Basta un’estate torrida, scandita da ondate di calore record e colonnine di mercurio impazzite, per riaccendere il dibattito: il clima sta davvero cambiando a una velocità mai vista prima o la Terra ha già vissuto tutto questo?Mentre le cronache si riempiono di allarmi meteorologici, la risposta a questo interrogativo non si trova nelle previsioni del tempo ma nel passato più remoto del nostro pianeta.Il diario geologicoPer rispondere a questo interrogativo, occorre sapere che, molto prima che l’umanità inventasse i termometri o i misuratori di concentrazione di CO2 atmosferica, la Terra scriveva già la sua storia climatica. Questo “diario geologico” non è fatto di fogli di carta, ma è impresso negli anelli degli alberi, intrappolato nei ghiacci polari o depositato sui fondali oceanici sotto forma di gusci fossili.Oggi, la paleoclimatologia analizza questi straordinari “archivi naturali” attraverso i cosiddetti “proxy paleoclimatici”, cioè indicatori indiretti che permettono agli scienziati di ricostruire l’andamento del clima globale lungo le varie ere geologiche. Vediamo quindi se, con l’aiuto di questi proxy paleoclimatici, riusciremo a rispondere al nostro interrogativo.Risoluzione e media temporale: due concetti chiavePrima di tuffarci a capofitto nell’analisi delle varie tecniche disponibili ed esaminare più da vicino in cosa consistano i singoli proxy, è essenziale comprendere la differenza tra due concetti metodologici fondamentali che spesso generano confusione ma che definiscono l’accuratezza di qualsiasi ricostruzione paleoclimatica. Parliamo cioè di risoluzione temporale e media temporale.La risoluzione temporale indica la distanza di tempo minima che separa due misurazioni successive rese possibili da un particolare proxy. Ad esempio, una risoluzione annuale significa che siamo in grado di distinguere chiaramente cosa è successo nell’anno X rispetto all’anno Y.La media temporale o, per dirla all’inglese, la “time-averaging”, rappresenta invece l’arco di tempo che viene fisicamente “mescolato” all’interno di un singolo campione analizzato. Ad esempio, se preleviamo un centimetro di fango da un fondale oceanico profondo, quel singolo centimetro può contenere gusci accumulatisi in un periodo di 1.000 anni a causa del lento depositarsi dei sedimenti e del rimescolamento biologico (bioturbazione).Anche se lo strumento in laboratorio esegue un’analisi istantanea e precisissima, il dato ottenuto rifletterà inevitabilmente una media millenaria, cancellando così le fluttuazioni più rapide della grandezza che ci accingiamo a misurare avvenute all’interno di quel millennio.Comprendere la differenza tra risoluzione e media temporale è di importanza fondamentale se vogliamo comprendere appieno cosa siamo in grado di leggere sperimentalmente in quelle famose pagine del diario geologico di madre natura.L’archivio paleoclimatico: i sei proxy principaliI climatologi utilizzano una vasta gamma di indicatori a seconda dell’era geologica da analizzare e del tipo di informazione ricercata. Ciascuno di essi si presta maggiormente a interpretare questo o quel parametro rispetto a ciascun periodo geologico. Inoltre, per ciascun dato parametro di cui si vuole conoscere il valore nelle ere remote, ogni proxy fornirà un certo errore di misura, oltre che una certa risoluzione e media temporale, come abbiamo visto.I proxy che rappresentano il cardine della paleoclimatologia sono sei. Esaminiamoli quindi in dettaglio uno ad uno.1. Dendroclimatologia (anelli di crescita degli alberi)Per tutto il periodo in cui è possibile trovare reperti lignei in buono stato di conservazione (legni fossili o pali palafitticoli), quindi fino a 10-12.000 anni fa, questo è il metodo principale per risalire alla temperatura cui l’albero è stato soggetto nel corso della sua vita. Questo metodo analizza infatti lo spessore e la densità degli anelli annuali di crescita dei tronchi d’albero. Gli alberi crescono infatti di più negli anni caldi e umidi, producendo anelli più larghi.– Cosa misura: temperatura continentale e umidità locale.– Periodo di validità: da pochi anni fino a circa 10.000-12.000 anni fa.