L’Agenzia per la Ricerca Avanzata e l’Invenzione sta stanziando 81 milioni di sterline per far sì che i team scientifici cerchino i segni rivelatori dei cambiamenti climatici a spirale.
La nuova agenzia di ricerca moonshot del Regno Unito ha appena lanciato un programma da 81 milioni di sterline (106 milioni di dollari) per sviluppare sistemi di allerta precoce in grado di dare l’allarme se la Terra si avvicina pericolosamente a superare i punti di svolta climatici.
Un punto di svolta climatico è una soglia oltre la quale alcuni ecosistemi o processi planetari iniziano a passare da uno stato stabile a un altro, innescando cambiamenti drammatici e spesso auto-rinforzati nel sistema climatico.
La Advanced Research and Invention Agency (ARIA) annuncerà oggi che sta cercando proposte per lavorare su sistemi per due punti di svolta climatici correlati. Uno è l’accelerazione dello scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia, che potrebbe innalzare drasticamente il livello del mare. L’altro è l’indebolimento del North Atlantic Subpolar Gyre, un’enorme corrente che ruota in senso antiorario a sud della Groenlandia e che potrebbe aver avuto un ruolo nell’innescare la Piccola Era Glaciale intorno al XIV secolo.
L’obiettivo del programma quinquennale sarà quello di ridurre l’incertezza scientifica sul momento in cui questi eventi potrebbero verificarsi, sul modo in cui influirebbero sul pianeta e sulle specie che lo abitano e sul periodo in cui tali effetti potrebbero svilupparsi e persistere. Alla fine, ARIA spera di fornire una prova di concetto che dimostri che i sistemi di allerta precoce possono essere “accessibili, sostenibili e giustificati”. Oggi non esiste un sistema dedicato di questo tipo, anche se sono in corso numerose ricerche per comprendere meglio la probabilità e le conseguenze del superamento di questi e altri punti di svolta climatici.
Sarah Bohndiek, direttrice del programma di ricerca sui punti di svolta, sostiene che non si tiene conto della possibilità che il superamento di questi punti possa accelerare significativamente gli effetti del cambiamento climatico e aumentare i pericoli, possibilmente nei prossimi decenni.
Sviluppando un sistema di allarme precoce, “potremmo essere in grado di cambiare il modo in cui pensiamo al cambiamento climatico e alla nostra preparazione ad affrontarlo”, afferma Bohndiek, professore di fisica biomedica all’Università di Cambridge.
ARIA intende sostenere i team che lavoreranno per raggiungere tre obiettivi: sviluppare sensori a basso costo che possano resistere in ambienti difficili e fornire dati più precisi e necessari sulle condizioni di questi sistemi; impiegare queste e altre tecnologie di rilevamento per creare “una rete di osservazione per monitorare questi sistemi di ribaltamento”; costruire modelli informatici che sfruttino le leggi della fisica e dell’intelligenza artificiale per cogliere nei dati “sottili segnali di allarme precoce di ribaltamento”.
Ma gli osservatori sottolineano che progettare sistemi di allerta precisi per entrambi i sistemi non sarebbe un’impresa semplice e potrebbe non essere possibile a breve. Non solo gli scienziati hanno una comprensione limitata di questi sistemi, ma i dati su come si sono comportati in passato sono frammentari e rumorosi, e la creazione di strumenti di monitoraggio estensivi in questi ambienti è costosa e complessa.
Tuttavia, c’è un ampio consenso sulla necessità di comprendere meglio questi sistemi e i rischi che il mondo potrebbe correre.
Sbloccare le scoperte
È chiaro che il ribaltamento di uno di questi sistemi potrebbe avere effetti enormi sulla Terra e sui suoi abitanti.
Con il riscaldamento del pianeta negli ultimi decenni, trilioni di tonnellate di ghiaccio si sono sciolte dalla calotta glaciale della Groenlandia, riversando acqua dolce nell’Atlantico settentrionale, innalzando il livello degli oceani e riducendo la quantità di calore che la neve e il ghiaccio riflettono nello spazio.
