Benvenuti nell'era dei ritorni decrescenti


venerdì 24 settembre 2010

Il picco della vita sulla terra



Devi adesso alla fine capire di quale universo sei parte e di quale amministratore dell'universo la tua esistenza è un effluvio e che un tempo limite è fissato per te e che se non lo usi per schiarire le nebbie della tua mente, se ne andrà, e tu te ne andrai, e non ritornerà mai più. 
(Marco Aurelio, "meditazioni", Libro II)



Una delle cose che peggiori del dibattito attuale sul clima è come è stato impoverito, banalizzato, addirittura brutalizzato. La scienza del clima è stata trattata come se i suoi risultati dipendessero veramente soltanto da quello che alcuni climatologi si dicevano in lettere scritte 10 anni fa, dal fatto che in Inghilterra si facesse o no il vino nel medio evo, e se a Castelfranco di Sotto oggi faccia freddo o caldo.

Così, la maggior parte del pubblico non ha potuto capire quello che è veramente la moderna scienza del clima - meglio detto la "scienza dei sistemi terrestri": uno dei massimi trionfi del pensiero umano; la grande rivoluzione scientifica del ventunesimo secolo. E' una rivoluzione  alla pari, come profondità e importanza, con quella dello sviluppo della cosmologia nel ventesimo secolo.

La scienza dei sistemi terrestri, e la climatologia che ne è parte, sono incredibilmente affascinanti; di una profondità e una bellezza che si possono apprezzare soltanto entrandoci dentro con un po' di lavoro. Ma per chi ha tempo e voglia di approfondire, i risultati sono addirittura sconvolgenti. E' lo stesso fascino della cosmologia che descrive la nascita, la vita, e la morte dell'universo. La scienza dei sistemi terrestri descrive la nascita, la vita e la morte di un intero ecosistema - il nostro.

Tutto ha una durata limitata in questo universo; anche la vita sulla Terra non sarà eterna. Si sa che la vita dipende dalla luce solare e che il Sole ha ancora svariati miliardi di anni di esistenza. Ma le condizioni che permettono alla vita terrestre di esistere sono molto più ristrette: il sole si scalda lentamente e inesorabilmente, circa il 6% in più ogni miliardo di anni. Prima o poi, la radiazione solare sarà troppo intensa per permettere alla vita sulla Terra di esistere. Quindi, abbiamo davanti ancora poche centinaia di milioni di anni prima che la terra diventi troppo calda per ospitare forme di vita biologiche multicellulari. In altre parole, sembrerebbe che abbiamo passato da un pezzo il picco della vita terrestre.

Siamo partiti, circa quattro miliardi di anni fa, da un sole nettamente più debole dell'attuale (circa il 30% in meno) che scaldava un pianeta Terra la cui atmosfera era molto più densa dell'attuale e conteneva probabilmente 10.000 volte più CO2 di oggi. Ecco l'evoluzione dalla concentrazione di CO2 secondo il lavoro di Franck, Bouman e von Bloh*. Altri autori hanno studiato questo intervallo di tempo, trovando risultati simili



Figura tratta da un articolo di Franck et al. * La linea nera rappresenta la concentrazione di CO2 nell'atmosfera dalle origini dell'ecosfera fino a un miliardo e mezzo di anni nel futuro. I dati per il passato sono incerti, ma probabilmente sono giusti come ordine di grandezza. Le bande colorate indicano i tipi di creature viventi che possono esistere: il rosso indica le condizioni in cui possono esistere soltanto i procarioti (principalmente i batteri). La zona verde indica l'esistenza degli eucarioti monocellulari in aggiunta ai procarioti. La zona marrone indica le creature multicellulari in aggiunta agli altri. Notate la drastica riduzione (la scala è logaritmica) della concentrazione di CO2 nel corso dei miliardi di anni di storia del pianeta. La concentrazione di CO2 si è ridotta in parallelo con l'incremento dell'intensità della ragione solare.



Una volta che abbiamo un modello che definisce la concentrazione di CO2 in funzione del tempo, lo possiamo utilizzare per determinare la temperatura planetaria. Quello che succede è che quando la concentrazione di CO2 scende oltre un certo limite; il suo effetto si riduce e non riesce più a regolare la temperatura. L'aumento di irradiazione prende il sopravvento e la Terra comincia a scaldarsi inesorabilmente. A questo punto, la vita entra in sofferenza, sia perchè c'è troppo poco CO2 per le piante, sia perchè è troppo caldo. Ecco qua i risultati:




Figura tratta da un articolo di Franck et al. (*). La linea verde in alto mostra l'evoluzione delle temperature, nella figura in basso si vede l'andamento della produttività biologica della biosfera. In rosso i procarioti (batteri), in verdegli eucarioti, e in marrone le forme di vita multicellulari. Queste ultime dovrebbero estinguersi totalmente fra circa 700 milioni di anni.