– Risoluzione temporale: annuale.– Media temporale: annuale (ogni anello isola la crescita di una singola stagione vegetativa).– Errori di misura: tipicamente ± 0,5 °C per la temperatura e ± 40% per l’umidità relativa.2. Carotaggi di ghiaccioLe calotte polari di Groenlandia e Antartide si sono formate per accumulo di neve nei millenni. Perforando il ghiaccio con appositi macchinari si estraggono cilindri (carote) lunghi chilometri. Gli isotopi stabili dell’idrogeno e dell’ossigeno nel ghiaccio rivelano le temperature passate, mentre le bolle d’aria intrappolate nel ghiaccio conservano campioni reali dell’atmosfera antica.– Cosa misura: temperatura polare e concentrazione atmosferica diretta di CO2.– Periodo di validità: fino a 800.000 anni fa.– Risoluzione temporale: da annuale negli strati superficiali fino a pluridecennale/secolare negli strati più profondi e schiacciati dal peso.– Media temporale: Da pochi anni a qualche secolo, a mano a mano che si va verso gli strati più antichi. Infatti, il ghiaccio sigilla l’aria solo a partire da una certa profondità in poi; il gas è quindi più giovane del ghiaccio di secoli o millenni (cosiddetto “ritardo gas-ghiaccio”). Inoltre, le bolle si chiudono in tempi diversi, sfocando i picchi rapidi su medie secolari.– Errori di misura: tipicamente ± 1,0 °C per la temperatura e ± 5 ppm per la concentrazione di CO2.3. Rapporti Isotopici del boro nei foraminiferiI foraminiferi sono microscopici organismi marini dotati di un guscio di carbonato di calcio. Il rapporto tra gli isotopi del boro (δ11B) incorporati nel guscio dipende strettamente dal pH dell’acqua oceanica in cui sono vissuti. Poiché il pH oceanico è legato alla quantità di CO2 disciolta in acqua (e quindi, indirettamente, a quella in atmosfera), questo proxy permette di calcolare i livelli di CO2 nelle ere più remote.– Cosa misura: pH dell’oceano e, indirettamente, concentrazione di CO2 atmosferica.– Periodo di validità: fino a 66 milioni di anni fa.– Risoluzione temporale: millenaria o multi-millenaria, subordinata ai tassi di sedimentazione dei fondali oceanici.– Media temporale: da 1.000 ai 5.000 anni, a causa del rimescolamento del fango oceanico operato dagli organismi scavatori (bioturbazione).– Errore di misura: tipicamente ±0,05 unità di pH, cui corrisponde un errore di misura della concentrazione di CO2 in atmosfera di circa ± 100 ppm.4. Densità degli stomi fogliari nei fossili di pianteGli scambi gassosi con l’atmosfera delle foglie delle piante avvengono mediante microscopici pori detti stomi. Se nell’aria c’è molta CO2, alla pianta bastano pochi stomi per assorbire il carbonio necessario alla fotosintesi; se viceversa la CO2 scarseggia, la densità degli stomi aumenta per massimizzare la cattura. Contando la densità degli stomi sulle foglie fossilizzate si risale quindi alla concentrazione di CO2 atmosferica dell’epoca in cui è vissuta quella foglia fossile.– Cosa misura: concentrazione di CO2 in atmosfera.– Periodo di validità: fino a 400 milioni di anni fa, cioè a partire dalla nascita delle prime piante terrestri.– Risoluzione temporale: legata alla scala dei singoli strati geologici, vale a dire centinaia di migliaia o milioni di anni.– Media temporale: nell’ordine dei millenni, a seconda del tempo impiegato per la formazione del giacimento fossilifero.– Errore di misura: tipicamente ± 150 ppm.5. Paleo-termometri molecolari (biomarcatori lipidici di alghe e archei)Alcuni microrganismi, come gli archei marini e le alghe (ad esempio, le aptofite), modificano la struttura chimica dei grassi della loro membrana cellulare (lipidi come i GDGT o gli alchenoni) in risposta alla temperatura dell’acqua. Quando muoiono, questi “fossili molecolari” resistono nei sedimenti per centinaia di milioni di anni. Indici chimici come il TEX86 estraggono la temperatura da questi campioni.– Cosa misura: temperatura della superficie del mare (SST) e temperatura dell’aria.– Periodo di validità: fino a 100-200 milioni di anni fa.– Risoluzione temporale: multi-secolare o millenaria.