Di Javier Vinós – Giovedì 18 Aprile 2024
Parte I di una serie in III parti.
Il Sole è una stella variabile e la quantità di energia che emette varia da mese a mese, da anno ad anno e da secolo a secolo. Una delle manifestazioni di queste variazioni sono le macchie solari, che sono più comuni quando il Sole è più attivo e scompaiono quando è meno attivo. Queste macchie seguono un ciclo solare di circa 11 anni, ma a volte c’è un periodo più lungo, decenni o secoli, in cui l’attività del Sole è così bassa che non ci sono macchie. Questi periodi sono chiamati grandi minimi solari. Ci sono anche periodi di decenni o secoli in cui l’attività è maggiore. Questi sono chiamati grandi massimi solari.
Il Sole fornisce il 99,9% dell’energia che riceve il sistema climatico. Quindi, ci sono sempre stati scienziati che hanno sempre pensato che le variazioni del Sole fossero la causa del cambiamento climatico. Il problema è che non hanno mai avuto prove sufficienti per dimostrarlo. Fino ad ora.
- L’IPCC e la NASA dicono…
L’IPCC e la NASA sono convinti che i cambiamenti nel Sole abbiano un effetto molto limitato sul clima. Esse si basano su due argomenti. Il primo è che i cambiamenti nell’attività solare sono molto piccoli. Li misuriamo con i satelliti perché non possono essere misurati dalla superficie e sappiamo che l’energia radiante proveniente dal Sole varia solo dello 0,1%. L’entità dei cambiamenti si apprezza meglio quando usiamo la scala completa. Molti scienziati ritengono che un cambiamento così piccolo possa produrre solo piccoli cambiamenti nel clima.
Il secondo argomento è che l’evoluzione della temperatura non coincide con l’evoluzione dell’attività solare. Dagli anni ’90, l’attività solare è diminuita mentre il riscaldamento è continuato. [i]
In realtà, questo argomento non è valido perché non dice che il Sole non influenza la temperatura, ma che non è l’unico fattore nel farlo, cosa che già sapevamo perché la temperatura risponde a molti fattori come El Niño, i vulcani, il vortice polare o i cambiamenti nell’orbita terrestre. Ci sono molte cause naturali che cambiano il clima e quello che dobbiamo sapere è se il Sole è una delle principali.
Per scoprirlo, non abbiamo bisogno di preoccuparci di ciò che pensano l’IPCC e la NASA, dobbiamo chiedere al clima stesso. Non importa quanto piccoli siano i cambiamenti nel Sole se si scopre che il clima risponde fortemente ad essi causando grandi cambiamenti.
- Clima durante l’Olocene
E il modo migliore per scoprirlo è guardare cosa è successo al clima negli ultimi 11.000 anni, il periodo interglaciale che chiamiamo Olocene. Il vantaggio di questa operazione è che i cambiamenti climatici dell’Olocene non possono essere stati causati da cambiamenti di CO₂. Devono essere stati causati da qualcos’altro.
Per studiare il clima del passato, gli scienziati utilizzano vari proxy climatici che raccolgono in diverse parti del mondo. Un importante studio pubblicato su Science ha utilizzato 73 di questi proxy per ricostruire il clima dell’Olocene. [ii] Ho usato gli stessi proxy, con una leggera modifica nel modo in cui sono mescolati.
Quello che vediamo, e che anche un gran numero di studi conferma, è che c’è stato un periodo caldo di migliaia di anni, chiamato Optimum Climatico, seguito da un lungo periodo di raffreddamento, chiamato Neoglaciazione.
Come facciamo a sapere che questa ricostruzione è corretta? Un altro studio ha ricostruito il progresso dei ghiacciai della Terra negli ultimi 11.000 anni. [iii] Hanno diviso il globo in 17 regioni, e questo grafico mostra il numero di regioni i cui ghiacciai sono aumentati di dimensioni durante ogni secolo dell’Olocene.
Poiché i ghiacciai crescono quando fa più freddo, possiamo invertire la loro cifra e confrontarla con il grafico di ricostruzione della temperatura in modo che il suo significato sia lo stesso. Troviamo un alto grado di accordo. I ghiacciai confermano quanto mostra la ricostruzione della temperatura. Sappiamo anche che la CO₂ ha fatto l’opposto della temperatura, ma questa è una storia per un altro giorno.
Nota: l’asse y è il fattore Z, che è correlato all’anomalia di temperatura.
