Il 18 gennaio 2000 sul sito della NASA relativo all'osservatorio delle Terra venne pubblicato un interessante articolo relativo alla prima persona che ipotizzò che l'immissione di anidride carbonica di origine antropica potrebbe causare un innalzamento della temperatura della Terra.

Arrivò a questa ipotesi studiando una teoria sulle ere glaciali.

Ma attenzione, lui, come molti del suo tempo, non riteneva dannoso l'innalzamento della temperatura ma favorevole all'umanità. Alla fine ha suggerito che un aumento dell'anidride carbonica atmosferica dovuto alla combustione di combustibili fossili potrebbe essere utile, rendendo i climi della Terra "più equilibrati", stimolando la crescita delle piante e fornendo più cibo per una popolazione più ampia.

Alla fine dell'articolo la NASA rimarca come al giorno d'oggi questa visione differisce dalle attuali preoccupazioni sugli effetti dannosi di un riscaldamento globale causato dalle emissioni industriali e dalla deforestazione.

E' notizia di questi giorni che le scorte di metano in Europa sono scarse: "Secondo gli esperti le riserve europee in questo periodo dell'anno sono di solito pari al 90% della capacità totale, quest'anno siamo al 77%. A fare la differenza sarà l'inverno: se le temperature saranno miti, la crisi potrà essere superata senza danni, se al contrario farà molto freddo le conseguenze potrebbe essere imprevedibili." [www.ilgiornale.it 14/10/2021]

Ora ci si augura che l'inverno sia mite, non è che Arrhenius aveva ragione? Se dovessimo ritornare alle temperature del XIX secolo (come molti di coloro che indicano il riscaldamento globale come una catastrofe si augurano) avremmo sufficiente energia per riscaldarci? E le colture agricole, quali danni subirebbero a continue gelate e nevicate?

Massimo Riso

Svante Arrhenius

Cento anni fa, lo scienziato svedese Svante Arrhenius pose l'importante domanda "La temperatura media del terreno è in qualche modo influenzata dalla presenza dei gas che assorbono il calore nell'atmosfera?" Egli fu la prima persona a studiare l'effetto che il raddoppio dell'anidride carbonica atmosferica avrebbe sul clima globale. La questione fu dibattuta per tutta la prima parte del 20° secolo ed è ancora oggi una delle principali preoccupazioni degli scienziati della Terra.
Ironia della sorte, l'istruzione e la formazione di Arrhenius non erano nella ricerca sul clima, ma piuttosto nell'elettrochimica. La sua tesi di dottorato sulla teoria chimica degli elettroliti nel 1884 fu inizialmente considerata mediocre dalla sua commissione d'esame, ma in seguito fu annunciata come un lavoro importante per quanto riguarda la teoria dell'affinità.

Nel 1891, Arrhenius fu uno dei fondatori e il primo segretario della Stockholm Physical Society, un gruppo di scienziati i cui interessi includevano geologia, meteorologia e astronomia. La sua associazione con questa società avrebbe in seguito aiutato a stimolare i suoi interessi nella fisica cosmica, la fisica della Terra, del mare e dell'atmosfera.

Nel 1903, Arrhenius ricevette il premio Nobel per la chimica per il suo lavoro sulla teoria elettrolitica della dissociazione. Negli anni successivi al suo riconoscimento internazionale, Arrhenius tenne conferenze in tutta Europa e fu eletto in numerose società scientifiche.

La ricerca sull'anidride carbonica di Arrhenius

Arrhenius fece pochissime ricerche nei campi della climatologia e della geofisica, e considerava qualsiasi lavoro in questi campi un hobby. Il suo approccio di base era quello di applicare la conoscenza dei principi scientifici di base per dare un senso alle osservazioni esistenti, ipotizzando una teoria sulla causa delle "ere glaciali". Più tardi, il suo lavoro geofisico sarebbe servito da catalizzatore per il lavoro degli altri.

