Perché l'aumento di stoccaggio del carbonio nella piccola era glaciale è di cattivo auspicio

Perché l'aumento di stoccaggio del carbonio nella piccola era glaciale è di cattivo auspicio

Il calo dei livelli atmosferici di anidride carbonica durante la Piccola era glaciale non è stato causato dai pionieri del Nuovo Mondo che hanno tagliato una fascia attraverso l'agricoltura nativa americana, come si era pensato in precedenza.

Invece, il nostro nuova analisi del record del clima contenuto nelle carote di ghiaccio dell'Antartico suggerisce che la caduta dei livelli atmosferici di CO₂ durante il periodo freddo da 1500 a 1750 è stata determinata dall'aumento di captazione di carbonio da parte delle piante.

Ciò a sua volta suggerisce che se le piante reagiscono alle temperature in calo assorbendo più carbonio, è probabile che reagiscano agli attuali livelli crescenti di CO₂ rilasciando ancora più di esso nell'atmosfera.

Atmosfere storiche

Le concentrazioni atmosferiche di CO₂ erano abbastanza stabili da circa 2000 anni fa fino all'inizio della rivoluzione industriale, da quando hanno iniziato a scalare drammaticamente. Tuttavia, lungo la strada c'erano spostamenti relativamente piccoli, come quello visto durante la Piccola Era Glaciale (LIA).

L'anidride carbonica si muove naturalmente tra l'atmosfera, la terra e l'oceano. A terra, viene rimosso dall'atmosfera dalla fotosintesi delle piante e restituito quando il materiale vegetale si decompone. Normalmente questi processi si compensano, ma un cambiamento nel tasso di uno di questi processi può spostare i livelli atmosferici di CO₂ in un nuovo equilibrio.

Se la decomposizione aumenta con il riscaldamento, questo rallenterà o invertirà l'assorbimento riequilibrante, lasciando più biossido di carbonio nell'atmosfera, riscaldando ulteriormente il clima e così via, in un feedback positivo.

La LIA ha coinciso con l'inizio della colonizzazione europea del Nuovo Mondo. Le malattie europee hanno devastato le popolazioni nelle Americhe, e una teoria sostenne che ciò portò a una diminuzione dell'agricoltura indigena, che a sua volta lasciò ricrescere le foreste e assorbì quantità significative di CO₂ dall'atmosfera. Ciò era stato suggerito come la prima firma geologicamente riconoscibile dell'impatto umano sul globo, e quindi l'inizio dell'epoca antropocenica.


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Ma era davvero così? Il nostro studio suggerisce di no, perché mentre possiamo essere relativamente certi che il cambiamento della LIA nei livelli di CO₂ fosse dovuto a differenze nel comportamento delle piante terrestri, i nostri risultati suggeriscono che il cambiamento fosse una risposta al cambiamento climatico e non ai cambiamenti causati dall'uomo nella copertura vegetale.

Alla ricerca di indizi

Come possiamo dire? Sappiamo che il processo ha coinvolto piante terrestri, perché l'atmosfera durante il LIA era ancora più bassa in CO₂ contenente l'isotopo carbonio-12, che è preferito dalle piante fotosintesi.

Ma come facciamo a sapere se i cambiamenti sono dovuti a cambiamenti nella copertura vegetale o ai feedback sul clima. Per rispondere a questo abbiamo guardato un altro gas, il solfuro di carbonio (COS), che è anche intrappolato in bolle d'aria insieme al biossido di carbonio. Questa molecola ha quasi la stessa struttura del CO₂, tranne uno degli atomi di ossigeno sostituito con lo zolfo.

Questo è abbastanza vicino da ingannare le piante, che lo riprendono durante la fotosintesi. Ma a differenza del CO₂, COS non viene rilasciato quando il materiale vegetale si decompone, quindi un aumento della fotosintesi porta a una diminuzione del COS atmosferico.

Ciò significa che l'ipotesi del "primo antropocene" ha una conseguenza verificabile: avrebbe dovuto portare a una riduzione osservabile delle concentrazioni di COS all'interno delle carote di ghiaccio. Tuttavia, quando abbiamo visto il core del ghiaccio, abbiamo riscontrato un aumento. Ciò suggerisce che la fotosintesi è effettivamente diminuita durante la LIA, piuttosto che aumentare come ci si aspetterebbe se la differenza fosse dovuta alla ricrescita forestale.

Ciò significa che il calo della CO at atmosferica durante la LIA era più probabile che fosse una risposta diretta alle temperature di immersione. Il clima freddo della LIA riduceva la fotosintesi, ma rallentava anche la respirazione e la decomposizione delle piante, con l'effetto netto che più CO₂ veniva assorbito dalla biosfera terrestre durante i periodi freddi.

E il futuro?

Il rovescio della medaglia è che può accadere il contrario quando le temperature aumentano, come lo sono ora. L'aumento delle temperature potrebbe significare che ancora più CO₂ viene rilasciato dalla biosfera terrestre. Mentre le piante continuano ad aumentare la loro fotosintesi mentre la Terra si scalda, i nostri risultati suggeriscono che la decomposizione delle piante aumenterà ancora di più, il che significa che meno carbonio rimane nel terreno.

Ciò è preoccupante, perché, come sappiamo, gli umani hanno aperto il rubinetto a una nuova fonte di carbonio: i combustibili fossili che prima erano rinchiusi nel sottosuolo. Stiamo rapidamente restituendo un sacco di questo carbone immagazzinato nell'atmosfera, e la terra e l'oceano stanno rimuovendo solo circa la metà di ciò che aggiungiamo.

La nostra scoperta suggerisce che ogni aumento di temperatura in gradi comporterà circa 20 parti per milione di anidride carbonica in più nell'atmosfera. Si tratta della metà delle aspettative dei modelli climatici. Significa che, se vogliamo mantenere il riscaldamento globale entro 2 ℃ delle temperature medie preindustriali, in linea con il Paris accordo sul clima, dobbiamo considerare questo ciclo di feedback positivo, il che significa che più aumentano le temperature, più CO₂ sarà rilasciato dai paesaggi del mondo.

Riguardo agli Autori

Peter Rayner, professorale, Università di Melbourne

Cathy Trudinger, ricercatrice senior, CSIRO

David Etheridge, Principal Research Scientist, CSIRO,

Mauro Rubino,, Seconda Università di Napoli

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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