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pubblicato il 25 agosto 2017 in aria

Geoingegneria: un contributo per mitigare i cambiamenti climatici?

I cambiamenti climatici sono un dato di fatto. E il ruolo dell’uomo nel determinare questi cambiamenti è scientificamente accertato. Rappresentati normalmente attraverso le immagini di deserti che avanzano, di uragani che distruggono le coste o di ghiacciai che si sciolgono, i cambiamenti climatici sono oggi affrontati perlopiù sul piano dell’adattamento e della mitigazione e, sul lungo periodo, sul piano della riduzione delle emissioni di gas serra.
Gli interventi per ridurre le emissioni sono fondamentali per garantire alle future generazioni un pianeta sicuro, ma gli scenari ci dicono che tra la riduzione delle emissioni e l’abbassamento delle temperature è probabile che passi un significativo lasso tempo e quindi, stando alle previsioni, non è verosimile che prima del 2100 le temperature inizino a calare. Quindi, che cosa fare nel frattempo?
La geoingegneria, cioè la scienza che prevede interventi di larga scala sul sistema climatico della Terra per moderare il global warming, nasce proprio per rispondere a questa domanda.

Global Warming

Alcuni concetti base
Scriviamolo nero su bianco, perché prima di andare avanti è necessario fissare un concetto importante: la geoingegneria non è oggi in alcun modo sostitutiva agli interventi di riduzione delle emissioni, anzi, l’impegno su questo fronte è necessario, e va mantenuto. Quello che la geoingegneria potrebbe fare è contribuire, insieme ad altre azioni, a mitigare gli effetti dei cambiamenti climatici.
È bene essere chiari anche su un altro punto: siamo di fronte a una scienza con delle potenzialità, ma agli albori, che richiede ulteriori approfondimenti, modelli, valutazioni sul piano del rischio, dell’etica, dell’impatto sociale e ambientale. La Terra è un sistema complesso, e se è vero che “il batter d’ali di una farfalla in Brasile può provocare un tornado in Texas” (vedi anche “Effetto farfalla”, Edward Lorenz, 1972), è necessario essere prudenti anche con gli interventi di geoingegneria che dovessero eventualmente rivelarsi necessari in questo secolo. La geoingegneria agisce fondamentalmente attraverso due metodi: la gestione della radiazione solare e la rimozione di gas serra dall’atmosfera.

Rimozione di gas serra
La principale causa del riscaldamento terrestre sono i gas serra: CO2, ma anche N2O, CH4 e altri gas. Rimuovere dall’atmosfera questi gas dovrebbe quindi rallentare la velocità a cui il pianeta si riscalda fino o addirittura fermare questo riscaldamento. Ma come può avvenire questa “rimozione”?

Foresta di conifere

Concentrandoci sull’anidride carbonica, il metodo più diffuso e più antico è certamente quello del rimboschimento: grazie alla fotosintesi clorofilliana, infatti la CO2 presente nell’aria viene fissata nei tessuti vegetali. Sembra banale, ma se si pensa che gli ecosistemi forestali immagazzinano negli alberi il doppio del carbonio presente in atmosfera e che circa il 30% delle emissioni di CO2 derivante dall’uso di combustibili fossili è assorbito dalle piante del pianeta, l’importanza dei polmoni verdi del pianeta risulta subito evidente. Tutelare e incrementare il patrimonio forestale del pianeta, così come intervenire in ambito agricolo, è quindi molto importante.
Tuttavia, le piante sequestrano l’anidride carbonica per un periodo geologicamente limitato, cioè per il tempo di vita della pianta stessa. Quando gli organismi muoiono e si decompongono, la maggior parte del carbonio viene restituito all’atmosfera. Ed è proprio a questo punto che si possono praticare anche altri interventi.
Ad esempio, le biomasse possono essere raccolte e sepolte sotto terra, oppure carbonizzate, ad esempio attraverso un forte riscaldamento in assenza o carenza di ossigeno. Questo processo, noto come pirolisi, rende i legami degli atomi di carbonio molto più forti e la decomposizione da parte dei microrganismi più difficile. Il risultato è quindi un più lungo stoccaggio del carbonio nella materia vegetale trasformata.
Le vere protagoniste del sequestro di CO2 sul lungo periodo – attraverso delle reazioni chimiche che hanno per protagonista l’anidride carbonica – sono però le rocce. Ad esempio, quando i silicati (i minerali più diffusi sulla Terra) reagiscono con la CO2, questa viene “trasformata” attraverso una reazione chimica e “imprigionata” nelle rocce carbonatiche.

