La geoingegneria comporta “grandi rischi” per il mondo naturale, studi dimostrano

La riduzione degli impatti dei cambiamenti climatici causati dall’uomo attraverso l’uso della bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio – meglio conosciuta come BECCS – potrebbe avere grandi conseguenze per la fauna, le foreste e le risorse idriche, un nuovo studio dimostra.

La conversione su larga scala dei terreni esistenti in piantagioni BECCS potrebbe causare una riduzione della copertura forestale globale fino al 10% e un calo della biodiversità “intatta” fino al 7%, dice l’autore principale a Carbon Brief.

E l’introduzione della geoingegneria solare potrebbe anche minacciare la fauna selvatica, come mostra un secondo studio. La nuova ricerca trova che l’implementazione – e poi non sostenere – una tale tecnologia potrebbe causare un rapido rimbalzo delle temperature globali, lasciando molte specie incapaci di far fronte al brusco cambiamento delle condizioni.

I due studi ribadiscono la necessità di considerare appieno le possibili conseguenze dell’implementazione delle tecnologie di geoingegneria se vengono utilizzate per ridurre gli effetti del riscaldamento globale, gli autori di entrambi gli studi dicono a Carbon Brief.

I risultati evidenziano anche “la soluzione al riscaldamento globale è la mitigazione”, conclude un autore. “Per raggiungere gli obiettivi climatici, è ora essenziale ridurre immediatamente le emissioni di CO2, invece di utilizzare tecnologie dannose per compensare un ritmo più lento”, dice un altro autore.

Contrattare con il BECCS

Il primo studio, pubblicato su Nature Climate Change, valuta come l’uso del BECCS potrebbe influenzare diversi aspetti del mondo naturale, tra cui la copertura forestale, la biodiversità e le risorse di acqua dolce.

Il BECCS è stato etichettato da molti come una promettente “tecnologia a emissioni negative”, nel senso che potrebbe essere usato per ridurre la quantità di CO2 nell’atmosfera. In parole povere, il BECCS consiste nel bruciare biomassa – come alberi e colture – per generare energia e poi catturare le emissioni di CO2 risultanti prima che vengano rilasciate nell’aria.

Anche se deve ancora essere dimostrato su base commerciale, il BECCS su larga scala è già incluso dagli scienziati in molti dei “percorsi” modellati che mostrano come il riscaldamento globale possa essere limitato a 2C sopra i livelli pre-industriali.

Alcuni scienziati sperano che il BECCS potrebbe essere usato per assorbire parte della CO2 che viene rilasciata dall’attività umana, il che potrebbe, a sua volta, aiutare il mondo a raggiungere emissioni “nette zero”.

Il nuovo studio esplora se questo potrebbe essere raggiunto senza causare troppi danni a molti aspetti del mondo naturale.

BECCS potrebbe causare problemi al mondo naturale occupando una grande quantità di terra, acqua e altre risorse, spiega l’autore principale Dr Vera Heck, del Potsdam Institute for Climate Impacts Research (PIK).

La sua ricerca trova che l’uso di BECCS su larga scala potrebbe venire con “grandi rischi” per il mondo naturale. Dice a Carbon Brief:

“Usare piantagioni di biomassa su larga scala per estrarre CO2 dall’atmosfera potrebbe contribuire alla protezione del clima, ma può portare a trasgredire molti altri limiti ambientali, implicando grandi rischi per la biodiversità, i cicli dei nutrienti e dell’acqua e l’uso della terra. Pertanto, la biomassa come mezzo di rimozione della CO2 può essere solo un contributo limitato ai percorsi sostenibili di mitigazione del clima.”

Spinto al limite

Per lo studio, i ricercatori hanno stimato come il BECCS potrebbe avere un impatto sui nove “confini planetari”.

L’idea dei confini planetari è di identificare quanto gli esseri umani possono sviluppare e utilizzare le risorse della Terra rimanendo al sicuro nei limiti di ciò che il pianeta può sopportare. Quattro dei nove confini planetari, compreso il cambiamento climatico, sono già stati violati a causa dell’attività umana.

Si possono vedere i nove confini nel grafico qui sotto, che mostra anche lo stato di ciascuno di essi, secondo uno studio di Science del 2015.

Per capire come il BECCS può influenzare i confini planetari, i ricercatori hanno eseguito una serie di modelli che hanno considerato sia i futuri cambiamenti climatici che come i modelli di utilizzo dei terreni agricoli possono differire in futuro.

Per ogni scenario, i ricercatori hanno calcolato quante piantagioni BECCS potrebbero essere create pur rimanendo all’interno della zona “sicura” dei confini planetari. I ricercatori hanno considerato “sicuro” l’implementazione del BECCS senza ulteriori danni ai confini planetari.

