8. FISICA E STORIA DELLA TERRA

8.7 ECOLOGIA

Science, 5 Mar 93, Vol. 259, PG. 1390 - Peter Aldhous - Un recente rapporto della FAO riassume la situazione della deforestazione sulla terra. In uno studio del 1982 era stato stimato che 11,3 milioni di ettari di foreste tropicali venivano distrutte ogni anno negli anni ‘70, negli anni ‘80 si sono raggiunti i 15,4 milioni di ettari annui. Il Sud America era responsabile di 6,2 milioni di ettari, un rate dello 0,6% del suo patrimonio, ma il Sud Est Asiatico ne perdeva lo 1,6% e l’America Centrale era vicina allo 1,5%. Per tipo di foresta le perdite sono così riassunte:

Questi risultati evidenziano che oggi bisogna spostare l’attenzione non tanto sul Brasile, che ha un suo sistema di monitoraggio e che è già sensibilizzato, quanto su paesi come l’Indonesia e lo Zaire che hanno una scarsa conoscenza del proprio problema. Il Sud Est Asiatico possiede ancora delle zone di alto valore per biodiversità che sono in pericolo di distruzione totale.

La FAO ha difficoltà economiche per portare avanti l’aggiornamento dei dati ad esempio acquistando le immagini del programma Landsat (USA). Si pensa che si dovranno sfruttare due sorgenti: il progetto Landsat Pathfinder USA e quello coordinato dalla Comunità Europea nel centro di ricerca di Ispra in Italia che sfrutta le immagini dei satelliti meteorologici.

Science, 2 Apr 93, Vol. 260, pg. 17 - Donald Ludwig - La storia ha insegnato che difficilmente si raggiunge il consenso per ridurre lo sfruttamento delle risorse quando vi sono immediate prospettive di guadagno. Inevitabilmente si arriva a un sovra sfruttamento fino al punto di collasso ed estinzione. Solo a questo punto si fa avanti l’idea dello sfruttamento sostenibile. 3000 anni fa in Sumeria si sostituì l’orzo al frumento perché il primo era più resistente alla salsedine e si continuò ad irrigare fino a rendere il terreno salato e improduttivo. Lo stesso risultato si avrà con la continua irrigazione in California. Il concetto di massima resa sostenibile applicato all’industria della pesca è stato un fallimento: non si riesce a mantenere una condizione stazionaria. Anche l’idea che la ricerca nell’ecologia possa risolvere i problemi è falsa perché il problema delle risorse non è in realtà un problema ambientale, ma umano legato al crescere della popolazione.

Science, 23 Apr 93, Vol. 260, pg. 490 - Richard A. Kerr - Dopo l’eruzione del vulcano Pinatubo nelle Filippine le misure effettuate dal satellite Nimbus-7 con il TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) fra il ‘92 ed il ‘93 hanno mostrato una caduta del livello di ozono alle latitudini intermedie. Attualmente la riduzione è dal 2 al 4%; si pensa che le polveri vulcaniche, come le particelle di ghiaccio delle nubi polari, catalizzano la distruzione degli ossidi di azoto che normalmente bloccano l’azione della clorina proteggendo l’ozono. Le previsioni mediante modelli al computer danno valori di riduzione molto più alti, fino al 10 e 20% e si pensa che ciò sia dovuto a modifiche nella circolazione provocate dal riscaldamento solare delle nubi contenenti le polveri vulcaniche.

Science, 30 Apr 93, Vol. 260, pg. 619 - Random Samples - Lo Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) sta sperimentando un metodo per studiare dall’alto le foreste pluviali installando dei sensori su una gondola retta da una grande gru alta 40 m. La gru ha 55 m di raggio e permette di misurare su un’ampia superficie come si stratifica il vapore acqueo e lo CO2 sopra la foresta. Questo metodo è migliore di quello adottato dai francesi che usano un pallone ad aria calda.

Science, 30 Apr 93, Vol. 260, pg. 628 - Daniel Jean Stanley - Il ciclo annuale del Nilo è stato profondamente alterato dopo la costruzione (1902) e la modifica (1912 e 1934) della bassa diga di Assuan. Successivamente la chiusura dell’alta diga di Assuan nel 1964 ha fornito l’Egitto della vitale energia elettrica, ma ha reso costante il flusso del Nilo prima molto variabile durante l’anno. L’aumento crescente della popolazione ha provocato un aumento della richiesta di acqua per irrigazione lungo la valle del Nilo. In conseguenza l’acqua nel nord del delta si è andata riducendo ed è diventata sempre più inquinata. Si prevede che la popolazione dell’Egitto raggiungerà i 100 milioni nel 2025, con tale aumento ogni misura per equilibrare le esigenze risulterà inadeguata.

Science, 11 Jun 93, Vol. 260, pg. 1580 - Gary Taubes - Mentre aumentano le prove sul ruolo dei composti di clorofluorocarbonio (CFC) sulla riduzione dello strato di ozono, sono recentemente cresciute le critiche a questa teoria ed alle sue conclusioni. Poiché l’azione sull’ozono è mediato dall’emissione di clorina da parte dei CFC, si è calcolata la quantità di clorina liberata nell’atmosfera dai processi naturali. Si valuta a 600 milioni di tonnellate la clorina liberata annualmente dal mare, 36 milioni di tonnellate quelle emessa dai vulcani, 8,5 quella emessa con la combustione delle biomasse e 5 quella proveniente dagli organismi degli oceani. In confronto il CFC è responsabile dell’emissione di solo 750000 tonnellate di clorina per anno. Il punto cruciale è che la clorina emessa dalle sorgenti naturali è solubile e la massima parte ritorna a terra con le piogge e rimane nella bassa atmosfera, invece il CFC è inerte ed insolubile e finisce sulla stratosfera. Il dibattito è però reso aspro da interessi e dall’influenza politica delle fazioni.

Science, 17 Sep 93, Vol. 261, pg. 1514 - Richard Stone - Dal 1974 una controversia è stata suscitata dalla Environmental Protection Agency (EPA) sui rischi alla salute provocati dalla presenza di radon nell’acqua potabile. Nel luglio 1991 è stato pubblicato un rapporto secondo cui il radon nell’acqua potabile causa negli USA un eccesso di 192 casi di morte per cancro ogni anno. La EPA raccomanda un livello di contaminazione massimo di 300 picoCurie per litro (pCi/L) che porterebbe i decessi per cancro a 107 per anno con un costo annuale di 272 milioni di US$ annui. Anche se tale cifra è considerata affrontabile per i programmi EPA, il rischio del radon nell’acqua da solo un piccolo contributo al rischio totale del radon. Secondo la stima più attendibile il radon negli ambienti chiusi provoca 13600 morti per cancro al polmone ogni anno.

Science, 22 Oct 93, Vol. 262, pg. 501 - Richard A. Kerr - Le misure dell’ozono sopra l’Antartide hanno rivelato quest’anno una riduzione del 15% rispetto all’anno scorso con sorpresa dei ricercatori che pensavano che fosse stato raggiunto un minimo. La responsabilità è stata data alle polveri emesse dal vulcano Pinatubo. Tuttavia il prossimo anno se le condizioni di temperatura saranno normali, l’ozono dovrebbe tornare alla normalità.

Science, 29 Oct 93, Vol. 262, pg. 648 - Richard A. Kerr - Il Climate Change Action Plan deciso dall’amministrazione Clinton ha lo scopo i mantenere le emissioni che possono produrre l’effetto serra al livello del 1990, ma gli esperti dicono che ciò potrà solo ritardare l’inevitabile. Gli effetti si potranno vedere solo fra centinaia di anni e dipende da come l’oceano e la vegetazione rimuovono tali gas dall’atmosfera. Se il consumo di combustibile continuerà ad aumentare con il ritmo attuale, nel secolo 23mo si raggiungerà un livello 7,6 volte quello preindustriale, fermando la distruzione delle foreste si raggiungerà un fattore 4 e ciò avrà poco effetto sui prossimi cambiamenti climatici.

Science, 5 Nov 93, Vol. 262, pg. 828 - A. A. Rosenberg - L’obiettivo di un uso delle risorse sostenibile è raggiungibile su basi teoriche ed empiriche con un approccio scientifico adeguato. Il pessimismo di D. Ludwig (Science Vol. 260, pg. 17, ‘93) sull’uso rinnovabile delle risorse marine è oggi superato dall’evoluzione verso un sistema di controllo nell’accesso alle risorse della pesca.

Science, 12 Nov 93, Vol. 262, pg. 976 - Timothy H. Tear - La protezione delle specie minacciate ed a rischio di estinzione è sottoposta in USA dallo Endangered Species Act del 1973. La sua funzione ed estensione è però oggetto di discussioni ed è stato oggetto di critiche. Le specie classificate come minacciate e a rischio, di cui si conosce l’attuale popolazione, sono 54 e non tutte hanno raggiunto il numero critico di individui come il Condor della California, il Gufo macchiato e la Tartaruga del deserto. Si richiedono criteri misurabili per verificare i piani di recupero e stabilire quando cancellare la specie dalla lista. In molti casi il problema sta nella distruzione dell’habitat e, benché lo scopo della protezione sia quello di mantenere la specie nel suo ecosistema, spesso la soluzione è il trasferimento o il mantenimento in cattività e ciò significa che il recupero è iniziato troppo tardi.

