) | 1 |
| Metano (CH4) | 25 |
| Protossido di azoto (N2O) | 298 |
| Fluorocarburi parzialmente alogenati (HFC) |
Da 124 a 14.800 |
| Idrocarburi perfluorurati (PFC) |
Da 7390 a 12200 |
| Esafluoruro di zolfo (SF6) |
22.800 |
| Trifluoruro di azoto (NF3) |
17.200 |
Spiegazione utilizzando l'esempio del metano
Due fattori determinano l'influenza di un gas sul riscaldamento globale:
- Tempo trascorso e
- Forzatura radiativa del gas.
Ecco come viene calcolata l'influenza.
Il calcolo considera il potenziale di riscaldamento su un arco temporale di 100 anni (GWP-100). Se si considerasse solo un arco temporale di 20 anni, il fattore sarebbe molto più estremo.
Il ciclo del carbonio
Il carbonio è vita: la chimica si divide in due grandi aree:
- chimica inorganica con circa 200.000 composti (escluso il carbonio) e
- La chimica organica comprende circa 20.000.000 di composti, tutti contenenti carbonio. Il corpo umano è composto per il 60% da acqua e per il 9,5% da carbonio. Pertanto, il carbonio, insieme a ossigeno e idrogeno, è il componente principale del corpo.
Il ciclo del carbonio descrive lo scambio di carbonio tra animali e piante. Per semplicità, consideriamo il metabolismo umano (respirazione cellulare) e la fotosintesi delle piante.
Durante la fotosintesi, le piante utilizzano la luce solare per convertire acqua e anidride carbonica in zucchero e ossigeno. Al contrario, il metabolismo umano produce anidride carbonica, acqua ed energia da zucchero e ossigeno.
Oggi eliminiamo composti contenenti carbonio che vengono decomposti da funghi e microbi. Se questa conversione avviene in condizioni anaerobiche, si produce metano, che nel tempo si converte in CO₂. Se avviene in condizioni aerobiche, la CO₂ viene prodotta direttamente. (Questo processo di decomposizione avviene dentro di noi ed è anche il motivo per cui le mucche hanno un'impronta di carbonio così elevata.)
Questo ciclo avviene anche nell'acqua (laghi e mari), nonché tra le sfere (idrosfera, biosfera, atmosfera).
Quando piante e animali muoiono, i composti di carbonio si depositano e, nel corso di milioni di anni, sotto l'influenza di pressione e calore, si formano combustibili fossili. Petrolio e gas si formano nell'oceano; il carbone si forma sulla terraferma.
Cambiamento climatico (antropogenico)
La Terra è costantemente soggetta a fluttuazioni climatiche. Fin dalla sua formazione, si sono susseguiti periodi più caldi e più freddi. Dall'ultima era glaciale, circa 12.000 anni fa, il clima è rimasto relativamente stabile. Solo dal 1980 si è osservato un brusco aumento della temperatura atmosferica media.
L'anidride carbonica gioca un ruolo particolarmente cruciale in questo (vedi grafico), poiché viene prodotta bruciando combustibili fossili per generare energia. In combinazione con la crescente domanda energetica dell'umanità, le emissioni di CO₂ sono aumentate da 2 gigatonnellate nel 1900 a 34,8 gigatonnellate nel 2021 (con un picco di 37,1 Gt nel 2017).
Processi di feedback e punti di svolta
L'aumento delle temperature e il cambiamento climatico possono avere effetti che amplificano ulteriormente questi cambiamenti. Questo effetto di amplificazione è particolarmente pericoloso per l'umanità, soprattutto quando vengono superati i punti di non ritorno. I punti di non ritorno sono eventi che, una volta superati, diventano irreversibili. Le reazioni dell'ambiente al cambiamento climatico sono del tutto naturali, ma sono irreversibili e possono rendere il pianeta inabitabile per gli esseri umani.
Ecco tre esempi di questi cicli di feedback:
Albedo ridotto (riflettività di un pianeta/corpo)
Quando il ghiaccio si scioglie, l'energia solare in arrivo non viene più riflessa direttamente dalla superficie bianca, ma assorbita dalla superficie scura del mare.
Desertificazione della foresta pluviale
Alimentato dalla deforestazione, il cambiamento climatico minaccia di prosciugare la foresta pluviale. La foresta dipende fortemente dalle precipitazioni per la fotosintesi. Meno acqua significa meno fotosintesi e meno CO₂ da immagazzinare, il che a sua volta significa più CO₂ nell'atmosfera.
Scongelamento del permafrost
Nel permafrost siberiano e canadese, diversi miliardi di tonnellate di carbonio risalenti all'ultima era glaciale sono probabilmente legati a materiali organici a profondità di pochi metri. Se questo si sciogliesse, verrebbero rilasciate migliaia di tonnellate.
Questi cicli di feedback sono legati a temperature specifiche e sono anche chiamati punti di non ritorno. Se questi vengono superati, può verificarsi un effetto domino inarrestabile.
Con queste conoscenze di base, nel prossimo articolo analizzeremo il rapporto tra caffè e cambiamento climatico. Qual è l'impatto del caffè sul cambiamento climatico e quale l'impatto del cambiamento climatico sul caffè?
