NUOVA LUCE SULL’IMPORTANZA DELLE FORESTE, DEL RIMBOSCHIMENTO E RIFORESTAZIONE
Una nuova teoria meteorologica sostiene che le foreste del mondo sono produttrici di pioggia
by Jeremy Hance
1 Febbraio 2012
Le nuove teorie radicali nella scienza spesso richiedono tempo per essere accettate, specialmente quelle che sfidano direttamente idee di lunga data, politiche contemporanee o norme culturali. Il fatto che la Terra ruoti intorno al sole, e non viceversa, ha impiegato secoli per ottenere un’ampia accettazione scientifica e pubblica. Mentre la teoria dell’evoluzione di Darwin è stata rapidamente compresa dai biologi, porzioni di pubblico oggi, specialmente in luoghi come gli Stati Uniti, non ci credono ancora.
Attualmente, il consenso quasi totale dei climatologi sul fatto che le attività umane stiano riscaldando la Terra continua a essere contestato da estranei. Resta da vedere se un giorno la teoria della pompa biotica rientrerà o meno in questo raggruppamento.
Pubblicata per la prima volta nel 2007 da due fisici russi, Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva, la teoria della pompa biotica, ancora poco conosciuta, postula che le foreste siano la forza trainante delle precipitazioni sulle masse terrestri. Dal momento che la pompa biotica capovolge la moderna meteorologia, ha incontrato una forte resistenza da parte di alcuni meteorologi e riviste. Nel frattempo, ha ricevuto poca attenzione nella sfera pubblica o politica. Tuttavia, se la teoria di Gorshkov e Makarieva si dimostrasse corretta, avrebbe enormi implicazioni per la politica globale nei confronti delle foreste del mondo, sia tropicali che temperate.
“La pompa biotica è un meccanismo in cui le foreste naturali creano e controllano i venti dall’oceano alla terraferma, portando umidità a tutta la vita terrestre”, hanno detto Gorshkov e Makarieva a mongabay.com in una recente intervista. Secondo loro è la condensa delle foreste, e non le differenze di temperatura, a spingere i venti che portano le precipitazioni sulla terraferma.
Victor Gorshkov and Anastassia Makarieva.
“Il concetto di pompa biotica fornisce una spiegazione fisica coerente di come questo dovrebbe essere interpretato. Piuttosto che concentrarsi sui gradienti di temperatura, che spesso sono una conseguenza piuttosto che una causa della circolazione, si dovrebbero indagare le condizioni in cui è probabile che si verifichi la condensazione per prevedere i cambiamenti nella circolazione atmosferica”, dicono, aggiungendo che lavori recenti hanno utilizzato la pompa biotica per spiegare quantitativamente tornado e uragani.
Ma una teoria così radicale non ottiene facilmente accettazione o riconoscimento.
“La teoria della pompa biotica invita la comunità meteorologica ad ammettere la possibilità che un importante motore della circolazione atmosferica sia stato trascurato. Finché si continua a ignorare il ruolo della condensazione nel guidare i venti, si continuerà a ignorare il ruolo reale delle foreste nel ciclo dell’acqua e nel clima”, affermano Gorshkov e Makarieva, aggiungendo che le attuali basi della meteorologia non riescono a spiegare adeguatamente gli eventi di siccità e inondazioni in tutto il mondo. Inoltre, la teoria della pompa biotica aiuta a far luce sull’ascesa e la caduta di civiltà passate, come i Nazca ei Maya.
Gorshkov e Makarieva sostengono che, nonostante lo scetticismo, la teoria della pompa biotica merita la piena considerazione degli scienziati, in fretta.
“Data la minaccia della deforestazione, non c’è tempo da perdere”, affermano, osservando inoltre che solo le foreste naturali, e non le piantagioni di alberi a monocoltura, sono in grado di agire come pompa biotica a causa dei cambiamenti ecologici che si verificano quando la foresta viene convertita in piantagioni.
“La teoria della pompa biotica mostra che le foreste naturali sono indispensabili se vogliamo avere precipitazioni e, di conseguenza, agricoltura sulla terra in cui viviamo. Questo messaggio scientifico ha importanti implicazioni economiche”, affermano Gorshkov e Makarieva. “Prima di tutto, le persone e i governi di tutto il mondo dovrebbero rendersi conto che la crescita economica non può avvenire a scapito del taglio delle foreste nel proprio paese o altrove. Sta minando i pilastri stessi dell’esistenza della nostra civiltà. Quando sono in gioco la sicurezza idrica e alimentare, non è possibile per le industrie forestali concentrarsi sulla crescita, solo per aumentare la produzione globale di imballaggi e carta igienica. Questo dovrebbe essere il tema principale delle campagne ambientali”.