Science, 25 Feb 94, Vol. 263, pg. 1086 - Maria Burke - Charles Darwin per primo osservò come le barriere coralline prosperano nelle zone marine dove sono scarse le sostanze nutrienti. Questa è una caratteristica che rende le barriere coralline molto vulnerabili, infatti un eccesso di nutrienti può favorire la formazione di una giungla di alghe che blocca la luce del sole e priva di ossigeno i coralli con un processo noto come eutrofismo. In un esperimento presso la Grande Barriera Corallina (GBR) in Australia, si è visto come la maggiore minaccia sia l’eccesso di fosforo, che blocca anche la calcificazione, e l’azoto che insieme al fosforo stimola la crescita delle alghe.

Science, 22 Apr 94, Vol. 264, pg. 543 - Paul A. Newman - Una riduzione dell’ozono sull’Antartide si è verificata annualmente fin dal 1970. Il buco inizia ogni agosto, culmina agli inizi di ottobre e sparisce agli inizi di dicembre. Un minimo dell’ozono sopra l’Antartico è un fenomeno naturale notato per la prima volta nel 1960, ma oggi il minimo dell’ozono è 50% più basso di quello osservato nel 1970. Rigaud e Leroy sostengono che i valori dell’ozono erano molto bassi nel 1958 già molto prima che fosse stata liberata una quantità significativa di clorofluorocarbonio. Le misure provengono da spettrografie all’ultravioletto del cielo, della luna e di due stelle prese a Dumont d’Urville (66,7°S, 140°E). Se un buco nell’ozono esisteva nel 1958 ci deve essere un meccanismo naturale che distrugge grandi quantità di ozono. Tuttavia queste spettrografie sono inconsistenti con i rilievi in altri siti con lo spettrofotometro Dobson, si deve pensare quindi a un grande errore sistematico nelle misure di Dumont.

Science, 24 Jun 94, Vol. 264, pg. 1842 - Virginia Morell - Nello stato di Washington si è data via libera alla realizzazione di una gru alta 100 m capace di esplorare dall’alto una superficie di 2 ettari di foresta. I ricercatori sospesi ad una gondola possono raggiungere ogni punto della vegetazione per studiare la composizione dell’aria e lo sviluppo di funghi e licheni oltre a tutti gli organismi dagli invertebrati ai mammiferi che vivono in quell’ambiente.

Science, 29 Jul 94, Vol. 265, pg. 606 - Brian Alexander - In Perù, Guatemala ed Indonesia gli ecologisti hanno sostenuto l’idea di preservare fragili ecosistemi lasciando che gli indigeni vivano sul posto seguendo il principio dello sviluppo sostenibile. In Brasile, fra lo Japurà ed il Solimões, si trova una stazione ecologica di foresta che viene sommersa per 7 mesi con un livello d’acqua fino a 10 m: si tratta della varzea in cui piante ed animali hanno raggiunto uno speciale adattamento e le inondazioni provocano una particolare dispersione di materiale genetico. Qui il governo brasiliano vuole lasciare i locali detti caboclos come sorveglianti dell’area vivendo con le risorse dell’ambiente. Lasciando una famiglia ogni 950 ettari l’impatto sull’ambiente risulterebbe minimo.

Science, 2 Sep 94, Vol. 265, pg. 1358 - Random Samples - Due botanici marini del Museo di Storia Naturale di Washington D.C. hanno scoperto un misterioso microbo che sta distruggendo i depositi corallini del Sud Pacifico dall’isola di Cook, 600 miglia ad ovest di Tahiti, fino a Papua Nuova Guinea. Il microbo opera uccidendo le alghe coralline e sembra sia apparso in tempi recenti perché i due botanici studiano le barriere coralline da 30 anni e non lo avevano mai notato.

Science, 9 Sep 94, Vol. 265, pg. 1507 - Philip H. Abelson (Editorial) - Le valutazioni del rischio di cancro della U.S. Environmental Protection Agency si basano su un’estrapolazione lineare degli effetti sperimentati con alte dosi verso minuscole dosi e questo porta ad esagerare enormemente il fattore di rischio. L’estrapolazione lineare non è valida perché implica che negli animali il metabolismo sia identico per grandi e piccole dosi ed implica che una sola molecola può produrre cancro. Le condizioni favorevoli all’insorgere dei tumori si accompagnano alla tossicità, morte delle cellule e loro sostituzione, alle dosi a cui non si ha morte delle cellule queste condizioni non sussistono. Esiste un’ampia capacità di autoriparazione delle lesioni del DNA prodotte continuamente da un gran numero di agenti. Le singole cellule dei mammiferi sono sottoposte a circa 10000 eventi di modifica ogni ora. Esiste quindi sempre un livello di esposizione di sicurezza.

Science, 14 Oct 94, Vol. 266, pg. 217 - Richard A. Kerr - L’aspettativa di una riduzione del buco nell’ozono in Antartide è stata delusa ed il buco si presenta più profondo che mai. L’ottimismo era legato al fatto che le ceneri emesse nel 1991 dal vulcano Pinatubo si sono ormai dissolte. Rimane quindi l’effetto distruttivo della clorina e della bromina proveniente dai prodotti sintetici. Ci si aspetta che il loro aumento nell’atmosfera venga fermato dal controllo internazionale entro il 1998 e, se sono essi a provocare il buco nell’ozono, dovranno passare molti anni prima di notare dei miglioramenti.

Science, 3 Mar 95, Vol. 267, pg. 1256 - Charles C. Mann - Lo Endangered Species Act. per la protezione delle specie a rischio di estinzione trova oggi molti critici per l’alto costo che comporta e per la scarsa efficacia dimostrata. All’emissione della legge nel 1973, da parte del presidente Nixon, la lista degli animali a rischio aveva 122 specie, nel 1994 ne erano state aggiunte altre 833 con una media di 40 all’anno e solo 21 erano state rimosse. Le specie segnalate sono spesso dei casi disperati. Secondo la legge inoltre è previsto di creare per ogni specie un recovery plan al completamento del quale la specie si suppone venga tolta dalla lista. Spesso questi piani prevedono azioni molto ambiziose ed irrealistiche.

Science, 12 May 95, Vol. 268, pg. 823 - Norman Myers - Verrà creata una nuova organizzazione per promuovere la protezione delle foreste: la World Commission on Forests and Sustainable Development. Le foreste che una volta coprivano il 40% della superficie terrestre si sono ridotte di un terzo e negli ultimi 50 anni le foreste tropicali hanno perso la metà della loro superficie. Le foreste temperate sono in uno stato stazionario, ma quelle boreali hanno subito sostanziali riduzioni, quelle tropicali sono le più a rischio per la pressione delle popolazioni che vivono in assoluta povertà e praticano l’agricoltura di taglia-e-brucia e per lo sfruttamento intensivo del legname. Una politica di difesa dovrà seguire alcune linee guida. 1) Incoraggiare uno sviluppo sostenibile delle risorse. 2) Dare alle foreste uno stato istituzionale. 3) Rimuovere i sussidi per la riduzione del costo del legno che favoriscono la deforestazione. 4) Calcolare il costo dell’inazione come costo di riforestazione e perdita di altre risorse commerciali derivate. 5) Considerare le foreste come risorsa globale comune conciliando le prerogative nazionali con l’interdipendenza dell’ecosistema planetario.

Science, 19 May 95, Vol. 268, pg. 955 - Philip H. Abelson (Editorial) - Dal 1994 gli USA hanno necessità di importare petrolio e derivati e si prevede che nel futuro questo sarà un fattore negativo importante del bilancio. I programmi di sviluppare sorgenti alternative e rinnovabili di combustibili non sono stati commensurati al rischio prevedibile di una crisi energetica. Un programma è rivolto ad ottenere alcool etilico dalle biomasse, ma i costi non sono ancora competitivi. I combustibili biodiesel possono essere preparati da prodotti rinnovabili come i semi di soia o l’olio di palma. Il biodiesel è praticamente esente da zolfo, non tossico e facilmente biodegradabile se disperso, produce minor quantità di particolato tossico, è compatibile con le attuali infrastrutture di distribuzione e richiede minimi aggiustaggi agli attuali motori per una resa ottimale.

Science, 21 Jul 95, Vol. 269, pg. 296 - Ted Plafker - Gli ecologisti non sono stati popolari in Cina da quando Mao Zedong ha affermato che il problema ambientale affliggeva solo i paesi capitalisti, ma ora questa ostilità va diminuendo. Con il nuovo leader Deng Xiaoping la Cina si è inserita in molte iniziative, derivate anche dalla conferenza di Rio del 1992 per lo sviluppo sostenibile, con progetti di ricerca mirati.

