La curva di Keeling: monitorare il respiro della Terra

Era il 1938 quando Guy Stewart Callendar, ingegnere e meteorologo dilettante, annunciò che la concentrazione di anidride carbonica era in aumento. Callendar associava questo aumento alle attività antropiche e, soprattutto, lo riteneva responsabile dell'aumento delle temperature, che counque all'epoca stimava piuttosto basso. La comunità scientifica non diede credito alle sue conclusioni, questo perché utilizzò dati che non erano facilmente correlabili tra loro. Callendar, infatti, aveva confrontato i dati sull'anidride carbonica a Kew, un quartiere di Londra, raccolti tra il 1898 e il 1901, e quelli raccolti tra il 1930 e il 1936 negli Stati Uniti orientali. I dati indicavano un aumento della concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera, che passava da 274 parti per milione in volume (ppmv) a 310 ppmv.

Un paio di grafici preliminari

Al netto delle critiche mosse all'epoca, l'articolo presenta una serie di spunti interessanti, innanzitutto relativi all'andamento delle temperature sulla Terra. Callender propose, infatti, un paio di grafici che secondo me è utile osservare anche oggi. Nel primo confrontava la temperatura media in Europa, calcolata utilizzando le rilevazioni di Edinburgo, Oxford e Copenhagen, con la temperatura media nello stato di New York. I due grafici hanno un andamento molto simile e una caratteristica interessante: la maggior parte della curva si trova al di sotto della media a parte un picco intorno al 1835 e, poi, a partire dal 1910, dove è solo poco prima del 1920 che la curva torna sotto la media.

L'altro grafico interessante è quello relativo alla temperatura media di alcune zone della Terra con, sotto, il grafico relativo alla temperatura media della Terra stessa. Le 4 curve sono tutte realizzate calcolando la media proveniente da diverse stazioni meteorologiche, e tutte, prese con le opportune cautele, mostrano un andamento simile e, soprattutto, come nel caso del grafico precedente, si trovano al di sotto della media per la maggior parte del mezzo secolo circa considerato, a parte l'ultimo decennio:

Vorrei ricordare che in quell'epoca, almeno stando a quanto scritto da Philippe Pellettier in Clima, capitalismo verde e catastrofismo, era in giro una teoria relativa a una diminuzione delle temperature, e non a un aumento come invece osservato in questi dati sperimentali.
Al di là di questi aspetti, meramente politici, l'altro dettaglio che volevo rilevare dell'articolo è che Callendar a un certo punto si spinge a prevedere l'andamento dell'aumento dell'anidride carbonica in atmosfera, e questa raggiungerebbe una concentrazione di quasi 400 ppmv intorno al 2200. Previsione piuttosto ottimistica, come vedremo a breve.

Un posto solido dove fare misure

Al di là delle critiche metodologiche, c'era comunque nella comunità scientifica una crescente necessità di dover raccogliere dati solidi relativi all'anidride carbonica in atmosfera. Anche l'idea che l'origine di questa anidride carbonica fosse antropica non sembrava molto in discussione, a dire il vero.
Ad ogni buon conto nel 1956 lo US Weather Bureau fondò nelle Hawai il Mauna Loa Observatory, una stazione meteorologica che a partire dal 1958 venne diretta da Charles David Keeling. Questi era riuscito a ottenere dei fondi per finanziare due raccolte di dati relativi alla concentrazione di anidride carbonica, una in Antartide e una proprio a Manua Loa. La scelta di quest'ultimo sito era dovuta alla sua posizione remota, lontana da qualsiasi continente, e per l'assenza di vegetazione. Inoltre, per ridurre al minimo le contaminazioni dovute alle bocche vulcaniche, il team di Keeling aveva misurato la brezza oceanica sopra lo strato di inversione termica. Forte di questi e altri controlli, Keeling diede il via al programma di raccolta dati, che a causa dei alcuni tagli ai fondi accenuti a metà degli anni Sessanta, si dovette basare solo sul sito di Manua Loa.
E i risultati sono decisamente inequivocabili:

I puntini rossi, come vedete, oscillano andando su e giù intorno alla curva blu, che ne rappresenta una sorta di regressione. Questa oscillazione indica la stagionalità, con i periodi estivi, durante i quali la vegetazione cattura l'anidride carbonica, la cui concentrazione è quindi in calo, e quelli invernali, quando la caduta delle foglie riduce tale cattura, contribuendo a un aumento della concentrazione di CO₂: un ciclo che, in qualche modo, ricorda il respiro della Terra.
Nonostante ciò, la concentrazione di anidride carbonica è andata aumentando sempre di più, fino a che il 9 maggio del 2013 ha superato i 400 ppmv. Livelli che non avevamo mai raggiunto dal 9000 a.C. in poi, che potremmo considerare (in termini forse un po' esagerati, ma passatemi l'iperbole) come l'inizio della civiltà umana.