Gli scienziati del MIT hanno scoperto che i clorofluorocarburi che riducono lo strato di ozono, o CFC, rimanere nell'atmosfera per un periodo di tempo inferiore a quanto precedentemente stimato. Il loro studio suggerisce che i CFC, che sono stati gradualmente eliminati a livello globale nel 2010, dovrebbe circolare a concentrazioni molto inferiori a quelle misurate di recente.

I nuovi risultati, pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura , implicare che nuovo, negli ultimi anni si è probabilmente verificata una produzione illegale di CFC. Nello specifico, l'analisi indica nuove emissioni di CFC-11, CFC-12, e CFC-113. Queste emissioni sarebbero in violazione del Protocollo di Montreal, il trattato internazionale progettato per eliminare gradualmente la produzione e il consumo di CFC e altre sostanze chimiche dannose per l'ozono.

Le stime dello studio attuale sulle nuove emissioni globali di CFC-11 sono superiori a quanto riportato da studi precedenti. Questo è anche il primo studio a quantificare nuove emissioni globali di CFC-12 e CFC-113.

"Troviamo che le emissioni totali provenienti dalla nuova produzione siano dell'ordine di 20 gigagrammi all'anno per ciascuna di queste molecole, " dice l'autore principale Megan Lickley, un postdoc presso il Dipartimento della Terra del MIT, Atmosferico, e Scienze Planetarie. "Questo è più alto di quanto suggerito dagli scienziati precedenti per CFC-11, e identifica anche probabili nuove emissioni di CFC-12 e 113, che in precedenza era stato trascurato. Poiché i CFC sono gas serra così potenti e distruggono lo strato di ozono, questo lavoro ha importanti implicazioni per la salute del nostro pianeta".

I coautori dello studio includono Sarah Fletcher della Stanford University, Matt Rigby dell'Università di Bristol, e Susan Salomone, il professore di studi ambientali di Lee e Geraldine Martin nel Dipartimento della Terra del MIT, Scienze dell'atmosfera e planetarie.

Banca per tutta la vita

Prima della loro graduale eliminazione globale, I CFC sono stati ampiamente utilizzati nella produzione di refrigeranti, spray per aerosol, solventi chimici, e isolamento degli edifici. Quando vengono emessi nell'atmosfera, le sostanze chimiche possono salire nella stratosfera, dove interagiscono con la luce ultravioletta per rilasciare atomi di cloro, i potenti agenti che erodono l'ozono protettivo della Terra.

Oggi, I CFC sono per lo più emessi dalle "banche":vecchi frigoriferi, condizionatori, e isolamento che sono stati prodotti prima del divieto chimico e da allora hanno lentamente disperso i CFC nell'atmosfera. In uno studio pubblicato lo scorso anno, Lickley e i suoi colleghi hanno calcolato la quantità di CFC ancora presenti nelle banche oggi.

Lo hanno fatto sviluppando un modello che analizza la produzione industriale di CFC nel tempo, e quanto velocemente i vari tipi di apparecchiature rilasciano CFC nel tempo, stimare la quantità di CFC stoccati nelle banche. Hanno quindi incorporato gli attuali valori raccomandati per la durata delle sostanze chimiche per calcolare le concentrazioni di CFC derivati ​​​​da banche che dovrebbero essere nell'atmosfera nel tempo. Sottrarre queste emissioni bancarie dalle emissioni globali totali dovrebbe produrre qualsiasi imprevisto, produzione illegale di CFC. Nel loro nuovo documento, i ricercatori hanno cercato di migliorare le stime della durata dei CFC.

"Le attuali migliori stime della vita atmosferica hanno grandi incertezze, " Dice Lickley. "Ciò implica che le emissioni globali hanno anche grandi incertezze. Per perfezionare le nostre stime delle emissioni globali, abbiamo bisogno di una stima migliore della vita atmosferica".

Picco aggiornato

Piuttosto che considerare la durata e le emissioni di ciascun gas separatamente, come fanno la maggior parte dei modelli, il team ha esaminato CFC-11, 12, e 113 insieme, per tenere conto di processi atmosferici simili che influenzano la loro vita (come i venti). Questi processi sono stati modellati da sette diversi modelli chimico-climatici, ognuno dei quali fornisce una stima della vita atmosferica del gas nel tempo.

"Iniziamo supponendo che i modelli siano tutti ugualmente probabili, " Dice Lickley. "Poi aggiorniamo la probabilità di ciascuno di questi modelli, in base alla corrispondenza con le osservazioni delle concentrazioni di CFC prese dal 1979 al 2016."

Dopo aver incluso queste vite modellate chimico-climatiche in un modello di simulazione bayesiana di produzione ed emissioni, il team è stato in grado di ridurre l'incertezza nelle loro stime di vita. Hanno calcolato le durate per CFC-11, 12, e 113 per avere 49 anni, 85 anni, e 80 anni, rispettivamente, rispetto ai migliori valori attuali di 52, 100, e 85 anni.

"Poiché le nostre stime sono più brevi degli attuali valori consigliati, ciò implica che le emissioni sono probabilmente superiori a quelle che sono state le migliori stime, "dice Lickley.

Per testare questa idea, il team ha esaminato come la durata più breve dei CFC avrebbe influenzato le stime delle emissioni impreviste, in particolare tra il 2014 e il 2016. Durante questo periodo, i ricercatori hanno precedentemente identificato un picco nelle emissioni di CFC-11 e successivamente hanno tracciato la metà di queste emissioni nella Cina orientale. Da allora gli scienziati hanno osservato una diminuzione delle emissioni da questa regione, indicando che qualsiasi produzione illegale lì è cessata, sebbene la fonte delle restanti emissioni impreviste sia ancora sconosciuta.

Quando Lickley e i suoi colleghi hanno aggiornato le loro stime delle emissioni della banca CFC e le hanno confrontate con le emissioni globali totali per questo periodo di tre anni, hanno trovato prove per nuovi, emissioni impreviste dell'ordine di 20 gigagrammi, o 20 miliardi di grammi, per ogni sostanza chimica.

I risultati suggeriscono che durante questo periodo, c'era di nuovo, produzione illegale di CFC-11 superiore alle stime precedenti, oltre alla nuova produzione di CFC-12 e 113, che non si era visto prima. Insieme, Lickley stima che queste nuove emissioni di CFC siano equivalenti alle emissioni totali annuali di gas serra emesse dal Regno Unito.

Non è del tutto sorprendente trovare emissioni inaspettate di CFC-12, poiché la sostanza chimica è spesso coprodotta in processi di produzione che emettono CFC-11. Per CFC-113, l'uso della sostanza chimica è consentito dal Protocollo di Montreal come materia prima per produrre altre sostanze chimiche. Ma il team calcola che le emissioni impreviste di CFC-113 sono circa 10 volte superiori a quelle attualmente consentite dal trattato.

"Con tutti e tre i gas, le emissioni sono molto inferiori a quelle che erano al loro picco, " Dice Lickley. "Ma sono gas serra molto potenti. Libra per libra, sono da cinque a dieci, 000 volte più di una sostanza chimica per il riscaldamento globale rispetto all'anidride carbonica. E attualmente stiamo affrontando una crisi climatica in cui ogni fonte di emissione che possiamo ridurre avrà un impatto duraturo sul sistema climatico. Prendendo di mira questi CFC, in sostanza ridurremmo un po' il contributo al cambiamento climatico".