Combinando combustibili fossili, gli esseri umani stanno rapidamente facendo salire i livelli di anidride carbonica nell’atmosfera, che a sua volta sta aumentando le temperature globali.
Ma non tutta la CO2 rilasciata dalla combustione di carbone, petrolio e gas rimane nell’aria. Attualmente, circa il 25% delle emissioni di carbonio prodotte dall’attività umana sono assorbite dalle piante, e un’altra quantità simile finisce nell’oceano.
Per sapere quanti altri combustibili fossili possiamo bruciare evitando livelli pericolosi di cambiamento climatico, dobbiamo sapere come questi “pozzi di carbonio” potrebbero cambiare in futuro. Un nuovo studio guidato dal dottor Sun e colleghi, pubblicato sulla rivista americana Proceedings of the National Academy of Sciences, mostra che la terra potrebbe assorbire un po’ più carbonio di quanto pensassimo.
Ma non cambia in modo significativo la velocità con cui dobbiamo diminuire le emissioni di carbonio per evitare pericolosi cambiamenti climatici.
I modelli sovrastimano la CO2
Il nuovo studio stima che negli ultimi 110 anni alcuni modelli climatici hanno sovrastimato la quantità di CO2 che rimane nell’atmosfera, di circa il 16%.
I modelli non sono progettati per dirci cosa sta facendo l’atmosfera: a questo servono le osservazioni, e ci dicono che le concentrazioni di CO2 nell’atmosfera sono attualmente oltre 396 parti per milione, o circa 118 parti per milione rispetto ai tempi preindustriali. Queste osservazioni atmosferiche sono infatti le misure più accurate del ciclo del carbonio.
Ma i modelli, che sono usati per capire le cause del cambiamento ed esplorare il futuro, spesso non corrispondono perfettamente alle osservazioni. In questo nuovo studio, gli autori potrebbero aver trovato una ragione che spiega perché alcuni modelli sovrastimano la CO2 nell’atmosfera.
Guardando le foglie
Le piante assorbono l’anidride carbonica dall’aria, la combinano con l’acqua e la luce, e producono carboidrati – il processo noto come fotosintesi.
E’ ben stabilito che quando la CO2 nell’atmosfera aumenta, il tasso di fotosintesi aumenta. Questo è noto come l’effetto di fertilizzazione della CO2.
Ma il nuovo studio mostra che i modelli potrebbero non avere del tutto ragione nel modo in cui simulano la fotosintesi. Le ragioni risiedono nel modo in cui la CO2 si muove all’interno della foglia di una pianta.
I modelli usano la concentrazione di CO2 all’interno delle cellule delle foglie di una pianta, nella cosiddetta cavità sub-stomatica, per guidare la sensibilità della fotosintesi a quantità crescenti di CO2. Ma questo non è del tutto corretto.
Il nuovo studio mostra che le concentrazioni di CO2 sono in realtà più basse all’interno dei cloroplasti di una pianta – le piccole camere di una cellula vegetale dove avviene la fotosintesi. Questo perché la CO2 deve passare attraverso una serie extra di membrane per entrare nei cloroplasti.
Questo significa che la fotosintesi avviene a una CO2 più bassa di quanto i modelli assumano. Ma, controintuitivamente, poiché la fotosintesi è più reattiva all’aumento dei livelli di CO2 a concentrazioni più basse, le piante stanno rimuovendo più CO2 in risposta all’aumento delle emissioni rispetto a quanto mostrano i modelli.
La fotosintesi aumenta all’aumentare delle concentrazioni di CO2, ma solo fino a un certo punto. A un certo punto più CO2 non ha alcun effetto sulla fotosintesi, che rimane la stessa. Diventa satura.
Ma se le concentrazioni all’interno di una foglia sono più basse, questo punto di saturazione è ritardato, e la crescita della fotosintesi è maggiore, il che significa che più CO2 viene assorbita dalla pianta.
Il nuovo studio mostra che quando si tiene conto della questione della diffusività della CO2 nella foglia, la differenza del 16% tra la CO2 modellata nell’atmosfera e le osservazioni reali scompare.
È un gran bel pezzo di scienza, che collega la complessità della struttura a livello delle foglie al funzionamento del sistema Terra. Dovremo riesaminare il modo in cui modelliamo la fotosintesi nei modelli climatici e se esiste un modo migliore alla luce delle nuove scoperte.
Questo cambia la quantità di CO2 che la terra assorbe?
Questo studio suggerisce che alcuni modelli climatici sotto-simano quanto carbonio viene immagazzinato dalle piante, e di conseguenza sovra-simano quanto carbonio va nell’atmosfera. Il sink della terra potrebbe essere un po’ più grande – anche se non sappiamo ancora quanto più grande.
Se il pozzo della terra fa un lavoro migliore, significa che per una data stabilizzazione del clima, dovremmo fare un po’ meno mitigazione del carbonio.
Ma la fotosintesi è molto, molto lontana dalla creazione di un vero pozzo di carbonio, uno che effettivamente immagazzina il carbonio per molto tempo.
Circa il 50% di tutta la CO2 assorbita dalla fotosintesi torna subito dopo nell’atmosfera attraverso la respirazione delle piante.
Di quello che rimane, più del 90% ritorna anche nell’atmosfera attraverso la decomposizione microbica nei suoli e le perturbazioni come il fuoco nei mesi o anni successivi – quello che rimane, è il land sink.
Buone notizie, ma non è tempo di compiacersi
Lo studio è un pezzo raro e benvenuto di possibili buone notizie, ma devono essere inserite nel contesto.
Il sink terrestre ha incertezze molto grandi, sono state ben quantificate, e le ragioni sono molteplici.
Alcuni modelli suggeriscono che la terra continuerà ad assorbire più carbonio per tutto questo secolo, altri prevedono che assorbirà più carbonio fino a un certo punto, e altri ancora prevedono che la terra inizierà a rilasciare carbonio – diventando una fonte, non un sink.
Le ragioni sono molteplici e includono informazioni limitate su come lo scongelamento del permafrost avrà effetto sui grandi serbatoi di carbonio, su come la mancanza di nutrienti potrebbe limitare l’ulteriore espansione del land sink, e su come i regimi degli incendi potrebbero cambiare in un mondo più caldo.
Queste incertezze messe insieme sono molte volte più grandi del possibile effetto della diffusione della CO2 dalle foglie. La linea di fondo è che gli esseri umani continuano ad avere il pieno controllo di ciò che sta accadendo al sistema climatico nei prossimi secoli, e ciò che facciamo con le emissioni di gas serra determinerà in gran parte la sua traiettoria.