È noto da tempo che le foreste del mondo offrono rifugio alla stragrande maggioranza delle specie terrestri, immagazzinano enormi quantità di carbonio, salvaguardano molti dei bacini idrici più importanti del mondo e ospitano numerosi gruppi indigeni, eppure le foreste continuano a diminuire a ritmi impressionanti. Se la teoria della pompa biotica si dimostra vera, aggiunge un nuovo e vitale servizio ecosistemico alle foreste del mondo: i produttori di pioggia.
In un’intervista del gennaio 2012 Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva descrivono i meccanismi della teoria della pompa biotica, le difficoltà di farsi notare nella comunità meteorologica, la relazione della pompa biotica con il cambiamento climatico e come la deforestazione in luoghi come l’Amazzonia e l’Indonesia minacciano le precipitazioni.
UNA NUOVA METEOROLOGIA: INTERVISTA A VICTOR GORSHKOV E ANASTASSIA MAKARIEVA
Mongabay: Ci racconti come funziona la pompa biotica?
Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva: La pompa biotica è un meccanismo in cui le foreste naturali creano e controllano i venti dall’oceano alla terraferma, portando umidità a tutta la vita terrestre. I venti tendono a soffiare da aree di alta pressione atmosferica a bassa. Ma come si crea un sistema a bassa pressione sulla terraferma? La pressione dell’aria dipende dal numero di molecole di gas. Quando il vapore acqueo si condensa, scompare dalla fase gassosa; il numero di molecole di gas diminuisce e la pressione dell’aria diminuisce. Pertanto, se riusciamo a mantenere il processo di condensazione sulla terraferma, quest’ultima diventa una zona di bassa pressione persistente.
Il vapore acqueo nell’atmosfera terrestre possiede una notevole proprietà fisica: è instabile alla condensazione. Ciò significa che se un volume d’aria contenente molto vapore viene occasionalmente spostato verso l’alto, l’aria si raffredderà in modo così significativo che il vapore si condensa. A causa di questa instabilità, se c’è una quantità sufficiente di vapore acqueo nella bassa atmosfera calda, si verificherà la condensazione.
Il fogliame verde e i rami degli alberi hanno un’area cumulativa molto maggiore di quella della proiezione di un albero sul terreno. Quindi, l’evaporazione della foresta arricchisce l’atmosfera di vapore acqueo in modo più efficiente rispetto all’evaporazione da una superficie d’acqua aperta della stessa area. Di conseguenza, la condensazione si verifica più facilmente sulle foreste che sull’oceano. Le foreste, piuttosto che l’oceano, diventano la zona di bassa pressione dove convergono i venti umidi. Completando il ciclo, l’umidità precipita sulla terraferma e ritorna nell’oceano sotto forma di deflusso fluviale.
Mongabay: Perché associ la pompa biotica alle foreste naturali piuttosto che agli alberi in generale? Una piantagione di alberi monocoltura potrebbe fungere da pompa biotica?
Una piantagione di olio di palma sull’isola di Sumatra in Indonesia. Tali piantagioni possono sembrare “foresta”, ma Gorshkov e Makarieva sostengono che la pompa biotica non funziona sulle piantagioni di monocoltura così come sulla foresta naturale. Foto di: Rhett A. Butler
Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva: Come tutti i processi vitali, la pompa biotica è un processo complesso altamente organizzato. Al fine di sostenere la condensazione che mantiene bassa la pressione dell’aria sulla terraferma, in modo che i venti umidi soffino verso la terraferma dall’oceano, deve esserci un’intensa evaporazione dalla volta della foresta. Ma l’evaporazione diminuisce la quantità di umidità nel suolo.
Le specie autoctone che formano comunità forestali naturali hanno sviluppato un insieme complesso di tratti biofisici e morfologici geneticamente codificati che rendono possibile la pompa biotica. Questi tratti hanno impiegato centinaia di milioni di anni per evolversi. Ad esempio, l’apparato radicale degli alberi forestali facilita sia lo stoccaggio che l’estrazione dell’umidità dal suolo; gli aerosol biogenici prodotti dagli alberi controllano l’intensità della condensazione del vapore acqueo sulla foresta; la grande altezza degli alberi determina il gradiente termico verticale sotto la chioma, mantenendo sotto controllo biotico l’evaporazione del suolo; gli alberi ad alto fusto sono essenziali anche per l’attrito superficiale che non consente lo sviluppo di velocità del vento estremamente elevate.