Questi dati sono piuttosto approssimati e i modelli non sono dettagliati; ma l'andamento generale è chiaro. Come vedete, c'è stata una vera e propria esplosione della vita multicellulare circa 500 milioni di anni fa - e in fatti si parla di "esplosione del Cambriano". Ma da quel momento in poi, la vita terestre è stata in declino. Altre simulazioni danno l'inizio del declino un po' più tardi, con la fine del periodo paleozoico, circa 250 milioni di anni fa. Ma, in ogni caso, le creature multicellulari dovrebbero scomparire totalmente entro circa 700 milioni di anni; mentre quelle unicellulari hanno ancora un miliardo di anni e più.

Quindi, c'è stato un vero e proprio "picco" della vita qualche centinaio di milioni di anni fa; quando le condizioni di temperatura e di concentrazione della CO2 erano ottimali. Ma, da allora, siamo in declino e non ci riprenderemo più. Per il tempo dell'estinzione finale, fra qualche centinaio di milioni di anni, il supercontinente Pangea si sarà riformato. E' probabile che le ultime forme di vita multicellulare, animali e piante, spariranno dalle coste all'estremo nord e all'estremo sud di un immenso continente, caldissimo e desertico.

Tutto questo a meno di qualche megaprogetto di geo-ingegneria che raffreschi un po' la terra mantenendo però la concentrazione di CO2 a livelli sufficienti per la fotosintesi. Senza di questo, il destino del nostro pianeta è di essere sterilizzato dalla radiazione solare entro il prossimo miliardo di anni.

Questa storia è veramente affascinante. Certo, forse poco rilevante per chi si preoccupa solo di vecchie email e di complotti climatici, ma ci fa capire come funziona il nostro ecosistema e quanto sia fragile la "finestra" di condizioni che ci fa vivere.

(su questo argomento, potete leggere anche i miei post "Il pianeta di Smeraldo" e "Fra 10 miliardi di anni")


(*) Causes and timing of future biosphere extinction
S. Franck, C. Bounama, and W. von Bloh
Biogeosciences Discussions, 2, 1665–1679, 2005

http://www.biogeosciences-discuss.net/2/1665/2005/bgd-2-1665-2005-print.pdf

18 commenti:

  1. @ Ugo Bardi

    Se lei ritiene che il goffo tentativo di nascondere il periodo caldo medioevale con la nota hockey stick di Mann ( tentativo che dalle email craccate risulta essere su commissione) non si aun fatto scientificamente gravissimo significa che ignora:

    - i dati storici, anzi meglio sembra deriderli

    - varie centinaia di peer review che hanno riscontrato un periodo caldo medioevale più alto dell'hockey stick in ogni dove nel pianeta

    - i ratei di accrescimento delle T che nel medioevo sono simili al 900 vedi moberg ed esper ( con i dati proxy)

    - ma e soprattuto il vero nocciolo della questione e cioè cosa ha determinato il periodo caldo medioevale...e già che ci siamo cosa ha provocato il riscaldamento 1910 - 1940

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  2. Costa, sei una favola. Nel post precedente, scrivi che vorresti che qualcuno ti spiegasse le cose. Qui, invece, sei tu che pretendi di saperne più degli altri. Ma non hai niente di meglio da fare che ripetere sempre le stesse sciocchezze?

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  3. Ancora con le email craccate? Davvero i negazionisti non hanno più argomenti. La cosa mi consola.

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  4. @Ugo: parafrasando una nota affermazione di Humphrey Bogart, "Non bisogna mai contraddire un negazionista. Basta aspettare: lo farà da solo."

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  5. Beh, bisogna però anche che qualcuno glie le faccia notare. Con Costa, bisogna fare attenzione perché ogni tanto qualcuno lo prende sul serio - non si rendono che non sta facendo domande - sta solo tendendo una trappola per trascinarti in una discussione senza fine. Quando qualcuno ci casca, poi non si sa più come fermarsi.

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  6. Fra le altre cose - me ne sono accorto proprio ora - Costa mi da ragione in pieno fin dalla prima frase del suo commento!

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  7. cosa vuol dire "produttività biologica" nell'ultimo grafico? si intende il totale della biomassa sul pianeta?