Hanno scoperto che l’implementazione del BECCS entro i confini sicuri potrebbe consentire emissioni negative fino a 60 milioni di tonnellate di carbonio all’anno. Questo corrisponde a meno dell’1% delle attuali emissioni globali di CO2, dice Heck.

Prendere dei rischi

I ricercatori hanno anche stimato quanto carbonio potrebbe essere catturato se il BECCS fosse implementato entro confini “rischiosi”. Questa definizione ha permesso di danneggiare ulteriormente i confini planetari, pur impedendo uno spostamento nella zona “ad alto rischio” (vedi grafico precedente).

Questo permetterebbe emissioni negative di circa 1,2 miliardi a 6,3 miliardi di tonnellate di carbonio, a seconda del tipo di bioenergia che viene utilizzato, i ricercatori hanno trovato.

Raggiungere la più alta quantità di emissioni negative richiederebbe l’uso della conversione della biomassa in idrogeno con cattura e stoccaggio del carbonio. Ma la tecnologia necessaria per facilitare la conversione della biomassa in idrogeno è ancora lontana dall’essere fattibile, dice Heck.

Tuttavia, implementare il BECCS entro limiti rischiosi potrebbe avere conseguenze importanti per l’ambiente, aggiunge:

“Gli scenari rischiosi implicano un rischio sostanziale di innescare un feedback negativo del sistema Terra e potrebbero minare la stabilità e la resilienza del sistema Terra.”

Tra gli impatti, l’introduzione del BECCS entro i limiti rischiosi potrebbe causare un calo del 10% della copertura forestale globale e un calo del 7% dell'”integrità” della biodiversità. Questo perché una grande quantità di terra dovrebbe essere convertita in piantagioni di biocarburanti, dice Heck.

In cima a questo, la domanda aggiuntiva di acqua derivata da tutte le piantagioni BECCS appena create potrebbe essere più del doppio di quella richiesta dall’agricoltura globale, aggiunge Hecks.

La nuova ricerca conferma i risultati precedenti che BECCS può avere un “significativo impatto negativo sulla terra e sull’acqua dolce”, dice il Prof Pete Smith, cattedra di scienze delle piante e del suolo all’Università di Aberdeen, che non era coinvolto nella ricerca. Dice a Carbon Brief:

“Gli autori trovano che affidarsi al BECCS diffuso è rischioso, ma ci sono regioni dove il rischio è basso. Questo studio è robusto e aiuta a spostare il dibattito attuale dalle posizioni attualmente polarizzate di ‘BECCS è sempre cattivo’ o ‘BECCS è sempre buono’. Valutazioni più integrate come queste sono necessarie per rafforzare la base di prove su cui saranno prese le decisioni sulle emissioni negative.”

Simulare la geoingegneria solare

Il secondo studio, pubblicato su Nature Ecology & Evolution, esplora come l’introduzione della geoingegneria solare potrebbe influenzare la biodiversità.

La geoingegneria solare, o “gestione della radiazione solare” (SRM), descrive una serie di metodi – tutti ancora ipotetici – per ridurre artificialmente la luce solare sulla superficie terrestre al fine di smorzare il riscaldamento globale.

Il nuovo studio si concentra sugli impatti di un tipo di SRM, che comporta l’iniezione di aerosol nella stratosfera. Una volta nell’atmosfera, è stato suggerito che gli aerosol potrebbero formare un velo protettivo intorno alla Terra in grado di riflettere la luce del sole e, quindi, raffreddare il pianeta.

Gli aerosol hanno una durata limitata nella stratosfera e dovrebbero essere rilasciati a intervalli regolari per essere efficaci. Se il rilascio di aerosol fosse improvvisamente interrotto, le temperature globali potrebbero rapidamente aumentare di nuovo.

Il nuovo studio trova che questa improvvisa cessazione del SRM lascerebbe molte specie incapaci di far fronte al rapido cambiamento delle condizioni ambientali, dice l’autore dello studio Prof Alan Robock della Rutgers University. Dice a Carbon Brief:

“I risultati principali sono che qualsiasi implementazione della geoingegneria stratosferica potrebbe finire in modo catastrofico per molte specie. Anche se se la geoingegneria fosse mai fatta, non avrebbe senso terminarla bruscamente, ci sono scenari credibili in cui questo potrebbe accadere. La società dovrebbe mai correre questo rischio?”

Modellando un cambiamento globale

Per capire come la rapida cessazione della generazione solare potrebbe influenzare la fauna selvatica, i ricercatori hanno usato modelli per confrontare i cambiamenti nella temperatura e nelle precipitazioni in uno scenario in cui SRM funziona dal 2020 al 2070 con uno scenario senza geoingegneria e un livello intermedio di emissioni di gas serra (RCP4.5).

