I grandi incendi boschivi, fenomeno sempre più diffuso a causa dei cambiamenti climatici, emettono in atmosfera massicce quantità di fumo e particolato, riducendo la presenza di biossido di azoto (NO2) e danneggiando lo strato di ozono alle medie latitudini.
Il ripetersi di questo tipo di incendio catastrofico potrebbe compromettere il successo nella protezione dello strato di ozono raggiunto attraverso l’attuazione del Protocollo di Montreal, secondo uno studio condotto dai chimici atmosferici del Massachusetts Institute of Technology (MIT, Stati Uniti), i cui risultati sono stati pubblicati (1 marzo) sulla rivista PNAS.
Anche gli incendi del 2019-2020 hanno causato danni significativi alla fauna selvatica.
L’indagine si concentra sugli incendi boschivi in Australia nel 2019 e nel 2020, dove sono stati bruciati più di 175.000 chilometri quadrati (un’area grande la metà dell’Italia), ma nella sintesi delle conclusioni compare un’estrapolazione molto chiara: “I risultati indicano che è aumentata l’attività degli incendi boschivi in un mondo in fase di riscaldamento Potrebbe ritardare il recupero dello strato di ozono”.
Evoluzione del buco nello strato di ozono.
cosiddetti incendi estate nera Dall’Australia, ha pompato più di un milione di tonnellate di particelle di fumo nell’atmosfera, raggiungendo un’altezza di 35 chilometri sopra la superficie terrestre; Massa ed estensione simili a un vulcano in eruzione.
I chimici atmosferici del Massachusetts Institute of Technology hanno scoperto che il fumo di quegli incendi ha innescato reazioni chimiche nella stratosfera che hanno contribuito alla distruzione dello strato di ozono, che protegge la Terra dalle radiazioni ultraviolette del sole.
Gli autori della ricerca osservano che questa è la prima volta che viene stabilito un legame chimico tra il fumo degli incendi e l’esaurimento dell’ozono stratosferico.
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Nel marzo 2020, poco dopo che gli incendi si erano placati, il team ha notato un forte calo del biossido di azoto nella stratosfera, il primo passaggio di una catena chimica nota per terminare con l’esaurimento dello strato di ozono. I ricercatori hanno scoperto che questa diminuzione del biossido di azoto è direttamente correlata alla quantità di fumo che gli incendi rilasciano nella stratosfera. I calcoli descritti in questo studio indicano che questa reazione indotta dal fumo ha esaurito l’ozono della colonna dell’1%.
“Gli incendi australiani sembrano il più grande evento di sempre, ma mentre il riscaldamento globale continua, ci sono tutte le ragioni per credere che questi incendi diventeranno più frequenti e intensi”, ha affermato l’autrice principale dello studio Susan Solomon, professoressa di studi ambientali al MIT. “È un altro campanello d’allarme, proprio come il buco dell’ozono antartico, in termini di mostrare quanto possono essere brutte le cose”.
I coautori dello studio includono Ken Stone, ricercatore presso il Dipartimento di Scienze della Terra, dell’Atmosfera e del Planetario del MIT, insieme a collaboratori di diverse istituzioni, tra cui l’Università del Saskatchewan, l’Università di Jinan, il Centro nazionale per la ricerca atmosferica e l’Università del Colorado a Boulder.
Dopo i segni chimici
Uno studio precedente sui principali incendi in Australia, condotto nel 2021 da Bingfei Yu della Jinan University, ha mostrato che il fuoco e il fumo hanno riscaldato parti della stratosfera fino a 2 gradi Celsius nel corso di sei mesi. Lo studio ha anche trovato prove della distruzione dello strato di ozono nell’emisfero meridionale dopo gli incendi.
Continuando questa linea di ricerca, lo studio in corso di pubblicazione si è concentrato sui potenziali effetti del fumo e del particolato sullo strato di ozono. Hanno scoperto che quando le molecole si formano nell’atmosfera, accumulano umidità e possono reagire con le sostanze chimiche che circolano nella stratosfera, incluso l’ossido di azoto (pentossido di azoto), che reagisce con le molecole per formare acido nitrico.
Normalmente, il pentossido di azoto reagisce con il sole per formare diversi tipi di azoto, incluso il biossido di azoto, un composto che si lega alle sostanze chimiche contenenti cloro nella stratosfera. Quando il fumo vulcanico converte il pentossido di diazoto in acido nitrico, il biossido di azoto cade ei composti del cloro prendono un’altra strada, trasformandosi in monossido di cloro, il principale agente umano che distrugge l’ozono.
Nel nuovo studio, Solomon e colleghi hanno esaminato come sono cambiate le concentrazioni di biossido di azoto nella stratosfera dopo gli incendi australiani. Se queste concentrazioni diminuissero in modo significativo, sarebbe un segno che il fumo degli incendi sta esaurendo l’ozono attraverso le stesse reazioni chimiche di alcune eruzioni vulcaniche.
Il team ha analizzato le osservazioni di biossido di azoto effettuate da tre satelliti indipendenti che hanno esaminato l’emisfero australe per periodi di tempo variabili. Hanno confrontato il record di ciascun satellite nei mesi e negli anni prima e dopo gli incendi australiani. Tutti e tre i record hanno mostrato una significativa diminuzione del biossido di azoto nel marzo 2020. Per il record del satellite, la diminuzione rappresenta il livello più basso in assoluto tra le osservazioni degli ultimi 20 anni.
Per verificare che il calo del biossido di azoto fosse un effetto chimico diretto del fumo degli incendi, i ricercatori hanno condotto simulazioni atmosferiche utilizzando un modello 3D globale che simula centinaia di reazioni chimiche nell’atmosfera, dalla superficie alla stratosfera. .
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Il team ha iniettato una nuvola di particelle di fumo nel modello per simulare ciò che è stato osservato negli incendi boschivi australiani. Pensavano che le particelle, come aerosol vulcanici, accumulassero umidità. Quindi hanno eseguito il modello più volte e confrontato i risultati con una simulazione senza la nuvola di fumo.
In ogni simulazione che includeva il fumo degli incendi, il team ha scoperto che all’aumentare della quantità di particelle di fumo nella stratosfera, le concentrazioni di biossido di azoto diminuivano, coerentemente con le osservazioni di tutti e tre i satelliti.
“Il comportamento che abbiamo visto, da sempre più aerosol e sempre meno biossido di azoto, sia nel modello che nei dati, è un’impronta digitale piuttosto interessante”, afferma Solomon. “Questa è la prima volta che la scienza ha creato un meccanismo chimico che collega il fumo di un incendio all’esaurimento dell’ozono. Potrebbe essere solo un meccanismo chimico tra i tanti, ma è chiaramente presente. Ci dice che queste particelle sono bagnate e hanno dovuto causare una riduzione dell’ozono. “
Gli studi sono in corso
Gli autori del nuovo studio stanno studiando altre reazioni del fumo degli incendi boschivi che potrebbero contribuire ulteriormente all’esaurimento dello strato di ozono. Per ora, il principale fattore di riduzione dell’ozono rimangono i CFC, che sono sostanze chimiche come i vecchi refrigeranti che erano stati banditi dal Protocollo di Montreal, ma rimangono nella stratosfera. Ma poiché il riscaldamento globale porta a incendi più forti e frequenti, il loro fumo potrebbe avere un effetto pericoloso e duraturo sullo strato di ozono.
“Il fumo degli incendi è una miscela molto complessa e tossica di composti organici”, afferma il professor Solomon. “E temo che l’ozono stia attraversando un’intera reazione a catena che ora stiamo lavorando freneticamente per smantellare”.
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