Dai combustibili fossili al cambiamento climatico. Ecco una guida per comprendere il ciclo del carbonio e le sue implicazioni
Anche l’uomo è fatto di carbonio. Anche noi siamo un anello della catena che fa fluire questo elemento tra cielo, terra e mare. Un flusso continuo, che permette l’esistenza della vita sul pianeta. Adesso, però, stiamo modificando questo flusso e stravolgendo il suo fondamentale equilibrio. I cambiamenti climatici del mondo moderno partono da qui. In questa guida ci sono gli elementi fondamentali per comprendere tutti i passaggi del ciclo del carbonio, il suo delicato equilibrio e le conseguenze delle attività umane.
Cos’è il carbonio
Il carbonio è un elemento molto diffuso nel nostro pianeta. Il suo atomo, piccolo e flessibile, è in grado di fare innumerevoli tipi di connessioni e formare moltissimi composti chimici. Per questo motivo si trova un po’ ovunque: sospeso in aria, immerso in acqua, sulla terraferma o sotterrato nel sottosuolo. Anche dentro di noi: l’uomo, come tutti gli organismi viventi, è composto da carbonio, mangia carbonio e respira carbonio. Anche noi siamo un anello del ciclo del carbonio.
Il ciclo del carbonio
Non solo il carbonio può essere ovunque, ma si muove continuamente tra cielo, mare, terra e sottosuolo. Tutti questi passaggi, da una sfera all’altra, sono il ciclo del carbonio. Un singolo atomo, nel corso del tempo, assume forme diverse e caratterizza l’ambiente che lo ospita. Quindi tutto il pianeta è determinato da questi passaggi del carbonio da una forma all’altra
I principali passaggi
- Anidride carbonica – Il carbonio è presente in alcuni gas dell’atmosfera, in particolare l’anidride carbonica.
- Fotosintesi – Gli alberi e le piante assorbono l’anidride carbonica dall’atmosfera e la trasformano in ossigeno e glucosio (che contiene carbonio)
- Catena alimentare – Insetti ed erbivori si nutrono delle piante, assumendo il loro carbonio e facendolo veicolare in tutto il mondo animale attraverso la catena alimentare
- Respirazione – Gli animali utilizzano il carbonio necessario per la loro crescita e, in parte, lo espellono attraverso la respirazione (inspiriamo ossigeno ed espiriamo anidride carbonica) e gli escrementi
- Decomposizione – Gli escrementi, così come gli animali e gli alberi morti, finiscono nel suolo. Qui vengono decomposti da funghi e batteri, che rimettono in circolo il carbonio: in parte come gas e in parte come molecole biologiche che diventano nutrimento per animali e piante
- Fossilizzazione – Una piccola parte di escrementi e animali morti anziché essere decomposte, finiscono nel sottosuolo. Diventano fossili, ricchi di carbonio, che nel corso di milioni di anni finiscono sempre più in profondità
- Combustibili fossili – I fossili poi possono finire in giacimenti ed essere trasformati in petrolio, gas o carbone (i combustibili fossili) in base alla temperatura a cui sono sottoposti.
- Ciclo lento – Fossili e combustibili fossili del sottosuolo riemergono poi lentamente (nel corso di milioni di anni) attraverso movimenti tettonici o eruzioni vulcaniche
Il ciclo del carbonio in mare
Negli oceani avviene un ciclo del carbonio simile a quello che avviene a terra. L’anidride carbonica è assorbita anche dal mare: in parte viene trasformata in elementi nutrienti dalla fotosintesi operata da alghe e piante marine (e il carbonio entra così nella catena alimentare), in parte diventa carbonato (calcare), che scende in profondità. Nel fondale marino si accumulano calcare, animali e piante morte, che possono finire nel sottosuolo, fossilizzarsi e diventare combustibili fossili che rientrano nel ciclo lento del carbonio.
L’equilibrio del ciclo di carbonio
Tutti questi passaggi avvengono mantenendo un sostanziale equilibrio, attraverso scambi che potremmo definire alla pari: atmosfera, terra, mare e sottosuolo si scambiano tra di loro la stessa quantità di carbonio. Ad esempio attraverso la respirazione e la decomposizione di animali terrestri torna nell’atmosfera la stessa quantità di anidride carbonica che è stata assorbita dalla fotosintesi. In questo modo nelle varie sfere del pianeta circola sempre la stessa quantità di carbonio. Si tratta di un equilibrio fondamentale per avere le condizioni favorevoli per la vita sulla terra. Ma negli ultimi anni le attività umane stanno stravolgendo il ciclo del carbonio.
L’utilizzo dei combustibili fossili
Negli ultimi due secoli gli uomini hanno estratto i combustibili fossili e li hanno bruciati per produrre energia (necessaria per far funzionare le automobili, i cellulari, le industrie…). Il problema è che i combustibili fossili si sono formati nel corso di milioni di anni. Bruciandoli, però, i loro atomi di carbonio tornano in atmosfera in forma di anidride carbonica in un attimo. In questo modo si sottrae carbonio da una sfera (il sottosuolo) e lo si immette in un altra (atmosfera). L’equilibrio del ciclo del carbonio è stato stravolto. Le conseguenze sono già evidenti.
L’effetto serra
L’anidride carbonica è un gas serra: ha la capacità di intrappolare il calore. L’effetto serra è un fenomeno naturale necessario per la vita terrestre (se non ci fosse, la temperatura media sarebbe 18 gradi sotto zero, con grandi variazioni). Ma nel momento in cui l’uomo stravolge il ciclo del carbonio, immettendo ulteriore anidride carbonica in atmosfera, amplifica l’effetto serra. Per questo motivo il pianeta si sta riscaldando (rispetto al periodo pre industriale) e sta vivendo in un epoca segnata dai cambiamenti climatici.
L’acidificazione degli oceani
Lo stravolgimento dell’equilibrio si riversa anche sul mare, in quanto assorbe una maggiore quantità di anidride carbonica dall’atmosfera. In questo modo cambia la composizione dell’acqua, che diventa più acida. Non per niente il fenomeno è chiamato “acidificazione degli oceani”. È un problema per coralli, cozze e ostriche, che faticano a produrre il calcare necessario per la loro crescita (il calcare si scioglie in un’acqua più acida). Ne risente anche il plancton, che è alla base della catena alimentare marina
