Scienze

Catturare CO2 negli oceani: i progetti di ingegneria climatica preoccupano i biologi marini

I sistemi di ingegneria climatica per far assorbire più CO2 agli oceani rischiano di alterarne gli equilibri: i biologi marini hanno lanciato un appello dalle pagine di Science.

I mega-progetti di geoingegneria che mirano a far assorbire più CO2 agli oceani vanno attuati con cautela per non rischiare di alterare il delicato equilibrio biologico degli ecosistemi marini profondi. L'appello è stato lanciato dalle colonne della rivista Science da un gruppo di 13 biologi marini di prestigio internazionale – fra cui l'italiano Roberto Danovaro dell'Università Politecnica delle Marche – guidati da Lisa Levin della Scripps Institution of Oceanography di San Diego.


SISTEMA A RISCHIO. Gli oceani svolgono da sempre un ruolo fondamentale nel mitigare l'impatto dei gas serra: assorbono infatti oltre il 25% della CO2 atmosferica. Questo può avvenire sia in modo diretto, dissolvendo la CO2 in acqua, sia in modo indiretto: il carbonio viene inglobato dalla fotosintesi delle alghe, che vengono mangiate dai pesci o sedimentano sui fondali dove resta intrappolato per millenni nei sedimenti.

Oggi, però, questo ruolo è in crisi: l'aumento della concentrazione di CO2 negli oceani rende più acida l'acqua di mare, mettendo a rischio la produzione dei gusci dei molluschi e la formazione degli scheletri dei coralli.

EFFETTI DA TESTARE. Negli ultimi anni, tuttavia, sono stati proposti molti progetti promettenti di ingegneria climatica che mirano a potenziare il ruolo degli oceani nel rimuovere la CO2 dall'atmosfera. In molti casi la loro efficacia deve essere ancora testata su ampia scala. Ed è proprio questo il punto debole di gran parte delle iniziative, osservano gli autori della ricerca, che fanno parte del gruppo di lavoro sul clima della Deep Ocean Stewardship Initiative.

«I progetti proposti sono per lo più ancora in una fase teorica, basata su modelli o in una fase di studio-pilota», argomentano gli scienziati. «È probabile che i progetti proposti abbiano un impatto sugli ecosistemi oceanici, compresi quelli nelle profondità marine (> 200 m di profondità), una regione oceanica poco studiata ma fondamentale per il funzionamento della Terra. Il mare profondo, con scarso apporto energetico, condizioni tipicamente fredde, stabili, e bassa densità di organismi con metabolismo ridotto, richiede attenzioni specifiche. In molti casi queste caratteristiche uniche verranno modificate direttamente da molti dei metodi proposti».

L'APPELLO dei biologi. Di qui una raccomandazione ai politici: «L'urgenza della crisi climatica richiede uno sforzo di ricerca accelerato e mirato sugli effetti di queste tecnologie sulle proprietà fisiche e chimiche degli oceani profondi e sugli ecosistemi delle acque profonde». Ovvero, prima di attuare queste tecnologie su ampia scala, occorre testarle per verificare che non abbiano effetti indesiderati sugli ecosistemi marini, e in particolare sulle acque profonde che costituiscono il 90% degli oceani.

Ma che cosa prevedono i progetti di ingegneria climatica per il mare? Sono 8 (albedo artificiale, nuvole artificiali, alcalinizzazione, carbonio blu, macroalghe, fertilizzazione, CO2 liquida, impianti off-shore) suddivisi in 4 categorie:
1) metodi di raffreddamento,
2) metodi a impatto profondo,
3) sequestro del carbonio,
4) riduzione dell'impatto.
Almeno metà di questi progetti preoccupa i biologi marini. Ecco che cosa prevedono.

I progetti di ingegneria climatica e i loro possibili effetti sulla biochimica marina descritti nello studio uscito su Science (Lisa Levin "Deep-sea impacts of climate interventions", 9 marzo 2023, Vol 379) © Science

METODI DI RAFFREDDAMENTO. Per limitare il surriscaldamento dei mari, alcuni scienziati hanno pensato di aumentare la capacità di riflettere la radiazione solare (albedo) delle acque marine. Questo risultato può essere ottenuto pompando bolle d'aria sulla superficie, oppure iniettando in mare particelle inorganiche molto fini (carbonati, silicati). «L'uso di queste particelle può rilasciare in mare metalli pesanti tossici (cadmio, nickel, cromo)», commenta Roberto Danovaro. «La produzione di bolle modifica gli scambi tra mare e atmosfera e potrebbe alterare l'evaporazione del mare, influenzando il ciclo dell'acqua».

Un secondo progetto di geoingegneria mira a favorire la formazione di nuvole in modo da formare uno schermo protettivo per limitare il riscaldamento degli oceani e favorire così le piogge. Il metodo consiste nell'utilizzare particelle (alghe, cristalli di sale) come nuclei per far addensare l'umidità e innescare le piogge. Il metodo non risulta però realizzabile su grande scala.

