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Terrificante: gli scienziati scavano in profondità nell’Antartide per un pezzo mancante del puzzle sul clima!

by Anton Bryan
Terrificante: gli scienziati scavano in profondità nell’Antartide per un pezzo mancante del puzzle sul clima!

Terrificante: gli scienziati scavano in profondità nell’Antartide per un pezzo mancante del puzzle sul clima!

Una missione scientifica cruciale, appena annunciata, si concluderà in una remota parte dell’Antartide prima possibile.

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Un team di sette ricercatori australiani e americani condurrà l’ultima estrazione di aria antica da carote di ghiaccio perforate fino a 240 metri.

Sperano di rivelare le risposte ad alcune domande fondamentali su come la nostra atmosfera possa affrontando le nostre crescenti emissioni di gas serra.

“Stiamo cercando di non rovinare tutto”, spiega Peter Neff, un glaciologo dell’Università di Washington, che racconta quello che stanno facendo a Sunday Age da dietro la ruota di un veicolo da neve cingolato al suo gelido campo base.

“Ogni volta che riusciamo a estrare un campione, è terrificante: basta un errore per rovinare settimane di lavoro”.

In effetti, i risultati del progetto di sei anni, condotto dallo scienziato atmosferico senior CSIRO David Etheridge e Vas Petrenko dell’Università di Rochester negli Stati Uniti, possono portare alla luce delle risposte che possono essere terrificanti, a seconda di come si presentano.

Il ruolo del biossido di carbonio, il principale gas a effetto serra, è noto da oltre un secolo, compreso il modo in cui viene infine rimosso dall’atmosfera attraverso il suo assorbimento negli oceani o dalle piante terrestri.

Ma ciò che è realmente accaduto ad altri 40 gas, tra cui metano, idrofluorocarburi e sostanze chimiche che riducono lo strato di ozono, nel corso dei decenni da quando l’industrializzazione si è rivelata piuttosto poco chiara, richiede ancora risposte esatte, scientifiche.

“Adesso sappiamo bene come vengono prodotti questi gas. Dobbiamo sapere con quanta rapidità vengono rimossi”, dice Etheridge.

“Senza questa risposta, abbiamo solo una parte del puzzle, parte dell’equazione.”

Il dilemma in questione è quando nel passato della terra qualcosa di simile è avvenuto, perché è avvenuto e non per colpa dell’industrializzazione, che cosa è esattamente successo con questi gas.

Sappiamo che i radicali idrossilici – che legano ossigeno e idrogeno – agiscono come diluenti atmosferici, distruggendo gas serra non – CO2, cosi come il metano.

Questi gas (non – CO2), contribuiscono a circa un terzo del riscaldamento aggiuntivo che stiamo infliggendo sul nostro pianeta intrappolando ulteriore calore dal sole nella nostra atmosfera.

L’idrossile viene prodotto naturalmente nell’atmosfera, ma è così reattivo che un radicale dura solo un secondo circa prima di distruggere una molecola inquinante e sé stesso.

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“Poiché l’idrossile è così variabile, con una durata così breve e così variabile nel tempo e nello spazio, è davvero difficile quantificarlo anche nell’atmosfera moderna”, dice.

Più precisamente, tuttavia, non sappiamo se questo detergente critico sia aumentato o diminuito in abbondanza dai tempi preindustriali, con implicazioni per le emissioni future.

Il processo di ossidazione che coinvolge l’idrossile è in realtà fondamentale per mantenere il metano “nel ruolo di supporto in cui si trova, piuttosto che diventare il principale guastafeste che riscalda l’atmosfera”, dice Neff.

L’implicazione – a seconda di come si sviluppano i risultati – potrebbe includere la necessità di ricalibrare i principali modelli climatici che sono alla base dell’accordo di Parigi sul clima che quasi 200 nazioni hanno sottoscritto.

