domenica 18 settembre 2016

Un guaio rapidissimo

Terza puntata
Nella lunga storia del pianeta Terra il clima è cambiato molte volte e questi cambiamenti hanno influenzato la circolazione termoialina che, ad esempio, circa 12 milioni di anni fa – nel corso dell'ultima grande glaciazione – ha funzionato a forza ridotta e forse si è completamente bloccata.

Prima ancora,  55 milioni di anni fa, il percorso del "nastro trasportatore" si invertì addirittura e la corrente calda superficiale scorreva da nord a sud. Questo cambiamento apportò acqua più calda nelle profondità degli oceani, favorendo un ulteriore incremento termico. Secondo gli oceanografi, una delle cause scatenanti fu un aumento della temperatura delle  acque marine superficiali; in quel periodo, infatti, si verificò un cosiddetto massimo termico e la temperatura media degli oceani salì di circa 7,5° C rispetto alla media odierna. 

Picco termico  55 milioni di anni fa (oceano artico)
L'intero processo avrebbe potuto svolgersi così:
aumento dell'evaporazione nelle zone tropicali ---->  aumento della formazione di nuvole ----> spostamento delle nuvole verso i poli ----> precipitazioni sugli oceani ----> diminuzione della salinità polare ----> ridotto sprofondamento di acque dense ai poli.

Voilà: nastro trasportatore bloccato.

N.B. Secondo gli studiosi, questo sconvolgimento si verificò  nel giro di pochi millenni, poi la nuova situazione  durò a lungo, almeno 100.000 anni. 

E veniamo ai tempi nostri: negli ultimi 150 anni la specie umana sta immettendo quantità enormi di gas serra nell'atmosfera, aumentando in maniera rapidissima la temperatura delle acque superficiali. 150 anni non sono niente a confronto del tempo profondo della geologia, ma bastano, forse, a combinare un bel, velocissimo disastro. Cambiando radicalmente l'idrosfera del pianeta.
Per comprendere l'entità del  "nostro" guaio occorre tenere a mente che la vita sul pianeta è sempre riuscita a ritrovare un equilibrio, anche in condizioni difficili come quelle delle estinzioni di massa, che furono anche momenti altamente significativi per l'esplosione di nuove forme di vita. 
La più grave estinzione di massa della storia di Terra fu l'estinzione P-Tr, che avvenne circa 250 milioni di anni fa e segnò il limite tra il periodo Permiano e il Triassico. 

Dinogorgon, rettile-mammifero del Permiano (260- 240 milioni di anni fa)


Allora oltre il 90% delle specie marine e il 70% dei vertebrati terrestri scomparvero, cambiando la direzione dell'evoluzione della vita. Andò perduta un'enorme parte della biodiversità ma in soli 10 milioni di anni Terra raggiunse, grazie alla comparsa di nuove specie, valori di biodiversità comparabili con quelli precedenti. Inutile dire che questa notizia, ottima  dal punto di vista biologico, sarebbe stata una magrissima consolazione per tutte le specie scomparse. Facciamoci quindi una domanda: su quale fronte si sarebbe trovata la specie umana, con tutte le necessità indotte dalla propria sofisticata civiltà tecnologica, fra i sopravvissuti o fra i cari estinti? 
Ecco, questo è il vero guaio.
A proposito: quale fu la maggior causa scatenante dell'estinzione P-Tr?   
Le ricerche più recenti indicano numerose concause: riscaldamento globale, piogge acide, acidificazione e anossia degli oceani. Potrebbe essersi anche fortemente indebolita la circolazione termoialina. Vi ricorda qualcosa?

Tenete a mente la questione dell'acidificazione. Ne riparleremo la prossima volta. 

lunedì 12 settembre 2016

Gli oceani? Non stanno niente bene!


