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La Terra ha avuto diversi periodi di alti livelli di anidride carbonica nell'atmosfera e alte temperature negli ultimi milioni di anni. Puoi spiegare cosa ha causato questi periodi, dato che in quei tempi non vi è stata combustione di combustibili fossili o altre fonti di rilascio di biossido di carbonio creato dall'uomo?

La combustione di combustibili fossili o di vegetazione è un modo per immettere nell'atmosfera l'anidride carbonica - ed è qualcosa in cui siamo diventati molto bravi. Gli umani stanno generando quasi 40 miliardi di tonnellate di anidride carbonica ogni anno, principalmente bruciando combustibili fossili.

L'anidride carbonica rimane nell'aria da secoli a millenni e si accumula nel tempo. Da quando abbiamo iniziato l'uso sistematico di carbone e petrolio come combustibile, circa 300 anni fa, la quantità di anidride carbonica nell'aria è aumentata di quasi la metà.

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Oltre alle emissioni che aggiungiamo, le concentrazioni di anidride carbonica nell'aria vanno su e giù come parte del naturale ciclo del carbonio, guidato da scambi tra l'aria, gli oceani e la biosfera (vita sulla terra), e infine da processi geologici.

Cambiamenti naturali nell'anidride carbonica

Ogni anno, le concentrazioni di anidride carbonica aumentano e diminuiscono leggermente mentre le piante crescono in primavera e in estate e muoiono in autunno e in inverno. I tempi di questo ascesa e caduta stagionali è legato alle stagioni dell'emisfero settentrionale, poiché la maggior parte della superficie terrestre sulla Terra è lì.

Gli oceani svolgono anche un ruolo attivo nel ciclo del carbonio, contribuendo alle variazioni nel corso di alcuni mesi per rallentare i cambiamenti nel corso dei secoli. L'acqua dell'oceano assorbe direttamente l'anidride carbonica in uno scambio tra l'aria e l'acqua di mare. Piccole piante marine usano l'anidride carbonica per la fotosintesi e molti microscopici organismi marini usano composti del carbonio per creare conchiglie. Quando questi microrganismi marini muoiono e affondano sul fondo del mare, portano con sé il carbonio.

Collettivamente, la biosfera (ecosistemi terrestri e terrestri) e gli oceani si stanno assorbendo metà di tutto l'anidride carbonica emessa dall'uomoe questo rallenta il tasso di cambiamento climatico. Ma poiché il clima continua a cambiare e gli oceani si riscaldano ulteriormente, non è chiaro se la biosfera e gli oceani continueranno ad assorbire una frazione così grande delle nostre emissioni. Quando l'acqua si riscalda, è meno in grado di assorbire l'anidride carbonica e, poiché i cambiamenti climatici, molti ecosistemi vengono stressati e sono meno in grado di fotosintetizzare l'anidride carbonica.

Storia climatica profonda della Terra

Su scale temporali da centinaia di migliaia a milioni di anni, le concentrazioni di anidride carbonica nell'aria sono variate enormemente, così come il clima globale.

La sezione ciclo del carbonio a lungo termine comporta la formazione e il decadimento della superficie terrestre stessa: attività della placca tettonica, accumulo e alterazione delle catene montuose, attività vulcanica prolungata e comparsa di nuovi fondali marini in presenza di faglie attive oceaniche.

La maggior parte del carbonio immagazzinato nella crosta terrestre è sotto forma di calcare, creato da gusci di organismi marini a base di carbonio che affondarono sul fondo dell'oceano milioni di anni fa.

L'anidride carbonica viene aggiunta all'aria quando i vulcani esplodono e viene espulsa dall'aria quando le rocce e le catene montuose si rovinano e si consumano. Questi processi richiedono in genere milioni di anni per aggiungere o sottrarre anidride carbonica dall'atmosfera.

Al giorno d'oggi, i vulcani aggiungono solo un po 'di anidride carbonica all'aria, intorno 1% di ciò che l'attività umana sta attualmente contribuendo. Ma ci sono stati momenti in cui l'attività vulcanica è stata notevolmente maggiore e ha emesso grandi quantità di anidride carbonica nell'aria.

Un esempio è di circa 250 milioni di anni fa, quando l'attività vulcanica prolungata ha aumentato drasticamente i livelli di biossido di carbonio nell'atmosfera. Queste furono eruzioni vulcaniche su vasta scala - che durarono per circa due milioni di anni e causando un'estinzione di massa.

Nel passato geologico più recente, negli ultimi 50 milioni di anni, i livelli di anidride carbonica sono gradualmente diminuiti nel complesso e il clima si è raffreddato, con alcuni alti e bassi. Una volta che le concentrazioni di biossido di carbonio sono diventate abbastanza basse (circa 300 parti per milione) tra due e tre milioni di anni fa, è iniziato l'attuale ciclo dell'era glaciale, ma il riscaldamento che le nostre emissioni stanno causando è più grande della tendenza del raffreddamento naturale.

Mentre il clima della Terra è cambiato in modo significativo in passato, è accaduto su scale temporali geologiche. Il carbonio nel petrolio e nel carbone che bruciamo rappresenta l'anidride carbonica assorbita dalla vegetazione centinaia di milioni di anni fa e poi depositata attraverso processi geologici nel corso di millenni. Abbiamo bruciato una parte significativa in pochi secoli.

Se le emissioni umane di anidride carbonica continueranno ad aumentare nel corso di questo secolo, potremmo raggiungere livelli non visto per decine di milioni di anni, quando la Terra aveva un clima molto più caldo con livelli del mare molto più alti e senza calotte glaciali.

Circa l'autore

James Renwick, Professore, Geografia fisica (scienze del clima), Te Herenga Waka - Victoria University of Wellington

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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