Da un punto di vista chimico, il carbonio è la spina dorsale attorno a cui si è evoluta la vita sul nostro pianeta. È presente nella molecola di DNA di tutti gli organismi e nei loro mattoncini fondamentali, le proteine, ma nel sistema Terra è presente anche nei suoli, in atmosfera sotto forma di anidride carbonica (CO₂), e negli oceani. La sua quantità complessiva è fissa, ma la sua concentrazione varia ed è regolata dal ciclo del carbonio.

Negli ultimi due secoli noi esseri umani abbiamo alterato l’equilibrio di questo ciclo, immettendo in atmosfera grandi quantità di carbonio che senza il progresso delle nostre società sarebbero rimaste nel sottosuolo, dove in milioni di anni si erano depositate tra le profondità degli strati geologici.

Estraendo e bruciando combustibili fossili abbiamo aumentato le concentrazioni di CO₂ in atmosfera del 50% in 200 anni, un battito di ciglia per i tempi geologici, passando da 280 ppm (parti per milione) nel 1850 a più di 420 ppm nel 2024. Il carbonio che si accumula in atmosfera, in forma di anidride carbonica, è quello che il ciclo del carbonio non è in grado di smaltire in tempi rapidi. Gran parte della CO₂ di origine antropica infatti viene assorbita dagli oceani, al prezzo di aumentarne però l’acidificazione. Un’altra porzione viene assorbita dalle terre emerse, ma una parte rimane in atmosfera, aumentando l’effetto serra e di conseguenza il riscaldamento globale.

Dove finisce il carbonio assorbito dalla terraferma?

Un recente studio pubblicato su Science si è concentrato sull’anidride carbonica che viene assorbita dalle terre emerse, circa il 30% di quella prodotta da attività antropiche, per capire dove esattamente venisse immagazzinata.

A lungo si è ritenuto che un ruolo preponderante ce lo avessero gli alberi delle foreste: attraverso la fotosintesi le piante assorbono anidride carbonica per accrescere la propria biomassa. Il lavoro guidato da Yinon Bar-On del California Institute of Technology ha invece trovato che la maggior parte dell’immagazzinamento va attribuito a biomassa non vivente, come residui forestali e materia organica morta del suolo. Un ruolo importante ce l’hanno anche le aree umide e i fondali dei bacini idrici, dove i residui organici nel tempo si accumulano, stratificandosi in sedimenti. Anche il legname raccolto e utilizzato ad esempio nelle costruzioni e nei mobili è secondo gli autori un importante elemento per lo stoccaggio del carbonio.

Il risultato è sorprendente perché i modelli abitualmente usati anche da progetti come il Global Carbon Budget, alla luce del nuovo studio, sovrastimano il ruolo delle foreste e sottostimano quello di della biomassa non vivente.

La buona notizia è che se le cose stanno come suggerisce lo studio di Science, la permanenza del carbonio sulle terre emerse potrebbe essere più stabile di quanto ritenuto finora, in quanto meno dipendente dalla salute, vulnerabile e minacciata, delle foreste.

I nuovi dati che correggono i modelli

I ricercatori hanno messo insieme un vasto dataset composto sia da dati osservativi raccolti sul campo, sia dati ottenuti da remoto, tramite satelliti e altri sensori, considerando un periodo quasi trentennale che va dal 1992 al 2019. In questo lasso di tempo le terre emerse hanno assorbito circa 35 miliardi di tonnellate di carbonio (GtC), anche se la misura ha un margine di incertezza molto ampio, di 14 GtC. Inoltre, con l’aumento della concentrazione di CO₂ in atmosfera negli anni, l’assorbimento annuale è cresciuto di conseguenza, passando da 0,8 a 1,7 GtC l’anno.

Nello stesso intervallo di tempo però la biomassa forestale globale è cresciuta solo di circa 1 GtC (di nuovo con un margine di incertezza molto ampio, di ben 7 GtC). Questo significa che solo il 3% circa del carbonio di origine antropica è stato immagazzinato da biomassa vivente, cioè alberi, molto meno di quanto suggeriscono altri approcci metodologici, come sottolinea in un commento Josep Canadell, uno degli autori dell’ultimo rapporto IPCC: “questi risultati sono in totale contrasto con le analisi computazionali che stimavano che il 70% degli assorbimenti fosse accumulato nella componente vivente del paesaggio, come gli alberi”.