Science, 21 Jul 95, Vol. 269, pg. 347 - Stuart L. Pimm - Il fenomeno delle estinzioni delle specie è parte della storia della terra. Una stima delle frequenza di estinzione richiede la conoscenza del numero di specie esistenti e moltissime specie non sono descritte. La frequenza di estinzione si misura come numero di estinzioni (E) per 10E6 specie per anno (E/MSY). L’impatto dell’uomo è stato evidente: i Polinesiani che hanno raggiunto le più lontane isole del Pacifico negli ultimi 1000 - 4000 anni, con la semplice tecnologia dell’età della pietra hanno sterminato più di 2000 specie di uccelli, quasi il 15% del totale mondiale. Attualmente si stima la frequenza di estinzione fra 20 e 200 E/MSY. L’incremento esponenziale della popolazione terrestre fa pensare che le specie a rischio saranno estinte entro 100 anni e la futura frequenza di estinzione salirà a 200 - 1500 E/MSY.

Science, 21 Jul 95, Vol. 269, pg. 354 - David E. Bloom - Negli ultimi 10 anni sono state condotte due indagini conoscitive sul giudizio del pubblico riguardo all’ambiente ed ai suoi problemi. Nel 1988 - 1989 dalla Louis Harris & Associates su 8325 persone in 16 paesi, 12 in via di sviluppo e 4 industrializzate; nel 1992 dalla Gallup su 29612 persone di 24 paesi, 12 in via di sviluppo e 12 industrializzate. Interessante è l’opinione raccolta sulle cause in ordine di importanza:

1) il taglio delle foreste è la maggiore causa di inquinamento e danno all’ambiente;

2) l’economia e l’industria si curano più del loro sviluppo che di proteggere l’ambiente;

3) la mancanza di collaborazione fra i paesi del mondo provoca il maggiore danno;

4) lo spreco eccessivo delle risorse: si consuma troppo e si disperde troppo nell’ambiente;

5) la tecnologia produce con sprechi eccessivi e crea troppo inquinamento;

6) la mancanza di educazione ambientale: la gente non sa come proteggere l’ambiente;

7) i governi non pongono abbastanza attenzione alla protezione dell’ambiente;

8) la sovrappopolazione porta al sovrasfruttamento delle risorse.

Sia le nazioni industrializzate che quelle in via di sviluppo accettano almeno la parziale responsabilità per i problemi dell’ambiente e più della metà della popolazione Gallup esprime la sua volontà di pagare per una protezione ambientale. Si riconosce inoltre come naturale il ruolo dei governi e delle agenzie internazionali per la protezione ambientale.

Science, 21 Jul 95, Vol. 269, pg. 358 - Norman Myers - Ai problemi dell’ambiente già noti vanno aggiunti quelli ancora sconosciuti almeno nelle cause, ma i cui effetti vengono già osservati. Fra questi il declino degli anfibi, la perdita di colore dei coralli, le esplosioni di fitoplancton, il declino delle orche marine, la mortalità fra le foche ed i delfini ed il cancro epizoico fra i pesci. Questi fenomeni sono a carattere locale o globale, non hanno spiegazioni immediate od ovvie e si possono fare risalire al diffuso inquinamento. Il meccanismo può essere dovuto ad un fenomeno di discontinuità che si verifica quando l’ecosistema accumula stress per molto tempo fino a giungere ad un punto di rottura o a effetti sinergici di cause diverse che enfatizzano il problema.

Science, 25 Aug 95, Vol. 269, pg. 1058 - José Goldemberg - Il consumo di energia pro capite nei paesi in via di sviluppo è circa 10 volte inferiore a quello dei paesi industrializzati. Nel 1993 solo il 30% di tutta l’energia commerciale del mondo, prodotta da petrolio, gas naturali, carbone, energia nucleare e idroelettrica, è usata nei paesi meno sviluppati dove vivono tre quarti della popolazione umana, il rimanente 70% è usata dai paesi industrializzati dove vive solo in 25% della popolazione. Se nei prossimi decenni i paesi industrializzati continueranno a basarsi sui combustibili fossili come fonte di energia, ciò porterà ad un serio deterioramento delle condizioni ambientali per piogge acide e riscaldamento da effetto serra. D’altra parte è irrealistico pensare che l’uso di fonti rinnovabili di energia possa risolvere il problema. La mancanza di elettricità e di combustibili liquidi e gassosi priva intere popolazioni dall’accesso a migliori condizioni di vita. Il problema reale è oggi di stabilire delle priorità per gli investimenti e su quali tipi di sorgenti di energia puntare. Questi possono essere diversi a secondo delle condizioni locali. Grandi progetti idroelettrici dove possibile anche se possono creare problemi ambientali, sistemi idroelettrici più modesti in altre aree, sistemi generatori fotovoltaici ed eolici in luoghi opportuni, ma sarà necessario anche l’uso dei combustibili non rinnovabili. In caso contrario il blocco allo sviluppo porterà altri seri problemi per la deforestazione e degradazione dell’ambiente di molti paesi ed aggraverà i problemi politici con il terzo mondo.

Science, 22 Sep 95, Vol. 269, pg. 1667 - Richard A. Kerr - Un rapporto diffuso tramite Internet ed il New York Times dallo Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) sponsorizzato dalle UN, afferma, anche se non in maniera ufficiale, che dalla metà degli anni ‘70 si è verificato sulla Terra un aumento globale di temperature che è improbabile sia dovuto a sole cause naturali e quindi viene imputato ad un effetto serra. Attualmente il grado di confidenza è del 90 - 95%, per raggiungere un grado di confidenza del 99% è necessario attendere altri 5 anni di osservazioni.

Science, 6 Oct 95, Vol. 270, pg, 31 - Elizabeth Culotta - Quando si parla di specie a rischio di estinzione si hanno opinioni contrastanti circa il numero minimo di individui necessario per il mantenimento della specie. Nel 1980 i ricercatori stimarono questo numero a 500, nuovi studi genetici suggeriscono che per una effettiva evoluzione la popolazione deve contare da 5000 a 10000 o più individui. Questo aumento del numero minimo di individui tiene conto dell’effetto delle mutazioni che assicurano, con un grado sufficiente di variazione genetica, la vitalità della specie.

Science, 20 Oct 95, Vol. 270, pg, 376 - Richard A. Kerr - Le recenti osservazioni del buco dell’ozono mediante satelliti e palloni mostrano che è ancora largo e profondo come sempre, ma i modelli suggeriscono che questo stato stazionario durerà fino alla fine del secolo per poi recuperare nei successivi 50 anni grazie alle restrizioni sugli agenti chimici prodotti dall’uomo. Nel buco l’ozono è passato da 280 a 98 unità Dobson.

Science, 8 Dec 95, Vol. 270, pg. 1565 - Richard A. Kerr - La scorsa settimana, una riunione tenuta a Madrid sullo stato del clima si è conclusa con una generica affermazione sull’influenza dell’uomo sul clima, ma senza una prova inequivocabile fra l’aumento dei gas da effetto serra, soprattutto anidride carbonica, e l’aumento globale di temperatura di 0,5 gradi riscontrato. Le simulazioni con i modelli sembrano dare ragione all’influenza di un effetto serra, ma molti sono scettici sulla loro validità. Per il momento le nazioni industrializzate si sono imposte di ridurre le emissioni di aerosoli al livello del 1990 entro il 2000, ma non si è sicuri del loro impegno.

Science, 5 Jan 96, Vol. 271, pg. 32 - Richard A. Kerr - Nel 1987 il Montreal Protocol ha stabilito delle restrizioni nell’impiego dei clorofluorocarboni (CFC) per contrastare la distruzione dell’ozono nell’alta atmosfera. Oggi ci sono prove dell’efficacia di queste misure con l’inizio della riduzione della clorina nella stratosfera; continuando il livello di emissione di più di un milione di tonnellate di CFC, entro il 2010 si sarebbe raggiunto un livello di clorina tre volte più alto di oggi (circa 12 p.p.miliardo). Un modello al computer del processo di distruzione dell’ozono prevedeva l’inizio del recupero prima della fine del millennio, ma nuove osservazioni prevedono un ritardo per effetto di un’altra sostanza distruttrice, la bromina, a più bassa concentrazione, ma con un livello di distruzione 40 volte più alto. Oggi le previsioni sono di tornare ai livelli del 1979, anno in cui è risultato evidente il buco dell’ozono nell’Antartico, intorno al 2050.

Science, 15 Mar 96, Vol. 271, pg. 1497 - Anne Simon Moffat - Alcuni ecologisti affermano che un ecosistema ricco di specie ha un futuro più sicuro, altri invece credono che un ecosistema complesso è più vulnerabile ad eventi di disturbo. Il dibattito è iniziato nel 1958 quando un ecologista inglese, Charles Elton, suggerì che un sistema poco diversificato ha una minore stabilità ecologica. Nel 1973 il biologo matematico Robert May dell’università di Oxford presentò prove matematiche che i sistemi diversificati sono meno stabili dei sistemi semplici. Questo perché, più diversificato è l’ecosistema, più complesse sono le relazioni fra le diverse specie ed un disturbo può avere forti ripercussioni sull’abbondanza di singole specie. Un anno dopo May aggiunse che, sebbene la diversità renda più vulnerabili le singole specie, stabilizza però la biomassa totale facendo prosperare alcune specie a svantaggio di altre. Sull’effetto globale rimase la controversia anche perché è difficile una sperimentazione. Dal 1982 sono iniziati una serie di prove su ecosistemi vegetali di erbe per 11 anni. Si è osservato che un alto livello di fertilizzanti riduce la diversità favorendo le specie più produttive ed in condizioni di siccità la biomassa totale si riduce meno in presenza di una maggior diversità, ma le biomasse delle singole specie variano di più da un anno all’altro nei sistemi più diversificati. Ciò conferma che la diversità non garantisce la sopravvivenza delle singole specie.