– Media temporale: millenaria, legata al lento accumulo dei sedimenti marini profondi.– Errore di misura: tipicamente ± 2,5 °C.6. Palinologia (studio dei pollini fossili)I granuli di polline prodotti dalle piante hanno pareti esterne resistentissime che si conservano perfettamente nei sedimenti di laghi e paludi. Poiché ogni specie vegetale cresce solo in precise condizioni climatiche, la mappatura delle percentuali di polline fossile permette di ricostruire i biomi vegetali e il relativo clima del periodo.– Cosa misura: temperatura e precipitazioni terrestri regionali.– Periodo di validità: fino a circa 500 milioni di anni fa.– Risoluzione temporale: da pluri-decennale a secolare nei laghi ad alta sedimentazione.– Media temporale: circa 150 anni, poiché i pollini subiscono un rimescolamento naturale prima di depositarsi stabilmente sul fondo del bacino.– Errore di misura: tipicamente ± 2,0 °C sulle temperature medie stagionali o annuali.Tiriamo le sommeI proxy forniscono quindi agli scienziati dati sperimentali incontrovertibili di temperatura, umidità e concentrazione della CO2 atmosferica nelle varie ere geologiche, dati che sono quindi scientificamente dimostrati di là da ogni ragionevole dubbio.Tuttavia, come abbiamo analizzato, questi dati sono affetti da pesanti “sfocature” temporali, da effetti cioè di medie temporali che possono spingersi ai secoli o addirittura ai millenni, e da errori di misura intrinseci tali da rendere impossibile desumere, ad esempio, la rapidità di incremento della concentrazione di CO2 in atmosfera o il trend preciso di aumento della temperatura terrestre nelle ere geologiche remote, così come invece siamo in grado di fare oggi con le misure puntuali precisissime offerte dai moderni strumenti di misura elettronici e dai satelliti meteorologici.È, se volete, su scala geologica lo stesso problema che ci attanaglia da due secoli circa la comparazione tra misure di temperatura desunte dagli antichi termometri del Settecento e le moderne misure con precisione centesimale di cui parlammo qualche tempo fa qui.Ma allora, se non siamo in grado di conoscere sperimentalmente i trend puntuali di temperatura e concentrazione atmosferica della CO2 delle ere passate, sulla base di cosa i catastrofisti climatici insistono col dire che il cambiamento repentino che stiamo sperimentando negli ultimi 40 anni non ha eguali nella storia del nostro pianeta?Il trucco è nei filtri utilizzati in alcuni modelli matematici molto in voga presso i climatologi. In soldoni, per tracciare gli andamenti di temperatura e concentrazione di CO2 del passato, gli scienziati combinano centinaia di record locali. Poiché ognuno ha la sua sfocatura e il suo errore, sui grafici a lungo termine si applicano pesanti filtri matematici.Di conseguenza, i picchi improvvisi e le variazioni rapide (su scala di decenni o secoli) vengono quasi totalmente spianati. L’apparente stabilità climatica mostrata da queste curve nelle passate ere geologiche è quindi in realtà solo un artificio matematico.La deconvoluzione: I modelli matematici inversiI modelli matematici di deconvoluzione sono il trucco: seguitemi nel ragionamento. Supponiamo di voler stimare, a partire dai dati sperimentali del pH oceanico mediati su 5.000 anni ottenuti dai sedimenti foraminiferi di un dato bacino, i picchi di concentrazione di CO2 atmosferica che si sarebbero avuti in quei 5.000 anni e che a noi non è dato conoscere, visti i limiti intrinseci del proxy.Cosa fanno allora i climatologi? Desumono da modelli numerici il tasso di rimescolamento biologico del sedimento, usando ad esempio isotopi radioattivi a vita breve come il C14 o il Be10. Dopodiché, applicano un modello matematico inverso di trasporto e diffusione. Questo algoritmo “corregge” il grafico, ricreando i possibili picchi originari.Dov’è l’inghippo? Nel fatto che si utilizzano modelli matematici inversi per dimostrare l’ipotesi, e cioè che le variazioni odierne non avrebbero eguali nella storia della Terra, manipolando i dati sperimentali desumibili dai proxy secondo filtri e algoritmi più o meno arbitrari non falsificabili (per dirla alla Karl Popper), cioè