La Terra riesce a disperdere calore nello Spazio. Ancora per un po’


Pensate alla Terra come al forno che avete in cucina: più si scalda, maggiore è il calore emesso tutto attorno – e per la Terra il “tutto attorno” è lo Spazio. Negli anni Cinquanta gli scienziati rilevarono un fenomeno in accordo con le leggi della fisica: una relazione diretta e lineare tra la temperatura superficiale del nostro pianeta e il calore disperso nello Spazio.

 

Vi era un problema, però, non semplice da risolvere: ossia il fatto che la Terra è un sistema incredibilmente disordinato, con molti elementi complessi a formare la superficie e l’atmosfera. Tutti elementi che interagiscono tra loro e che dovrebbero influenzare profondamente quel processo e renderlo molto più complesso.

 


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Il calore disperso nello Spazio dipende dall’azione dei componenti dell’atmosfera. | Shutterstock

Fenomeno che invece è lineare, e curiosamente gli scienziati hanno sempre trovato piuttosto difficile spiegare perché sia così e quale influenza possa avere sulla comprensione dei cambiamenti climatici.

 

L’enigma del vapore. Recentemente, i ricercatori del Dipartimento di scienze della Terra del MIT hanno elaborato un modello che pare poter spiegare la questione e, soprattutto, predirne l’evoluzione – ossia quando e se si interromperà.

 

Il modello è quello in cui viviamo. La Terra emette calore nello Spazio sia dalla superficie, sia dall’atmosfera. Quando entrambi i sistemi si scaldano – per esempio in conseguenza dell’aumento di anidride carbonica (CO2) – si ha un aumento del vapore acqueo, che intrappola calore in atmosfera. Per ciò che sappiamo della fisica e della natura dei gas, il vapore acqueo dovrebbe annullare o ridurre l’emissione di calore nello Spazio. Ma così, appunto, non avviene.

Come un fiume in piena. Il gruppo di lavoro ha elaborato un modello del “sistema Terra” e di come emetta calore sotto forma di radiazione infrarossa nello Spazio – in pratica, la rappresentazione di una colonna verticale d’aria simile all’atmosfera terrestre. Variando “a tavolino” la temperatura del sistema è stato possibile vedere che cosa succede con il calore disperso.

 

Il team, coordinato da Daniel Koll, ha scoperto che c’è una fascia di temperatura che mantiene la relazione lineare di dispersione, che si interrompe solamente oltre i 340 K (circa 27 °C) – mentre adesso la temperatura media globale in superficie è di 285 K (circa 12 °C: per alcuni ricercatori è di 14 °C). «Il modello – Daniel Koll – rispecchia ciò che effettivamente si osserva, e ci ha permesso di variare le condizioni e capire come, al momento, il vapore non blocca il calore in uscita.»

 


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C’è una relazione importante tra la temperatura media globale del pianeta e il calore che riesce a disperdere verso lo Spazio.

Questo modo di procedere ha evidenziato che non tutta la radiazione infrarossa viene dispersa allo stesso modo. Alcuni intervalli dell’irraggiamento vengono effettivamente bloccati dal vapore acqueo, come ci si aspetta, e tuttavia il calore ha mostrato di comportarsi, nel sistema, come farebbe un fiume in piena in presenza di uno sbarramento: l’acqua semplicemente fuoriesce nelle zone libere, a maggiore velocità, e la quantità d’acqua complessiva non è ridotta. Allo stesso modo, nella fascia di temperatura in cui siamo, il calore viene disperso nello Spazio perché trova i suoi “rivoli”, senza essere influenzato più di tanto dal vapore acqueo.

 

C’è un limite. Ma non funziona così per ogni fascia di temperatura. «La relazione lineare – spiega Koll – subisce una profonda alterazione quando la temperatura media globale sale. A quel punto il vapore acqueo effettivamente fa da spugna al calore, impedendo alla radiazione infrarossa di uscire dall’atmosfera e disperdersi nello Spazio», in un circolo vizioso che produce un ulteriore aumento di temperatura. Il ricercatore riflette sul fatto che siamo ancora abbondantemente al di sotto di quella soglia e che il “riscaldamento globale”, da solo, non sembra sufficiente a causare un tale innalzamento. Ma potrebbero esserci altri eventi, com’è già accaduto in passato, capaci di spingere il sistema Terra più vicino se non oltre quel limite, e in quel caso il pianeta sarebbe destinato a diventare come Venere.

 


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