Sotto il riscaldamento globale, gli elementi di ribaltamento nel sistema Terra possono destabilizzarsi a vicenda e alla fine portare a effetti domino climatici. Le calotte glaciali della Groenlandia e dell'Antartide occidentale sono potenziali punti di partenza per il ribaltamento delle cascate, rivela una nuova analisi di rete. La circolazione ribaltante atlantica fungerebbe allora da trasmettitore, e alla fine ne risentirebbero elementi come la foresta pluviale amazzonica. Le conseguenze per le persone andrebbero dall'innalzamento del livello del mare al degrado della biosfera.

Le interazioni in rete possono abbassare le soglie critiche di temperatura oltre le quali i singoli elementi di ribaltamento iniziano a destabilizzarsi nel lungo periodo, secondo lo studio, il rischio aumenta già significativamente per il riscaldamento da 1,5°C a 2°C, quindi entro l'intervallo di temperatura dell'accordo di Parigi.

"Forniamo un'analisi dei rischi, non una previsione, tuttavia i nostri risultati continuano a destare preoccupazione, "dice Ricarda Winkelmann, Responsabile di FutureLab sulla resilienza della terra nell'antropocene presso il Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK). "Troviamo che l'interazione di questi quattro elementi di ribaltamento può renderli complessivamente più vulnerabili a causa della reciproca destabilizzazione a lungo termine. I feedback tra di loro tendono ad abbassare le soglie di temperatura critiche della calotta glaciale dell'Antartico occidentale, l'Atlantico capovolgendo la circolazione, e la foresta pluviale amazzonica. In contrasto, la soglia di temperatura per un ribaltamento della calotta glaciale della Groenlandia può infatti essere innalzata in caso di un significativo rallentamento del trasporto di calore della corrente del Nord Atlantico. Tutto sommato, questo potrebbe significare che abbiamo meno tempo per ridurre le emissioni di gas serra e comunque prevenire i processi di ribaltamento".

Un terzo delle simulazioni mostra effetti domino già fino a 2°C di riscaldamento globale

Circa un terzo delle simulazioni nello studio mostra effetti domino già a livelli di riscaldamento globale fino a 2°C, dove il ribaltamento di un elemento innesca ulteriori processi di ribaltamento. "Stiamo spostando le probabilità, e non a nostro favore:il rischio chiaramente aumenta quanto più riscaldiamo il nostro pianeta, "dice Jonathan Donges, anche capo del FutureLab di PIK sulla resilienza della terra nell'antropocene. "Eleva notevolmente tra 1 e 3°C. Se le emissioni di gas serra e il conseguente cambiamento climatico non possono essere arrestati, il livello superiore di questo intervallo di riscaldamento verrebbe molto probabilmente superato entro la fine di questo secolo. Con temperature ancora più alte, ci si possono aspettare più cascate di ribaltamento, con effetti devastanti a lungo termine”.

Gli elementi ribaltabili sono parti del sistema Terra che, una volta in uno stato critico, può subire grandi e forse irreversibili cambiamenti in risposta alle perturbazioni. Possono sembrare stabili fino al superamento di una soglia critica di forzatura. Una volta attivato, l'effettivo processo di ribaltamento potrebbe richiedere molto tempo per svolgersi. Le calotte polari, ad esempio, impiegherebbero migliaia di anni per sciogliersi e rilasciare la maggior parte delle loro masse di ghiaccio negli oceani, ma con effetti sostanziali:innalzamento del livello del mare di molti metri, minacciose città costiere come New York, Amburgo, Mumbai o Shanghai. Mentre questo è noto, le dinamiche degli elementi di ribaltamento interagenti non lo erano.

"Ecco solo un esempio delle molte complesse interazioni tra gli elementi di ribaltamento del clima:se c'è un sostanziale scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia che rilascia acqua dolce nell'oceano, questo può rallentare la circolazione rovesciata atlantica che è guidata dalle differenze di temperatura e salinità e trasporta grandi quantità di calore dai tropici alle medie latitudini e alle regioni polari, " spiega Nico Wunderling, primo autore dello studio. "Questo a sua volta può portare a un riscaldamento netto nell'Oceano Antartico, e quindi potrebbe a lungo termine destabilizzare parti della calotta glaciale antartica. Ciò contribuisce all'innalzamento del livello del mare, e l'aumento delle acque ai margini delle calotte glaciali in entrambi gli emisferi può contribuire a destabilizzarli ulteriormente reciprocamente".

"Sarebbe una scommessa audace sperare che le incertezze si giochino bene"

Poiché i modelli del sistema Terra sono attualmente troppo pesanti dal punto di vista computazionale per simulare l'impatto delle interazioni degli elementi di ribaltamento sulla stabilità complessiva del sistema climatico, gli scienziati utilizzano un nuovo approccio di rete. "Il nostro modello concettuale è sufficientemente snello da consentirci di eseguire più di tre milioni di simulazioni variando le soglie di temperatura critiche, punti di forza dell'interazione e struttura della rete, " spiega Jürgen Kurths, Capo del dipartimento di ricerca sulla scienza della complessità del PIK. "Facendo così, potremmo tenere conto delle notevoli incertezze legate a queste caratteristiche delle interazioni di ribaltamento".

"La nostra analisi è conservativa, nel senso che diverse interazioni ed elementi di ribaltamento non sono ancora stati considerati, " conclude Ricarda Winkelmann. "Sarebbe quindi una scommessa azzardata sperare che le incertezze si giochino bene, vista la posta in gioco. In un'ottica precauzionale ridurre rapidamente le emissioni di gas serra è indispensabile per limitare i rischi di attraversamento dei punti critici del sistema climatico, e potenzialmente causando effetti domino."