Ilaria Rosella Pagliaro Gli scienziati di Harvard hanno rivelato perché la CO2 è così efficace nell’intrappolare il calore, utilizzando la meccanica quantistica per spiegare il cambiamento climatico
Nel 1896, il fisico svedese Svante Arrhenius scoprì qualcosa di incredibile: l’anidride carbonica (CO2) è in grado di trattenere il calore nell’atmosfera terrestre, contribuendo al riscaldamento del pianeta. Questa scoperta ha posto le basi per quello che oggi chiamiamo “effetto serra”. Da allora, grazie a modelli climatici sempre più avanzati, abbiamo capito che ogni volta che la quantità di CO2 nell’aria raddoppia, la temperatura della Terra aumenta di 2-5 gradi Celsius. Ma la vera domanda è: perché la CO2 si comporta in questo modo?
Nel 2022, gli scienziati hanno fatto un grande passo avanti, risolvendo una questione che durava da anni: perché la Terra si riscalda sempre nello stesso modo quando la CO2 nell’atmosfera raddoppia? Poi, nel 2023, un gruppo di ricercatori di Harvard ha scoperto perché la CO2 è così efficace nell’intrappolare il calore. Hanno individuato una particolarità nella struttura della molecola di CO2 che la rende un gas serra potentissimo. Questo dettaglio è cruciale per comprendere il cambiamento climatico.
Raymond Pierrehumbert, fisico dell’atmosfera all’Università di Oxford, ha elogiato questa scoperta, sottolineando come essa dimostri che il riscaldamento globale non è solo un’idea basata su modelli complessi, ma ha radici in una precisa coincidenza numerica legata al modo in cui la CO2 vibra.
La scienza dietro l’effetto serra: da Arrhenius alla meccanica quantistica
È sorprendente pensare che Arrhenius sia riuscito a comprendere l’effetto serra senza conoscere la meccanica quantistica. Questo perché si basava su scoperte precedenti, come quella di Joseph Fourier, che aveva capito come l’atmosfera terrestre trattiene il calore, proteggendoci dal gelo dello spazio. Successivamente, nel 1856, l’americana Eunice Foote notò che la CO2 assorbiva molto bene il calore, mentre l’irlandese John Tyndall riuscì a misurare quanta luce infrarossa veniva intrappolata da questa molecola. Infine, Arrhenius utilizzò queste informazioni per dimostrare che aggiungere più CO2 avrebbe reso la Terra più calda, come aggiungere più isolamento alle pareti di casa.
Ma non tutti furono d’accordo. Il fisico svedese Knut Ångström, ad esempio, sostenne che la CO2 potesse assorbire solo una specifica lunghezza d’onda di calore e che l’atmosfera fosse già “piena” di CO2 a sufficienza per trattenere tutto il calore possibile. Tuttavia, non considerò che la CO2 può assorbire anche altre lunghezze d’onda, anche se con meno efficacia. Questo dettaglio è fondamentale per capire perché il nostro clima sta cambiando.
Le scoperte recenti dimostrano come la meccanica quantistica spieghi l’efficacia della CO2 nell’intrappolare il calore. Il segreto sta in un fenomeno chiamato risonanza di Fermi, che permette alla molecola di CO2 di assorbire una gamma più ampia di lunghezze d’onda luminose. Questo processo è alla base del cambiamento climatico che stiamo vivendo. Questa nuova comprensione non solo rafforza la scienza del clima, ma rende più chiaro e accessibile a tutti perché la CO2 è un problema così grande per il nostro pianeta.
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Fonte: The Planetary Science Journal
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