I tassi di scioglimento sono in aumento, poiché il riscaldamento dell’Artico è superiore alla media globale e le acque oceaniche più calde intaccano le piattaforme di ghiaccio che sostengono i ghiacciai terrestri. Gli scienziati temono che, con il crollo di queste piattaforme, la calotta glaciale diventi sempre più instabile.
La perdita completa della calotta glaciale farebbe aumentare il livello globale del mare di oltre 6 metri, sommergendo le coste e dando il via a migrazioni climatiche di massa in tutto il mondo.
Ma in qualsiasi punto del percorso, l’afflusso di acqua nell’Atlantico settentrionale potrebbe anche rallentare in modo sostanziale i sistemi di convezione che contribuiscono a guidare il Vortice Subpolare, perché l’acqua più fresca non è così densa e incline ad affondare. (L’acqua più salata e fredda affonda facilmente).
Secondo uno studio condotto lo scorso anno, l’indebolimento del Vortice Subpolare potrebbe raffreddare parti dell’Europa nordoccidentale e del Canada orientale, spostare la corrente a getto verso nord, creare modelli meteorologici più irregolari in Europa e compromettere la produttività dell’agricoltura e della pesca.
Il Vortice Subpolare può anche influenzare la forza della Circolazione Meridionale Atlantica (AMOC), una rete di correnti oceaniche che sposta enormi quantità di calore, sale e anidride carbonica in tutto il mondo. Le modalità specifiche con cui un indebolimento del Vortice Subpolare influirebbe sull’AMOC sono ancora oggetto di ricerche in corso, ma un rallentamento o un arresto drammatico di questo sistema è considerato uno dei punti di svolta più pericolosi per il clima. Potrebbe sub-raffreddare in modo sostanziale il Nord Europa, oltre ad altri effetti di ampia portata.
Il ribaltamento dell’AMOC in sé, tuttavia, non è l’obiettivo del programma di ricerca ARIA.
L’agenzia, istituita l’anno scorso per “sbloccare le scoperte scientifiche e tecnologiche”, è una risposta britannica ai programmi di ricerca statunitensi DARPA e ARPA-E. Tra i progetti finanziati figurano lo sviluppo di neurotecnologie di precisione, il miglioramento della destrezza dei robot e la costruzione di sistemi di intelligenza artificiale più sicuri ed efficienti dal punto di vista energetico. L’ARIA sta anche avviando programmi per lo sviluppo di piante sintetiche e l’esplorazione di interventi sul clima che potrebbero raffreddare il pianeta, compresa la geoingegneria solare.
Bohndiek e l’altra direttrice del programma sui punti critici – Gemma Bale, professore assistente presso l’Università di Cambridge – sono entrambi fisici medici che in precedenza si sono concentrati sullo sviluppo di dispositivi medici. All’ARIA, inizialmente si aspettavano di lavorare sugli sforzi per decentralizzare l’assistenza sanitaria.
Ma Bohndiek dice che si sono presto resi conto che “molte di queste cose che devono cambiare a livello di salute individuale saranno irrilevanti se il cambiamento climatico supererà davvero queste grandi soglie”. E aggiunge: “Se finiremo in una società in cui il mondo è molto più caldo… il problema della decentralizzazione dell’assistenza sanitaria ha ancora importanza?”.
Bohndiek e Bale sottolineano che sperano che il programma attiri domande da parte di ricercatori che non hanno lavorato tradizionalmente sui cambiamenti climatici. Aggiungono che tutti i gruppi di ricerca che propongono di lavorare in Groenlandia o nelle sue vicinanze devono adottare misure adeguate per coinvolgere le comunità locali, i governi e gli altri gruppi di ricerca.
Pericoli di ribaltamento
Sono già in corso sforzi per sviluppare una maggiore comprensione del Vortice Subpolare e della calotta glaciale della Groenlandia, comprese le probabilità, i tempi e le conseguenze del loro ribaltamento in stati diversi.
Ci sono, ad esempio, spedizioni regolari sul campo per misurare e perfezionare la modellazione della perdita di ghiaccio in Groenlandia. Diversi gruppi di ricerca hanno creato reti di sensori che attraversano vari punti dell’Atlantico per monitorare più da vicino le condizioni mutevoli dei sistemi di corrente. Diversi studi hanno già evidenziato la comparsa di alcuni “segnali di allarme” di un potenziale collasso dell’AMOC nei prossimi decenni.