Science, 12 Apr 96, Vol. 272, pg. 223 - Jerome O. Nriagu - L’inquinamento ambientale provocato dai metalli pesanti è iniziato con l’uso domestico del fuoco, lo sfruttamento delle miniere e la tecnica di lavorazione dei metalli. Durante l’Impero romano furono usate quantità relativamente elevate di metalli pesanti specialmente Pb (80-100000 ton/anno), Cu (15000 ton/anno), Zn (10000 ton/anno), Hg (>2 ton/anno) inoltre Sn e Zn. Benché il tutto venisse prodotto su piccola scala, la mancanza di precauzioni portava a sensibili emissioni di metalli nell’atmosfera. La rivoluzione industriale dal 1800 ha provocato un aumento esponenziale delle emissioni di metallo ed una prova si ha dai depositi nel ghiaccio delle calotte polari e nei sedimenti. Le misure di Pb negli strati di ghiaccio della Groenlandia hanno mostrato un aumento di 4 volte fra il 500 a.C. ed il 300 d.C.; il Pb tornò al valore di base di circa 0,5 pg/g (picogrammi per grammo di materia) dopo la caduta dell’Impero romano, ma salì a 10pg/g nel 1770 ed a 50 pg/g nel 1995; una riduzione a partire dal 1970 è da collegare alla riduzione nell’uso della benzina al piombo negli Stati Uniti ed in Europa. La contaminazione da mercurio è stata particolarmente elevata nel Sud e Centro America quando, fra il 1580 ed il 1900 fu usato il processo “patio” di amalgama con il mercurio per l’estrazione dell’argento; la perdita di mercurio nelle miniere ha totalizzato allora 196000 tonnellate.

Science, 13 Sep 96, Vol. 273, pg. 1518 - David Tilman - Benché nel breve termine vi siano benifici all’intervento umano sulla natura, nel lungo termine si possono verificare dei costi imprevisti. Ad esempio le gravi perdite provocate dalle inondazioni nel midwest degli USA nel 1993 sono state conseguenza degli argini che hanno eliminato la valvola di sfogo costituita dalle inondazioni dei campi vicino ai fiumi. Anche l’estinzione delle specie è una conseguenza della frammentazione dell’habitat prodotta dall’agricoltura, dalle strade e da altre attività umane.

Science, 28 Mar 97, Vol. 275, pg. 1868 - Michael McRae - Lo sfruttamento delle foreste in modo sostenibile ecologicamente è oggi lo slogan degli ambientalisti. Si tratta di far partecipare gli indigeni a questo sfruttamento in modo da renderli interessati al mantenimento dell’ambiente. Recentemente però, durante la riunione annuale della AAAS di febbraio a Seattle, Dick Rice della Washington DC University e Ted Gullison del London Imperial College hanno affermato che lo sfruttamento sostenibile può avere conseguenze negative per le foreste, la biodiversità e perfino gli interessi economici degli stessi indigeni. Si suggerisce come migliore soluzione di permettere il taglio di tutti gli alberi pregiati e quindi interdire la foresta al disboscamento commerciale. Una volta spogliata degli alberi pregiati, la foresta è svalutata dal punto di vista commerciale e potrà essere convertita in parco nazionale con costi più bassi. Nello sfruttamento sostenibile gli alberi tagliati devono essere fatti ricrescere e questo richiede continui interventi per creare radure e ridurre la competizione delle altre piante; questa pratica può devastare la fauna avicola e l’equilibrio fra insetti e piante. La nuova tesi è servita per ridestare la discussione su ciò che si intende per sostenibilità e per chi.

Science, 25 Jul 97, Vol. 277, pg. 494 - Peter M. Vitousek - L’influenza dell’uomo sulla Terra è sostanziale e crescente. L’aumento della popolazione umana e delle risorse consumate trasforma la superficie terrestre ed altera i cicli biogeochimici dell’ecosistema. L’azione si esercita su diversi livelli. Trasformazione della superficie. I cambiamenti sono difficili da misurare a livello regionale o globale ed il metodo migliore è mediante l’uso di immagini da satelliti. Il 10-15% della superficie terrestre è occupata dall’agricoltura o dalle aree urbano-industriali, un altro 6-8% è dedicato alla pastorizia. Queste aree sono sotto il controllo dell’attività umana; tutti gli altri ecosistemi terrestri sono sfruttati come luoghi di estrazione di risorse. La maggioranza della superficie terrestre è formata da zone erbose e semiaride o degradate dal sovrasfruttamento. La frazione di superficie trasformata o degradata dall’umanità raggiunge il 39-50% e questa trasformazione è la causa principale della perdita di diversità biologica a livello globale. Oceani. Poiché la popolazione umana è concentrata prevalentemente lungo le coste, ed il 60% entro una fascia di 100 km, lo sfruttamento delle risorse marine ha prodotto profonde modifiche lungo le coste; ad esempio il 50% dell’ecosistema delle mangrovie è stato trasformato o distrutto dagli uomini. La pesca è concentrata sulle specie superiori dei predatori e per molte specie si è dimostrata non sostenibile; la pesca commerciale scarica inoltre 27 milioni di tonnellate di pescato non utilizzabile. Certe esplosioni di crescita di alghe marine lungo le aree costiere, correlate a cambiamenti di temperatura, nutrienti e salinità, sono provocate dall’attività umana Alterazioni dei cicli biogeochimici. L’umanità aggiunge anidride carbonica (CO2) all’atmosfera bruciando combustibili fossili e convertendo foreste e praterie in ecosistemi a bassa biomassa. Misure accurate iniziate dal 1957 hanno mostrato un continuo aumento della CO2 da 315 a 362 ppm. L’analisi dei gas intrappolati nei ghiacci dell’Antartico e della Groenlandia ha mostrato che la concentrazione di CO2 è rimasta quasi stabile fino al 1800 intorno ad un valore di 260 ppm e poi è cresciuta esponenzialmente; si è verificato quindi un aumento del 30% dall’epoca preindustriale. L’acqua potabile utilizzabile rappresenta una piccola parte di quella disponibile essendo in maggioranza salata o allo stato solido, l’uomo ne utilizza circa la metà e di questo circa il 70% per l’agricoltura. Così fiumi e laghi interni vengono fortemente impoveriti di acqua. In alcuni casi si sfruttano acque non rinnovabili come quelle fossili; ad esempio i 3/4 dell’acqua usata in Arabia Saudita è di origine fossile. L’azoto è fondamentale alla vita e l’industria dei fertilizzanti tende a fissarne grandi quantità per aumentare la produttività in agricoltura cosa che però riduce la biodiversità. Sono in aumento i nitrati nell’acqua dei fiumi e nel mare ed aumenti locali di concentrazione provocano il fenomeno di eutrofizzazione. Altri fenomeni di inquinamento sono provocati dai gas solforosi, dai fosfati e da metalli pesanti altamente tossici come il piombo, il cadmio ed il mercurio. Sostanze sintetiche prodotte dall’uomo per scopi diversi si sono rivelati nocive all’ambiente. Insetticidi come il DDT si sono accumulati negli organismi attraverso le catene alimentari ed hanno devastato popolazioni di predatori come i falconi e le aquile. I composti di clorofluorocarbonio usati negli aerosoli e nei frigoriferi distruggono l’ozono. L’industria chimica produce annualmente più di 100 milioni di tonnellate di sostanze chimiche in circa 70000 composti diversi ed ogni anno se ne aggiungono altri 1000; non sempre di questi prodotti si conoscono le conseguenze sull’ambiente. Cambiamenti della biosfera. Conseguenza dell’attività umana è l’aumento del tasso di estinzione delle specie viventi. Si stima che oggi sia 100-1000 volte superiore a quello precedente al dominio dell’uomo. Oggi l’11% delle specie di uccelli, il 18% dei mammiferi, il 5% dei pesci e l’8% delle specie di piante sulla Terra sono in pericolo di estinzione. L’uomo ha favorito inoltre processi di invasione di alcune specie animali e vegetali in luoghi una volta geograficamente isolati provocando scompensi e riduzioni di biodiversità. Conclusioni. L’uomo ha affermato il suo dominio sul pianeta ed il modo con cui userà del suo potere determinerà anche il suo stesso destino. Si possono solo dare tre suggerimenti. 1) Ridurre la velocità con cui viene alterato il sistema Terra e questo significa ridurre l’aumento della popolazione umana. 2) Accelerare i nostri sforzi di comprendere l’ecosistema Terra. 3) Riconoscere che non è possibile sfuggire alla nostra responsabilità nel gestire il nostro ambiente.