Entrambi i grafici mostrano anche alcuni gravi episodi di raffreddamento che sono stati accompagnati da un aumento della crescita dei ghiacciai. Questi improvvisi eventi climatici del passato sono stati studiati e identificati dai paleoclimatologi. Di tutti, ci concentreremo su quattro dei più importanti. L’Oscillazione Boreale, l’evento di 5,2 chilometri, l’evento di 2,8 chilometri e la Piccola Era Glaciale.
I quattro sono separati da multipli di 2.500 anni e formano un ciclo che ho chiamato ciclo di Bray perché questo era il nome dello scienziato che lo scoprì nel 1968. [iv]
Ora che conosciamo il clima del passato, dobbiamo parlare dell’attività del Sole nel passato.
- Attività solare passata
L’attività del Sole viene registrata negli anelli degli alberi attraverso l’azione dei raggi cosmici. Un flusso costante di raggi cosmici dalla galassia raggiunge il sistema solare. Alcuni interagiscono con l’atmosfera. Alcuni si scontrano con l’azoto nell’atmosfera, convertendolo in carbonio-14, che è più pesante del normale carbonio-12 e radioattivo. Questo carbonio-14 si combina con l’ossigeno per formare CO₂ radioattiva, che viene respirata dagli alberi. Il carbonio viene utilizzato nella fotosintesi per produrre cellulosa, che consente al tronco dell’albero di crescere di diametro. Quando l’albero muore, il carbonio-14 nel legno decade lentamente nel corso dei secoli e dei millenni. Basta misurare quanto carbonio-14 è rimasto nel legno per sapere quanto tempo è passato da quando l’albero è morto.
Ogni anello di crescita di un albero registra il carbonio-14 presente nell’atmosfera quell’anno, e gli scienziati hanno utilizzato alberi millenari e tronchi conservati per costruire una curva di calibrazione che si estende per decine di migliaia di anni. Ciò consente loro di determinare l’età di eventuali resti organici, anche se non si tratta di un tronco d’albero, semplicemente conoscendo il carbonio-14 che contiene. Questo è noto come datazione al radiocarbonio.
L’unico problema è che la produzione di carbonio-14 da parte dei raggi cosmici non è costante. Il campo magnetico del Sole devia il percorso dei raggi cosmici, facendo sì che molti manchino la Terra, e i cambiamenti nell’attività del Sole influenzano il suo campo magnetico.
Con l’aumento dell’attività del Sole, arrivano meno raggi cosmici, viene prodotto meno carbonio-14 e i resti organici appaiono più vecchi perché ne contengono meno. Quando l’attività del Sole diventa più debole, arrivano più raggi cosmici, viene prodotto più carbonio-14 e i resti organici sembrano più giovani perché ne contengono di più.
Questo produce deviazioni nella curva di calibrazione che ci permettono di sapere quale fosse l’attività del Sole in passato.
- Minimi solari di tipo Spörer
Quando analizziamo la curva del radiocarbonio negli ultimi 11.000 anni, osserviamo grandi deviazioni che indicano lunghi periodi di bassa attività solare. Questi lunghi periodi di bassa attività solare sono chiamati grandi minimi solari e aumentano la produzione di carbonio-14 del 2%. I più comuni durano circa 75 anni, e ce ne sono stati una ventina negli ultimi 11.000 anni. Il più recente è stato il Minimo di Maunder alla fine del XVII secolo. Ma ci sono altri tipi di grandi minimi solari che sono molto più gravi perché durano il doppio, circa 150 anni. L’ultimo di questi gravi minimi solari fu il Minimo di Spörer, che si verificò nel XV e XVI secolo.
Ci sono stati solo quattro grandi minimi di questo tipo di Spörer in tutto l’Olocene. 2.800 anni fa, c’era il Minimo di Omero, 5.200 anni fa il Minimo Sumero e 10.300 anni fa il Minimo Boreale. Sappiamo quando si sono verificati grazie agli anelli degli alberi.
Se le date vi suonano familiari, è perché i quattro grandi minimi dell’Olocene di tipo Spörer coincidono esattamente con i quattro principali eventi climatici sul grafico che abbiamo visto in precedenza. Sappiamo che durante ciascuno di questi grandi minimi solari, quando l’attività del Sole è diminuita per 150 anni, il clima ha sperimentato un tremendo raffreddamento che ha avuto un effetto importante sui proxy climatici in tutto il mondo.
