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Elisa Palazzi

Trump minaccia una sentinella climatica

Nell’anno in cui sono nata, il 1978, l’atmosfera conteneva 335 parti per milione, o ppm, di anidride carbonica. Allo scoccare dei miei vent’anni – era il 1998 e mi ero già trasferita da Rimini a Bologna per studiare Fisica all’università – in atmosfera erano 367. Nel 2018 io avevo 40 anni, Greta Thunberg iniziava i suoi scioperi del venerdì davanti al parlamento svedese, ed eravamo a 409. 

Se posso sapere tutto questo è anche grazie alle misurazioni di anidride carbonica che sono iniziate nel Marzo del 1958 a Mauna Loa, uno dei vulcani delle Hawaii. La CO₂ misurava 315 ppm. Da allora le misurazioni sono continuate fino a oggi, dando vita alla serie più lunga di osservazioni dirette di anidride carbonica mai realizzata, nota come “curva di Keeling”. Charles David Keeling era un ricercatore postdoc in geochimica al California Institute of Technology di Pasadena quando nel 1958 si convinse che quel vulcano nel mezzo del Pacifico era il luogo ideale per monitorare i composti atmosferici in grado di influenzare il clima, come la CO₂. Fu fortunato perché Harry Wexler, capo della ricerca presso il Weather Bureau (ora National Weather Service) degli Stati Uniti aveva da poco completato la costruzione di un osservatorio proprio lì, sulle pendici del Mauna Loa, e cercava progetti da ospitarvi. Era un momento interessante dal punto di vista scientifico, di grande fermento e spinta verso l’International Geophysical Year, una collaborazione scientifica multinazionale organizzata per il 1957 e 1958.

Keeling iniziò a misurare la CO₂ nell’Osservatorio di Mauna Loa e fu assunto dall’Università di San Diego, presso un ente chiamato Scripps Institution of Oceanography, dove ha ancora sede il programma sulla CO₂. La caratteristica che notò fin dalle prime misure a Mauna Loa fu che i campioni d’aria prelevati di notte contenevano una concentrazione di CO₂ più elevata rispetto a quelli raccolti durante il giorno. Le piante assorbono anidride carbonica dall’atmosfera di giorno, per compiere la fotosintesi che serve a produrre il loro nutrimento, ma di notte rilasciano CO₂. Studiando le sue misurazioni per molti mesi consecutivi, Keeling scoprì un pattern ancora più interessante che rivelò il cosiddetto “respiro della Terra”, ovvero il ciclo stagionale della CO₂. Nell’emisfero settentrionale, le concentrazioni di anidride carbonica aumentano in inverno, quando la fotosintesi rallenta, e raggiungono il picco in primavera, quando con la comparsa delle foglie e la crescita della vegetazione la fotosintesi accelera riducendo i livelli di CO₂ nell’aria.

Le misure raccolte per tanti anni consecutivi permisero infine a Keeling di mettere in evidenza che i livelli di CO₂ atmosferica aumentavano di anno in anno, mostrando una crescita inequivocabile che andava di pari passo con l’aumento della temperatura media globale, confermando le teorie sul legame tra emissioni di gas serra e cambiamento climatico risalenti ai primi decenni del XIX secolo. Il lavoro di Keeling aprì anche la strada agli studi isotopici dei campioni di aria contenente CO₂, utili per risalire all’origine della CO₂ atmosferica. Il primo articolo sulle misurazioni isotopiche fu pubblicato nel 1979 e mostrò che l’accumulo di CO₂ nell’atmosfera è legato al rilascio di carbonio sequestrato nei combustibili fossili. La Curva di Keeling, dunque, è un simbolo inequivocabile dell’impatto umano sull’ambiente e del ruolo dei combustibili fossili nel cambiamento climatico globale.

La crescita della CO₂ nei decenni dimostra che la Terra – con i suoi assorbitori naturali di anidride carbonica come foreste, oceani e suoli – non è in grado di compensare la CO₂ prodotta dalle emissioni umane. Si stima infatti che, dal 1750 a oggi, solo la metà, circa, delle emissioni antropiche sia stata assorbita dagli ecosistemi naturali. L’altra metà è diventata CO₂ accumulata in atmosfera, fino a raggiungere, nel 2024, un valore medio superiore del 52% rispetto ai livelli nel 1750, pari a 278 ppm. Se vi state chiedendo come facciamo a conoscere i valori di CO₂ prima dell’era strumentale, nel periodo preindustriale, o ancora prima, nelle passate migliaia o centinaia di migliaia di anni, la risposta è nell’analisi delle carote di ghiaccio antartico e groenlandese che, nelle bolle d’aria intrappolate al loro interno, tengono traccia della composizione atmosferica delle epoche remote.

