Un nuovo studio rivela che gli esseri umani stanno pompando anidride carbonica nell’atmosfera ad un tasso da nove a dieci volte più alto dei gas serra emessi durante il Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM), un evento di riscaldamento globale avvenuto circa 56 milioni di anni fa.

 

Montaggio di Blue Marble Earth, creato da fotografie scattate dallo strumento Visi / Infrared Imager Radiometer Suite (VIIRS) a bordo del nuovo satellite Suomi NPP. Credito: NASA

Un nuovo studio “Temporal Scaling of Carbon Emission and Accumulation Rates: Modern Anthropogenic Emissions Compared to Estimates of PETM‐Onset Accumulation” pubblicato il 30 gennaio 2019 sul journal AGU Paleoceanography and Paleoclimatology da un team di ricercatori coordinati da Philip Gingerich, ricercatore paleoclimatico all’Università del Michigan, rivela che gli esseri umani stanno pompando anidride carbonica nell’atmosfera ad un tasso da nove a dieci volte più alto dei gas serra emessi durante il Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM), un evento di riscaldamento globale avvenuto circa 56 milioni di anni fa.

I risultati suggeriscono che se le emissioni di carbonio continueranno a salire, la quantità totale di anidride carbonica iniettata nell’atmosfera da quando gli esseri umani hanno iniziato a bruciare combustibili fossili, tra 140 anni, nel 2159, potrebbe essere uguale alla quantità rilasciata durante il PETM.

Ha affermato Philip Gingeric: “Tu ed io non saremo qui nel 2159, ma sono solo quattro generazioni di distanza. Quando inizi a pensare ai tuoi figli, ai tuoi nipoti e ai tuoi pronipoti, sei lì.”

Thermal Maximum (PETM)

Gli scienziati usano spesso il PETM ( Massimo termico del Paleocene-Eocene) come punto di riferimento per confrontare i cambiamenti climatici moderni. Ma il nuovo studio mostra che siamo sulla buona strada per soddisfare questo benchmark molto prima di quanto si pensasse in precedenza, poiché il ritmo del riscaldamento di oggi supera di gran lunga qualsiasi evento climatico che sia accaduto dall’estinzione dei dinosauri.

L’andamento delle temperature tra Paleocene ed Eocene, in base alla concentrazione dell’isotopo 18O nel mare assumendo l’oceano artico privo di copertura glaciale. Il Massimo termico del Paleocene-Eocene è in corrispondenza del picco nel grafico.

Ha dichiarato Gabriel Bowen, geofisico dell’Università dello Utah che non era collegato al nuovo studio: “Considerata un’assunzione business-as-usual per il futuro, i tassi di emissione di carbonio che stanno accadendo oggi sono davvero senza precedenti, anche nel contesto di un evento come il PETM. Non abbiamo molto in termini di esempi geologici da cui attingere per comprendere come il mondo risponde a quel tipo di perturbazione”.

Le esatte conseguenze ambientali

Secondo Larisa DeSantis, un paleontologo della Vanderbilt University che non era collegato a il nuovo studio, le esatte conseguenze ambientali dei livelli di carbonio simili a PETM non sono chiare, ma l’aumento delle temperature porterà probabilmente molte specie all’estinzione, con i fortunati che potranno adattarsi o migrare. Inoltre, ci vorranno migliaia di anni perché il sistema climatico si raffreddi.

Ha affermato DeSantis: “Non passeranno solo 100 anni, ma ci vorrà molto tempo prima che l’anidride carbonica ritorni nella crosta terrestre”.

Studiare il passato sui cambiamenti climatici

Il PETM era un evento di riscaldamento globale avvenuto approssimativamente 56 milioni di anni fa. Gli scienziati non sono sicuri di ciò che l’ha causato, ma durante l’evento sono state rilasciate nell’atmosfera terrestre enormi quantità di anidride carbonica, che hanno raggiunto rapidamente le temperature globali di 5-8 gradi Celsius. Le temperature globali medie durante il PETM hanno raggiunto il picco a circa 23 gradi Celsius, circa 7 gradi Celsius più alte rispetto alla media odierna.

Gli scienziati pensano che durante questo periodo e il periodo caldo che seguì, i poli fossero privi di ghiaccio e l’Artico fosse la dimora di palme e coccodrilli. Non è la Terra più calda che sia mai stata, ma il PETM è stato il periodo più caldo dall’estinzione dei dinosauri 66 milioni di anni fa.