Una stella marina: come molti organismi marini risente del riscaldamento dei mari e della loro acidificazione.
Una stella marina: come molti organismi risente del riscaldamento dei mari e della loro acidificazione. © Shutterstock

METODI A IMPATTO PROFONDO. Per ridurre l'acidificazione degli oceani, alcuni scienziati propongono di spargere in mare l'idrossido di calcio (calce idrata), in modo da aumentarne il pH e ridurre l'acidità. L'idea è quella di scaricare la calce utilizzando le flotte navali commerciali (container, navi passeggeri).

Le simulazioni modellistiche mostrano che dopo 30 anni di alcalinizzazione il Mediterraneo potrebbe sequestrare il doppio di CO2 rispetto a oggi e si bloccherebbe l'acidificazione. «Il problema è che si ignorano gli effetti a lungo termine di questa sostanza sulla vita marina», commenta Danovaro. «Senza contare che questo metodo presenta costi elevati se realizzato su ampia scala».

Fioritura di alghe: può essere un effetto indesiderato delle strategie per assorbire più CO2 dai mari
Fioritura di alghe: può essere un effetto indesiderato delle strategie per assorbire più CO2 dai mari. © Shutterstock

SEQUESTRO DEL CARBONIO. Gli scienziati hanno immaginato 4 modi per rimuovere CO2 direttamente dall'atmosfera. L'unico privo di controindicazioni è il cosiddetto "carbonio blu", ovvero quello immagazzinato negli ecosistemi costieri e marini sotto forma di biomassa dai mangrovieti, dalle torbiere e dalle praterie di fanerogame (come la posidonia).

Un metodo simile, con alcune controindicazioni, consiste nella coltivazione di macroalghe o nella deposizione di residui colturali sui fondali marini: le macroalghe possono essere coltivate su piattaforme off-shore (ad esempio su parchi eolici galleggianti), contribuendo così con la fotosintesi a catturare il carbonio.

«Le zattere di macroalghe potrebbero fungere da vettori che introducono contaminanti costieri, microbi, parassiti e altre specie associate nell'oceano aperto e nelle profondità marine», avverte Danovaro. «E potrebbero assorbire nutrienti a scapito di altre specie. Quindi sono metodiche da valutare attentamente per i potenziali impatti».

E SE FERTILIZZASSIMO GLI OCEANI? Un metodo simile è chiamato "fertilizzazione degli oceani": si aggiungono nutrienti (ferro, azoto, fosforo) per stimolare la crescita di microalghe capaci di catturare il carbonio attraverso la fotosintesi. Le alghe, una volta cresciute, scendono sul fondale dove il carbonio viene stoccato.

«La crescita di microalghe potrebbe alterare l'equilibrio ecologico delle aree profonde, dove di solito ci sono poche sostanze nutritive», commenta l'esperto. «L'eccessivo aumento di alghe potrebbe ridurre la quantità d'ossigeno in acqua, oppure aumentare la produzione di ossido d'azoto e metano (gas serra) o di idrogeno solforato (tossico). Proprio come avviene per ragioni analoghe nel Mar Nero profondo che è completamente anossico, cioè privo di ossigeno».

QUando la CO2 si fa liquida. Nell'ultima categoria rientra anche una tecnologia più complessa: stoccare la CO2 liquida nei fondali marini. Sopra le 80 atmosfere di pressione (ovvero oltre gli 800 m di profondità) la CO2 diventa infatti liquida, così può scorrere in tubature e arrivare nel sottosuolo. E, una volta sotto il fondale marino, può restare intrappolata nei pori delle rocce per millenni, sigillata da uno strato di argilla e sabbia (purché in aree geologicamente stabili).

Il metodo è ampiamente sperimentato, ma è economicamente sostenibile solo se le fonti di emissione di CO2 (come gli impianti di estrazione di idrocarburi) sono vicini ai siti di stoccaggio.

Impianti eolici offshore: l'energia del vento può servire per ricavare energia da usare per ottenere idrogeno.
Impianti eolici offshore: l'energia del vento può servire per ricavare energia da usare per ottenere idrogeno. © Shutterstock

RIDUZIONE DELLE EMISSIONI. L'ultimo metodo, invece, non ha apparenti controindicazioni e consiste nell'installazione di impianti offshore per la produzione di energia rinnovabile: pale eoliche, energia geotermica (dai sistemi idrotermali nei fondali), energia dalle onde (sfruttando i movimenti delle maree) o attraverso la risalita artificiale (nei mari molto profondi sfrutta la differenza di temperatura tra l'acqua superficiale fredda e quella calda per alimentare una turbina per produrre elettricità). Tutti modi per ottenere energia pulita sfruttando il mare.

16 marzo 2023 Vito Tartamella
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