La Terra è un meraviglioso punto blu e verde ricoperto di oceani e vita, mentre Venere è una sfera sterile giallastra che non solo è inospitale ma anche sterile. Tuttavia, la differenza di temperatura tra i due è solo di pochi gradi. Un team di astronomi dell’Università di Ginevra (UNIGE), con il supporto dei laboratori CNRS di Parigi e Bordeaux, ha ottenuto, per la prima volta al mondo, la simulazione dell’intero processo galoppante dell’effetto serra in grado di trasformare il clima di un pianeta da idilliaco e perfetto per la vita, in un luogo più che aspro e ostile. Gli scienziati hanno anche dimostrato che fin dalle fasi iniziali del processo, la struttura atmosferica e la copertura nuvolosa subiscono cambiamenti significativi, portando a un effetto serra quasi inarrestabile e molto complicato da invertire. Sulla Terra, un aumento della temperatura media globale di poche decine di gradi, conseguente ad un leggero aumento della luminosità del Sole, sarebbe sufficiente per innescare questo fenomeno e rendere abitabile il nostro pianeta. Questi risultati sono pubblicati in Astronomia e astrofisica.
L’idea di una fuga dell’effetto serra non è nuova. In questo scenario, un pianeta può evolvere da uno stato temperato come quello terrestre a un vero e proprio inferno, con temperature superficiali superiori a 1000°C. La causa? Vapore acqueo, un gas serra naturale. Il vapore acqueo impedisce all’irradiazione solare assorbita dalla Terra di essere riemessa verso il vuoto dello spazio, sotto forma di radiazione termica. Intrappola il calore un po’ come una coperta di salvataggio. Un pizzico di effetto serra è utile: senza di esso, la Terra avrebbe una temperatura media inferiore al punto di congelamento dell’acqua, sembrerebbe una palla ricoperta di ghiaccio e ostile alla vita.
Al contrario, un eccessivo effetto serra aumenta l’evaporazione degli oceani e quindi la quantità di vapore acqueo nell’atmosfera. “Esiste una soglia critica per questa quantità di vapore acqueo, oltre la quale il pianeta non può più raffreddarsi. Da lì in poi, tutto viene trascinato via finché gli oceani non finiscono per evaporare completamente e la temperatura raggiunge diverse centinaia di gradi”, spiega Guillaume Chaverot, ex studioso post-dottorato presso il Dipartimento di Astronomia della Facoltà di Scienze dell’UNIGE e autore principale dello studio.
Anteprima mondiale
“Fino ad ora, altri studi chiave in climatologia si sono concentrati esclusivamente sullo stato temperato prima della fuga, o sullo stato abitabile dopo la fuga,” rivela Martin Turbet, ricercatore presso i laboratori del CNRS di Parigi e Bordeaux, e coautore dello studio. studio. “È la prima volta che un team ha studiato la transizione stessa con un modello climatico globale in 3D e ha verificato come il clima e l’atmosfera si evolvono durante quel processo.”
Uno dei punti chiave dello studio descrive la comparsa di uno schema di nuvole molto particolare, che aumenta l’effetto fuga e rende il processo irreversibile. “Fin dall’inizio della transizione possiamo osservare delle nubi molto dense che si sviluppano nell’alta atmosfera. Quest’ultima infatti non presenta più l’inversione di temperatura caratteristica dell’atmosfera terrestre e che separa i suoi due strati principali: la troposfera e la stratosfera. La struttura dell’atmosfera è profondamente alterata”, sottolinea Guillaume Chaverot.
Gravi conseguenze per la ricerca della vita altrove
Questa scoperta è una caratteristica chiave per lo studio del clima su altri pianeti, e in particolare sugli esopianeti, pianeti che orbitano attorno a stelle diverse dal Sole. “Studiando il clima su altri pianeti, una delle nostre motivazioni più forti è determinare il loro potenziale di ospitare la vita”, indica Émeline Bolmont, assistente professore e direttore del Centro Vita nell’Universo (LUC) dell’UNIGE, e coautore dello studio. studio.
Il LUC conduce progetti di ricerca interdisciplinari all’avanguardia riguardanti le origini della vita sulla Terra e la ricerca della vita altrove nel nostro sistema solare e oltre, nei sistemi esoplanetari. “Dopo gli studi precedenti sospettavamo già l’esistenza di una soglia di vapore acqueo, ma la comparsa di questa struttura nuvolosa è una vera sorpresa!” rivela Émeline Bolmont. “Abbiamo anche studiato in parallelo come questo modello di nuvole potrebbe creare una firma specifica, o “impronta digitale”, rilevabile durante l’osservazione delle atmosfere degli esopianeti. La prossima generazione di strumenti dovrebbe essere in grado di rilevarla”, svela Martin Turbet. Inoltre, il team non intende fermarsi qui, poiché Guillaume Chaverot ha ricevuto un assegno di ricerca per continuare questo studio presso l'”Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble” (IPAG). Questa nuova fase del progetto di ricerca si concentrerà sul caso specifico della Terra.
Un pianeta Terra in fragile equilibrio
Con i loro nuovi modelli climatici, gli scienziati hanno calcolato che un piccolissimo aumento dell’irradiazione solare – che porterebbe ad un aumento della temperatura globale della Terra, di solo poche decine di gradi – sarebbe sufficiente per innescare questo irreversibile processo fuori controllo sul pianeta. Terra e rendere il nostro pianeta inospitale quanto Venere. Uno degli attuali obiettivi climatici è limitare il riscaldamento globale sulla Terra, indotto dai gas serra, a soli 1,5 gradi entro il 2050. Una delle domande della borsa di ricerca di Guillaume Chaverot è determinare se i gas serra possono innescare il processo fuori controllo sotto forma di un leggero aumento della luminosità del Sole potrebbe andare bene. Se è così, la domanda successiva sarà determinare se le temperature di soglia sono le stesse per entrambi i processi.
La Terra non è quindi così lontana da questo scenario apocalittico. “Supponendo che questo processo fuori controllo iniziasse sulla Terra, l’evaporazione di soli 10 metri della superficie degli oceani porterebbe ad un aumento di 1 bar della pressione atmosferica a livello del suolo. In poche centinaia di anni raggiungeremmo una temperatura del suolo di oltre 500° C. Più tardi raggiungeremo anche 273 bar di pressione superficiale e oltre 1 500° C, quando tutti gli oceani finiranno per evaporare completamente”, conclude Guillaume Chaverot.
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