Una piantagione di olio di palma sull'isola di Sumatra in Indonesia. Tali piantagioni possono sembrare "foresta", ma Gorshkov e Makarieva sostengono che la pompa biotica non funziona sulle piantagioni di monocoltura così come sulla foresta naturale. Foto di: Rhett A. Butler
Pertanto, le foreste naturali non solo creano un flusso d’aria umida dall’oceano alla terraferma, ma stabilizzano anche questo flusso a un livello ottimale e prevengono le sue fluttuazioni estreme come uragani, tornado, gravi siccità o inondazioni. Le specie diverse dalle piante (batteri, funghi, animali) sono essenziali per la stabilità dell’ecosistema forestale stesso.
Le monocolture o le piantagioni costituite da un insieme casuale di specie vegetali non possiedono l’insieme richiesto di tratti correlati. Per fare due esempi estremamente semplificati: se si piantano cactus, questi evaporeranno troppo poco e non riusciranno a mantenere l’atmosfera costantemente umida. Se si pianta l’eucalipto, evaporeranno rapidamente ma non saranno in grado di impedire l’essiccazione del terreno. In entrambi i casi, la pompa biotica non funzionerà. In generale, i flussi di informazioni elaborati dal biota naturale superano di venti ordini di grandezza la capacità di elaborazione delle informazioni della civiltà moderna. Non è possibile creare un analogo tecnologico della pompa biotica.
LA SCIENZA DIETRO LA TEORIA DELLA POMPA BIOTICA
Questa figura mostra il “tiro alla fune” tra la foresta e l’oceano per il diritto di diventare una zona di condensazione predominante. Nella figura a: in media le foreste dell’Amazzonia e del Congo vincono questa guerra: le precipitazioni annuali sulle foreste sono da due a tre volte maggiori delle precipitazioni sull’Oceano Atlantico alla stessa latitudine. In inverno la foresta dorme, quindi l’oceano vince e tutta l’umidità rimane sull’oceano e vi precipita. In estate, quando gli alberi sono attivi, l’umidità viene prelevata dall’oceano e distribuita regolarmente su settemila chilometri. La foresta vince! (confronta le linee rosse e nere) Di conseguenza, le precipitazioni sull’oceano in estate sono inferiori a quelle invernali, nonostante la temperatura in estate sia più alta. Infine, nel pannello (c): un’Australia senza foreste. Sia nelle stagioni umide che in quelle secche, le precipitazioni sull’Australia sono da quattro a sei volte inferiori a quelle sull’oceano. Non c’è nessuna pompa biotica lì. Essendo priva di foreste, l’umidità oceanica non può penetrare nel continente australiano indipendentemente dalla quantità di umidità presente sull’oceano; durante la stagione delle piogge precipita nelle zone costiere provocando inondazioni. Il graduale ripristino delle foreste naturali in Australia dalla costa all’interno ripristinerà il ciclo idrologico del continente.
Mongabay: Ci sono stati cambiamenti significativi alla tua teoria della pompa biotica negli ultimi due anni?
Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva: La base fisica della pompa biotica consiste nell’affermazione che i venti sono guidati principalmente dai gradienti di pressione indotti dalla condensazione piuttosto che dalle differenze di temperatura (come l’aria calda che sale) come convenzionalmente considerato. Come abbiamo giudicato dalle prime reazioni al nostro lavoro, questa è l’affermazione più difficile da accettare per la comunità meteorologica.
Recentemente abbiamo concentrato i nostri sforzi nel dimostrare la validità quantitativa del meccanismo proposto della dinamica atmosferica indotta dalla condensazione. Abbiamo dimostrato che spiega quantitativamente uragani e tornado, avendo ottenuto dalla teoria profili radiali di pressione e velocità che concordano bene con le osservazioni. D’altra parte, abbiamo criticato alcune delle spiegazioni esistenti degli stessi fenomeni sostenendo che queste contengono errori fisici. Un elenco completo delle nostre pubblicazioni riguardanti la pompa biotica è disponibile qui.
Mongabay: Hai visto una più ampia accettazione nella comunità scientifica per la tua teoria?
Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva: In generale, a giudicare dal numero crescente di citazioni dei nostri primi articoli sulla pompa biotica, il nostro lavoro sta gradualmente guadagnando maggiore attenzione. La teoria della pompa biotica invita la comunità meteorologica ad ammettere la possibilità che un importante motore della circolazione atmosferica sia stato trascurato. Finché si continua a ignorare il ruolo della condensazione nel guidare i venti, si continuerà a ignorare il ruolo reale delle foreste nel ciclo dell’acqua e nel clima. Data la minaccia della deforestazione, non c’è tempo da perdere. Quindi stiamo compiendo tutti gli sforzi possibili per stimolare una discussione costruttiva sulle dinamiche di condensazione da parte dei membri della comunità meteorologica.