Escursione della temperatura del mare, misurata come variazione della concentrazione dell’isotopo 18O, dal Mesozoico al Cenozoico. Salvo il picco dell’Eocene, in generale nel Paleogene si ha un raffreddamento della temperatura. I dati sono prelevati da 34 siti dell’Ocean Drilling Program (ODP), Deep Sea Drilling Program (DSDP). Legenda: MME = Mid-Maastrichtian Event, PETM = Paleocene-Eocene Thermal Maximum, OAE = Oceanic Anoxic Event (evento anossico nell’oceano).

Gli scienziati non possono stabilire esattamente quanto carbonio è stato iniettato nell’atmosfera durante il PETM o esattamente per quanto tempo è durato l’evento. Ma le loro migliori stime dicono tra 3.000 e 7.000 gigatoni di carbonio accumulati su un periodo di 3.000 – 20.000 anni, basati su nuclei di sedimenti oceanici che mostrano cambiamenti ai minerali carbonatici stabiliti durante questo periodo.

Il massiccio rilascio di carbonio e il picco di temperatura hanno drasticamente alterato il clima terrestre, causando una grave estinzione degli organismi nelle profondità oceaniche che sono un anello chiave nella rete alimentare marina. Gli animali terrestri diventarono più piccoli e migrarono verso nord verso climi più freschi. Alcuni gruppi di mammiferi moderni, compresi i primati, sono apparsi per la prima volta subito dopo il PETM, ma gli scienziati non sono sicuri se ciò sia avvenuto come risultato diretto del rapido cambiamento ambientale.

Confronto passato con presente

Gli scienziati del clima utilizzano il PETM come caso di studio per capire quali cambiamenti ambientali potrebbero verificarsi nell’ambito degli attuali cambiamenti climatici causati dall’uomo e quando tali cambiamenti potrebbero avere effetto. Ma possono misurare solo le emissioni di carbonio durante il PETM per l’intera durata dell’evento – migliaia di anni. Non sanno come sono fatti questi tassi di emissioni su base annuale, quindi è difficile confrontarli con il ritmo delle emissioni di carbonio oggi.

Nel nuovo studio, Gingerich ha trovato un modo per confrontare matematicamente le moderne emissioni di carbonio con le emissioni di PETM sulla stessa scala temporale. I risultati hanno mostrato che le attuali velocità di emissione di carbonio sono da nove a 10 volte più alte di quelle durante il PETM.

Ha detto Gingerich: “Per me questo risultato, ha davvero sottolineato quanto rapidamente e quanto siano grandi le conseguenze del carbonio che produciamo come popolo”.

Proiettando le emissioni attuali nel futuro, Gingerich ha scoperto che se le emissioni continueranno a salire, potremmo trovarci di fronte a un altro evento simile a quello di PETM in meno di cinque generazioni. Il carbonio totale accumulato nell’atmosfera potrebbe colpire la stima più bassa di carbonio accumulato durante il PETM – 3.000 gigatoni – nell’anno 2159. Raggiungerebbe le massime emissioni stimate – 7.126 gigatoni – nel 2278, sulla base dei calcoli di Gingerich.

Gli esseri umani hanno emesso circa 1.500 gigatonnellate di carbonio a partire dal 2016.

Ha affermato DeSantis “Il fatto che potremmo raggiungere un riscaldamento equivalente al PETM molto rapidamente, entro i prossimi cent’anni, è terrificante”.

Montaggio di Blue Marble Earth, creato da fotografie scattate dallo strumento Visi / Infrared Imager Radiometer Suite (VIIRS) a bordo del nuovo satellite Suomi NPP. Credito: NASA

Conclusioni

Secondo DeSantis, i risultati suggeriscono che gli scienziati potrebbero non essere in grado di prevedere i cambiamenti ambientali o biologici che si verificheranno nei prossimi anni sulla base di quanto accaduto durante il PETM perché il riscaldamento di oggi si sta verificando molto più velocemente. Ciò che rende le previsioni più difficili è che il clima di oggi inizia da una linea di base più fredda rispetto al PETM e le specie che abitano la Terra sono diverse da quelle di 56 milioni di anni fa.

Ha affermato DeSantis: “È difficile confrontare gli effetti biotici perché il mondo durante il PETM era piuttosto diverso. Viviamo in un mondo molto diverso oggi, con diversi gruppi di animali, con gli esseri umani che sono la specie dominante … ma sappiamo che ci sono molte conseguenze negative del riscaldamento drammatico su un vasto numero di specie, inclusa la nostra”.

Journal Reference:

Philip D. Gingerich. Temporal Scaling of Carbon Emission and Accumulation Rates: Modern Anthropogenic Emissions Compared to Estimates of PETM-Onset AccumulationPaleoceanography and Paleoclimatology, 2019; DOI: 10.1029/2018PA003379

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