L’osservatorio di Mauna Loa è davvero il luogo strategico per la misura della CO₂ che Keeling aveva identificato. L’altitudine del sito, 3397 metri sul livello del mare, permette di effettuare misure atmosferiche nella “troposfera libera”, cioè in una porzione d’aria relativamente pulita e lontana dalle attività umane. La superficie vulcanica dell’isola, inoltre, garantisce un’influenza minima da parte della vegetazione sulla CO₂ misurata. I gas provenienti dal cratere di Mauna Loa possono temporaneamente aumentare la quantità di CO₂ atmosferica ma i venti dominanti generalmente impediscono ai gas vulcanici di raggiungere l’osservatorio. Quando invece accade, l’afflusso di CO₂ vulcanica è immediatamente riconoscibile, poiché le misurazioni registrano un aumento netto e improvviso, con variazioni molto maggiori rispetto alle normali fluttuazioni stagionali e non vengono inclusi nei dati finali.

Nel tempo, sono stati realizzati diversi altri siti di monitoraggio della CO₂ che hanno integrato i loro dati con quelli raccolti a Mauna Loa. Ad esempio, proprio a Mauna Loa, nel mese di maggio del 1974 la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration, l’agenzia scientifica del governo degli Stati Uniti che si occupa dello studio delle condizioni atmosferiche e oceaniche) avviò le proprie misurazioni della CO₂, e da allora i dati NOAA sono stati raccolti in parallelo con quelli della Scripps. Sempre la NOAA gestisce un’altra stazione alla Hawaii, sul vulcano Mauna Kea, e altre tre stazioni di monitoraggio continuo in condizioni di fondo – cioè sempre in zone abbastanza remote da non subire l’influsso diretto delle attività inquinanti – in Alaska, nelle Samoa Americane e in Antartide. Su scala globale attualmente più di cento stazioni dalle condizioni ambientali e climatiche molto diverse misurano la CO₂, contribuendo al Programma Global Atmosphere Watch (GAW) dell’Organizzazione Meteorologica Mondiale. Inoltre, l’Europa gestisce l’infrastruttura di ricerca Integrated Carbon Observation System (ICOS), che consiste in una rete di misura delle emissioni e degli assorbimenti di gas a effetto serra nell’atmosfera, negli oceani e negli ecosistemi terrestri.

Al netto di tutto ciò, il valore scientifico delle misure iniziate alle Hawaii da Charles David Keeling è unico.  Da quel mese di Marzo del ’58 in cui sulla curva di Keeling comparve il primo dato, la stazione non ha mai smesso di funzionare, salvo in due casi. Una prima breve interruzione avvenne nel 1964, quando si ruppero gli strumenti e, a causa di momentanei tagli ai finanziamenti, non si poté aggiustarli tempestivamente. Una seconda, a Novembre del 2022, per l’eruzione del Mauna Loa, la cui lava bloccò l’accesso all’Osservatorio e interruppe l’alimentazione elettrica per qualche tempo. La curva di Keeling però non fu interrotta, i dati tra dicembre 2022 e i primi di luglio 2023 provengono dal vicino osservatorio di Mauna Kea. 

L’attuale amministrazione degli Stati Uniti sta valutando la possibilità di cancellare l’affitto del principale ufficio NOAA di supporto per l’Osservatorio di Mauna Loa, situato a Hilo. Il personale della stazione di Hilo si reca regolarmente sulle vette di Mauna Loa e Mauna Kea per raccogliere campioni d’aria che vengono poi spediti a un laboratorio della NOAA a Boulder, in Colorado, per analizzarne le concentrazioni di gas serra. La possibile interruzione di queste attività preoccupa la comunità scientifica. Monitorare con continuità i livelli atmosferici di anidride carbonica, a Mauna Loa come altrove, permette di sapere e di capire quanto sta accadendo, come base per sviluppare le necessarie strategie di mitigazione e riduzione delle emissioni, e per migliorare i modelli di previsione climatica futura. Non è che se non la si misura, la CO₂ smette di crescere. Ora siamo a fine Maggio 2025, vado a vedere sul sito di riferimento l’ultimo dato di CO₂ disponibile (l’aggiornamento è pressoché giornaliero): è quello del 24 Maggio, e leggo 430.30 ppm. 

credits immagine: Susan Cobb/NOAA Global Monitoring Laboratory