Il Dust Bowl negli anni '30 fu uno dei peggiori disastri ambientali del 20 ° secolo. Forti tempeste di polvere hanno colpito incessantemente le Grandi Pianure meridionali degli Stati Uniti, provocando gravi danni ecologici, costringendo 2, 5 milioni di persone a lasciare la regione e reclamando vite non numerate, principalmente per "polmonite da polveri".
La ricerca ha dimostrato che questo disastro è stato alimentato da una combinazione di gravi siccità e terre troppo coltivate. Oggi, i cambiamenti climatici guidati dalle azioni umane stanno migliorando il verificarsi di siccità in più regioni del mondo.
Come ricercatori che lavorano all'intersezione tra salute ambientale, inquinamento atmosferico e cambiamenti climatici, volevamo sapere come l'aumento delle condizioni di siccità e crescita della popolazione nel sud-ovest degli Stati Uniti potrebbe influenzare i livelli di polvere nell'aria e la salute pubblica.
In uno studio pubblicato di recente, stimiamo che se il mondo rimanga sul suo attuale percorso di emissioni di gas a effetto serra, l'innalzamento dei livelli di polveri sottili potrebbe aumentare le morti premature del 130 percento e triplicare i ricoveri ospedalieri a causa dell'esposizione alla polvere fine in questa regione.
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Se le emissioni globali di gas a effetto serra non vengono drasticamente ridotte, gli scienziati prevedono che il sud-ovest degli Stati Uniti - già la regione più calda e secca della nazione - subirà "mega-siccità" pluriennali senza precedenti nei prossimi decenni.
Ora è ben noto che le esposizioni a breve e lungo termine alle particelle sospese nell'aria, compresa la polvere, comportano gravi rischi per la salute. Gli effetti vanno dall'aumento dei ricoveri ospedalieri al maggior rischio di morte prematura, principalmente a causa di disturbi cardiovascolari e respiratori.
Nel nostro studio, "polvere" si riferisce a particelle disperse nell'aria generate dal suolo generate dall'erosione del vento o da attività umane, come operazioni agricole o viaggi su strade non asfaltate. Eventuali particelle di terreno inferiori a 0, 05 millimetri - all'incirca la larghezza di un capello umano - possono essere sollevate nell'aria. Ci siamo concentrati su particelle inferiori a 0, 0025 millimetri (2, 5 micron), che sono conosciute collettivamente come particolato "fine" (PM). Le particelle questa piccola rimangono nell'aria più a lungo e causano il massimo danno alla salute umana, poiché possono penetrare in profondità nei polmoni.
Decenni di ricerca epidemiologica hanno stabilito saldamente un legame tra l'esposizione a PM fine ed effetti negativi sulla salute. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per differenziare la potenza e gli effetti di vari materiali che compongono il PM fine, che includono anche le emissioni derivanti dalla combustione di combustibili fossili e altre fonti industriali, l'evidenza suggerisce che la polvere è un contributo significativo.
Ad esempio, la silice, che costituisce circa il 60% della polvere del deserto soffiata dal vento, è nota per causare infiammazione polmonare cronica, cancro ai polmoni e malattie autoimmuni. La polvere può anche trasportare agenti patogeni presenti nel terreno e contaminanti tossici su ampie aree. Nel sud-ovest degli Stati Uniti, episodi di polvere sono stati collegati a focolai di febbre della valle e avvelenamento da arsenico.
Il particolato fine è molto più piccolo di un capello umano. (US EPA) **********
Gli Stati Uniti sudoccidentali, in gran parte costituiti da deserti e zone aride, hanno i più alti livelli di polvere dispersa nell'aria. La prima domanda che abbiamo esaminato è stata come le condizioni di siccità che si verificano in diversi sistemi idrologici, come i terreni di superficie, le aree di scarico dei fiumi e lo stoccaggio delle acque sotterranee, hanno influenzato i livelli di polveri sottili disperse nell'aria negli ultimi anni.
Analizzando i dati raccolti tra il 2000 e il 2015 in 35 siti di monitoraggio in Arizona, Colorado, New Mexico e Utah, abbiamo scoperto che i cambiamenti da un anno all'altro dei livelli di polvere fine osservati in ciascun sito di monitoraggio tendevano a verificarsi in sincronia. Questo modello suggerisce che esiste una o più cause comuni di cambiamenti su larga scala nei livelli di polvere fine.
In effetti, abbiamo scoperto che questi cambiamenti erano significativamente correlati alle condizioni di umidità del suolo nel nord-ovest del Nord America. Anni con livelli di polveri sottili superiori al normale sono stati anche contrassegnati da un'umidità del suolo più secca del normale nelle aree che attraversano i deserti di Chihuahuan, Mojave e Sonoran, le Grandi Pianure meridionali e l'Altopiano del Colorado.
