I vulcani influenzano il clima, ma gli esseri umani di più

di Antonio Scalari

Il 15 gennaio 2022, al culmine di un’attività iniziata un mese prima, il vulcano Hunga Tonga–Hunga Haʻapai è esploso generando un boom sonico che è stato avvertito a migliaia di chilometri di distanza, un’onda di pressione che ha fatto il giro del pianeta e uno tsunami che ha attraversato l’intero Oceano Pacifico. Dal vulcano è fuoriuscito un pennacchio che ha raggiunto un’altezza di più di 50 chilometri, superando la stratosfera. 

Hunga Tonga e Hunga Haʻapai sono due piccole isole nello stato insulare di Tonga, in Polinesia. Sono le uniche parti emerse di una caldera, cioè una conca, che è la cima di un vulcano quasi completamente sottomarino che si eleva dal fondo oceanico a due chilometri di profondità. L’eruzione del 15 gennaio ha modificato questa geografia. Hunga Tonga è solo uno dei circa 80 vulcani che formano un arco al confine tra la placca tettonica pacifica e quella australiana, dove la prima si infila sotto la seconda. Sono tra le aree con maggiore attività vulcanica e sismica di tutto il pianeta.

L’eruzione di questo vulcano è stata una delle più potenti degli ultimi due secoli. Un’imponente colonna di gas e materiali che sale nell’atmosfera attirando centinaia di migliaia di fulmini. Un’energia prodotta pari a quella di centinaia di bombe atomiche. Sono eventi geologici di tale grandezza da far apparire minuscoli noi esseri umani e insignificante qualsiasi reale possibilità che la nostra specie, che si è evoluta da un niente di tempo geologico, possa competere con le grandi forze naturali che da miliardi di anni plasmano il pianeta.

Non è forse dunque un atto di straordinaria arroganza pensare che noi sapiens possiamo modificare una cosa grande come il clima più di quanto possano fare i vulcani con una sola, potente, eruzione? La tesi, che questa domanda sottintende, è infatti parte dell’armamentario di argomenti del negazionismo climatico. Non sorprende che l’evento del 15 gennaio 2022 e il suo impatto mediatico l’abbiano ravvivata. Nel 2023, l’anno più caldo registrato fino ad oggi, e ancora nel 2024, sono circolati sui social post e commenti che hanno chiamato in causa l’eruzione dell’Hunga Tonga per negare la responsabilità delle emissioni umane di gas serra.

Che i processi vulcanici siano tra i fattori che influenzano il sistema climatico, lo sappiamo già da tempo. Partecipano al ciclo del carbonio inorganico, che su scale temporali lunghe, dell’ordine di milioni di anni, regola la concentrazione atmosferica di CO₂. Nel corso della storia della Terra è accaduto occasionalmente che massicci rilasci di CO₂, durati migliaia di anni, abbiano innalzato la temperatura. Gli esseri umani lo hanno fatto molto più rapidamente.

I vulcani possono avere un impatto sul clima anche nel breve termine. Avviene quando si verificano grandi eruzioni che producono ingenti volumi di anidride solforosa, un gas che nell’atmosfera forma aerosol che riflettono la radiazione solare. Il loro effetto è perciò un abbassamento della temperatura che può durare alcuni anni. È accaduto in occasione di eruzioni memorabili come quella del vulcano Pinatubo nel 1991. Un’eruzione di indice 6, su una scala (l’indice di esplosività vulcanica) di 8. Maggiore di quella dell’Hunga Tonga, che è stata classificata di livello 5. Questo evento geologico ha raffreddato la Terra di mezzo grado centigrado per pochi anni, quando la temperatura del pianeta era già aumentata a causa delle attività umane.

Le eruzioni vulcaniche emettono anche CO₂, che al contrario dell’anidride solforosa è un gas serra, cioè aumenta la temperatura. I negazionisti insinuano che ne producano molta di più degli esseri umani. Oggi siamo in grado di dissipare questi dubbi facendo calcoli che ci permettono di capire come è distribuito il carbonio sulla Terra e quanta CO₂ emette attualmente questa o quella sorgente. 

Se sommiamo tutti i processi vulcanici del pianeta da diverse sorgenti, la quantità di CO₂ che fanno salire ogni anno in atmosfera è un centinaio di volte inferiore rispetto ai 37 miliardi di tonnellate che le attività umane, legate ai diversi impieghi dell’energia da fonti fossili, hanno generato nel 2023. Lo United States Geological Survey, l’agenzia geologica del governo americano, riporta che dal cratere del Pinatubo nel 1991 sono uscite 50 milioni di tonnellate di CO₂. L’Italia ne ha emesse più di 300 milioni nel 2022.

Dunque, per quanto possa sembrare incredibile, sembra proprio che gli esseri umani siano diventati, nel giro di appena un secolo, una forza geofisica dotata del potere di incidere sul clima del pianeta, più degli stessi vulcani.

Quella dell’Hunga Tonga è stata però un’eruzione particolare. Essendo un vulcano sottomarino, la sua esplosione, poco sotto la superficie dell’oceano, ha vaporizzato all’istante un enorme volume di acqua. Il vapore acqueo è un gas serra ed è responsabile di circa la metà dell’effetto serra che tiene al caldo la Terra. Ma ciò non ne fa la causa dell’attuale riscaldamento globale perché, a differenza della CO₂ e del metano, alle temperature e pressioni presenti in atmosfera può condensarsi, passando dalla fase gassosa a quella liquida e precipitando sotto forma di pioggia o neve. 

Una singola molecola di acqua ha vita breve in atmosfera, circa dieci, quindici giorni. Una molecola di CO₂ può rimanerci secoli o millenni. La concentrazione atmosferica di vapore acqueo non è stabile e può variare con la temperatura. L’aria, riscaldandosi, trattiene infatti più vapore acqueo. Ecco perché un suo aumento è un effetto, non la causa, dell’attuale riscaldamento globale. Un fattore che lo amplifica, non lo determina.

Come si inserisce, all’interno di questi meccanismi, un’eruzione come quella dell’Hunga Tonga? Anche in questo caso possiamo rispondere calcolando quello che gli scienziati chiamano forzante radiativo. Si tratta di una misura dell’effetto di un certo fattore sulla quantità di energia in entrata e uscita dalla Terra. Il bilancio energetico del pianeta è la risultante di quanta energia, proveniente dal Sole, viene trattenuta e quanta ne viene rispedita verso lo spazio. Dall’era pre-industriale le emissioni umane di gas serra hanno comportato un forzante radiativo positivo, che ha trattenuto energia e riscaldato il clima.

L’eruzione del vulcano Hunga Tonga ha prodotto molto vapore acqueo, ma anche anidride solforosa. Il suo effetto sul clima del pianeta è dunque la somma di queste due emissioni che hanno un’azione opposta sulla temperatura. Uno studio pubblicato nel gennaio del 2023 ha stimato un aumento della temperatura, dovuto al vapore acqueo, di pochi centesimi di grado centigrado. Altri, che hanno considerato anche gli aerosol, hanno calcolato un leggero raffreddamento, dello stesso ordine di grandezza.

In conclusione: anche un’eruzione come quella dell’Hunga Tonga ha un’influenza sul clima temporanea, trascurabile nel lungo periodo. La sua vera lezione, come osserva Andrew Dessler, professore di scienze atmosferiche alla Texas A&M University, è quella di evidenziare, ancora una volta, il profondo e duraturo impatto delle emissioni umane di gas serra, «un forte promemoria di chi è veramente responsabile del cambiamento climatico».

Photo credits: TELUSA FOTU / Matangi Tonga / AFP