Tuttavia, i progressi sembrano essere lenti. Nel 2010 abbiamo presentato una panoramica della teoria alla rivista ACPD, Atmospheric Chemistry and Physics Discussions che consente una discussione aperta dei documenti presentati: Makarieva A.M., Gorshkov V.G., Sheil D., Nobre A.D., Li B.-L. (2010) Dove vanno i venti e da dove vengono? Una nuova teoria su come la condensazione del vapore acqueo influenza l’atmosfera, pressione e dinamica. Discussioni sulla chimica e la fisica dell’atmosfera, 10, 24015-24052.
Foresta di sequoie del Russian Gulch State Park in California. Foto di: Rhett A. Butler
Per sei mesi gli editori non sono riusciti a trovare revisori disposti a valutare pubblicamente il nostro lavoro. Dopo aver informato la più ampia comunità scientifica della nostra situazione, un importante idrologo del NOAA ha diffuso il nostro lavoro tra molti dei suoi colleghi meteorologi. Solo uno di loro ha considerato la possibilità di diventare arbitro, e si è opposto con forza al nostro lavoro. Poiché abbiamo sempre accolto con favore qualsiasi critica da avanzare apertamente al nostro lavoro, abbiamo suggerito all’editore di invitare il referee anche se sapevamo in anticipo che aveva una visione negativa del nostro lavoro. Dopo la pubblicazione della recensione negativa, abbiamo risposto a tutte le argomentazioni. Da allora il paper è stato sospeso, è ormai in aperta revisione da oltre quindici mesi e sono passati venti mesi dalla nostra presentazione. Come vi dirà qualsiasi scienziato, tali straordinari impedimenti e ritardi scoraggerebbero qualsiasi ricercatore; stanno interrompendo il normale processo scientifico. Ma rimaniamo fiduciosi che i nostri sforzi non siano vani.
Mongabay: Puoi fare un esempio del motivo per cui l’attuale comprensione della condensazione e delle precipitazioni è sbagliata?
Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva: Il nostro lavoro è stato ampiamente discusso sul web, a volte con la partecipazione diretta o indiretta di eminenti meteorologi. Queste discussioni hanno rivelato che la fisica della condensazione non ha ricevuto sufficiente attenzione da parte della comunità meteorologica, con il risultato che anche alcune questioni fondamentali sono rimaste irrisolte e poco chiare per molti. Ad esempio, una domanda che ha causato molta confusione è stata: se la condensa si verifica nell’atmosfera e parte del vapore si trasforma in liquido, la pressione dell’aria in superficie sarà influenzata quasi istantaneamente o solo dopo che le gocce di pioggia sono cadute a terra? Quest’ultima è una visione comune causata da un fondamentale fraintendimento del concetto di equilibrio idrostatico.
In equilibrio idrostatico, la pressione dell’aria a qualsiasi altezza è uguale al peso dell’aria nella colonna atmosferica al di sopra di tale altezza. Molti meteorologi pensano che la pressione idrostatica dell’aria in superficie sia uguale al peso sia dell’aria che di tutti i corpi liquidi e solidi comprese le gocce di pioggia che si trovano nell’alta atmosfera. Se ciò fosse stato vero, la condensazione in equilibrio idrostatico non avrebbe mai potuto modificare la pressione superficiale prima della ricaduta delle precipitazioni, perché la condensazione del gas (vapore) in liquido non modifica la quantità totale di materia. Tuttavia, la pressione del gas ideale dipende dal numero di particelle e non dalla loro massa. Il numero di gocce liquide è di molti ordini di grandezza inferiore al numero di molecole di gas che si sono condensate in quelle gocce. Pertanto, la condensazione abbassa immediatamente la pressione dell’aria e disturba l’equilibrio idrostatico. Recentemente un articolo dedicato a questa domanda è stato pubblicato su un’importante rivista meteorologica in cui, con l’uso di modelli numerici, è stata articolata questa conclusione. Il fatto che un documento con una conclusione così basilare sia apparso solo ora, nel secondo decennio del ventunesimo secolo, dimostra che gli sforzi per studiare gli effetti dinamici della condensazione da parte della comunità meteorologica sono nella loro fase incipiente.
Nel frattempo, praticamente tutti i fenomeni climatici e meteorologici in cui sono coinvolti condensa e precipitazioni stanno sfidando la meteorologia moderna. Ad esempio, i modelli di circolazione globale esistenti non descrivono adeguatamente il ciclo dell’acqua in Amazzonia, con la convergenza dell’umidità modellata pari alla metà delle quantità effettive stimate dai valori di deflusso osservati. È ampiamente riconosciuto che, nonostante le strutture di osservazione in continuo miglioramento e la potenza del computer disponibile, non ci sono progressi nella previsione dell’intensità dei cicloni tropicali.
