Un tentativo di una spiegazione semplice
Iniziamo dall'inizio per comprendere il cambiamento climatico e i suoi fondamenti. Quando oggi parliamo di cambiamento climatico, in realtà stiamo parlando del cambiamento climatico causato dall'uomo. Il cambiamento climatico esisteva anche prima dell'uomo. È il cambiamento climatico amplificato dagli esseri umani che ci pone di fronte alle più grandi sfide.
L'effetto serra causato dall'atmosfera garantisce che sulla Terra si stabilisca una temperatura superficiale di 16 °C. Senza atmosfera sarebbero -18 °C. Ciò e altre condizioni hanno reso possibile la nascita della vita sulla Terra.
Bruciando combustibili fossili si mette fuori equilibrio il ciclo del carbonio. Vengono emessi così tanti gas serra che si accumula più anidride carbonica nell'aria di quanto le piante e i mari possono assorbire. La concentrazione eccessivamente elevata di anidride carbonica porta a un aumento della temperatura superficiale della Terra.
Fattori per l'origine della vita sulla Terra
Durante l'origine dell'universo, tutti gli elementi erano già presenti in forma atomica. Attraverso la gravità e altre forze, si sono formati stelle e pianeti, incluso il nostro pianeta Terra.
Che cos'è la zona abitabile?
La zona abitabile è l'area in cui i pianeti sono in grado di mantenere l'acqua in forma liquida, che è un prerequisito per la vita. La Terra si trova insieme a Venere e Marte nella zona abitabile del nostro sistema solare. Zona abitabile è un altro termine per la zona favorevole alla vita. Tuttavia, solo la Terra, per la sua natura, era in grado di legare il vapore acqueo a lungo termine. Su Venere, le parti volatili sono state separate dalla radiazione UV del sole e così l'acqua si è evaporata. Marte ha una massa troppo piccola, quindi la gravità non aveva abbastanza forza per legare il vapore acqueo. (Marte: 3,69 m/s², Terra: 9,81 m/s²)
Acqua - Come è arrivata sulla Terra?
Attraverso collisioni con asteroidi, che contenevano acqua solitamente in forma ghiacciata, l'acqua si è accumulata come vapore acqueo sulla Terra. A quel tempo la Terra era ancora una sfera incandescente e con più acqua diminuiva la pressione atmosferica e la temperatura. Di conseguenza, molta acqua cadde sulla Terra sotto forma di pioggia e si formarono mari e oceani.
La collisione con il protoplaneta (termine per un predecessore di un pianeta) Theia non portò solo acqua sulla Terra.
L'origine della Luna
La collisione con Theia ha portato alla formazione della Luna. Theia era un corpo che aveva approssimativamente le dimensioni di Marte. I frammenti strappati dalla Terra e da Theia si sono accumulati nell'orbita terrestre e si sono aggregati a formare la Luna.
Di conseguenza, la velocità di rotazione della Terra è rallentata da 3 a 4 ore a 24 ore. Nello stesso modo, i venti diminuirono, che prima soffiavano sulla superficie terrestre fino a 500 km/h. Corrisponde a un tornado di categoria F5.
F5 - Danno incredibile - Le case in legno vengono strappate dalle loro fondamenta, spostate e smontate. Un tornado di forza F5 può scollare l'asfalto dalla strada.
- https://de.wikipedia.org/wiki/Fujita-Skala
Inoltre, l'asse di rotazione si è stabilizzato a 23,4° rispetto all'eclittica (Eclittica = piano planetario; designazione del piano delle orbite dei pianeti intorno al sole).
L'atmosfera e i gas serra
L'atmosfera terrestre è composta da cinque strati, di cui il più basso è chiamato omosfera o colloquialmente aria. È composta da diverse sostanze.
| Gas | Percentuale |
| Azoto | 78,08 % |
| Ossigeno | 20,95 % |
| Argon | 0,93 % |
| Anidride carbonica | 0,04 % |
Anche se il carbonio è presente in piccole quantità, come gas serra più comune ha un grande effetto sul clima.
Già nel 1856, Eunice Newton-Foote ha condotto un esperimento in cui due palloni di vetro sono stati esposti al sole. Uno conteneva l'aria "normale" e il secondo anidride carbonica. Entrambi si sono riscaldati, quello con aria a 37,8 °C, quello riempito di CO₂ a 49 °C.
Questo accade perché le molecole di CO₂ entrano in vibrazione a causa della radiazione solare e dell'energia associata, e successivamente rilasciano questa energia in modo non direzionato, quindi anche nella direzione della superficie terrestre. Lo stesso vale per gli altri gas serra.
La CO₂ è il gas serra più comune e stabile, motivo per cui gli altri sono solitamente riepilogati in equivalenti di CO₂ (kg CO₂e o kg CO₂eq). La CO₂ si forma dalla decomposizione e dalla combustione di composti contenenti carbonio.
| Gas serra | Potenziale di riscaldamento (GWP in CO2e) |
| Anidride carbonica (CO₂) | 1 |
| Metano (CH4) | 25 |
| Protossido di azoto (N2O) | 298 |
| Idrofluoroolefine parzialmente alogenate (HFC) |
124 a 14 800 |
| Idrocarburi perfluoruati (PFC) |
7390 a 12 200 |
| Esafluoruro di zolfo (SF6) |
22 800 |
| Trifluoruro di azoto (NF3) |
17 200 |
Spiegazione con l'esempio: Metano
Due fattori determinano l'influenza di un gas sul riscaldamento climatico:
- Tempo di retention e
- Forzante radiativo del gas.