Possiamo dividere le acque degli oceani e dei mari in due livelli: quello superficiale (fino a 400 m di profondità), che comprende circa il 10% delle acque, e quello profondo, che comprende il restante 90%. È la gravità a provocarne la stratificazione, facendo sprofondare le acque più dense e salire quelle meno dense; la differenza di densità è dovuta alla temperatura e alla salinità. Le zone di maggiore sprofondamento sono quelle dell'Atlantico settentrionale (qui la Corrente del Golfo si raffredda e scende negli abissi oceanici) e le zone attorno all'Antartide, dove le acque superficiali gelano e quelle dense, fredde e salate, scendono in profondità.
In pratica, il pianeta è interessato da un continuo movimento di acque detto circolazione termoialina (il termine deriva dal greco: calore + sale), che lo percorre per intero trasportando, proprio come un nastro trasportatore planetario, sostanze nutritizie, anidride carbonica, energia. Le acque si muovono molto lentamente, più o meno a 1 cm/sec: una molecola d'acqua impiega circa mille anni per compiere un giro completo. 

Acque fredde, ad alta salinità -----    Acque calde e poco salate ----

Il rimescolamento dei due strati d'acqua è fondamentale perché le molecole organiche e i sali minerali tendono a precipitare dall'alto fino al piano abissale e le acque superficiali così perdono le sostanze in grado di sostenere la catena alimentare.
Purtroppo, il nostro "nastro trasportatore" rischia di guastarsi.

Secondo il quinto rapporto dell'IPCC (Gruppo Intergovernativo sul Cambiamento Climatico), questi sono i cambiamenti avvenuti dalla Rivoluzione Industriale a oggi:


A: I mari hanno assorbito il 93% di tutta l'energia prodotta dall'effetto serra legato all'uso dei combustibili fossili nell'ultimo secolo e il 30% dell'anidride carbonica di origine antropica.


https://saidisale.com/2015/11/29/allarme-gas-serra-che-futuro-ce-per-i-nostri-figli/



B: La temperatura superficiale delle acque è in aumento fin dall'inizio del XX secolo:



Oceano Indiano Oceano Atlantico Oceano Pacifico
aumento della temperatura superficiale fino a 700 m. di profondità
+ 0,65°C

+ 0,41°C

+ 0,31°C


Conseguenze dell'aumento della temperatura superficiale: 

1.
maggio 2016: ondata di  violente tempeste tropicali in Bangladesh
  
tropici
poli
tempeste tropicali più violente e con maggior potere distruttivo vicino alle coste densamente abitate 
QUINDI:
aumento tasso di scioglimento dei ghiacci
maggiori precipitazioni


QUINDI:
abbassamento salinità QUINDI:
strato stabile superficiale di acqua + calda e – salata, povera di nutrimento rispetto allo strato di acqua + fredda e + salata sottostante
QUINDI:
mancato rimescolamento dei due strati



2.
inquinamento industriale
dilavamento dei terreni agricoli
aumento temperatura delle acque
eccesso di fertilizzanti e sostanze nutrienti in fiumi e mari QUINDI:
aumento abnorme di fitoplancton e alghe
QUINDI:
maggior assorbimento di anidride carbonica
maggior consumo di ossigeno discolto
stratificazione e mancato rimescolamento
delle acque
Effetto 
POSITIVO
MA:

QUINDI:
Scarso ossigeno disponibile nello strato più superficiale per grandi pesci e mammiferi acquatici.


Invasione di alghe nel mare Adriatico presso Cervia
 
Secondo il rapporto dell'IPCC   per tornare alle condizioni di 150 anni fa ci vorranno secoli, forse millenni.

Qui per saperne di più sulla circolazione oceanica profonda 

mercoledì 7 settembre 2016

Due grandi avventure per confermare dati allarmanti

La prima avventura

Nel 1870 due naturalisti britannici, William Benjamin Carpenter e Charles Wyville Thomson proposero di effettuare uan spedizione per mappare in maniera sistematica mari e oceani terrestri. Chiesero e ottennero finanziamenti alla Royal Society e al governo inglese e li ottennero, perché proprio in quegli anni le prime aziende di telecomunicazioni progettavano di collegare via telegrafo Europa e Stati Uniti. Per farlo dovevano stendere dei cavi lunghissimi e quindi conoscere in maniera dettagliata i fondali marini. 
I nostri due eroi ottennero 200.000 sterline con le quali riadattarono a nave laboratorio una ex corvetta della Royal Navy, la Challenger, lunga 68 metri, che partì da Porthsmouth nel dicembre 1872 con a bordo 200 uomini di equipaggio e 6 scienziati. Al ritorno, nel 1876, la Challenger aveva mappato 130.000 km di oceani, passando per le Americhe, il Sudafrica, l'Australia, il Giappone, l'Antartide  e varie isole di Atlantico e Pacifico. 