Tempesta sull’Amazzonia. Foto di Rhett A. Butler
Quando si analizza il modo in cui le precipitazioni cambiano nel tempo (ad esempio, nelle regioni dell’Amazzonia o del Congo) è comune esplorare le correlazioni con le anomalie della temperatura oceanica. La logica convenzionale è che quando l’oceano diventa più caldo, l’aria calda sale sull’oceano e l’umidità precipita lì invece che sulla terraferma, quindi si verifica una siccità. Tuttavia, tale logica non tiene conto del fatto che man mano che la terra diventa più secca, si riscalda anche in modo significativo. È inspiegabile all’interno del paradigma convenzionale il motivo per cui l’aria calda non sale sulla terra calda e secca. Tutte le ondate di caldo e le siccità, come quella nella Russia europea nel 2010 o quella in Texas nel 2011, sono associate a un persistente movimento discendente dell’aria.
Né gli eventi di alluvione sono spiegati dal paradigma convenzionale. Ad esempio, delle due inondazioni estreme che hanno colpito la Thailandia nel 2011, la prima si è verificata all’inizio dell’anno durante la stagione secca. Quindi la terra è più fresca, l’oceano è più caldo ei venti soffiano dalla terra all’oceano, così che il continente rimane asciutto. All’inizio del 2011 la regione è stata colpita da un’insolita ondata di freddo, che ha reso questo gradiente di temperatura ancora più marcato. Secondo il paradigma convenzionale, questo dovrebbe solo rafforzare le condizioni asciutte. In realtà, tuttavia, si è verificata una grave inondazione.
Prove di questo tipo, che sono controverse rispetto al paradigma convenzionale, stanno crescendo e il concetto di pompa biotica fornisce una spiegazione fisica coerente di come questo dovrebbe essere interpretato. Piuttosto che concentrarsi sui gradienti di temperatura, che spesso sono una conseguenza piuttosto che una causa della circolazione, si dovrebbero studiare le condizioni in cui è probabile che si verifichi la condensazione per prevedere i cambiamenti nella circolazione atmosferica.
ESEMPI REGIONALI DELLA POMPA BIOTICA
La città Maya di Tulum. La ricerca sta aggiungendo che la deforestazione potrebbe essere stata
un fattore importante nel declino della civiltà Maya. Foto di: Rhett A. Butler.
Mongabay: Prove recenti hanno collegato il declino e la caduta della civiltà Maya alla deforestazione che porta a minori precipitazioni. Come potrebbe la teoria della pompa biotica collegarsi a questo?
Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva: Questi dati, così come i dati sulla civiltà Nazca in Perù, sono in accordo con il concetto di pompa biotica. È interessante notare che la penisola dello Yucatan è una regione relativamente piccola con una distanza massima dalla costa che non supera mai i mille chilometri. Ciò significa che anche così vicino all’oceano, una massiccia deforestazione può causare un significativo calo delle precipitazioni.
La spiegazione proposta (vedi articolo: Le prove dimostrano che i Maya si sono uccisi attraverso la deforestazione) basata su un leggero cambiamento nell’albedo (riflessione di radiazioni ondulatorie o corpuscolari da parte di una superficie) dopo la deforestazione e una corrispondente diminuzione dell’energia solare disponibile per la convezione non ha senso per noi (sebbene, come abbiamo capito, questo lavoro non è stato ancora pubblicato, quindi non abbiamo potuto leggerlo in dettaglio). La potenza della circolazione atmosferica non supera circa l’1% dell’energia solare. Non è limitato dalla radiazione solare, ma dal flusso di energia potenziale disponibile per la conversione in energia cinetica. Il paradigma convenzionale associa questa energia potenziale alla galleggiabilità legata alla temperatura. Cioè, per dirla semplicemente, se non hai una differenza di temperatura, non hai una circolazione, tutte le altre cose (inclusa l’energia solare) sono le stesse. Proponiamo una diversa fonte di energia potenziale associata alla rimozione del vapore acqueo dalla fase gassosa: dopo che le foreste Maya sono state distrutte, l’evaporazione e la condensazione hanno cessato di verificarsi sulla penisola dello Yucatan (indipendentemente da come è cambiato il suo albedo). Il risultato fu che la zona di bassa pressione non c’era più e l’aria umida cessò di arrivare ai Maya dall’oceano. In generale, la teoria della pompa biotica ci chiama a rianalizzare le prove storiche associate al cambiamento della copertura del suolo e ai cambiamenti nel regime delle precipitazioni.
Mongabay: Come vede la deforestazione dell’Amazzonia, quale impatto sulle precipitazioni regionali?
Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva: Secondo recenti analisi, durante il periodo 1973-2003 le precipitazioni nel bacino del Rio delle Amazzoni sono diminuite a un tasso dello 0,3% annuo, il che significa una tendenza di circa il 10% per l’intero periodo. Ciò non include le più recenti devastanti siccità del 2005 e del 2010. Nel frattempo, la deforestazione nel bacino è stata pari a circa il 30% nello stesso periodo. La deforestazione ha interessato principalmente le parti meridionali e sud-orientali del bacino, dove le precipitazioni/evaporazioni sono inferiori rispetto al nucleo del bacino. Assumendo che l’intensità totale della pompa biotica sia una funzione dell’integrale delle precipitazioni locali sull’area totale coperta da foreste, si può concludere che la diminuzione dell’intensità delle precipitazioni è dello stesso ordine di grandezza del grado di deterioramento della pompa biotica. Man mano che la deforestazione si sposta verso l’interno del bacino e colpisce le foreste sempre più produttive con il maggior numero di precipitazioni, l’interruzione del ciclo dell’acqua nel bacino aumenterà in modo sproporzionato.
Paesaggio devastato della foresta pluviale nel Borneo. L’Indonesia ha uno dei più alti tassi di deforestazione al mondo. Foto di: Rhett A. Butler.
Mongabay: Come pensi che la deforestazione diffusa influirà sul ciclo idrologico di luoghi come le isole indonesiane? Date le loro dimensioni ridotte, hanno bisogno della pompa biotica?
Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva: L’area totale occupata dall’arcipelago indonesiano, compreso lo spazio tra le isole, è piuttosto significativa. Lo spazio d’acqua aperto tra le isole ricoperte di foreste può solo indebolire leggermente la pompa biotica delle foreste indonesiane che probabilmente determinano il regime delle precipitazioni nelle regioni oceaniche adiacenti. In effetti, esiste una zona di bassa pressione relativamente stabile sopra l’Indonesia che provoca la cosiddetta circolazione di Walker: l’aria di superficie si sposta dalla regione di alta pressione dell’Oceano Pacifico orientale verso la zona di bassa pressione sopra l’Indonesia. Quando questa zona di bassa pressione diminuisce o si erode, la circolazione di Walker si indebolisce e ne risulta un El Niño. Quando la circolazione del Walker è forte, abbiamo La Niña. Questi fenomeni sono ben noti per i loro impatti a lungo raggio sul clima delle Americhe.
La teoria della pompa biotica ci aiuta a capire perché esiste un sistema di bassa pressione in Indonesia (a causa dell’intensa condensazione associata al funzionamento della foresta). Pertanto la deforestazione nella regione dovrebbe portare a un indebolimento della circolazione Walker. Mentre questo modello deve essere ulteriormente esplorato, vale la pena ricordare che mentre il periodo dal 1950 al 1975 è stato ampiamente dominato da La Niña (forte circolazione di Walker), a partire dalla fine degli anni ’70 la frequenza di La Niñas è diminuita. Ciò è in accordo con l’idea che la deforestazione indonesiana negli ultimi 30 anni potrebbe aver modificato il flusso d’aria su larga scala.
Mongabay: La teoria della pompa biotica si applica anche alle foreste boreali, come quelle in Russia?
Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva: La pompa biotica della zona della foresta boreale è pienamente responsabile del trasporto di umidità atmosferica dall’oceano (Atlantico) per diverse migliaia di chilometri. La recente deforestazione nella Russia europea sta apparentemente interrompendo questo meccanismo causando un riscaldamento anomalo e siccità.
Mongabay: La teoria della pompa biotica modifica la nostra attuale comprensione del cambiamento climatico globale?
Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva: L’opinione diffusa è che il cambiamento climatico globale sia in gran parte dovuto all’inquinamento antropogenico dell’ambiente globale. Il principale inquinante antropogenico è l’anidride carbonica, che viene emessa bruciando combustibili fossili. La CO2 è la seconda sostanza serra più importante nell’atmosfera terrestre, pertanto si ritiene che il suo accumulo nell’atmosfera sia la causa principale del riscaldamento osservato e di altri cambiamenti climatici. La principale strategia proposta per combattere il cambiamento climatico è la riduzione delle emissioni di carbonio.
Tuttavia, l’effetto serra sulla Terra è principalmente determinato dal vapore acqueo e dalle nuvole, cioè dall’umidità atmosferica, che è la principale sostanza serra. L’intervallo di assorbimento delle molecole di CO2 copre meno del 20 percento dello spettro della radiazione termica della superficie terrestre, mentre l’umidità atmosferica assorbe la radiazione termica in modo piuttosto uniforme sull’intero spettro. Pertanto, l’impatto dell’aumento delle concentrazioni di CO2 sull’effetto serra può essere completamente compensato da un cambiamento relativamente minore nel ciclo idrologico terrestre. Tale stabilizzazione del clima può essere eseguita da foreste naturali che controllano il ciclo idrologico sulla terraferma e sull’oceano adiacente, a condizione che possano occupare un’area significativa. Al contrario, la distruzione delle foreste porta all’interruzione del ciclo idrologico, che presumibilmente provoca fluttuazioni significative dell’entità dell’effetto serra globale, fino alla completa perdita della stabilità climatica e alla transizione del clima terrestre verso uno stato incompatibile con la vita.