“Tutti i modelli stanno creando un’ipotesi sulla reattività fondamentale dell’idrossile nell’atmosfera prima dell’anno 1990”, afferma Neff. “Questo è il primo controllo effettivo su quella parte di quei modelli.”

Fare questo controllo non è stato facile, e ha coinvolto più dello strano “touch and go moment”, dice.

Un feroce giro di tagli pianificato dalla direzione del CSIRO, annunciato tre anni fa, ha portato l’intero progetto quasi alla chiusura.

Ma la pressione dell’opinione pubblica a livello nazionale e internazionale ha finito col risparmiare molti scienziati dal taglio, incluso forse questo progetto.

Ultimamente, le sfide sono state per lo più fisiche, tra cui affrontare il freddo pungente – le temperature scendono spesso sotto i 20 gradi – e le forti derive che arrivano con il lavoro a Law Dome, circa 120 chilometri ad est della principale base antartica australiana a Casey.

Etheridge è stato coinvolto in decenni di ricerca atmosferica e sapeva che Law Dome aveva qualità speciali di cui gli scienziati avrebbero avuto bisogno. In particolare, il sito sembra subire alcune delle nevicate più pesanti ovunque.

“Proprio qui, abbiamo circa 10 volte la neve media in Antartide – 120 centimetri l’anno contro i 5-10 centimetri”, ha detto Neff , e questo “seppellisce il ghiaccio molto più rapidamente che altrove, ma solo pile e pile sopra.”.

La perforazione di carote di ghiaccio per analizzare l’aria intrappolata all’interno della neve compatta è stata di routine per gli scienziati di ghiaccio polari per decenni. Nel caso di una caccia all’idrossile, tuttavia, tali campioni di aria sono particolarmente preziosi.

I ricercatori non troveranno il composto radicale perché l’idrossile non viene conservato per un certo periodo di tempo in un contenitore, per non parlare di centinaia di anni in ghiaccio. Piuttosto, gli scienziati ricercano una molecola proxy – l’isotopo di carbonio-14 del monossido – che indirettamente rivelerà la passata abbondanza di idrossile.

Il carbonio-14 è prodotto dalla reazione con i raggi cosmici dall’esterno del sistema solare, ma la pesante nevicata di Law Dome agisce “come uno scudo in una radiografia”.

La neve, quindi, protegge l’aria nel ghiaccio più profondo in modo che il carbonio-14 non sia prodotto lì da raggi cosmici che altrimenti altererebbero il suo livello, rispetto alle sue quantità originali nell’atmosfera.

Neff dice che non ci sono posti migliori per esercitarsi.

“È letteralmente l’unico posto sul pianeta in cui possiamo ottenere grandi quantità di aria pulita che non sono state compromesse da questo aspetto del carbonio-14 che stiamo cercando”, dice.

Certo, arrivare a quelle prove non è certo uno sport facile.

Gli scienziati di solito dormono in tende da alpinismo, nascosti in un sacco a pelo.

L’equipaggio ha lavorato circa 77 giorni consecutivi per completare sei operazioni di perforazione, estraendo circa 5 tonnellate di ghiaccio. La media delle tre trivellazioni più profonde ha assicurato agli scienziati una datazione glaciale risalente al 1875 circa.

È abbastanza presto per cogliere le condizioni dell’aria prima che il più grande aumento dei gas serra abbia preso il via. Le emissioni di metano, ad esempio, sono aumentate di circa il 200% dalla fine degli anni Ottanta del XIX secolo, afferma Neff.

Gli esseri umani hanno anche rilasciato nell’aria una serie di prodotti chimici industriali con varie abilità per riscaldare il pianeta, influenzare il suo strato di ozono stratosferico e contribuire all’inquinamento locale nel tempo, il che potrebbe aver contribuito al carico di pulizia dell’idrossile. 

Gli esperimenti sono così delicati, tuttavia, le esercitazioni non possono usare fluidi di perforazione che altrimenti avrebbero permesso loro di andare più in profondità, diciamo, nel 1750 quando l’era industriale iniziò bruscamente.

