Sostenibilità: polvere di diamante per raffreddare la Terra

Vactionioni e i suoi colleghi volevano verificare se le particelle alternative trasportassero meno bagaglio. Gli scienziati hanno costruito un modello climatico 3D che incorpora la chimica degli aerosol, come vengono trasportati nell’atmosfera e come assorbono o riflettono il calore. Il modello ha anche tenuto conto di due proprietà microfisiche meno studiate degli aerosol: la sedimentazione, ovvero come si depositano fuori dall’atmosfera nel tempo, e la coagulazione, ovvero come si aggregano. Le particelle ideali per la geoingegneria solare si depositerebbero lentamente fuori dall’atmosfera, fornendo un raffreddamento più duraturo. Dovrebbero anche evitare di aggregarsi, poiché gli ammassi tendono a intrappolare il calore mentre le singole particelle più sferiche lo rimbalzano nello spazio. I ricercatori hanno modellato gli effetti di sette composti, tra cui l’anidride solforosa, così come particelle di diamante, alluminio e calcite, l’ingrediente principale del calcare e hanno valutato gli effetti di ogni particella per 45 anni nel modello, dove ogni prova ha richiesto più di una settimana in tempo reale su un supercomputer. I risultati hanno mostrato che le particelle di diamante erano le migliori nel riflettere le radiazioni, rimanendo anche in alto ed evitando di formare grumi. Si pensa anche che il diamante sia chimicamente inerte, il che significa che non reagirebbe formando pioggia acida, come lo zolfo.
“Per ottenere 1,6ºC di raffreddamento – ha detto Vactionioni – 5 milioni di tonnellate di particelle di diamante dovrebbero essere iniettate nella stratosfera ogni anno”. “Una quantità così grande richiederebbe un enorme aumento della produzione di diamanti sintetici prima che gli aerei ad alta quota possano spargere le gemme macinate nella stratosfera”, ha osservato Vactionioni. “Lo zolfo è stata la seconda peggiore delle particelle valutate a causa della sua tendenza ad assorbire la luce ad alcune lunghezze d’onda e a intrappolare il calore”, ha notato Vactionioni. Sparare 5 milioni di tonnellate di polvere di diamante nella stratosfera ogni anno potrebbe raffreddare il pianeta di 1,6ºC, abbastanza per scongiurare le peggiori conseguenze del riscaldamento globale; tuttavia, il progetto non sarebbe economico: gli esperti stimano che costerebbe quasi 200 trilioni di dollari nel resto di questo secolo, molto di più delle tradizionali proposte di utilizzo di particelle di zolfo. È quanto emerge da uno studio di modellazione, guidato da Sandro Vactionioni, climatologo e ricercatore post-dottorato presso l’ETH di Zurigo, pubblicato questo mese su Geophysical Research Letters. “Studi come questo che soppesano i pro e i contro di diversi materiali di geoingegneria e sono davvero preziosi”, ha affermato Shuchi Talati, direttore esecutivo dell’Alliance for Just Deliberation on Solar Geoengineering. “È necessario comprendere la fisica iniziale delle potenziali particelle per poi avere conversazioni su impatti più ampi”, ha continuato Talati. “La nuova ricerca riguarda una forma di geoingegneria nota come iniezione di aerosol stratosferico; l’idea trae ispirazione da un processo naturale: il vulcanismo”, ha spiegato Talati. “Nel corso della storia, le eruzioni hanno scaricato milioni di tonnellate di anidride solforosa nella stratosfera; lì, il gas reagisce con il vapore acqueo e altri gas per formare aerosol di solfato, particelle sospese che riflettono la luce solare nello spazio”, ha continuato Talati.
“L’effetto può essere sostanziale: l’eruzione del Monte Pinatubo del 1991 ha raffreddato il pianeta fino a 0,5º C per diversi anni, ad esempio”, ha aggiunto Talati. Ma, le iniezioni artificiali di zolfo porrebbero anche numerosi rischi climatici. Gli aerosol di solfato includono minuscole goccioline di acido solforico, uno dei componenti principali della pioggia acida. Gli aerosol possono anche impoverire lo strato di ozono e alimentare attacchi di riscaldamento stratosferico che possono alterare i modelli meteorologici e climatici più in basso nell’atmosfera. “Tale riscaldamento stratosferico non solo compensa parte del raffreddamento desiderato, ma può anche perturbare i modelli climatici sulla superficie terrestre, come El Niño”, ha precisato Vactionioni.
“Studi precedenti hanno sottovalutato questo importante effetto collaterale dello zolfo, ha aggiunto Vactionioni. Tuttavia, la polvere di diamante non è l’ideale: per prima cosa, il costo sarebbe enorme”, ha dichiarato Douglas MacMartin, un ingegnere della Cornell University che studia la scienza del clima. A circa $ 500.000 a tonnellata, la polvere di diamante sintetica sarebbe 2400 volte più costosa dello zolfo e costerebbe $ 175 trilioni se utilizzata dal 2035 al 2100, secondo una stima di uno studio. “Lo zolfo è così ampiamente disponibile e così economico – ha evidenziato MacMartin – che i costi dei materiali sono praticamente gratuiti”. “Poiché è un gas, l’anidride solforosa può anche essere pompata in grandi quantità e dispersa rapidamente nella stratosfera con pochi aerei, mentre particelle solide come il diamante dovrebbero essere gradualmente distribuite su molti voli per evitare che si raggruppino”, ha specificato MacMartin. “Inoltre, i solfati sono gli unici aerosol che gli scienziati possono studiare in grandi ambienti all’aperto senza troppe resistenze, perché le eruzioni vulcaniche mettono alla prova il processo per noi”, ha evidenziato MacMartin. “Penso che sia interessante esplorare questi altri materiali, ma se mi chiedete oggi cosa verrà distribuito, dirò che sarà il solfato”, ha dichiarato MacMartin. Alcuni scienziati restano contrari a condurre ricerche sulla geoingegneria in generale, perché si preoccupano delle conseguenze impreviste di un’implementazione su larga scala e pensano che sottragga ricercatori e finanziamenti alla riduzione delle emissioni di carbonio e degli impatti climatici. “Qualcuno potrebbe pensare che stiano raccomandando un tipo di particella rispetto agli altri”, ha sottolineato Daniel Cziczo, scienziato atmosferico della Purdue University che si oppone alla ricerca sulla geoingegneria. “Ma – ha affermato Cziczo – con tutte le incertezze in sospeso quella conclusione è molto fuorviante”. Tuttavia, Vactionioni sostiene che non svolgere alcuna ricerca sulla geoingegneria solare equivale a “trascurare la portata del problema che stiamo affrontando”. Talati, che lavora per includere nazioni e persone vulnerabili al clima nelle discussioni sulla ricerca e sulla governance della geoingegneria, vede la ricerca come un passo necessario. La geoingegneria solare non scomparirà solo perché non ne parliamo; impegnarsi con essa è un’opportunità per darle forma”, ha concluso Talati. (AGI)