La maggior parte dei moderni ricercatori sul clima sono cresciuti su modelli computerizzati del clima e sono abituati a credere nell’output del modello. Come illustrato dalla discussione del nostro lavoro, è raramente apprezzato il fatto che impostando artificialmente i parametri numerici necessari sia possibile simulare una gamma molto ampia di scenari climatici, compresi quelli che concordano con le osservazioni del passato. L’esistenza di simulazioni che imitano la realtà passata e presente non significa che la fisica inclusa nei modelli sia corretta o che il modello possa generare una previsione affidabile.
Inoltre, la modellazione climatica moderna è stata tradizionalmente implementata da persone con un background tecnologico e scarsa conoscenza del funzionamento dell’ecosistema. Anche tale conoscenza è generalmente scarsa. Pertanto, i sistemi ecologici vengono “inseriti” nei modelli come un insieme di parametri geofisici, ad esempio albedo, velocità di evaporazione, rugosità superficiale, quantità di carbonio immagazzinato ecc. Sebbene i valori numerici di questi parametri siano presi in prestito dalla realtà, non rappresentano il funzionamento dell’ecosistema nello stesso modo in cui una foto digitale colorata ad alta risoluzione di un cadavere non rappresenta un essere umano vivo. Senza studiare i principi del funzionamento altamente organizzato delle comunità ecologiche, inclusa la loro capacità geneticamente codificata di rispondere alle perturbazioni ambientali in modo compensativo non casuale, le prospettive tratte dai modelli di circolazione globale rispetto agli effetti climatici del cambiamento della copertura del suolo (ad esempio, affermazioni come il taglio di tutte le foreste boreali faciliterà il riscaldamento globale) continueranno a non avere alcuna somiglianza con la realtà.
L’analisi quantitativa delle variabili ecologiche e biologiche è un compito molto complicato a causa della complessità degli oggetti viventi. Considera un cannone volante e un uccello volante che sono entrambi soggetti alla gravità. Una descrizione quantitativa del primo è semplice, mentre prevedere dove e come l’uccello volerà dalle condizioni iniziali non è fattibile. Questa complessità dei sistemi viventi e il numero di sorprese che comporta per la ricerca ambientale globale solo di recente ha iniziato a essere gradualmente apprezzata in una serie di discipline, dall’energetica degli organismi alla biochimica del suolo e alla climatologia.
Il concetto di pompa biotica (e più in generale la teoria della regolazione biotica dell’ambiente di cui la prima fa parte) quantifica per la prima volta la funzione ambientale stabilizzatrice degli ecosistemi naturali rispetto al ciclo idrologico e individua il meccanismo fisico responsabile di tale funzione. Dobbiamo elevare lo status di conservazione dell’ecosistema da una questione secondaria nei colloqui e nei trattati ambientali globali (che si concentrano esclusivamente sul carbonio) a una questione urgente ad alta priorità. Dobbiamo anche attuare programmi di ricerca mirati per studiare l’impatto stabilizzante degli ecosistemi naturali, stimolare il dibattito pubblico e sensibilizzare le persone sul reale valore delle foreste.
LA POMPA E LA POLITICA BIOTICA
Mongabay: Quali cambiamenti politici suggerisce la teoria biotica per i governi di tutto il mondo?
Victor Gorshkov e Anastassia Makarieva:
- La teoria della pompa biotica mostra che le foreste naturali sono indispensabili se vogliamo avere piogge e, di conseguenza, agricoltura sulla terra in cui viviamo. Questo messaggio scientifico ha importanti implicazioni economiche. Prima di tutto, le persone e i governi di tutto il mondo dovrebbero rendersi conto che la crescita economica non può avvenire a scapito del taglio delle foreste nel proprio paese o altrove. Sta minando i pilastri stessi dell’esistenza della nostra civiltà. Quando sono in gioco la sicurezza idrica e alimentare, non è possibile per le industrie forestali concentrarsi sulla crescita, solo per aumentare la produzione globale di imballaggi e carta igienica. Questo dovrebbe essere l’argomento principale delle campagne ambientali.