Science, 25 Jul 97, Vol. 277, pg. 522 - Ian R. Noble - Le foreste sono la maggiore riserva di biodiversità. Si stima che circa 170000 specie di piante, due terzi di tutte le specie esistenti, si trovano concentrate nelle foreste tropicali. Le foreste sono anche la maggiore riserva di carbone valutata a 330 Gt (1Gt = 10E9 tonnellate) nella vegetazione e 660 Gt nel suolo. Le foreste delle medie ed alte latitudini immagazzinano 0,7 +/- 0,2 Gt/anno di carbone mentre le foreste tropicali ne emettono 1,6 +/- 0,4 Gt/anno a causa del taglio e conversione. Dal punto di vista economico le foreste sono sottovalutate e ciò incoraggia i possessori a trasformarli in aree agricole che danno guadagni immediati e maggiori; è quindi scarsa la tendenza a ricostruire le foreste. Lo sfruttamento delle foreste viene praticato con tre diversi criteri. 1) Come agroecosistema tradizionale. La foresta provvede cibo, fibre, foraggio, medicine e materiale da costruzione agli abitanti dei villaggi e viene mantenuta per diverse generazioni. 2) Con agricoltura mobile tradizionale. Si tratta del metodo di taglia e brucia per creare delle aree coltivabili che vengono sfruttate per alcuni anni fino a che la fertilità non diminuisce; l’area viene quindi abbandonata e si rigenera naturalmente come foresta secondaria e verrà rivisitata dopo molto tempo. Questa pratica è stata usata per millenni senza provocare segni di degradazione. Spesso questa pratica è combinata con lo sfruttamento degli alberi della gomma. 3) Taglio intensivo. Le foreste sono usate per la produzione commerciale del legno pregiato e la rigenerazione può essere nulla se il terreno viene destinato al taglia e brucia. Un modello di sfruttamento sostenibile trova difficoltà ad affermarsi.

Science, 31 Oct 97, Vol. 278, pg. 802 - Nigel Williams - L’anidride carbonica nell’atmosfera è cresciuta negli ultimi 20 anni in modo quasi costante continuando una tendenza che dura da più di un secolo, ma analizzando le fluttuazioni a breve termine dei livelli di anidride carbonica, con l’uso di misurazioni da satellite, è stato notato che, circa 2 anni dopo eventi di riscaldamento globale come quelli prodotti da El Niño, c’è una riduzione significativa dell’incremento di anidride carbonica. Questo fatto si è verificato dopo i 4 importanti riscaldamenti avvenuti fra il 1980 e il 1991 incluso il maggiore fenomeno di El Niño del 1982-83. L’incremento susseguente della vegetazione rilevato dai satelliti suggerisce che le piante abbiano rimosso l’eccesso di anidride carbonica. Il ritardo di due anni dall’evento del riscaldamento indica però che il fenomeno non dipende solo dall’innalzamento di temperatura e si fa l’ipotesi che il riscaldamento aumenta l’attività dei microrganismi che fertilizzano l’ambiente e questo provoca poi l’aumento della vegetazione.

Science, 19 Dec 97, Vol. 278, pg. 2048 - David Malakoff - La scorsa settimana i delegati della conferenza di Kyoto in Giappone sul controllo delle emissioni di gas da effetto serra hanno raggiunto un accordo con una richiesta alle 38 nazioni più industrializzate di ridurre le loro emissioni di una media del 5,2% dal livello 1990 entro il 1012. Se approvato dai governi, e specialmente dagli USA e dal Giappone, si ridurrebbero le emissioni di anidride carbonica, metano ed ossidi di azoto. Gli USA, oggi primi nell’emissione con un 25% del totale, dovrebbero ridurre del 7%, le 15 nazioni dell’Unione Europea dell’8% ed il Giappone del 6%, sempre rispetto al 1990, entro il 2012. Tuttavia Cina ed India non hanno voluto aderire al protocollo e le loro emissioni, come quelle di tutta le altre nazioni in via di sviluppo inclusi Russia e paesi dell’Europa dell’est, aumenteranno, raddoppiando entro il 2015. La conferenza non ha quindi raggiunto l’obiettivo di stabilizzare la concentrazione nell’atmosfera dell’anidride carbonica che oggi è al livello di 360 ppm rispetto ad un livello preindustriale di 280 ppm e che entro il 2100 raddoppierà almeno.

Science, 16 Jan 98, Vol. 279, pg. 330 - Bert Bolin - Si è conclusa la terza conferenza sui cambiamenti del clima in Kyoto ed è stato emesso un Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Non sono stati discussi temi scientifici, ma sono stati focalizzati temi politici e tecnici; il Protocollo specifica i diversi obiettivi per i paesi sviluppati e quelli in via di sviluppo. Il Protocollo entrerà in vigore 90 giorni dopo che almeno il 55% delle parti abbia ratificato gli accordi a livello governativo. I paesi sviluppati indicati nell’Annex I dovranno ridurre del 55% le loro emissioni di CO2 del 1990 entro il 2010. Di queste emissioni gli USA erano responsabili del 38%, l’Unione Europea del 22% ed il Giappone dell’8%. Le emissioni di CO2 vengono definite come gas equivalente da effetto serra e quindi verranno tenuti in conto anche gli altri gas come metano, ossidi di azoto, idrofluorocarboni, ecc., a detrazione si potrà tenere conto di eventuali effetti di rimboscamento, ma non è chiaro quali saranno i metodi da usare. Anche raggiungendo gli obiettivi di Kyoto la CO2 che si accumulerà fra il 1990 ed il 2010 ammonterà a circa 140 Gt aumentando la concentrazione di altri 29 ppmv e portando il totale a circa 382 ppmv. I paesi sviluppati vi avranno contribuito per il 57% e gli altri per il 43%.

Science, 3 Apr 98, Vol. 280, pg. 35 - Jocelyn Kaiser - L’incrocio fra individui della stessa specie può portare l’insorgere di geni regressivi e facilitare l’estinzione di piccole popolazioni isolate di animali o piante. All’università di Helsinki è stata trovata una forte correlazione fra bassa diversità genetica di una popolazione e probabilità di estinzione usando un modello statistico che incorporava le dimensioni della popolazione, l’isolamento, lo spazio disponibile e la frammentazione della popolazione.

Science, 21 Aug 98, Vol. 281, pg. 1128 - Richard A. Kerr - La natura ha impiegato miliardi di anni per accumulare le riserve di petrolio e l’uomo le sta dissipando in circa 200 anni. La predizione è che inizierà la scarsità di petrolio forse fra 10 o al più 20 anni. Anche considerando gli sforzi di esplorazione e scoperta di nuovi giacimenti, il picco della produzione di petrolio si avrà al più nel 2010 e quindi entro 5-10 anni si verificheranno delle forti fluttuazioni di prezzi. C’è anche una parte di geologi ed economisti che mostra ottimismo fidando nei progressi della tecnologia per la scoperta di nuovi giacimenti con le nuove tecniche di analisi sismica tridimensionale e di trivellazione verticale ed orizzontale che può ridurre a 1/10 il numero dei pozzi riducendo i costi; questo potrebbe portare il massimo di produzione al 2020 e oltre. La crisi del 1973 fu innescata dalla guerra Arabo-Israeliana quando l’OPEC bloccò le esportazioni ed il barile si portò da 13 a 33 US$ (valore riferito al 1997), la crisi iraniana del 1979 portò poi i prezzi del barile a 53 US$, ma dal 1986 hanno oscillato intorno ai 20 US$. L’OPEC ha ridotto la sua posizione dominante e la situazione è oggi più stabilizzata. In queste condizioni i prezzi aumenteranno in termini reali del 30% entro il 2020.

Science, 11 Sep 98, Vol. 281, pg. 1622 - Jerome O. Nriagu - Fra i metalli il piombo può essere considerato quello prodotto in maggiore quantità dagli uomini e maggiormente rilasciato nell’ambiente. Le miniere greche del Laurium hanno cominciato prima del 3000 a.C. e le miniere della penisola Iberica sfruttate dall’età del ferro erano fonte di ricchezza; i re Persiani dovettero la loro ricchezza ai giacimenti di piombo e argento. Il processo di copellazione per separare l’argento dal piombo è apparso nel 3500 a.C. ed è tuttora usato. Fino al 1000 d.C. la produzione di piombo è stimata a 32 milioni di tonnellate, circa il 24% delle riserve stimate del vecchio mondo. Il picco delle produzione si è avuto nel periodo dell’impero romano con almeno 50000 ton/anno. Fra il 1000 ed il 1500 d.C. la produzione di piombo è stata fra 4000 e 7000 ton/anno poi è andata crescendo rapidamente fino ai 4 milioni di ton/anno del 1980. Le emissioni industriali di piombo sono passate per 5 fasi legate allo sviluppo tecnologico. Nella prima fase l’emissione dipendeva dal processo di estrazione dell’argento. Nella seconda fase, dal 1450 al 1750, l’estrazione dell’argento si spostò prevalentemente su altri minerali specie contenenti rame. La rivoluzione industriale nel 1800 portò alla fase tre in cui furono usati i combustibili fossili che diventarono la maggiore sorgente di emissioni di piombo; nel 1923 si entra nella fase quattro in cui l’emissione di piombo deriva dai carburanti delle automobili. Ora si entra nella quinta fase in cui si inizia a riciclare il piombo usato. L’emissione da piombo era del 10-20% nei tempi antichi: 5000-10000 ton/anno il piombo venivano rilasciate nell’atmosfera al tempo dei Romani; nella seconda fase è stato il 5-10%, nella terza fase il 2-5%. Attualmente si assiste ad una diminuzione delle emissioni nei paesi sviluppati e ad un aumento in quelli in via di sviluppo.

