L’effetto serra

L’energia dal Sole che si fa strada verso la Terra può avere problemi a ritrovare la strada verso lo spazio. L’effetto serra fa sì che parte di questa energia si fermi nell’atmosfera, assorbita e rilasciata dai gas serra.

Senza l’effetto serra, la temperatura della Terra sarebbe sotto zero. È, in parte, un processo naturale. Tuttavia, l’effetto serra terrestre sta diventando più forte man mano che aggiungiamo gas serra all’atmosfera. Questo sta riscaldando il clima del nostro pianeta.

Come funziona l’effetto serra?

L’energia solare assorbita dalla superficie terrestre viene irradiata nell’atmosfera come calore. Mentre il calore si fa strada attraverso l’atmosfera e torna nello spazio, i gas serra ne assorbono gran parte. Perché i gas a effetto serra assorbono il calore? I gas a effetto serra sono più complessi delle altre molecole di gas nell’atmosfera, con una struttura che può assorbire il calore. Irradiano il calore verso la superficie terrestre, verso un’altra molecola di gas serra o verso lo spazio.

Ci sono diversi tipi di gas serra. I principali sono l’anidride carbonica, il vapore acqueo, il metano e il protossido di azoto. Queste molecole di gas sono tutte composte da tre o più atomi. Gli atomi sono tenuti insieme abbastanza debolmente da vibrare quando assorbono il calore. Alla fine, le molecole vibranti rilasciano la radiazione, che sarà probabilmente assorbita da un’altra molecola di gas serra. Questo processo mantiene il calore vicino alla superficie terrestre. La maggior parte del gas nell’atmosfera è azoto e ossigeno, che non possono assorbire calore e contribuire all’effetto serra.

Un paio di gas serra comuni

• Anidride carbonica: Composto da un atomo di carbonio e due di ossigeno, le molecole di anidride carbonica costituiscono una piccola frazione dell’atmosfera, ma hanno un grande effetto sul clima. C’erano circa 270 parti per milione di volume (ppmv) di anidride carbonica nell’atmosfera a metà del 19° secolo, all’inizio della rivoluzione industriale. La quantità sta crescendo perché la combustione di combustibili fossili rilascia anidride carbonica nell’atmosfera. Attualmente ci sono circa 400 parti per milione di volume (ppmv).

• Metano: Un potente gas serra, capace di assorbire molto più calore dell’anidride carbonica, il metano è composto da un atomo di carbonio e quattro di idrogeno. Si trova in quantità molto piccole nell’atmosfera, ma è in grado di avere un grande impatto sul riscaldamento. Il gas metano è anche usato come combustibile. Quando viene bruciato, rilascia nell’atmosfera il gas serra anidride carbonica.

Sopra: (A sinistra) La superficie terrestre, riscaldata dal sole, irradia calore nell’atmosfera. Una parte del calore viene assorbita dai gas serra come l’anidride carbonica e poi irradiata nello spazio (A). Una parte del calore si dirige direttamente verso lo spazio (B). Un po’ di calore viene assorbito dai gas serra e poi irradiato di nuovo verso la superficie terrestre (C). (Destra) Con più anidride carbonica nell’atmosfera in questo secolo, più calore sarà fermato dai gas serra, riscaldando il pianeta. (Immagine: Lisa Gardiner/UCAR)

Più gas serra = una Terra più calda

Anche se solo una piccola parte dei gas nell’atmosfera terrestre sono gas serra, hanno un effetto enorme sul clima. Nel corso di questo secolo, la quantità di anidride carbonica nell’atmosfera dovrebbe raddoppiare. Anche altri gas serra come il metano e il protossido di azoto stanno aumentando. La quantità di gas serra sta aumentando perché i combustibili fossili vengono bruciati, rilasciando i gas e altri inquinanti nell’atmosfera. I gas serra si fanno strada nell’atmosfera anche da altre fonti. Gli animali da fattoria, per esempio, rilasciano gas metano quando digeriscono il cibo. Quando il cemento è fatto con il calcare, rilascia anidride carbonica.

Con più gas serra nell’aria, il calore che passa per uscire dall’atmosfera ha più probabilità di essere fermato. I gas serra aggiunti assorbono il calore. Poi irradiano questo calore. Una parte del calore si allontanerà dalla Terra, una parte sarà assorbita da un’altra molecola di gas serra e una parte finirà di nuovo sulla superficie del pianeta. Con più gas serra, il calore rimarrà nei paraggi, riscaldando il pianeta.