Ci sono rami importanti delle attività umane in cui la crescita economica non è possibile: cioè, per esempio, la pesca. Il consumo di prodotti ittici naturali è limitato dal tasso del loro recupero in natura, ottenuto dal meccanismo delle quote internazionali. La mancanza di tali regolamenti potrebbe comportare una crescita economica transitoria, ma alla fine porterebbe al collasso dell’intero settore quando la base ittica si esaurisce. Per una ragione diversa, la crescita economica non è ugualmente possibile basata su attività criminali come la vendita di droga o organi umani. Se tali attività fossero incoraggiate, come lo sono altre attività economiche, ciò potrebbe portare a una “crescita economica” transitoria ma poi al collasso fisico della popolazione. Dove questo è compreso, le persone stanno prendendo misure contro tali attività.
Il caso dell’industria forestale è meno simile alla pesca ma più simile alla vendita di droga e organi umani. L’umanità ha bisogno di un vasto territorio di foreste naturali, intatte e indisturbate per eseguire il ciclo idrologico sulla terraferma. Questo rigoroso criterio ambientale è incompatibile con il criterio di “sostenibilità” applicato nella silvicoltura moderna, quando gli alberi vengono nel migliore dei casi tagliati alla velocità con cui ricrescono e quando la maggior parte degli alberi viene tagliata quando hanno 50 anni. Concettualmente, questo potrebbe essere paragonato alla crescita di esseri umani per gli organi e alla loro uccisione quando hanno, diciamo, quindici anni.
Il legname grezzo fiancheggia un porto in Gabon. Foto di: Rhett A. Butler.
Tale “attività economica” potrebbe essere “sostenibile” e “redditizia” per alcuni, ma non ci si può aspettare che la civiltà basata su tale “economia” sia stabile e dia vita a Shakespeare, Mozart, Einstein ecc. Gli esseri umani cresciuti per gli organi non possono vivere una vita umana normale, non possono lavorare in modo creativo o svilupparsi. Allo stesso modo, gli alberi coltivati per il legname non possono svolgere la loro funzione ambientale e stabilizzare il clima: solo un ecosistema naturale con una suite completa di tutte le specie biologiche necessarie può farlo.
In altre parole, la società deve intraprendere urgentemente la strada della graduale riduzione dell’industria forestale. La distruzione degli ecosistemi forestali naturali è un crimine contro l’umanità e sarà sempre più percepita come tale man mano che nuove conoscenze si accumulano, l’alfabetizzazione ambientale aumenta e gli standard etici cambiano di conseguenza. Tali cambiamenti radicali sono avvenuti nella storia umana: la schiavitù, una volta percepita come economicamente prudente e altrimenti “normale”, è stata abolita.
Dobbiamo sottolineare che la responsabilità della situazione attuale, in cui le foreste naturali vengono distrutte, ricade su tutta la popolazione della Terra piuttosto che sulla sola industria forestale. Siamo tutti consumatori di prodotti del legno. Poiché oggi molti mezzi di sussistenza dipendono direttamente dallo sfruttamento delle foreste, sono necessari programmi su larga scala per cambiare gradualmente l’occupazione professionale di queste persone, per rallentare l’industria forestale e, infine, ridurre radicalmente la loro portata economica. Nel frattempo, i contributi pubblici dovrebbero sostenere la ricerca volta a trovare nuovi modi per incartare le cose senza carta o qualsiasi altro prodotto derivato dagli alberi.
- I governi dovrebbero ricordare che il recupero naturale delle foreste richiede molti decenni e persino centinaia di anni, prima che la pompa biotica acquisisca la sua piena potenza. È molto più facile proteggere le foreste che farle ricrescere. Ad esempio, piantare alberi in Cina non ha nulla a che fare con il ripristino delle foreste; è destinato a fallire. Ripristinare completamente una comunità ecologica degradata è difficile quanto clonare un mammut in una cellula uovo di elefante. La medicina dell’ecosistema e l’assistenza sanitaria non si sono ancora sviluppate come scienza. Nel frattempo, dovremmo urgentemente conservare tutto ciò che abbiamo ora.
- Gli sforzi dovrebbero essere coordinati per proteggere sia le foreste boreali che quelle tropicali. Nei paesi con una forte democrazia la società è più efficiente nel raggiungere gli obiettivi di conservazione della natura. Diventa possibile per la società mitigare l’impatto ambientale negativo anche di progetti di sviluppo su larga scala finalizzati all’estrazione di risorse da aree ancora in espansione. Ad esempio, in Canada l’attuazione del Plan Nord finalizzato a una massiccia intensificazione dell’estrazione di risorse in Quebec è stata costretta dalle persone a includere la conservazione del 50% del territorio interessato, inclusa una vasta area con foreste boreali, in uno stato indisturbato. Questa esperienza positiva dovrebbe essere studiata e condivisa tra le nazioni.
- In un mondo sovrappopolato le foreste e l’ambiente non possono essere salvati. La pianificazione familiare è il principale strumento strategico per conservare le foreste e ripristinare la sostenibilità ambientale.