Science, 13 Nov 98, Vol. 282, pg. 1253 - Anne Simon Moffat - Anche se recenti valutazioni mostrano che Messico ed Indonesia perdono l’1% delle loro foreste ogni anno, una buona notizia viene dalle zone temperate dove invece le foreste mostrano un incremento. I dati del Forest Service in USA riportano che negli ultimi 50 anni il volume totale del legno è aumentato del 30%; anche in Europa, inclusa la Russia, si è stimato che le riserve di legno sono aumentate di circa il 25% dal 1971 al 1990. Tuttavia l’Europa contribuisce solo per il 4% e Canada ed USA per il 13% alle riserve mondiali di legno. La politica di incremento forestale è accompagnata da una corretta tecnica di taglio che migliora la resa e la crescita delle specie dando più spazio alle piante. Inoltre il recupero del legno residuo, come piccoli rami e segatura, ed il suo utilizzo fa risparmiare agli USA 120 milioni di mc di legno ogni anno; anche il riciclaggio della carta e dei prodotti del legno è aumentato del 150% fra il 1970 ed il 1993.

Science, 5 Feb 99, Vol. 283, pg. 801 - Conrad W. Mullineaux - Conoscere che cosa determina il rapido accrescimento degli organismi di fotosintesi nell’oceano è di cruciale importanza per una comprensione globale dell’ecosistema terrestre. Alla base della catena alimentare dell’oceano è il fitoplancton che controlla la quantità di biomassa dell’oceano e che è una delle maggiori cause di produzione di ossigeno e di assorbimento dell’anidride carbonica. Il fitoplancton è costituito da piccoli organismi monocellulari, le specie dominanti sono cellule procariote come il Prochlorococcus che è anche un cianobatterio ed una specie dominante nel pianeta. Il fitoplancton usa per moltiplicarsi l’energia luminosa e materiali inorganici come l’acqua, il carbonio dall’anidride carbonica, l’azoto dai nitrati o fissando l’azoto molecolare, il fosforo e lo zolfo dai fosfati e solfati sciolti nell’acqua ed infine metalli come il ferro necessario per i complessi molecolari necessari alla fotosintesi. La rapidità di accrescimento del fitoplancton dipende dalla disponibilità di tutti questi nutrienti ed in definitiva da quello che viene a mancare per primo. Così nelle acque superficiali la luce è sovrabbondante e anzi l’eccesso della componente ultravioletta potrebbe avere effetti negativi; nelle acque profonde invece è la luce ad essere limitante. Spesso è il ferro a rappresentare l’elemento limitante ed una prova è stata fatta in un’area di 70 kmq del Pacifico dove l’aggiunta di ferro ha portato un enorme accrescimento temporaneo di fitoplasmon. In altre aree però possono risultare limitanti nitrati o fosfati. La scarsità di ferro può essere messa in evidenza da misure della fluorescenza prodotta dai pigmenti di fotosintesi e questo metodo può essere alla base di una fertilizzazione di vaste aree di oceano per favorire l’assorbimento dell’anidride carbonica.

Science, 9 Jul 99, Vol. 285, pg. 239 - Dariusz Stramski - L’assorbimento del particolato organico di carbone (POC) da parte degli oceani è una parte importante del bilancio del carbonio sulla terra. La presenza del POC sulla superficie degli oceani viene rivelata attraverso il backscattering ottico da satelliti e ne vengono registrate le variazioni stagionali per stimarne l’assorbimento. Sull’intero oceano Antartico al di sotto dei 40° S si è stimato un assorbimento annuo di 0,8 gigaton.

Science, 12 May 2000, Vol. 288, pg. 942 - Jocelyn Kaiser - Il Protocollo di Kyoto del dicembre 1997 richiede che i paesi sviluppati portino le loro emissioni di anidride carbonica 5 % sotto il livello del 1990 fra il 2008 ed il 2012, ma l’obiettivo può essere raggiunto, oltre che riducendo l’uso dei combustibili fossili, anche “sequestrando” il carbone con le foreste e con le coltivazioni. Questa opzione, oltre ad essere controversa, comporta delle difficoltà di valutazione. Ora un rapporto è stato emesso da un gruppo scientifico delle Nazioni Unite sponsorizzato dallo Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ed è stato approvato dai delegati di 100 paesi riuniti questa settimana a Montreal. Nelle 460 pagine del rapporto sembra dimostrato che i 41 paesi più sviluppati possono raggiungere il loro obiettivi di tagliare 200 megatonnellate di carbone con opportuni cambiamenti nell’uso dei territori. Oltre all’accrescimento delle foreste, più facile da valutare, il rapporto prevede che certi miglioramenti nella pratica agricola di 1300 megaettari attualmente coltivati possono sequestrare 125 megatonnellate di carbone in un anno, tuttavia gli esperti avvertono che questa valutazione è molto ottimistica e difficile da verificare. Il problema sarà discusso nella prossima riunione di Kyoto a novembre.

Science, 19 May 2000, Vol. 288, pg. 1177 - William C. Sailor - La convenzione delle Nazioni Unite sul Climate Change di Kyoto richiede la stabilizzazione dei gas da effetto serra. Un obiettivo ambizioso è quello di fermarsi al doppio della concentrazione preindustriale di CO2. Per ottenere ciò l’emissione di carbonio da combustibile fossile non dovrà superare nel 2050 l’attuale livello nonostante l’aumento di due o tre volte della richiesta di energia. Si assume che nel 2050 la popolazione mondiale e l’energia consumata pro-capite aumenti del 50% e si raggiunga quindi un consumo di energia annuale di 900 Exa-joule (Exa-joule = 10E18 joule) da dividere in parti uguali fra la generazione con combustibili fossili, quella rinnovabile o “decarbonizzata” e quella da fissione nucleare. Ottenere 300 Exa-joule da sorgenti rinnovabili o decarbonizzate sarà molto difficile. L’uso delle biomasse richiede di dedicare aree molto vaste in competizione con quelle richieste dalla produzione del cibo e dalla preservazione dell’ecosistema, il solare fotovoltaico è lontano dall’essere competitivo e, come i generatori eolici, richiede sistemi di immagazzinaggio di energia e trasmissione a lunga distanza, la decarbonizzazione nell’uso di combustibili fossili è ancora in fase di sviluppo. I 300 Exa-joule forniti dalle centrali nucleari corrispondono a 3300 Gigawatt-anno e questo valore, tradotto pro-capite, è circa la metà di quello attualmente disponibile in Francia e sviluppato nel periodo 1977-97, quindi un valore possibile in principio, ma che richiede un forte supporto popolare e dei governi. Al di fuori della Russia esistono 8500 reattori e l’unico grave incidente è stato quello del 1979 a Three Mile Island. L’attuale rischio è di 10E-4 per reattore per anno, troppo basso per il numero di reattori del futuro. Tuttavia i nuovi reattori e quelli della prossima generazione e specialmente il tipo Advanced Boiling Water Reactor (ABWR) hanno una probabilità di danneggiamento del nucleo di 2*10E-7 per reattore per anno. Dal punto di vista economico attualmente le centrali migliori per efficienza di conversione sono quelle a ciclo combinato ed alimentate a gas. La situazione potrà cambiare se aumenta il costo del gas o con la carbon tax; questa dovrebbe arrivare a 100 US$ per tonnellata di carbone per rendere competitive le centrali nucleari. Il secondo problema del nucleare sta nell’eliminazione dei rifiuti radioattivi e quindi nella determinazione dei siti dove depositarli. L’ambiente deve essere esente da umidità ed i materiali posti dentro contenitori protetti. Gli standard per questi depositi richiedono che per i prossimi 10000 anni la dose di radioattività non deve superare i 0,15 millisieverts per anno che corrisponde al 5% della dose annuale media che un uomo assume dalle sorgenti naturali. Il pericolo di proliferazione nucleare, della produzione di plutonio per esplosivo nucleare e di azioni terroristiche è poi un problema di sicurezza internazionale che non è strettamente connesso all’esigenza di un’espansione della produzione di energia dal nucleare.

