I gas serra sono gas presenti nell’atmosfera terrestre che intrappolano il calore. Consentono alla luce solare di entrare liberamente nell’atmosfera, ma impediscono la fuoriuscita di parte del calore che la Terra altrimenti irradierebbe nello spazio. Questo processo viene spesso definito effetto serra ed è fondamentale per mantenere la temperatura della Terra entro un intervallo adatto alla vita. Tuttavia, le attività umane, in particolare l’uso di combustibili fossili e la deforestazione, hanno aumentato significativamente le concentrazioni di questi gas, portando ad un aumento del riscaldamento e contribuendo al cambiamento climatico.
- Anidride carbonica (CO2):
- Fonti naturali: Respirazione, attività vulcanica, decadimento della materia organica.
- Attività umane: Combustione di combustibili fossili (carbone, petrolio e gas naturale), deforestazione.
- Metano (CH4):
- Fonti naturali: Zone umide, termiti, oceani, incendi.
- Attività umane: Digestione del bestiame, risaie, estrazione del carbone, estrazione di petrolio e gas.
- Protossido di azoto (N2O):
- Fonti naturali: Batteri del suolo, oceani.
- Attività umane: Attività agricole e industriali, combustione di combustibili fossili.
- Vapore acqueo (H2O):
- Fonti naturali: Evaporazione da oceani, laghi e fiumi.
- Attività umane: Sebbene le attività umane non emettano direttamente vapore acqueo, possono influenzare i livelli di vapore acqueo atmosferico attraverso attività che influenzano altri gas serra.
- Ozono (O3):
- Ozono stratosferico: Agisce come un gas serra naturale impedendo ad alcune delle dannose radiazioni ultraviolette (UV) del sole di raggiungere la superficie terrestre.
- Ozono troposferico: Un gas serra prodotto dall'uomo e un inquinante atmosferico formato dalla reazione degli ossidi di azoto (NOx) e dei composti organici volatili (COV) in presenza di luce solare.
- Clorofluorocarburi (CFC), Idroclorofluorocarburi (HCFC), Idrofluorocarburi (HFC):
- Gas prodotti dall’uomo: Storicamente utilizzato nella refrigerazione, nel condizionamento dell'aria e nei propellenti per aerosol.
- Impatto: Sebbene siano stati gradualmente eliminati a causa del loro ruolo nella riduzione dell’ozono, sono potenti gas serra.
L’aumento dell’effetto serra derivante dall’aumento delle concentrazioni di questi gas è uno dei principali motori del cambiamento climatico contemporaneo. Porta al riscaldamento globale, ai cambiamenti dei modelli meteorologici, all’innalzamento del livello del mare e ad altri cambiamenti ambientali. Il monitoraggio e la mitigazione delle emissioni di gas serra sono componenti fondamentali degli sforzi per affrontare il cambiamento climatico e promuovere la sostenibilità ambientale.
I gas serra nella storia geologica
La storia dei gas serra nella documentazione geologica della Terra fornisce preziose informazioni sul clima del pianeta nel corso di milioni di anni. Ecco una panoramica dei periodi chiave e degli eventi legati ai gas serra nella storia geologica:
- Eone Archeano (4.0 – 2.5 miliardi di anni fa):
- La Terra primordiale aveva un'atmosfera dominata da metano (CH4) e ammoniaca (NH3).
- Mancanza di ossigeno (O2) nell'atmosfera durante questo periodo.
- Eone proterozoico (2.5 miliardi – 541 milioni di anni fa):
- L’aumento dei cianobatteri fotosintetici ha portato all’accumulo di ossigeno nell’atmosfera.
- I livelli di ossigeno sono aumentati, creando un’atmosfera più ricca di ossigeno.
- Le prove suggeriscono esplosioni episodiche di metano durante questo periodo.
- Era Paleozoica (541 – 252 milioni di anni fa):
- Periodo Carbonifero (359 – 299 milioni di anni fa): alti livelli di ossigeno atmosferico e ampia crescita delle piante.
- Formazione di un vasto carbone depositi grazie all'abbondante materiale vegetale.
- Periodo Permiano Superiore (299 – 252 milioni di anni fa): una massiccia attività vulcanica potrebbe aver rilasciato grandi quantità di gas serra, contribuendo all'evento di estinzione del Permiano-Triassico.
- Era Mesozoica (252 – 66 milioni di anni fa):
- Periodo Giurassico (201 – 145 milioni di anni fa): temperature calde e alti livelli di CO2.
- Periodo Cretaceo (145 – 66 milioni di anni fa): calore continuo; calo dei livelli di CO2 verso la fine.
- Era Cenozoica (66 milioni di anni fa – Presente):
- Massimo termico Paleocene-Eocene (PETM) (56 milioni di anni fa): rapido riscaldamento globale, probabilmente innescato dal rilascio di grandi quantità di anidride carbonica.
- Epoca dell'Oligocene (33.9 – 23 milioni di anni fa): raffreddamento e transizione verso condizioni più ghiacciate.
- Epoca Miocene (23 – 5.3 milioni di anni fa): raffreddamento graduale; espansione delle calotte glaciali nel tardo Miocene.
- Periodo Quaternario (2.6 milioni di anni fa – Presente):
- Epoca Pleistocene (2.6 milioni di anni fa – 11,700 anni fa): cicli di periodi glaciali e interglaciali, influenzati dalle variazioni dei parametri orbitali.
- Epoca dell'Olocene (11,700 anni fa – Presente): clima relativamente stabile, che consente lo sviluppo delle civiltà umane.
- Antropocene (epoca geologica proposta):
- L’Antropocene rappresenta una nuova epoca caratterizzata da una significativa influenza umana sulla geologia e sugli ecosistemi della Terra.
- Rapido aumento delle concentrazioni di gas serra, in particolare di anidride carbonica, dovuto ad attività umane come l’industrializzazione e la combustione di combustibili fossili.
Comprendere la storia geologica dei gas serra fornisce il contesto per interpretare i cambiamenti climatici attuali e futuri. Evidenzia inoltre l’interconnessione dei processi geologici, biologici e atmosferici che modellano il clima della Terra su vaste scale temporali.