I ricercatori hanno poi calcolato le “velocità climatiche” di ogni scenario, che quantifica la velocità e la direzione del cambiamento del clima.

I risultati sono mostrati nei grafici qui sotto, che mostrano il cambiamento nella velocità della temperatura per (a) uno scenario modellato che mostra l’introduzione di SRM, (b) la cessazione di SRM, (c) il clima attuale tra il 1960 e il 2014 e (d) un mondo non ingegnerizzato con emissioni moderate.

Nel grafico, il rosso intenso indica un rapido aumento del tasso di aumento della temperatura, mentre il blu mostra una temperatura rapidamente in diminuzione.

I risultati mostrano che mentre l’implementazione della geoingegneria solare potrebbe causare un calo delle temperature abbastanza rapidamente, la cessazione improvvisa potrebbe causare rapidi aumenti con il rimbalzo delle temperature.

Il tasso di cambiamento della temperatura sotto la cessazione della SRM potrebbe essere da due a quattro volte più grande di quelli causati dal cambiamento climatico stesso, concludono i ricercatori. Lo studio trova anche cambiamenti simili – anche se non così drastici – sulle precipitazioni.

Questo grande cambiamento nelle condizioni ambientali potrebbe lasciare molte specie incapaci di adattarsi e ad alto rischio di estinzione, dicono i ricercatori.

Gli animali che non trovano facile adattarsi a nuovi ambienti, come le specie trovate nelle foreste pluviali tropicali e gli habitat delle piccole isole, saranno i meno capaci di adattarsi a questi cambiamenti, aggiungono. Il rischio potrebbe essere più alto per gli anfibi che si muovono lentamente, notano i ricercatori nel loro documento:

“Mentre le differenze nella velocità del clima tra gli hotspot terrestri per alcuni taxa sono piccole, che gli hotspot della biodiversità degli anfibi hanno le più alte velocità di temperatura dalla cessazione improvvisa suggerisce che l’aumento dei rischi di estinzione sarebbe particolarmente grave per questo gruppo.”

In altre parole, un gran numero di anfibi si trovano in aree che dovrebbero essere più colpite da un’improvvisa cessazione SRM.

La nuova ricerca dà un importante contributo alla “conversazione più ampia” che circonda i rischi della geoingegneria solare, dice il dottor Ben Kravitz, uno scienziato del clima del Pacific Northwest National Laboratory, che non è stato coinvolto nella nuova ricerca. Egli dice a Carbon Brief:

“Anche se ci sono molte questioni che sorgono quando si parla di ecosistemi, al meglio della mia conoscenza, questo studio è il primo sguardo quantitativo a ciò che potrebbe accadere alla biodiversità sotto diversi scenari di geoingegneria. E, cosa importante, lo studio è stato fatto utilizzando più modelli climatici, il che significa che abbiamo stime di quanto siano robuste le risposte del modello.”

La ricerca evidenzia la necessità di sviluppare un quadro di governo per la geoingegneria, dice Janos Pasztor, direttore esecutivo della Carnegie Climate Geoengineering Governance Initiative (C2G2).

“Questo documento è esattamente il tipo di ricerca di cui abbiamo bisogno per aiutarci a capire meglio i rischi e i potenziali benefici dell’iniezione di aerosol stratosferico. Per questo motivo, parte dei quadri di governance iniziali che affrontano SAI deve coprire la ricerca, tra cui incoraggiare più ricerca che si traduce nel chiarire i rischi e i potenziali benefici di SAI.”

Trovare ‘la soluzione’

I risultati mostrano che smorzare il riscaldamento globale attraverso l’uso di ingegneria solare potrebbe venire con “molti rischi possibili”, dice Robock. Questo suggerisce che tagliare le emissioni globali sarebbe il modo migliore per limitare il futuro cambiamento climatico, dice:

“La soluzione al riscaldamento globale è la mitigazione. Non è troppo tardi per passare rapidamente all’energia eolica e solare e ridurre rapidamente le nostre emissioni di CO2 nell’atmosfera.”

Mitigare il cambiamento climatico attraverso l’uso di BECCS comporta anche dei rischi “sostanziali”, dice Heck:

“Sarebbe rischioso affidarsi al BECCS come strategia per raggiungere l’accordo di Parigi. Notevoli emissioni negative dalle piantagioni di biomassa vengono a scapito di enormi pressioni sull’ambiente globale nel suo complesso.

“Per raggiungere gli obiettivi climatici, è ora essenziale ridurre immediatamente le emissioni di CO2, invece di utilizzare tecnologie dannose per compensare un ritmo più lento.”