Science, 25 Aug 2000, Vol. 289, pg. 1301 - Albert J. Ammermann and Charles E. McClennen - Le inondazioni periodiche della città di Venezia, oltre a provocare danni a chi vi vive, mettono in pericolo un’eredità culturale unica al mondo. Il fenomeno dell’acqua alta ha mostrato di essere un fenomeno che è andato peggiorando nel corso del XX secolo e nell’ultima dacade si è avuto il più alto numero di eventi. Un progetto chiamato MOSE (Modulo Sperimentale Elettromeccanico) è stato presentato nel 1981 come una possibile soluzione al problema. Si tratta di disporre un sistema di 79 dighe mobili sui tre ingressi alla laguna. Il progetto, dopo un lungo iter, è giunto al punto in cui è necessaria una decisione finale del Consiglio dei Ministri del Governo italiano. Tuttavia i nuovi dati di previsione a lungo termine di un aumento del livello del mare per effetto del riscaldamento globale della Terra portano a prevedere una elevata frequenza di chiusura delle dighe con conseguenze negative sull’ecologia della laguna. Il 4 novembre 1966 si è verificato un picco di 1,96 m di marea sopra il valore standard del livello del mare stabilito nel 1897 e questo fu un campanello di allarme circa la vulnerabilità della città. Il vento dal sud-est insieme alla pressione atmosferica ed alla pioggia può produrre livelli molto al di sopra dei valori normali. Le statistiche delle maree hanno mostrato un aumento di 23 cm rispetto al secolo scorso e 10 cm di questa variazione si stima sia dovuta al pompaggio dell’acqua sotterranea per il complesso industriale di Porto Marghera fra il 1930 ed il 1970. Il progetto MOSE prevedeva di sollevare le dighe quando si raggiungeva un livello di 100 cm sopra il livello del 1897. In condizioni di riposo i portelloni delle dighe sarebbero rimasti sommersi e solo con il tempo cattivo sarebbero emersi pompando aria compressa. Quando le dighe sono sollevate la laguna viene isolata dal mare e, venendo a mancare il ricambio di acqua prodotto dalle normali maree, il livello di inquinamento va crescendo; sono necessari diversi cicli di marea per riportare l’equilibrio ecologico. Nel 1997 il Consorzio Venezia Nuova aveva dato un rapporto favorevole al progetto, ma il Consorzio era parte interessata perché avrebbe dovuto poi procedere alla costruzione, e ciò è contrario alle

regole dell’Unione Europea. Il Ministero dell’Ambiente nel dicembre del 1998 si oppose al progetto. La decisione finale fu poi rinviata per la crisi del governo alla fine del 1999. Gli studi di previsione condotti da diverse agenzie si basano su scenari troppo ottimistici, lo scenario peggiore è di 100 cm e questo porta ad una chiusura di 7 volte all’anno in media. Se il livello del mare si alzasse di 30 cm il numero di chiusure salirebbe a 94 per anno, inoltre 2/3 degli eventi di acqua alta si verificano nei 4 mesi da ottobre a gennaio ed in pratica le dighe sarebbero sempre sollevate. Le maggiori incertezza provengono dai futuri cambiamenti climatici. Il progetto MOSE è quindi obsoleto, ma non si può semplicemente decidere di non fare nulla.

Science, 1 Sep 2000, Vol. 289, pg. 1448 - John S. MacNeil - Questa estate nell’ovest degli USA sono andati bruciati più di 2,5 milioni di ettari di foreste. Ora è stata avanzata una proposta federale di prevenzione basata sul taglio dei piccoli alberi del sottobosco che sono più vulnerabili al fuoco. La proposta fa seguito alle critiche alla politica dell’attuale amministrazione che ha favorito solo il taglio dei grandi alberi facendo crescere in modo innaturale le foreste, ma gli ambientalisti si oppongono perché considerano il taglio indiscriminato del sottobosco un pericolo per l’intera foresta e chiedono di studiare sistemi più flessibili per combattere gli incendi che ritengono causati più alla siccità di quest’anno che all’accumulazione di giovani alberi.

Science, 6 Oct 2000, Vol. 290, pg. 65 - Kenneth E. Wilkening - Il nord del Pacifico viene inquinato dai venti provenienti dall’Eurasia che sono dominanti alle medie latitudini nella direzione del nord America. L’inquinamento proveniente dall’Asia si diffonde così fino alle remote regioni dell’Artico. Nell’aprile del 1998 l’osservazione da satellite ha mostrato gli aerosoli provenienti dalla Cina attraversare il nord Pacifico spinti da un uragano e raggiungere l’America dal 19 al 25 aprile. I tempi di percorrenza normalmente variano da 5 a 10 giorni e gli spostamenti delle masse d’aria sono maggiori in inverno ed in primavera. Il tipo di inquinamento è costituito dai pesticidi (lindane, chlordane e DDT) e dalla combustione dei combustibili fossili che contribuiscono ad aumentare la concentrazione dell’ozono troposferico.

Science, 3 Nov 2000, Vol. 290, pg. 920 - Richard A. Kerr - Alla fine di questo mese rappresentanti di 160 paesi si incontreranno a Le Hague per studiare i dettagli sul controllo dei gas da effetto serra facendo seguito a quanto deciso in Kyoto nel 1997, ma già prima dell’incontro si mormora che si va verso un fallimento. Gli USA semplicemente non vogliono ratificare il trattato, nessuno è realmente ottimista e si ritiene che alla fine l’obiettivo sarà ritardato. Il protocollo di Kyoto chiede una riduzione del 5% delle emissioni sotto il livello del 1990 e per gli USA, che è il maggiore emettitore, si richiede una riduzione del 7%. Il costo di questo impegno per gli USA è molto incerto e va dallo 0,2% al 3-4% del prodotto interno lordo per anno in dipendenza dell’uso di nuove tecnologie che non saranno disponibili prima del 2012. Fra i paesi europei solo l’UK è sulla strada di rispettare l’obiettivo e la Germania ne è forse vicina. Piuttosto che ridurre le emissioni gli USA vogliono modificare le regole del protocollo di Kyoto introducendo criteri di flessibilità. Uno di questi criteri è il Clean Development Mechanism (CDM) che permette ad una nazione sviluppata di unirsi ad una in fase di sviluppo che non ha obblighi sulle emissioni e di favorirvi uno sviluppo energetico non inquinante acquistando un credito sulle proprie emissioni, ma non si tratta di un criterio che risolve il problema la cui incidenza è soprattutto economica.

Science, 17 Nov 2000, Vol. 290, pg. 1313 - Inez Fung - Meno della metà dell’anidride carbonica rilasciata nell’atmosfera dalla combustione di combustibili fossili e dalla deforestazione rimane nell’atmosfera, la parte restante viene sequestrata dagli oceani e dai sistemi di assorbimento terrestri. Si calcola che negli anni ‘90 questo assorbimento ha interessato 4-5 peta grammi (10E15 g) di C per anno, ma è incerta la localizzazione e le dimensioni di questi assorbitori o pozzi. Una ricerca indiretta, che deduce queste aree dalle variazioni di concentrazione di CO2 con la raccolta di migliaia di campioni, può dare alcune indicazioni. Tuttavia, nella stessa regione, ed in qualche modo indipendentemente dalla latitudine, vi sono variazioni decennali dell’assorbimento con cambiamenti di segno e questo rende difficile capire se risulti positivo l’assorbimento totale a lungo termine.

Science, 1 Dec 2000, Vol. 290, pg. 1663 - Richard A. Kerr - Gli ultimi negoziati internazionali per ridurre l’emissione dei gas serra sono falliti la scorsa settimana. Gli USA si trovano a dover ridurre del 30% le loro emissioni rispetto al trend attuale e gli Europei non sono d’accordo nell’accettare le valutazioni di assorbimento di CO2 da parte delle foreste e del suolo negli USA che secondo le valutazioni corrispondono a circa 310 milioni di tonnellate di CO2, la metà della riduzione richiesta. Sospesa è rimasta anche la richiesta di stabilire quanto credito possa acquistare un paese da un altro in termini di riduzione di emissioni; il crollo dell’economia della Russia ad esempio ha provocato una riduzione delle emissioni a partire dal 1990. Un altro incontro è previsto in maggio, forse a Bon, ma le posizioni sono ancora molto distanti.