Sappiamo anche che la bassa attività solare durante i grandi minimi ha avuto un forte impatto sulle popolazioni umane. Gli insediamenti umani del passato e le strutture che li compongono possono essere datati al radiocarbonio. Quando gli esseri umani stavano bene in passato, la popolazione cresceva e costruivano di più, e quando andavano male, di solito perché c’era meno cibo, la popolazione diminuiva e costruivano di meno. Gli scienziati hanno stimato l’evoluzione della popolazione umana delle isole britanniche analizzando le datazioni al radiocarbonio di migliaia e migliaia di resti provenienti da centinaia di scavi archeologici. [v]
Quello che hanno scoperto è che la popolazione è aumentata notevolmente con l’avvento dell’agricoltura, ma ogni volta che c’era un grave deterioramento del clima, la popolazione umana soffriva per la diminuzione delle risorse. E i cali maggiori si sono verificati quando si sono verificati i grandi minimi solari di tipo Spörer. Anche altri cali demografici coincidono con altri periodi di raffreddamento, confermando la nostra ricostruzione.
Questo ci dice che i peggiori cambiamenti climatici del passato sono stati causati da cambiamenti nell’attività solare. Ci dice anche che ciò che è male per l’umanità è il raffreddamento, non il riscaldamento.
Ora possiamo rispondere all’IPCC e alla NASA. Non importa che l’irraggiamento solare cambi molto poco, e non importa che la temperatura non faccia sempre la stessa cosa dell’attività solare. Chiaramente ci sono altri fattori in gioco. Ma possiamo affermare con enfasi che i cambiamenti nell’attività solare influenzano il clima perché questo è ciò che dice il clima. Lo studio del clima del passato non lascia spazio a dubbi. Il Sole cambia il clima. E se non sappiamo come lo fa, dovremmo studiarlo.
- Il massimo solare del 20° secolo
Dal momento che una bassa attività solare provoca il raffreddamento, è ovvio che un’alta attività deve causare il riscaldamento. L’attività solare nel XX secolo è stata molto alta, nel 10% degli ultimi 11.000 anni.
Se contiamo il numero di macchie solari in ogni ciclo solare negli ultimi 300 anni e dividiamo per la lunghezza di ogni ciclo, possiamo vedere quanto l’attività solare si è discostata dalla media. A partire dal Minimo di Maunder, durante la Piccola Era Glaciale, l’attività solare è aumentata ed è stata ben al di sopra della media tra il 1933 e il 1996, un periodo di sei cicli di aumento dell’attività solare che ha formato il massimo solare del 20° secolo.
Anche se non possiamo sapere quanto del riscaldamento del 20° secolo sia dovuto a questo massimo solare moderno, non si può negare che sia una parte significativa, perché come abbiamo visto, il Sole è stato la causa di gran parte dei principali cambiamenti climatici negli ultimi 11.000 anni.
- Conclusioni
Ci sono due buone notizie. La prima è che l’attività solare non può superare il massimo del 20° secolo. Non è come la CO₂, che può continuare a salire. L’attività del Sole può rimanere alta o scendere, ma non può salire, quindi il riscaldamento non dovrebbe accelerare e non dovrebbe essere pericoloso.
Nel 2016 ho sviluppato un modello per prevedere l’attività solare nel 21° secolo. A quel tempo, alcuni scienziati credevano che l’attività solare avrebbe continuato a declinare fino a un nuovo grande minimo solare e a una mini-era glaciale. Ma il mio modello prevede che l’attività solare nel 21° secolo sarà simile a quella del 20° secolo. Ha anche previsto che l’attuale ciclo solare, il 25°, avrebbe avuto più attività del precedente, e aveva ragione.
La seconda buona notizia è che se gran parte del riscaldamento del 20° secolo è dovuto al Sole, allora non c’è alcuna emergenza climatica. Credere che tutto il cambiamento climatico sia dovuto alle nostre emissioni è uno di quegli errori che a volte si verificano nella scienza, come credere che la Terra sia il centro del sistema solare, che lo spazio interplanetario sia pieno di etere o che le ulcere gastriche siano causate dallo stress, non dai batteri.
Bibliografia:
[i] NASA. Il Sole sta causando il riscaldamento globale?
[ii] Marcott, SA, et al., 2013. Una ricostruzione della temperatura regionale e globale degli ultimi 11.300 anni. Scienza, 339 (6124), pp.1198-1201.
[iii] Solomina, O.N., et al., 2015. Fluttuazioni dei ghiacciai dell’Olocene. Recensioni di scienza del Quaternario, 111, pp.9-34.
[iv] Bray, J.R., 1968. Glaciazione e attività solare dal V secolo a.C. e ciclo solare. Natura, 220 (5168).
[v] Bevan, A., et al., 2017. Le fluttuazioni dell’Olocene nella popolazione umana dimostrano ripetuti legami con la produzione alimentare e il clima. PNAS, 114 (49), pagg. E10524-E10531.
Fonte : Climate Etc