non smentibili mediante un esperimento o un’osservazione che possa dimostrarli falsi.In buona sostanza, i climatologi applicano alla lettera l’aforisma dell’economista britannico Ronald Coase (premio Nobel per l’economia nel 1991): “Se torturi i dati abbastanza a lungo, la natura confesserà sempre”. In poche parole, i modelli di deconvoluzione hanno lo stesso valore scientifico dei modelli climatici in voga da quarant’anni a questa parte, ciascuno dei quali via via smentito puntualmente dall’andamento effettivo del clima, cioè zero.Cosa resta quindi?Pertanto, attenendoci scrupolosamente alle teorie falsificabili, tutto ciò che ci è dato conoscere scientificamente sono solo quei dati con quelle medie e quegli errori di misura che abbiamo analizzato. Di conseguenza, la risposta al nostro dubbio iniziale è: no, non possiamo sapere se i cambiamenti climatici odierni siano senza precedenti nella storia della Terra poiché non abbiamo la più pallida idea di quanto repentini siano stati i cambiamenti climatici nelle ere passate, dal momento che non abbiamo modo di poterli misurare in maniera puntuale così come siamo in grado di fare invece oggi con i nostri strumenti di misura sofisticatissimi.La controprovaDel resto, la controprova regina del fatto che il nostro pianeta abbia sperimentato in passato, almeno in un’occasione, condizioni infinitamente più estreme di quelle attuali in tempi di gran lunga inferiori ce la fornisce l’impatto, 66 milioni di anni fa, del gigantesco asteroide di Chicxulub nell’attuale penisola dello Yucatán e nel Golfo del Messico (il responsabile dell’estinzione dei dinosauri).A seguito del quale la Terra fu sconvolta da una serie di eventi che, nel giro di poche ore, fecero crollare le temperature di 10-15°C, a causa del sollevamento repentino in atmosfera degli aerosol di zolfo e fuliggine che schermarono i raggi solari ovunque nel mondo, nei successivi due anni provocarono la morte vegetale quasi ovunque (sempre a causa della mancanza di irraggiamento al suolo), dopodiché, una volta che gli aerosol si furono depositati al suolo, un innalzamento delle temperature fino a +5°C rispetto ai valori immediatamente precedenti all’impatto.Come sappiamo tutto questo? Non dai proxy di cui abbiamo parlato più su, i quali hanno registrato le variazioni catastrofiche di quell’evento con le modalità di sfocatura temporale già esaminate in dettaglio, ma da ulteriori misure indirette, come ad esempio dalla quantità di iridio presente nello strato di argilla cosiddetto “K-Pg”, dalle sferule vetrose (tektiti) generate dall’urto, dalle deformazioni dei sedimenti di quarzo in prossimità della caduta del meteorite (“shocked quartz”) e dalle tracce sulla terraferma dei mega-tsunami causati dall’impatto. Tutti segnali indiretti che hanno reso possibile l’evidenza oggettiva della rapidità della cronologia di quegli eventi.Che conclusione possiamo trarne?La consapevolezza dell’inutilità delle misure volte alla riduzione delle emissioni di CO2 ci pone oggi di fronte a un bagno di realtà. Lo sforzo inutile di riduzione della CO2 intrapreso da alcune nazioni occidentali viene infatti sistematicamente vanificato dalle emissioni in spaventosa e continua crescita di colossi industriali ed energetici come la Cina e l’India.Constatata l’impossibilità pratica di invertire il trend nel breve periodo, l’asse del dibattito deve necessariamente spostarsi. La vera sfida del nostro secolo non si giocherà più solo sul tavolo utopico di una inutile decarbonizzazione ma sulla capacità concreta di varare efficaci misure di adattamento.Investire in infrastrutture in grado di proteggere i territori dalle estremizzazioni meteorologiche e ripensare l’agricoltura e la gestione idrica non significa arrendersi ma governare scientificamente e tecnologicamente il cambiamento, proteggendo le popolazioni e le economie dalle nuove condizioni climatiche.Condizioni sulle quali, è bene ricordarlo, l’uomo non ha mai potuto, non può e non potrà mai fare assolutamente nulla.L'articolo Caldo record? Catastrofisti climatici smentiti da Karl Popper proviene da Nicolaporro.it.