Questa formula matematica predice l'inizio di un'estinzione di massa nel 2100

Bastano altri 310 gigatoni di carbonio nell'oceano entro il 2100 e possiamo dirci addio.

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25 settembre 2017, 7:54am

Immagine: Elijah White

Negli ultimi 540 milioni di anni, sul nostro pianeta, si sono verificate ben cinque estinzioni di massa. La più estesa, avvenuta 250 milioni di anni fa, spazzò via il 95 per cento di tutte le specie viventi dell'epoca. Studiando queste catastrofi, gli scienziati possono comprendere ciò che sta avvenendo oggi: le specie animali si stanno estinguendo ad un tasso allarmante, in gran parte condizionato dalle modifiche dell'ambiente causate dagli esseri umani. Molti studiosi sono infatti convinti che sia in corso una sesta estinzione di massa.

Ognuna di queste estinzioni è avvenuta in un momento in cui la Terra stava attraversando delle perturbazioni nel ciclo del carbonio — ovvero, il processo naturale che lega la respirazione cellulare (rilasciante anidride carbonica, o CO2) alla fotosintesi (l'assunzione da parte delle piante di CO2 per vivere). Ovviamente, gli esseri umani stanno immettendo CO2 nell'ambiente a tassi stupefacenti.

Un nuovo paper pubblicato su Science Advances è tornato sul tema. Una volta che l'umanità aggiungerà una certa quantità di carbonio agli oceani — la dimora della maggior parte di tutte le piante e gli animali del nostro pianeta — potrebbe verificarsi un'estinzione di massa, simile a quelle che hanno caratterizzato il passato del nostro pianeta. Il paper fissa stima che la quantità di carbonio necesseria è di 310 gigatoni. Per l'autore principale dello studio Daniel Rothman del MIT, che si è basato sulle proiezioni dell'Intergovernmental Panel on Climate Change, siamo sulla buona strada per raggiungere quella soglia entro il 2100. Dopodiché entreremo in un "territorio sconosciuto."

Oltrepassare questa soglia di carbonio ci conduce "dall'altro lato del confine della stabilità."

Le estinzioni di massa precedenti si sono svolte nel corso di migliaia o di milioni di anni, ma il periodo che interessa i fenomeni più recenti si estende solo al massimo per qualche secolo nella migliore delle ipotesi, rendendo difficile confrontarli direttamente. Anche se molti esperti sostengono che la Terra stia già attraversando una sesta estinzione di massa, questa rimane una questione scientifica ancora aperta, mi ha detto Rothman, professore di geofisica presso il Dipartimento del MIT

Una volta che il nostro pianeta raggiungerà la soglia indicata nel paper, ha spiegato, metterà in modo una serie di cambiamenti che "amplificheranno" le modifiche associate a tutte le estinzioni di massa avvenute precedentemente sulla Terra.

"Un aspetto interessante riguardo il rapporto tra la storia della vita e il ciclo del carbonio è che, ogni volta che si verifica un evento importante in una, assistiamo ad un evento altrettanto importante nell'altro," mi ha spiegato Rothman. Anche se ogni estinzione di massa è stata associata da una perturbazione nel ciclo del carbonio, esistono anche prove che, in altri periodi della storia del nostro pianeta, il ciclo del carbonio sia stato interrotto senza che la maggior parte degli esseri viventi morisse.

Rothman sostiene che l'estinzione di massa si verifica quando viene oltrepassato un valore tra due soglie. Se il ciclo del carbonio viene interrotto per periodi lunghi, si verificano delle estinzioni, ma questo avviene solo se il tasso di velocità del cambiamento è più veloce della capacità di adattamento di un ecosistema. Per quanto riguarda i cambiamenti più bruschi, invece, è la dimensione del cambiamento nel ciclo del carbonio a determinare la probabilità di un'estinzione di massa.

Rothman ha derivato una formula matematica che mette in relazione queste grandezze critiche che esprimono la velocità del cambiamento e la sua portata al periodo in cui si verifica. Dopodiché, ha esaminato 31 alterazioni del ciclo del carbonio avvenute negli ultimi 542 milioni di anni e ha calcolato la massa di carbonio che era stata aggiunta agli oceani in ognuna di queste occasioni. Così, ha trovato una soglia comune che sembra non essere stata superata dalla maggior parte delle ultime 31 alterazioni del ciclo del carbonio verificatesi sulla Terra — quelle che non hanno provocato estinzioni di massa.

In quattro delle cinque estinzioni di massa che hanno interessato il pianeta, quella soglia è stata superata. La peggiore di tutte — quella che ha eliminato il 95 per cento della vita — è stata quella che si è spinta oltre. Potremmo raggiungere senza troppa difficoltà quella soglia dei 310 gigatoni entro il 2100, o anche prima, a meno che non cambi qualcosa: le previsioni più pessimistiche stimano una quantità di 500 gigatoni di carbonio negli oceani, entro il 2100.

Oltrepassare questa soglia ci spinge "all'altro lato del confine della stabilità," mi ha spiegato Rothman. Tuttavia, non accadrà che, il 2 gennaio del 2100, tutte le specie del nostro pianeta cominceranno a morire in maniera apocalittica. "Il giorno seguente al superamento della soglia, tutti si sveglieranno e andranno a lavoro come sempre," ha detto. Potrebbe volerci 10.000 anni perché si verifichi un autentico disastro.

Ci sono ancora molte domande a cui rispondere. Per prima cosa, i meccanismi che connettono il ciclo del carbonio alle estinzioni di massa non sono ancora del tutto chiari al momento. Le perturbazioni nel ciclo del carbonio "potrebbero essere un segno o un sintomo", ha detto Rothman. Il paper, inoltre, non indaga su come potrebbero modificarsi i tassi di estinzione potrebbero dopo il 2100 o se si tratta di un processo irreversibile.

Potremmo raggiungere il punto in cui dovremmo valutare metodi di rimozione del carbonio più rischiosi, come la geoingegneria. "Credo che meritino di sicuro un po' di attenzione," ha concluso Rothman.

Stiamo rapidamente muovendo verso un punto di svolta già toccato nel passato remoto della Terra. Se proseguiamo a questo ritmo, lo raggiungeremo mentre saremo ancora in vita, con implicazioni che non sono ancora del tutto chiare.