Gli studi hanno dimostrato che le emissioni di polveri all'interno di queste regioni provengono principalmente da aree desertiche, fondali secchi, aree precedentemente bruciate e terre disturbate dalle attività agricole e dallo sviluppo di combustibili fossili. I nostri risultati sono coerenti con precedenti studi sul campo che dimostrano che l'umidità del suolo può controllare le emissioni di polvere modulando la copertura vegetale e la stabilità del suolo.
All'inizio di giugno 2018, la siccità ha colpito il 27 percento dei 48 stati inferiori. (Nidis) **********
Nel nostro prossimo passo, abbiamo quantificato potenziali cambiamenti futuri nei livelli di polveri sottili e relativi impatti sulla salute pubblica in due diversi scenari di cambiamento climatico utilizzati nel Quinto rapporto di valutazione del gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici. Il cosiddetto scenario "nel peggiore dei casi" nel rapporto è caratterizzato da un aumento costante delle emissioni di gas serra nel tempo. Nello scenario "best case", sono necessari drastici tagli alle emissioni per mantenere il riscaldamento globale al di sotto di due gradi Celsius.
In primo luogo, abbiamo usato le proiezioni di temperatura e precipitazioni per gli anni 2076-2095 da un insieme di 22 modelli climatici in combinazione con le nostre relazioni di umidità polvere-suolo derivate per quantificare i futuri cambiamenti nella polvere dovuti alle mutate condizioni di siccità nei due scenari climatici. Poiché esiste una variazione tra le proiezioni dei modelli climatici, l'utilizzo di un ampio gruppo di esse ci consente di valutare la solidità dei risultati.
Abbiamo quindi stimato gli impatti sulla salute pubblica risultanti applicando le relazioni tratte da studi che hanno quantificato gli aumenti del rischio di decessi prematuri e ricoveri in popolazioni rappresentative degli Stati Uniti a causa dell'esposizione a PM di qualità. In questi calcoli, abbiamo anche tenuto conto delle proiezioni della crescita della popolazione nel sud-ovest e del cambiamento della vulnerabilità alle malattie.
Il 31 marzo 2017 spessi pennacchi di polvere si estendevano per centinaia di chilometri dal nord del Messico al Texas e al New Mexico. La fonte sembrava essere principalmente terreno agricolo vicino alla città messicana di Janos. (Osservatorio della Terra della NASA) Nello scenario peggiore - il percorso che stiamo percorrendo attualmente - i livelli di polvere fine nel sud-ovest potrebbero aumentare del 30 percento entro la fine di questo secolo rispetto ai valori attuali. Ciò comporterebbe un aumento del 130% dei decessi prematuri e un aumento del 300% dei ricoveri ospedalieri attribuibili all'esposizione alla polvere fine.
Anche nello scenario di mitigazione del clima nel migliore dei casi, prevediamo che i livelli di polveri sottili nella regione potrebbero aumentare del 10 percento. Questo aumento aumenterebbe i decessi prematuri e i ricoveri ospedalieri a causa dell'esposizione alla polvere fine del 20 percento e del 60 percento rispettivamente, rispetto ai valori attuali.
Vale la pena notare qui che abbiamo esaminato solo l'effetto isolato delle future condizioni di siccità. Cambiamenti in altri fattori, come la velocità del vento e l'uso della terra umana, possono migliorare o smorzare i nostri risultati.
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Altri ricercatori hanno trovato risultati simili al nostro studio in altre parti del mondo. Ad esempio, i ricercatori hanno dimostrato che il verificarsi di tempeste di polvere in Cina e in Arabia Saudita è modulato dalle precipitazioni o dall'umidità del suolo nelle regioni circostanti, che includono deserti e zone aride remote.
Oggi, le terre aride compongono il 41 percento della superficie terrestre totale del mondo e ospitano circa 2, 1 miliardi di persone. Nell'attuale traiettoria di emissioni di gas serra del mondo, le siccità si intensificheranno e le terre aride si espanderanno in alcune parti del Sud America, Africa, Australia e Mediterraneo. Le nostre scoperte evidenziano il potenziale per i cambiamenti climatici di peggiorare i problemi di qualità dell'aria in molte regioni aride popolate del mondo - una delle molte minacce poste dai cambiamenti climatici alla salute e al benessere umani.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation.
Ploy Pattanun Achakulwisut, scienziato post dottorato, George Washington University
Loretta Mickley, Senior Research Fellow in Chemistry-Climate Interactions, Harvard University
Susan Anenberg, professore associato di salute ambientale e occupazionale e salute globale, George Washington University
