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Il rapporto tra essere viventi e clima


Abbiamo argomentato, partendo da alcune considerazioni sulla termodinamica, che esiste, sulla Terra, una relazione stretta tra tutte le componenti della vita, ora dobbiamo capire qual'è un possibile rapporto tra esseri viventi e clima.

Tra i pionieri di questo processo di comprensione vi è senza dubbio Joseph Fourier il quale introdusse il concetto che la Terra può essere considerata come una macchina termica in cui i movimenti dell'atmosfera e degli oceani rendono più uniforme la ripartizione del calore del Sole.

Jacques-Joseph Ebelmen pose le basi dell'effetto serra. Studiando le conseguenze dell'erosione chimica delle rocce sulla composizione chimica dell'atmosfera ed in particolare i fattori che governano la quantità di ossigeno e di anidride carbonica nell'atmosfera, attribuì a loro gli effetti delle variazioni delle temperature del globo. Secondo Ebelmen le differenze che si sono avute nella natura dell'aria sono state in qualche modo in rapporto con gli esseri vissuti nelle varie epoche.

Attraverso questa relazione si può evidenziare uno stretto legame tra esseri viventi e clima esprimibile con l'affermazione che i cambiamenti della composizione chimica dell'atmosfera sono, per una parte rilevante, dovuti al metabolismo degli esseri viventi.

Successivamente il fisico John Tyndall asserì che il vapore acqueo determina l'effetto serra, ma che effetti paragonabili sono determinati anche dall'anidride carbonica.

Fu lo studioso svedese S. Arrhenius a ipotizzare che l'effetto serra esercita un ruolo importante nei cambiamenti climatici ed inoltre che le attività umane sono un possibile fattore di intensificazione di tale effetto.


Vapore acqueo


 Nella sezione: 

 Sistemi
 Entropia negativa
 Schrodinger
 Biosfera e clima
 Consumo energia
 Sistema trasporti
 L'idrogeno
Fourier Joseph Jean Baptiste
Ebelmen Joseph Jacques
Tyndall John
Arrhenius Svante

Nella medesima direzione si colloca il lavoro di Hutchinson sull'impatto delle attività umane sul ciclo del carbonio, in cui, per la comprensione del processo, sono determinanti il flusso di materia e di energia, denominatori comuni tra le concezioni di Vernadsky, l'ecologia ed un nuovo approccio al cambiamento climatico.

Nel corso degli anni sessanta lo studioso inglese James Lovelock, seguendo il pensiero di Vernadsky, di Odum e di Schrodinger, e prendendo come riferimento la Terra, si chiese se, dalla composizione chimica dell'atmosfera, sarebbe stato possibile considerare la possibilità di vita. Nel suo ragionamento constata che i gas presenti nell'atmosfera sono, poiché reagiscono tra loro, in un continuo stato di non equilibrio, ovvero in una condizione di basso disordine, sinonimo, come abbiamo visto, di entropia negativa, condizione indispensabile per garantire la vita. Da queste considerazioni Lovelock avanzò l'ipotesi secondo la quale è la vita stessa l'agente produttore dell'atmosfera terrestre.


G. Evelyn Hutchinson
Lovelock James

schema delle attività della biosfera


Da questo breve ragionamento possiamo concludere che le acque, l'atmosfera, l'irradiamento solare, il ciclo del carbonio e quello della materia organica, i grandi cambiamenti climatici ed infine l'influenza delle società umane nei processi globali della vita sono oggi campi di studio correlati in quanto nel loro insieme tutti questi elementi svolgono un ruolo fondamentale nella strutturazione stessa della biosfera.


Schema adattamento


Va ricordato a questo punto che, se è vero che le modificazioni del clima hanno reso possibile lo svilupparsi dei primi esseri viventi nel precambriano, è anche vero che è la fotosintesi delle alghe ad aver arricchito di ossigeno e quindi di ozono l'atmosfera permettendo agli esseri viventi di moltiplicarsi.


Alghe


Oggi è riconosciuta la relazione che in qualche modo lega l'emissione dei gas serra da parte dell'uomo, nelle sue varie attività produttive, con i cambiamenti climatici. In particolare sappiamo che l'anidride carbonica presente nell'atmosfera è responsabile del 25% dell'effetto serra mentre il vapore acqueo incide per il 64% ma, come è noto, cambia in continuazione stato da gas, a nuvole, ad acqua: quindi è poco influente.


Grafici inquinanti atmosferici


Grafico effetto serra
La nostra epoca è inserita in un periodo interglaciale che ha consentito, negli ultimi 10.000 anni, una temperatura media sulla Terra di 15 °C con tutte le implicazioni sulla vita che ciò ha comportato. Se correliamo la presenza di anidride carbonica nell'atmosfera con l'evoluzione climatica della Terra ci accorgiamo che nei periodi interglaciali il tasso di anidride carbonica nell'atmosfera era più alto che nei periodi glaciali ma che non aveva mai oltrepassato il valore di 300 ppmv (parti per milione in volume).


Grafici anidride carbonica


Grafico emissione anidride carbonica

Quello che si è potuto verificare è che la quantità di anidride carbonica presente nell'atmosfera iniziò a salire quando si procedette ad estrarre e bruciare in modo massiccio prima carbone e successivamente petrolio. Questo fenomeno è iniziato con la Rivoluzione industriale. Infatti, agli inizi del XIX secolo, la concentrazione di anidride carbonica cominciò a salire e negli ultimi 50 anni del XX secolo è cresciuta molto rapidamente fino ad oltrepassare la soglia delle 370 ppmv.

Grafico concentrazione di anidride carbonica


smog ad Arkhangelsk




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