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  8. Sostanzialmente si: ammontare della biomassa planetaria

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  9. Ormai tre commissioni indipendenti han stabilito che:
    - non ci sono state scorrettezze scientifiche, forzature nei dati, tantomeno manomissioni deliberate ("su commissione")
    - le procedure di analisi delle serie climatiche sia di Mann che del CRU sono corrette e scientificamente valide
    - le libere interpretazioni delle e-mail rubate sono scorrette e a dir poco faziose

    Cosa altro serve per mettere nel cestino della storia questa triste vicenda? Una bolla papale con imprimatur? Il padreterno che scende di persona?

    Parlando di cose più serie. Un po' di "pensiero positivo" viene guardando la foto all'inizio. Ciascuno di quei puntini (o almeno la maggioranza) è una galassia, con tipicamente 10-100 miliardi di stelle. Le condizioni per la vita sono molto particolari, e non durano molto a lungo, ma egualmente l'universo probabilmente brulica di vita.

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  10. Wow molto interessante!
    Quindi a livello molto teorico è un bene che aumenti la CO2 e dovremmo controbilanciare il surriscaldamento schermando il sole...
    (Si fa per dire, non prendetemi sul serio)

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  11. Beh, non solo gli specchi. C'è chi ha pensato a spostare la terra su un orbita un po' più lontana dal sole. Il curioso è che è un progetto dettagliato e che forse la cosa è più facile degli specchi. Si tratta di deviare degli asteroidi e di farli passare vicino alla terra per dargli una serie di "colpetti" gravitazionali che la spostino gradualmente su orbite più lontane. Certo, se uno sbaglia mira......

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  12. Ah.... aggiungo, il tempo previsto per l'operazione di spostamento credo sia circa un milione di anni. Ma per una cosa del genere, non c'è molta fretta.

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  13. Io credo che gli argomenti degli scettici siano altri che le mail rubate (curiosamente, anche il contenuto di questo post ne ricorda uno).
    Tuttavia, se in un post si fa riferimento a tali mail, viene naturale commentare. Per quanto mi riguarda, sono d'accordo con Steven Chu quando dice:
    I think that if one research group didn’t understand some tree ring data and they chose to admit part of that data. In all honesty they should have thrown out the whole data set.

    Cioè, se uno si acorge che la dendrocronologia ha dei limiti, anzichè trovare la giustificazione per tali limiti, avrebbe fatto meglio a concentrarsi su altri proxy, carote di ghiaccio, coralli, ecc.
    Questo, a mio parere, non implica che Mann e il suo gruppo siano in malafede. Anche un eccesso di entusiasmo, di passione per il proprio lavoro, può generare questa sorta di disattenzione nel mantenere il massimo del rigore.

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  14. X Claudio Costa. Riguardo agli ultimi tre commenti che hai mandato, ripeto il concetto che i commenti di questo blog non sono il posto dove mandare mini trattati di pseudo-climatologia. Se pensi di saperne più dei climatologi, manda i tuoi commenti in forma di articolo a qualche rivista seria. Altrimenti, risparmiati il ctrl-V che ci perdi solo tempo tu e gli altri.

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  15. Egr. prof. Bardi,
    spero che la sua reprimenda non sia diretta anche al mio precedente commento che non vedo pubblicato (ne sarei sorpreso, perché non assomigliava per nulla ad un “mini-trattato sul clima”).
    Nel caso, riassumo le mie considerazioni escludendo la citazione di Steven Chu e senza entrare nello specifico, cosicché nulla possa ostare la pubblicazione sul suo blog.
    Dunque, io credo che gli argomenti degli scettici siano altro che le e-mail rubate (curiosamente, uno è proprio il contenuto del suo post).
    Tuttavia, viene naturale commentare il caso delle e-mail rubate dato che è riportato nel post. A tal proposito la mia impressione è che, a volte, può capitare che non si mantenga il massimo del rigore scientifico, non per malafede, ma per eccesso di entusiasmo, di passione per il proprio lavoro.

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  16. Mi dispiace che abbia censurato dei commenti del Costa. Pur non condividendo quello che (in genere) scrive, apprezzo la sua attenzione a mantenere la discussione entro i confini del rispetto reciproco (fino a prova contraria).

    Sono sicuro che i lettori del blog abbiano la capacita` di farsi un'idea da soli sulla qualita` e sulla veridicita` del contenuto dei post.

    astabada

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  17. Caro Astabada, è impossibile censurare Claudio Costa. Se cerchi il suo nome su google, accoppiato con termini come "clima", ci trovi circa 60.000 commenti (secondo i miei calcoli). Quindi, non è difficile per chi vuole approfondire farsi un idea di cos'è il "Costa-pensiero." La cosa è resa ulteriormente più semplice dal fatto che lui ripete sempre - più o meno - le stesse cose. Perlomeno qui, cerco di fare un blog "Claudio Costa-free"!

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