CaSiO3 + CO2 → CaCO3 + SiO2

Questo processo, che ha il vantaggio di sequestrare CO2 per tempi lunghissimi, in natura richiede molto tempo, ma gli scienziati stanno mettendo a punto dei metodi per accelerarlo.
Un’altra tecnica su cui i ricercatori stanno conducendo degli studi è quella del sequestro dell’anidride carbonica direttamente dall’aria.

Superficie dell’oceano

L’atmosfera, la geosfera e la biosfera interagiscono anche con l’idrosfera e in particolare con gli oceani. Più in dettaglio, sulla superficie dell’acqua la CO2 atmosferica è fissata attraverso la fotosintesi da alghe microscopiche. In questo caso, gli scienziati stanno valutando se grazie all’uso di nutrienti naturali, la cui mancanza in natura può limitare la crescita di queste alghe, si può aumentare il tasso di sequestro di anidride carbonica in modo sostenibile. Gli oceani – e la Terra tutta – sono infatti un sistema complesso, e un’eventuale scelta di alterare consapevolmente questi equilibri richiede un’attenta valutazione in termini di impatto. È tutto sempre prevedibile? Quante incertezze ci sono?

Tecniche di gestione della radiazione solare (SRM, solar radiation management)
Le altre tecniche al momento note per contrastare l’innalzamento delle temperature insistono invece sul controllo della radiazione solare che arriva sulla Terra e più in particolare sulla riduzione dell’incidenza e dell’assorbimento delle onde corte della radiazione.
Le linee di ricerca in tal senso sono molte. Alcune si propongono di intervenire sull’albedo – che misura la capacità di una superficie di riflettere le radiazioni solari – ad esempio dipingendo con un bianco riflettente i tetti degli edifici, le strade e altre pavimentazioni; oppure scegliendo, dove possibile, le specie vegetali con albedo più alta; sviluppando azioni di rimboschimento su larga scala; ricoprendo i deserti con vere e proprie coperte riflettenti. Tutte ipotesi che, come quelle citate nel paragrafo precedente, possono avere un impatto significativo sull’ecosistema, ad esempio alterando la circolazione atmosferica, e che vanno quindi studiate attentamente sia dal punto di vista tecnico-scientifico, sia dal punto di vista etico e sociale.
Lo stesso approccio responsabile deve essere adottato anche nel caso in cui si intervenga sull’albedo delle nuvole e nello specifico sui loro nuclei di condensazione (le sottilissime particelle attorno cui le gocce di vapore acqueo si aggregano). Altri studi, apparentemente ancora più ambiziosi, prevedono l’immissione nella stratosfera di aerosol in grado di riflettere i raggi del sole e rispedirli nello spazio (come ad esempio accade con gli aerosol sulfurei emessi durante le eruzioni vulcaniche), o addirittura la collocazione di un sistema di specchi in prossimità dell’orbita terrestre.

L’effetto delle emissioni durante un’eruzione vulcanica sulla radiazione solare

Responsabilità, ricerca e innovazione
La geoingegneria è soltanto agli inizi. Le conoscenze oggi a disposizione sono ancora insufficienti per avere un quadro completo sui possibili impatti delle tecnologie che abbiamo elencato nei paragrafi precedenti. Per questo, quando si parla di questa nuova scienza, ci troviamo in una situazione di incertezza e indeterminatezza dovuta prima di tutto alla mancanza di competenze e informazioni. In altre parole, ci troviamo di fronte a una situazione in cui non abbiamo gli elementi necessari per fare delle scelte e per anticipare le conseguenze delle nostre azioni. Proprio per questo, quando parliamo di geoingegneria, non si parla di valutazione del rischio, perché questa presuppone una certa conoscenza dei potenziali effetti di una tecnologia o di un fenomeno.
Ma come continuare a innovare in modo etico e responsabile in questo ambito? I progetti e gli interventi che stanno cercando di inquadrare il tema dal punto di vista etico e di coinvolgere la società nel dibattito su queste tecnologie sono molteplici. In un certo senso si può dire che la geoingegneria, a differenza di quanto è avvenuto per altre tecnologie, come ad esempio gli OGM, è stata fin dai suoi esordi caratterizzata da un approccio responsabile, che ha coinvolto, oltre ai ricercatori, anche altri attori sociali e ha portato a una riflessione anche sul piano etico e politico. Un esempio virtuoso in tal senso è il progetto britannico SPICE (Stratospheric Particle Injection for Climate Engineering), che aiuta i ricercatori a riflettere sui possibili impatti della propria ricerca e propone una riflessione su temi come la governance dell’innovazione e la partecipazione pubblica ai processi decisionali che riguardano la geoingegneria.

A cura di Anna Pellizzone

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