il viaggio della Challenger

La nave trasportò a casa migliaia di casse, vasi grandi e piccoli, fiale e scatole metalliche contenenti campioni sotto alcool e sotto sale; per classificarli tutti occorsero  20 anni di lavoro e vennero individuate  5000 nuove specie abissali. 
Il vero tesoro portato dalla Challenger furono, però, i dati riguardanti la temperatura e le proprietà chimiche e fisiche  di migliaia e migliaia di prelievi di acqua effettuati a varie profondità

Il record delle misurazioni venne fissato a -8 km, fra Guam e Palau, nel Pacifico sud-occidentale; in quella zona si trova la maggior profondità marina mai registrata, nella zona sud della Fossa delle Marianne: -11 km; il punto è chiamato abisso Challenger

I dati ottenuti da quella gloriosa spedizione hanno stabilito le basi dell'oceanografia e sono ancora oggi rilevanti per lo studio del clima e degli oceani. 

I membri della spedizione

La seconda avventura

135 anni dopo, nel  XXI secolo,  due oceanografi – Dean Roemmich dello Scripps Oceanography Institute in California e John Gould del National Oceanography Centre di Southampton – hanno deciso di ripercorrere il tragitto della Challenger compiendo le medesime misurazioni di allora negli stessi punti e profondità (circa 300) ma con gli strumenti più moderni oggi disponibili. 
Invece di navigare sui mari gli oceanografi hanno navigato nella Rete, utilizzando i dati raccolti dai 3000 galleggianti robotici di Argo, la rete internazionale di osservazione degli oceani varata nel 2000.

profilatore autonomo in emersione

Ogni robot è fornito di sensori per la misurazione di temperatura salinità, direzione e forza del vento e delle correnti. Le sonde robotiche possono immergersi fino a 2 km di profondità registrando in maniera continua le proprietà fisiche delle acque, poi riemergono periodicamente e inviano i dati a Giasone, un satellite dedicato. Roemmich e Gould, esaminando le rilevazioni di Argo hanno ripercorso virtualmente la rotta della Challenger confrontando i dati ottenuti con quelli di allora. 
Della rete Argo fa parte anche Argo-Italy la componente italiana, che studia in paticolare le acque del Mediterraneo.
 
Aliante sottomarino in grado di trasmettere dati alla superficie

Il confronto fra i dati del lavoro pionieristico della Challenger e quelli dello studio di Roemmich e Gould costituisce una delle basi del quinto rapporto del Gruppo Intergovernativo sul Cambiamento Climatico (IPCC- Intergovernmental Panel on Climate Change), dedicato agli effetti climatici dei gas serra atmosferici, un'opera vastissima alla quale hanno lavorato per anni migliaia di ricercatori esaminando la letteratura scientifica e spaziando dalla Fisica atmosferica all'Ecologia marina.
Il prossimo post sarà dedicato al rapporto dell'IPCC. 

martedì 6 settembre 2016

Meglio bene che meglio

Devo questo titolo a una frase del mio consorte, pronunciata durante una chiacchierata a tre con un amico comune. Lui, l'amico, mi prendeva bonariamente in giro perché questo mio blog era inchiodato su un lungo intervento sulle felci datato qualcosa come un anno e mezzo fa.

Io – Sì, è vero. Ma un post di divulgazione scientifica mi succhia un sacco di tempo. Prendo spunto da piccole cose: una passeggiata nel bosco, l'osservazione di una tela di ragno, oppure da letture varie: romanzi, racconti... e poi cerco la documentazione, immagini, video, è una faccenda lunga.


Amico – Perché sei una perfezionista, cerchi di scrivere dei trattati…

Io – Ma in queste cose occorre essere precisi, documentati…

Consorte – Quando il meglio è nemico del bene!

Appunto.

Mi sarebbe molto piaciuto dargli torto. Ma alla fine ho dovuto ammetterlo: pretendere di fare troppo è il viatico per non fare più niente. E per non divertirsi più.

Quindi, d'ora in avanti, post brevi e più frequenti.

E quello che seguirà  è il primo.