Cosa immagini quando senti la frase "gas serra?" Se ti viene in mente una fabbrica che erutta carbone o un'autostrada piena zeppa di macchine al minimo, sei sulla buona strada: le emissioni di questi e altri i processi guidati vomitano nell'aria decine di miliardi di tonnellate di anidride carbonica ogni anno. Ma si scopre che la CO2 non è l'unico gioco in città. È uno dei numerosi gas serra che intrappolano il calore nell'atmosfera, guidando il riscaldamento globale e il cambiamento climatico. Ecco cosa devi sapere sui cugini di CO2: gas a effetto serra che ottengono meno tempo d'aria, ma non sono meno importanti per l'atmosfera terrestre.
Gli scienziati conoscono i gas a effetto serra da quando Joseph Fourier, un fisico e matematico francese, ha teorizzato che la temperatura del pianeta deve essere regolata da qualcosa che assorbe i raggi del sole ed emette parte del calore risultante sulla Terra. Fourier teorizzò che i gas dovevano essere quel qualcosa, e il suo lavoro negli anni 1820 fu presto continuato da altri scienziati determinati a scoprire quali gas intrappolavano il calore del sole sulla Terra. Alla fine, le persone hanno iniziato a confrontare il lavoro di quei gas con quello del vetro che copre una serra, rimbalzando il suo calore interno verso l'edificio che lo emette e riscaldandosi anche quando fuori fa freddo.
Nel tempo, gli scienziati hanno iniziato a sviluppare una visione più sfumata di come i gas si formano e agiscono. Non tutti i gas sulla Terra sono gas serra. La quantità di gas serra nell'atmosfera dipende dalle fonti (processi naturali e artificiali che li producono) e dai pozzi (reazioni che rimuovono i gas dall'atmosfera). L'anidride carbonica è solo una parte di tale equazione e solo il secondo gas serra più abbondante sulla Terra.
In cima alla lista c'è il vapore acqueo, il nonno di tutti i gas serra. Il vapore acqueo è presente ovunque ci sia umidità misurabile. Le nuvole non sono vapore acqueo: il vapore acqueo è invisibile. Ma ciò non significa che non sia abbondante: circa l'80% della massa totale di gas serra dell'atmosfera è vapore acqueo.
Il vapore acqueo sembra piuttosto non minaccioso, ma fa parte di un ciclo che sta riscaldando la Terra. Ecco dove diventa confuso: il vapore acqueo non causa il riscaldamento globale, ma lo peggiora. Man mano che crescono l'anidride carbonica e altre emissioni, aumenta anche il vapore acqueo. Vapore acqueo più concentrato e velocità di evaporazione più elevate significano più riscaldamento globale.
Il fenomeno si chiama feedback stratosferico del vapore acqueo e riguarda Sean Davis, ricercatore CIRES che lavora presso la National Oceanic and Atmospher Administration la cui ricerca si concentra sul gas. "È davvero un problema complicato", dice a Smithsonian.com. Nel 2013, Davis e colleghi hanno mostrato prove di quel circolo vizioso e hanno suggerito che contribuisce in modo significativo alla sensibilità del clima terrestre. Sebbene i satelliti e il radar spaziale che monitora le precipitazioni siano ora disponibili per i ricercatori, afferma, hanno ancora bisogno di ulteriori dati su come il vapore acqueo e l'anidride carbonica interagiscono nell'atmosfera terrestre.
Il metano, il terzo gas serra più abbondante, presenta un dilemma simile per i ricercatori. Negli ultimi anni hanno imparato molto di più su come il gas, che è il secondo più emesso negli Stati Uniti, contribuisce al riscaldamento globale. Il metano viene emesso da qualsiasi cosa, dalle mucche scoregge alle zone umide e ai sistemi di gas naturale, e l'industria, l'agricoltura e i rifiuti in decomposizione assicurano che nell'atmosfera venga versato molto. Ma anche se il gas riscalda la Terra di un ordine di grandezza superiore alla CO2 (fino a 86 volte in più), sia i sensori che i cani da guardia ambientale spesso sottovalutano.
Altri gas contribuiscono al cambiamento climatico e al riscaldamento globale: c'è il protossido di azoto, che viene emesso dai fertilizzanti ed è diventato uno dei più grandi impoveritori dell'ozono nell'atmosfera. Potresti conoscere meglio il gas nella sua incarnazione negli uffici dei dentisti e nei distributori di panna montata, ma c'è anche un sacco di azoto nell'atmosfera. Dall'inizio dell'era industriale nel 1700, i livelli di protossido di azoto sono aumentati e i livelli atmosferici del gas potrebbero quasi raddoppiare entro il 2050.
L'ossido nitroso non è allarmante solo per il suo potere riscaldante (una molecola intrappola tanto calore quanto 300 molecole di CO2). Può volerci più di un secolo per degradare una molecola di N2O. Nel frattempo, contribuisce alla perdita di ozono nell'atmosfera, che a sua volta stimola il riscaldamento sulla Terra. Ci sono ancora molti scienziati che non conoscono l'N2O: ad esempio, il suo potenziale di riduzione dell'ozono sembra sensibile alle diverse condizioni ambientali. Potrebbero essere necessari decenni prima che sia chiaro come reagisce il gas con altri gas a effetto serra e il clima che cambia.
Sebbene i clorofluorocarburi, o CFC, non siano tossici per l'uomo e siano inerti nell'atmosfera inferiore, le cose sono diverse una volta raggiunta la stratosfera. Lì, le sostanze chimiche prodotte dall'uomo consumano ozono e sono ancora presenti nell'atmosfera di oggi, nonostante l'ampia regolamentazione volta a chiudere il buco dell'ozono.
Come N2O, i CFC durano lunghi periodi di tempo nell'atmosfera superiore. Vengono gradualmente eliminati con una buona ragione: su una base molecola per molecola, i CFC hanno un potenziale di riscaldamento globale molto più elevato rispetto all'anidride carbonica. Ad esempio, CFC-13 (noto anche come Freon 13), che raffredda alcuni congelatori industriali, è 16.400 volte più caldo dell'anidride carbonica per un periodo di 500 anni. I CFC sono vietati negli Stati Uniti, ma molti si sono fatti strada nell'atmosfera prima del protocollo di Montreal, che è stato concordato nel 1987. Sebbene non siano più presenti nelle bombole di deodorante e nelle bombolette spray, sono ancora in alto, si rompono ozono. (Sarebbe ipoteticamente utile per N2O e CFC "mangiare" ozono quando si trova nella troposfera, dove è tecnicamente considerato un "cattivo" gas serra. Ma una volta che l'ozono raggiunge la stratosfera, protegge la Terra dal brutale sole raggi.)
È allettante pensare che, poiché la CO2 ha così tante controparti, non vale la pena preoccuparsi. Ma solo perché la CO2 non è l'unico gas serra non significa che non sia motivo di preoccupazione. "Molte persone usano i [gas serra] per minimizzare l'importanza dell'anidride carbonica", afferma Davis. "Questo è il problema più grande che affrontiamo". Alcuni gas potrebbero essere più abbondanti, ma nessuno è indipendente - e con i tassi di CO2 in aumento a livelli senza precedenti, è difficile stimare quanto possano essere terribili le conseguenze di emissioni incontrollate di qualsiasi tipo.