Nel 1895, Arrhenius presentò un documento alla Stockholm Physical Society intitolato: “On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground” (Sull'influenza dell'acido carbonico nell'aria sulla temperatura del terreno). Questo articolo descriveva un modello di bilancio energetico che considerava gli effetti radiativi dell'anidride carbonica (acido carbonico) e del vapore acqueo sulla temperatura superficiale della Terra e le variazioni delle concentrazioni atmosferiche di anidride carbonica. Per procedere con i suoi esperimenti, Arrhenius si affidò fortemente agli esperimenti e alle osservazioni di altri scienziati, tra cui Josef Stefan, Arvid Gustaf Högbom, Samuel Langley, Leon Teisserenc de Bort, Knut Angstrom, Alexander Buchan, Luigi De Marchi, Joseph Fourier, C.S.M. Pouillet, e John Tyndall.

Arrhenius sosteneva che le variazioni nei costituenti traccia, vale a dire l'anidride carbonica, dell'atmosfera potrebbero influenzare notevolmente il bilancio termico della Terra. Utilizzando i migliori dati a sua disposizione (e facendo molte ipotesi e stime che erano necessarie), ha eseguito una serie di calcoli sugli effetti della temperatura di quantità crescenti e decrescenti di anidride carbonica nell'atmosfera terrestre. I suoi calcoli hanno mostrato che "la temperatura delle regioni artiche aumenterebbe di circa 8 gradi o 9 gradi Celsius, se l'acido carbonico aumentasse da 2,5 a 3 volte il suo valore attuale. Per ottenere la temperatura dell'era glaciale tra il 40° e il 50° parallelo, l'acido carbonico nell'aria dovrebbe affondare a 0,62-0,55 del valore attuale (abbassando la temperatura di 4 gradi a 5 gradi Celsius)."

Teoria "hot house"

Durante i successivi dieci anni, Arrhenius continuò il suo lavoro sugli effetti dell'anidride carbonica sul clima e pubblicò nel 1903 un libro tecnico in due volumi intitolato: Lehrbuch der kosmischen Physik; ma questo lavoro non fu ampiamente letto, in quanto era un libro di testo per una disciplina che ancora non esisteva. Pochi anni dopo, Arrhenius pubblicò Worlds in the Making, un libro non tecnico che raggiunse un pubblico più vasto. In questo libro Arrhenius descrive per la prima volta la "teoria dell'effetto serra" dell'atmosfera, affermando che la temperatura della Terra è di circa 30 gradi più calda di quanto sarebbe dovuta dall'azione di protezione dal calore dei gas contenuti nell'atmosfera", una teoria basata su idee sviluppate da Fourier, Pouillet e (soprattutto) Tyndall. I suoi calcoli hanno dimostrato che se l'atmosfera non avesse anidride carbonica, la temperatura superficiale della Terra scenderebbe di circa 21 gradi Celsius e che questa atmosfera più fredda conterrebbe meno vapore acqueo, con conseguente ulteriore diminuzione della temperatura di circa 10 gradi Celsius. È importante notare che Arrhenius non era molto preoccupato per l'aumento dei livelli di anidride carbonica in quel momento, ma piuttosto stava tentando di trovare una spiegazione per i cambiamenti di temperatura ad alta latitudine che potevano essere attribuiti all'inizio delle ere glaciali e dei periodi interglaciali.

Nel 1904, Arrhenius si preoccupò dei rapidi aumenti delle emissioni di carbonio antropogeniche e riconobbe che "la leggera percentuale di acido carbonico nell'atmosfera può, con i progressi dell'industria, essere cambiata in misura notevole nel corso di pochi secoli". Alla fine ha suggerito che un aumento dell'anidride carbonica atmosferica dovuto alla combustione di combustibili fossili potrebbe essere utile, rendendo i climi della Terra "più equilibrati", stimolando la crescita delle piante e fornendo più cibo per una popolazione più ampia. Questa visione differisce dalle attuali preoccupazioni sugli effetti dannosi di un riscaldamento globale causato dalle emissioni industriali e dalla deforestazione. Fino al 1960 circa, la maggior parte degli scienziati ha respinto l'idea come non plausibile che gli esseri umani potessero influenzare in modo significativo le temperature medie globali. Oggi, tuttavia, sappiamo che i livelli di anidride carbonica sono aumentati di circa il 25%, un tasso molto più veloce di quanto previsto da Arrhenius, e le temperature medie globali sono aumentate di circa 0,5 gradi Celsius.