Su base annuale, negli anni ‘90 addirittura la biomassa forestale è calata (di circa -0,7 GtC l’anno), mentre è arrivata a crescere, ma solo di qualche decimo di GtC l’anno, nel decennio 2010. Da questi dati gli autori concludono che la gran parte dell’assorbimento di carbonio da parte delle terre emerse va attribuito a biomassa non vivente.

Le differenze tra lo studio su Science e i modelli sulla dinamica della vegetazione globale (Dynamic Global Vegetation Models – DGVMs) diventano ancora più evidenti guardando ai dati relativi alle singole aree regionali. Mentre i modelli finora in uso prevedono una complessiva crescita della biomassa vivente in Sud America e Africa, i dati dello studio ne indicano una diminuzione: “questa discrepanza può essere dovuta in parte a una sottostima da parte dei DGVMs delle emissioni derivanti dalla deforestazione”, scrivono gli autori.

Allo stesso modo i modelli divergono dalle conclusioni dello studio su Science anche per quanto riguarda Europa, Russia e Nord America. Secondo gli autori, questi errori vanno corretti per avere in futuro indicazioni più accurate sulla capacità di assorbimento di carbonio di biomassa vivente e non vivente. Gli autori individuano le aree umide, il suolo e i fondali di fiumi e laghi come i maggiori responsabili dell’immagazzinamento del carbonio, ma sottolineano che serviranno ulteriori studi per quantificare meglio il loro ruolo.

Scienza e politica

“I risultati di Bar-On e colleghi forniscono evidenze dell’importanza della materia organica non vivente nell’immagazzinamento di carbonio” sottolinea Canadell. Tuttavia, “il riempimento e l’espansione di questi magazzini di carbonio dipendono ancora dal ruolo della biomassa vivente”. In altri termini, nonostante possano non essere i principali depositi terrestri di carbonio, gli alberi e le foreste restano ancora al centro dei programmi di mitigazione del riscaldamento globale.

“Un albero con un surplus di CO₂ è come una persona che deve decidere come spendere un surplus di denaro” si legge sul sito del CalTech che descrive lo studio. “Può utilizzare la CO₂ per far crescere più foglie, o radici più profonde, o una corteccia più spessa. Ognuna di queste opzioni ha conseguenze diverse riguardo a quanto a lungo il carbonio resterà lontano dall’atmosfera. Le foglie per esempio, si decompongono rapidamente e liberano carbonio nell’aria, mentre le radici rilasciano carbonio nel suolo dove rimarrà per centinaia o migliaia di anni”.

È interessante notare anche un’altra implicazione dello studio, ovvero che l’intervento umano può giocare un ruolo importante, e finora non apprezzato a sufficienza, nella mitigazione del riscaldamento globale. Bonificare aree umide ad esempio può comportare la perdita di importanti pozzi di carbonio, mentre al contrario la costruzione di dighe per generare riserve idriche può contribuire a crearne di nuovi (anche se in quel caso va valutato l’impatto sulla biodiversità). Anche un utilizzo ragionato del legname delle foreste, nel settore delle costruzioni, può rappresentare una strategia per impedire che il carbonio contenuto nei tronchi degli alberi torni in atmosfera magari per colpa di un incendio o di altri fenomeni che contribuiscono alla degradazione delle foreste.

“Vi è necessità di studiare i processi ancora non considerati che influenzano la forza e la stabilità dei pozzi di carbonio, sia di materia organica vivente sia non vivente” rimarca Canadell.

In estrema sintesi, non basta piantare alberi per risolvere il riscaldamento globale. Più in generale studi di questo genere sono fondamentali per comprendere i processi naturali alla base dell’assorbimento e dell’immagazzinamento del carbonio atmosferico, e servono per informare le politiche e gli interventi che si intendono sviluppare per favorire il percorso di mitigazione del cambiamento climatico.

L’Unione Europea ad esempio sta elaborando degli schemi di certificazione per i meccanismi di rimozione del carbonio dall’atmosfera, e intende sviluppare attorno ad essi un sistema di incentivi finanziari che favorisca le pratiche che contribuiscono ad assorbire e stoccare carbonio nel sottosuolo. In quest’approccio vengono inclusi sia i metodi artificiali, frutto di tecnologie che però ancora devono dimostrare la loro efficacia, sia quelli più “naturali” come pratiche agricole o di sivlicoltura: si parla in quest’ultimo caso di carbon farming.