Se volevi davvero incasinare la produzione alimentare mondiale, un buon punto di partenza sarebbe in Marocco. Non crescono molto qui, ma è sede di miniere che contengono la maggior parte delle riserve conosciute al mondo di roccia fosfatica, la principale fonte del nutriente fosforo. La maggior parte di noi in tutto il mondo, la maggior parte dei giorni, mangerà del cibo coltivato sui campi fertilizzati dalla roccia fosfatica di queste miniere.

Il fosforo è un minerale essenziale per coltivare il cibo, ma la ricerca suggerisce che questo viene estratto in modo insostenibile. Se le riserve scarseggiano, la produzione di cibo sarà limitata e la fame del tutto possibile.

Ora, Davide Vaccari, un ingegnere ambientale presso lo Stevens Institute of Technology, e colleghi hanno sviluppato un modello per descrivere come il fosforo fluisce attraverso il sistema alimentare globale. Il modello, riportato nel numero del 4 settembre di Scienze e tecnologie ambientali , può prevedere come diversi approcci di conservazione potrebbero ridurre la domanda di una risorsa non rinnovabile che è assolutamente vitale per nutrire il mondo.

"Il fosfato è diffuso in tutto il pianeta ma difficilmente riciclato, "disse Vaccari, un pioniere nella ricerca sui fosfati che ha guidato il lavoro. "Il modello ci consente di rispondere a domande specifiche "what if" per vedere come determinati cambiamenti nel comportamento umano potrebbero migliorare significativamente la conservazione di questa risorsa e, per estensione, contribuire a sostenere la produzione alimentare mondiale".

Nel passato, il ciclo del fosforo era praticamente chiuso:i raccolti venivano mangiati dall'uomo e dal bestiame mentre le loro feci venivano usate come fertilizzanti naturali per far crescere di nuovo i raccolti. In questi giorni, il ciclo è interrotto. Ogni anno le rocce fosfatiche vengono estratte e trasformate in fertilizzante. Questo viene convertito in raccolti che vengono trasportati nelle città per il cibo. Parte del fosforo si perde ad ogni passo lungo il percorso e finisce nell'ambiente. Il deflusso dalle fattorie va nei corsi d'acqua, i rifiuti alimentari finiscono nelle discariche, e i rifiuti umani vanno allo smaltimento delle acque reflue, la maggior parte finisce in mare. Un ciclo è diventato un processo lineare.

Vaccari e colleghi modellano questo ciclo, con "manopole" che possono essere alzate o abbassate per creare diversi scenari di conservazione. Quando si gira una manopola, ad es. frazione di carne animale nella dieta, frazione di cibo sprecata, frazione di rifiuti umani riciclati:il modello, quali fattori determinano perdite e perdite dal sistema alimentare, torna indietro per calcolare il grado di riduzione dell'estrazione di fosfati.

Il modello mostra diversi risultati interessanti:

• I cambiamenti della dieta collettiva possono ridurre sostanzialmente la domanda di estrazione di fosfati. Poiché animali diversi hanno un'impronta diversa sull'estrazione del fosfato, questi cambiamenti potrebbero includere la riduzione del consumo totale di carne o il passaggio a carni che richiedono meno mangime per essere prodotte; Per esempio, ci vogliono 32 libbre di mangime per produrre carne commestibile; 11 sterline per produrre carne di maiale commestibile; e quattro per produrre pollo commestibile e circa uno o due per latte e uova. Meno chili di mangime sono necessari, la minore domanda di estrazione di fosfati.
• I cambiamenti nella dieta ridurrebbero la domanda di fosforo minerario solo fino a un certo punto; poi, sorprendentemente, la domanda aumenterebbe. Questo perché mangiare meno carne porterebbe necessariamente a mangiare più raccolti e inizialmente, le colture potrebbero utilizzare il fosforo proveniente da risorse non minerarie, come l'erosione minerale naturale nel suolo. Però, l'erosione minerale naturale non sarebbe sufficiente a sostenere l'aumento della domanda di colture, quindi le miniere di fosfato avrebbero di nuovo bisogno di essere sfruttate.
• I calcoli mostrano che ridurre la quantità di cibo che sprechiamo è circa 80 volte più efficace nel conservare il fosforo rispetto al riciclaggio degli stessi rifiuti.
• Anche se il 100% del fosforo nei nostri rifiuti umani fosse riciclato, l'estrazione di fosforo sarebbe ridotta solo del 16% circa; riciclare il 100% dei rifiuti alimentari ridurrebbe l'attività mineraria del 5%. Il riciclaggio ha un effetto così basso sulla conservazione perché il fosforo riciclato è soggetto a molte delle stesse perdite nel sistema alimentare dei fertilizzanti. Così, anche se il riciclaggio è ancora parte della soluzione, è molto meglio ridurre la quantità di rifiuti che produciamo in primo luogo.
• Se il mondo dovesse dipendere interamente dal fosforo oltre che dall'estrazione mineraria, sarebbe in grado di sostenere solo circa un terzo dell'attuale popolazione mondiale, utilizzando gli attuali livelli di utilizzo e l'efficienza di riciclaggio.
• Però, se aumentassimo sostanzialmente la nostra efficienza, sarebbe possibile sostenere circa il doppio dell'attuale popolazione mondiale.

Il mondo, però, non sta per finire il fosforo. Ai tassi di utilizzo attuali, riserve note di fosforo potrebbero sostenere la produzione agricola per diversi secoli, secondo Vaccari. Ma a differenza dell'azoto, che costituisce il 78% dell'atmosfera (e un ingrediente principale nei fertilizzanti), il fosfato è una risorsa limitata e "nuove fonti di fosforo saranno difficili da trovare, ", ha detto Vaccari.

Ridurre l'estrazione di fosfato ha altri vantaggi. Quando il fosforo "fugge" dall'agricoltura, sistemi di produzione alimentare e smaltimento rifiuti, contribuisce a gravi problemi di inquinamento delle acque come la proliferazione di alghe nocive nei laghi e nella zona costiera. A parte i noti problemi di salute pubblica e l'impatto economico delle fioriture algali nelle comunità di pescatori, una varietà mortale di alghe ha recentemente causato la morte di diversi cani negli Stati Uniti meridionali.

"Il fosforo è essenziale per la vita, ", ha affermato Vaccari. "Quindi il piano è di mantenerlo a lungo estraendo il fosfato in modo sostenibile e responsabile, e questo modello ci aiuta a individuare modi ottimali per farlo".