Questa sensibilità alla possibile contaminazione si estende anche alla collocazione della tenda scientifica, circa 50 metri più in là per evitare l’inquinamento del generatore diesel del campo.

Il lavoro può essere intenso perché il ghiaccio deve essere trattato immediatamente che viene estratto per preservare il più possibile la purezza dei nuclei.

“Diventano come patate bollenti, quando dove all’improvviso sono in superficie e vengono bombardate dal flusso completo dei raggi cosmici”, dice Neff.

Piuttosto che spedire il ghiaccio per migliaia di chilometri in laboratori lontani, questo si scioglie e le prove chiave vengono depositate in serbatoi di acciaio inossidabile. Circa 20 di loro, del peso di circa 10 chilogrammi ciascuno, faranno il viaggio a Casey e oltre, quando il campo si riempirà.

Neff, che è anche un geologo, dice che il lavoro è andato meglio del previsto.

“Abbiamo assolutamente tutto ciò che volevamo ottenere”, afferma, “i campioni sono stati assolutamente perfetti e più puliti di quanto pensassimo”.

Almeno un altro anno di test ci attende, tuttavia, anche presso l’impianto nucleare ANSTO sulla frangia sud-ovest di Sydney.

“Dalla mia lettura delle prove e della chimica, mi aspetto di vedere un declino nel periodo industriale dell’idrossile, mi aspetto che diminuisca”, afferma, sottolineando che i risultati del progetto attuale non sono stati testati.

“Non vedo l’ora di essermi sbagliato.”

Le scoperte sarebbero rafforzate da lavori analoghi nell’emisfero settentrionale, come la perforazione nelle calotte glaciali della Groenlandia, anche se è probabile che tali nuclei siano molto più sporchi che nell’Antartico.

Le implicazioni, tuttavia, della prova di una ridotta capacità di distruggere il metano – che ora ha una vita nell’atmosfera di circa un decennio – sarebbero profonde, a seconda della scala di ogni declino.

Oltre a innalzare il potenziale di riscaldamento del metano, che viene rilasciato dalle miniere di carbone o dai giacimenti di gas naturale, anche il potenziale per l’idrogeno di servire da “combustibile pulito” potrebbe essere messo in dubbio.

“L’idrogeno è una molecola che perde molto e dovremmo aspettarci che ci siano delle perdite nella sua produzione”, dice Etheridge, aggiungendo che l’idrogeno stesso ha un effetto serra.

“Potrebbe non avere alcun significato, ma non lo sappiamo.”

Neff dice che mentre è lontano dalla sua famiglia per 100 giorni è duro, è orgoglioso che il suo lavoro stia andando a rispondere ad alcune delle più grandi domande delle scienze del clima.

“Non vogliamo essere operativi ciecamente, e fare predizioni basate solo sui modelli computerizzati, ma trovare prove e mettere sul tavolo dati concreti, indubitabili sull’impatto che abbiamo sull’intero sistema terrestre”, dice.

Etheridge paragona il lavoro della sua squadra a quello dell’esplorazione spaziale, in cui gli scienziati raccolgono informazioni che si rivelano utili per qualcosa che in seguito non è ancora possibile prevedere.

Osserva che il CSIRO e altre agenzie scientifiche hanno iniziato a contrassegnare il cambiamento climatico come una minaccia negli anni ’80 ben prima che il segnale di riscaldamento diventasse chiaro al di sopra del rumore di fondo delle variazioni naturali.

“Ora i segnali sono ovunque”, dice.

“Qui abbiamo a che fare con una domanda da 1 trilione di dollari – se lasciamo andare l’atmosfera, come al solito e non ci interessa, o facciamo mulinello nelle emissioni e cerchiamo di gestire il pianeta.

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“Stiamo cercando di gestire questa domanda con la scienza da un milione di dollari – che non è poi un cattivo ritorno economico”.

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