Ma l’obiettivo del programma ARIA è quello di accelerare questi sforzi di ricerca e di concentrare l’attenzione sul miglioramento della nostra capacità di prevedere gli eventi ribaltanti.
William Johns, oceanografo che si occupa dell’osservazione dell’AMOC presso l’Università di Miami, afferma che il campo è molto lontano dal poter affermare con sicurezza che sistemi come il Subpolar Gyre o l’AMOC si indeboliranno oltre i limiti delle normali fluttuazioni naturali, e ancor meno dire con precisione quando lo faranno.
Sottolinea che c’è ancora un ampio disaccordo tra i modelli su questo tipo di questioni e ci sono prove limitate di ciò che è avvenuto prima del ribaltamento nell’antico passato, il che rende difficile anche solo sapere quali segnali dovremmo monitorare più da vicino.
Jaime Palter, professore associato di oceanografia presso l’Università di Rhode Island, aggiunge di aver trovato “sconcertante” la scelta di finanziare un programma di ricerca incentrato sull’oscillazione del Subpolar Gyre. La professoressa osserva che i ricercatori ritengono che il vento guidi il sistema più della convezione, che il suo legame con l’AMOC non sia ben compreso e che il rallentamento di quest’ultimo sistema sia quello su cui si concentra la maggior parte del settore e di cui si preoccupa il mondo intero.
Ma sia lei che Johns hanno affermato che fornire fondi per monitorare più da vicino questi sistemi è fondamentale per migliorare la comprensione scientifica del loro funzionamento e delle probabilità che si ribaltino.
Interventi radicali
Quindi, cosa potrebbe fare il mondo se ARIA o chiunque altro riuscisse a sviluppare sistemi in grado di prevedere, con elevata sicurezza, che uno di questi sistemi passerà a un nuovo stato, ad esempio, nel prossimo decennio?
Bohndiek sottolinea che gli effetti del raggiungimento di un punto di ribaltamento non sarebbero immediati e che il mondo avrebbe ancora anni o addirittura decenni per intraprendere azioni che possano prevenire la rottura di tali sistemi o iniziare ad adattarsi ai cambiamenti che ne deriveranno. Nel caso di uno scioglimento improvviso della calotta glaciale, ciò potrebbe significare la costruzione di barriere marittime più alte o il trasferimento delle città. Nel caso dell’indebolimento del Vortice Subpolare, gran parte dell’Europa potrebbe essere costretta a rivolgersi ad altre aree del mondo per le proprie scorte alimentari.
Previsioni più affidabili potrebbero anche modificare il pensiero di interventi più drastici, come progetti ingegneristici massicci ed estremamente costosi per sostenere le piattaforme di ghiaccio o per congelare i ghiacciai in modo più stabile sulla roccia su cui scivolano.
Allo stesso modo, potrebbero modificare il modo in cui alcune persone valutano i compromessi tra i pericoli del cambiamento climatico e i rischi di interventi come la geoingegneria solare, che comporterebbe il rilascio di particelle nell’atmosfera in grado di riflettere più calore nello spazio.
Ma alcuni osservatori notano che se l’acqua dolce che si sta riversando nell’Atlantico è sufficiente a indebolire il giro d’acqua e a rallentare sostanzialmente il più ampio sistema di correnti atlantiche, il mondo può fare ben poco per fermarlo.
“Temo di non vedere un’azione che si possa intraprendere”, dice Johns. “Non si può aspirare tutta l’acqua dolce – non è fattibile – e non si può impedire che si sciolga nella misura in cui dovremmo farlo”.
Bale riconosce prontamente di aver scelto un problema molto difficile da risolvere, ma sottolinea che lo scopo dei programmi di ricerca ARIA è quello di lavorare al “limite del possibile”.
“Non sappiamo se un sistema di allerta precoce per questi sistemi sia possibile”, afferma l’autrice. “Ma credo che se fosse possibile, sappiamo che sarebbe prezioso e importante per la società, e questo fa parte della nostra missione”.
Foto di copertina: un iceberg galleggia nel fiordo di ghiaccio di Ilulissat, al largo della costa della Groenlandia. Mario Tama/Getty Images