In questo modo si calcola l'influenza.
Per il calcolo, il potenziale di riscaldamento viene considerato su 100 anni (GWP-100). Se venisse considerato solo per 20 anni, il fattore sarebbe ancora molto più estremo.
Il ciclo del carbonio
Il carbonio è vita - la chimica è divisa in due grandi aree:
- la chimica inorganica con circa 200 000 composti (senza carbonio) e
- la chimica organica con circa 20 000 000 composti, tutti contenenti carbonio. Il corpo umano è composto per il 60% di acqua e per il 9,5% di carbonio. Il carbonio è quindi il componente principale nel corpo insieme all'ossigeno e all'idrogeno.
Il ciclo del carbonio descrive lo scambio di carbonio tra animali e piante. Per una rappresentazione semplice, consideriamo il metabolismo umano (la respirazione cellulare) e la fotosintesi vegetale.
Durante la fotosintesi, la pianta trasforma, con l'aiuto dell'energia solare, l'acqua e l'anidride carbonica in zucchero e ossigeno. Nel metabolismo umano, lo zucchero e l'ossigeno producono anidride carbonica, acqua ed energia.
In termini più ampi, ora escretiamo composti contenenti carbonio, che vengono scomposti da funghi e microbi. Se questa trasformazione avviene in modo anaerobico, si produce metano, che nel corso del tempo viene convertito in CO₂. Se avviene in modo aerobico, si produce direttamente CO₂ (Questo processo di decomposizione avviene in noi e è anche il motivo per cui le mucche hanno un'impronta di carbonio così elevata.)
Questo ciclo avviene anche nell'acqua (laghi e mari), così come tra le sfere. (Idrosfera, biosfera, atmosfera)
Quando piante e animali muoiono, i composti di carbonio si depositano e nel corso di milioni di anni, sotto l'influenza di pressione e calore, si formano fonti di energia fossile. Nel mare si formano petrolio e gas; sulla terraferma si forma carbone.
Il cambiamento climatico (antropogenico)
La Terra è costantemente sottoposta a fluttuazioni climatiche. Dalla sua origine ci sono stati periodi più caldi e più freddi. Dall'ultima era glaciale circa 12000 anni fa, il clima era relativamente stabile. Solo dal 1980 è visibile un forte aumento della temperatura media dell'atmosfera.
In questo l'anidride carbonica gioca un ruolo particolare (cfr. grafico), che viene prodotta bruciando combustibili fossili per la generazione di energia. Combinato con la crescente domanda di energia dell'umanità, le emissioni di CO₂ sono aumentate da 2 gigatonnellate nel 1900 a 34,8 gigatonnellate nel 2021 (massimo nel 2017 37,1 Gt).
Processi di retroazione e punti di non ritorno
L'aumento della temperatura e il cambiamento del clima possono portare a effetti che amplificano ulteriormente questi cambiamenti. Questo effetto di amplificazione è particolarmente pericoloso per l'umanità, soprattutto quando vengono superati i punti di non ritorno. I punti di non ritorno sono eventi che non possono più essere invertiti una volta superati. Le reazioni dell'ambiente ai cambiamenti climatici sono del tutto naturali, ma non possono più essere invertite e potrebbero rendere il pianeta inabitabile per gli esseri umani.
3 esempi di questi feedback sono:
Albedo ridotto (= capacità di riflessione di un pianeta/corpo)
Con lo scioglimento delle superfici ghiacciate, l'energia solare in arrivo non viene più riflessa dalla superficie bianca, ma assorbita dalla superficie scura dell'oceano.
Steppificazione della foresta pluviale
Ulteriormente accelerato dalla deforestazione, il riscaldamento minaccia di essiccare il clima della foresta pluviale. La foresta dipende da molte piogge, di cui ha bisogno per la fotosintesi. Meno acqua, meno fotosintesi, meno CO₂ che può essere immagazzinata. Ciò significa di nuovo più CO₂ nell'atmosfera.
Disgelo del permafrost
Nel suolo del permafrost siberiano e canadese, a profondità di pochi metri, si ritiene che siano legate diverse miliardi di tonnellate di carbonio dell'ultima era glaciale in materiali organici. Se questo si sciogliesse, verrebbero rilasciate migliaia di tonnellate.
Questi feedback sono legati a determinate temperature e sono anche chiamati punti di non ritorno. Se questi vengono superati, può portare a un effetto domino che non può più essere fermato.
Con questi fondamenti, nel prossimo articolo esaminiamo il Kaffeemacher e il cambiamento climatico. Qual è l'impatto di Kaffeemacher sul cambiamento climatico e quale è l'influenza del cambiamento climatico su Kaffeemacher?
