Milioni e milioni di anni fa, quando l'anidride carbonica, assieme ad altri gas eruttò dai vulcani primordiali, si costituì l'atmosfera e prima che diventasse respirabile trascorsero altri milioni di anni, per ritrovarsi poi nella composizione che oggi conosciamo. In condizioni normali i gas che compongono l'atmosfera impediscono la completa rifrazione dei raggi solari che colpiscono la Terra, consentendo al nostro pianeta, di trattenere il calore, come in una serra e di mantenere una temperatura media intorno ai 15° gradi, permettendo lo sviluppo della vita così come la conosciamo. Senza l'atmosfera la temperatura della Terra sarebbe intorno ai -19°gradi. Questo sta a significare che l'effetto serra è, in primo luogo, un fenomeno naturale, fodamentale per la sopravvivenza degli organismi viventi.
Dalla fine del settecento, cioè all'epoca della Rivoluzione Industriale, l'uomo progredendo ha immesso nell'atmosfera una serie di gas inquinanti che assieme all'anidride carbonica, emessa da nuove macchine utilizzanti combustibili fossili (petrolio, carbone, gas in seguito), hanno causato uno squilibrio dei fattori in campo (non più solo eventi naturali), determinando in tal modo che la superficie terrestre trattenesse più calore di quanto riuscisse a restituirne attraverso l'emissione di radiazione infrarossa. Nell'atmosfera terrestre ci sono alcune "finestre" attraverso le quali può entrare la radiazione infrarossa ma il vapore acqueo ed altri gas assorbono la maggior parte della radiazione.
Questo squilibrio fra la radiazione assorbita dalla superficie terrestre e la radiazione infrarossa dispersa nello spazio è oggi stimato in circa 0,8 watt per metro quadro. Un piccolo incremento della temperatura media non si riflette semplicemente in un leggero aumento delle temperature giornaliere su tutta la superficie del Pianeta. Secondo gli scienziati, gli effetti sono molto più complessi e preoccupanti, perchè bastano pochi centesimi di grado in più, a scombussolare la situazione climatica, aumentando in maniera sensibile la probabilità di ondate di calore fuori stagione, di estati torride e in generale di manifestazioni climatiche anomale.
Purtuttavia, per l'odierno effetto serra, secondo alcuni scienziati, esiste una ipotesi riconducibile al devastante impatto del meteorite che, nel 1908, cadde a Tunguska, in Siberia. Sembra che il meteorite sia piombato su una zona disabitata, ricca di giacimenti di metano e petrolio, provocando un'esplosione violentissima. Secondo lo scienziato russo Vladimir Shadurov, il gigantesco scoppio ha liberato i gas del suolo; questi, raggiunta la parte alta dell'atmosfera, hanno incontrato lo strato di ozono, bruciandone una gran quantità e assottigliando gravemente lo schermo che protegge la Terra, che in tal modo non riesce più a contenere l'influenza dei raggi solari e va ad accrescere i fenomeni serra.
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