Science, 11 May 2001, Vol. 292, pg. 1071 - Nels Johnson - L’aumento della scarsità di acqua e la riduzione delle biodiversità acquatiche indica il fallimento delle politiche di difesa di questa vitale risorsa. Ci sono due domande a cui dare risposta: a) in quali regioni c’è scarsità di acqua e come questa scarsità si evolve; b) come modificare il modo di impiego delle acque per soddisfare le esigenze degli uomini e della natura. L’ecosistema dell’acqua di superficie occupa meno dell’1% della superficie della Terra e fornisce alimenti e servizi di enorme valore. La pesca nelle acque interne fornisce il 12% del pesce consumato, l’irrigazione fornisce circa il 40% dei prodotti agricoli, le centrali idroelettriche provvedono a circa il 20% della produzione di elettricità, il 12% di tutte le specie animali vivono nell’ecosistema delle acque interne e la maggior parte delle altre dipende da esso, ma l’ecosistema delle acque interne si è andato modificando e degradando con le attività umane; il numero di dighe sopra i 15 m di altezza è aumentato dal 1950 da 5700 a 41000 e molta acqua è stata deviata per gli usi umani riducendo i flussi dei grandi fiumi. Circa il 70% di tutte le acque viene usato per l’agricoltura, ma più della metà di essa viene persa per dispersione ed evaporazione. Oggi si stima che 2,3 miliardi di persone vivono in scarsità di acqua con meno di 1700 mc per persona ogni anno e si arriverà a 3,5 miliardi di persone entro il 2025, il 48% della popolazione. La scarsità di acqua dipende anche dall’inquinamento ed in molte parti del mondo fiumi e laghi sono così inquinati da essere inutilizzabili anche per usi industriali. I pesticidi sono oggi i maggiori responsabili per il degrado delle acque vicino ai centri urbani ed alle aree agricole e nuove sorgenti di acque potabili sono sempre più scarse. La maggior ragione della scarsità dell’acqua è che questa viene sottovalutata, il prezzo dell’acqua per irrigazione è solo una piccola porzione delle spese sostenute nella gestione di questa risorsa perché i governi perseguono la politica di ridurre i costi di produzione di prodotti agricoli e così chi inquina raramente paga per i danni provocati. Il primo passo quindi a sostegno della risorsa acqua e di imporre dei prezzi che riflettano il costo per la fornitura e la distribuzione dell’acqua nonostante l’opposizione degli interessati, tuttavia lo schema dei prezzi deve introdurre dei criteri di equità sociale con tariffe progressive. Un secondo passo è quello di includere nel costo dell’acqua quello della gestione del bacino imbrifero per mantenere l’intero ecosistema, la qualità dell’acqua e la conservazione dell’habitat creando anche zone di rispetto lungo le rive dei fiumi. Il terzo passo è di fare pagare gli scarichi inquinanti con opportune tasse come quelle che hanno permesso di ridurre in diversi paesi europei le emissioni di gas nocivi come CO2, NOx e SO2. Il World Water Assessment Program sponsorizzato dalle Nazioni Unite fornisce ai governi informazioni e consigli sul modo di affrontare questi problemi.

Science, 24 Aug 2001, Vol. 293, pg. 1438 - Mark Z. Jacobson - I recenti dibattiti negli USA sulla produzione di energia hanno focalizzato la tendenza all’aumento dell’uso del carbone, tuttavia oggi il costo dell’energia eolica è inferiore a quello dell’energia prodotta dal carbone. Il costo dell’energia delle nuove centrali a carbone è basso (3,5 - 4 cents/kWh), ma la polvere delle miniere di carbone uccide ogni anno 2000 minatori ed il costo federale dell’assistenza per le malattie polmonari è di 35 miliardi di US$. Le emissioni del carbone provocano inoltre piogge acide, smog, degradazione della visibilità ed effetto serra; il particolato emesso è anche responsabile delle affezioni di asma, malattie respiratorie e cardiovascolari e mortalità. Con i costi per la salute e l’ambiente il costo totale dell’energia raggiunge i 5,5 - 8,3 cents/kWh. Il vento è invece una sorgente pulita; nella stima dei costi si sommano quelli dell’installazione di una turbina da 1500 kW con rotore da 77 m di diametro progettata per una vita di 20 anni, corrispondenti a 1,5 milioni di US$ pari all’80% dei costi fissi a cui vanno aggiunti i costi di interconnessione (9%), quelli delle fondazioni (4%), del terreno (2%), dell’installazione elettrica (2%), del finanziamento (1%), delle strade di accesso (1%) e delle consulenze (1%); ammortizzando questo capitale in 20 anni con un interesse dal 6 all’8% si ha una cifra per anno da 131000 a 153000 US$, aggiungendo le spese di operazione e manutenzione si arriva ad un costo annuale da 149000 a 183000 US$. L’energia prodotta annualmente con 8760 ore per anno è di P*8760(0,087V-P/(D^2)) dove V è la velocità del vento in m/s e D il diametro del rotore posto a 50 m di altezza. La velocità media del vento a questa quota è di 7 - 7,5 m/s in molte regioni e l’energia prodotta è di 4,7 - 5,2 *10E6 kWh/anno. Dividendo i costi per l’energia prodotta si ottiene un costo unitario di 3 - 4 cents/kWh decisamente inferiore a quello del carbone. Per soddisfare i requisiti del protocollo di Kyoto e ridurre del 7% le emissioni di gas serra sotto quelli del 1990 per gli USA sarebbero necessarie da 214000 a 236000 turbine che con una densità di 6 turbine per kmq occuperebbero una superficie di 194 x 194 Kmq sulla terra ferma o sul mare. Un inconveniente delle turbine eoliche è dato dal danno alla fauna avicola, ma questo potrebbe essere mitigato localizzandole lontano dalle rotte migratorie, un altro problema è che la produzione non si adegua alla domanda e sono necessarie altre sorgenti di energia. Nel 2000 la Germania ha installato turbine eoliche per 6113 MW, gli USA per 2554 MW e la Danimarca per 2300 MW e molti sono sul mare dove il vento è più forte. Evidentemente gli USA non hanno massimizzato il loro potenziale eolico.

Science, 30 Aug 2002, Vol. 297, pg. 1482 - Ahmet E. Kideys - Durante tutti gli anni ‘80 fino agli inizi degli anni ‘90 il Mar Nero si trovava in condizioni catastrofiche a causa di due fattori: l’eutrofizzazione, cioè l’eccesso di sostanze nutrienti dovuti agli scarichi domestici ed all’agricoltura, ed all’invasione di organismi gelatinosi come il Mnemiopsis; le condizioni erano peggiorate dall’inquinamento e dalla pesca eccessiva. Fortunatamente a metà degli anni ‘90 l’impatto dell’eutrofizzazione e del Mnemiopsis si è ridotto e tutti gli indicatori dell’ecosistema hanno mostrato segni di recupero. Questo fatto è incoraggiante specie se si pensa al Mar Caspio che si trova oggi in grave pericolo. Nonostante la grande superficie ed il grande volume d’acqua (423,5 kmq e 537,0 kmc), nel Mar Nero solo un sottile strato, circa il 10% della profondità totale, supporta la vita eucariota. La massa d’acqua al di sotto di 150-200 m manca di ossigeno dovuto anche allo scarso scambio di acqua con il Mediterraneo. Il Mar Nero viene alimentato da tre fiumi: il Danubio, il Dnieper ed il Dniester con un bacino di più di 2 milioni di kmq. Durante la rivoluzione agricola dei paesi della cortina di ferro, negli anni ‘70 -’80 aumentò la concentrazione del fosforo e dell’azoto all’uscita del Danubio e si ridusse il silicio che ha un forte effetto nell’assorbimento del particolato. La riduzione dell’ossigeno e della trasparenza produsse la riduzione della biodiversità e della popolazione dei pesci. All’inizio degli anni ‘80 il Mnemiopsis, un vorace predatore di zooplancton, introdotto accidentalmente nel Mar Nero attraverso le navi da carico, raggiunse un livello di biomassa maggiore di 1 kg/mc devastando tutta la catena alimentare. Poi da metà degli anni ‘90 la crisi economica dei paesi dell’ex cortina di ferro e l’inizio di programmi per ridurre l’eutrofizzazione ha iniziato il recupero dell’ecosistema. Nel 1997 nelle acque comparve un predatore del Mnemiopsis, il Beroe, arrivato anche questo con le navi da carico, e nel giro di un anno il Mnemiopsis quasi sparì e subito dopo anche il Beroe, dimostrando la sua dipendenza dal primo come proprio alimento. Sia l’eutrofizzazione sia l’arrivo di specie invasive sono problemi comuni ad altri mari ed oceani. Il Mar Caspio è simile al Mar Nero con i suoi 400000 kmq ed il fatto di essere alimentato dal solo fiume Volga. Il Caspio non ha però scambi con altri mari ed è più suscettibile all’impatto antropogenico, inoltre ha già subito l’invasione del Mnemiopsis anche questo trasportato dalle navi da carico attraverso i canali del Volga-Don. Si spera ora che i risultati ottenuti nel Mar Nero possano essere trasferiti anche al Mar Caspio.

Science, 28 Feb 2003, Vol. 299, pg. 1291 - Daniel Bachtold - Il governo inglese di Tony Blair questa settimana ha annunziato che nei prossimi 50 anni ridurrà le emissioni di carbone senza costruire nuove centrali nucleari. Il libro bianco sull’energia, che ha però ottenuto molte critiche dagli esperti, delinea un piano che riduce il livello dell’anidride carbonica nell’atmosfera aumentando gli incentivi ed i finanziamenti alle compagnie che investono nelle sorgenti rinnovabili come quelle che sfruttano il vento, le onde e le maree, e con una fondamentale revisione dei modi con cui si produce e si consuma energia. L’obiettivo dei prossimi 50 anni è di ridurre l’emissione di anidride carbonica del 60% rispetto al livello attuale, più di quanto richiesto dal Protocollo di Kyoto, imponendo nuovi standard di efficienza e portando le fonti di energia rinnovabili dall’attuale 3% del totale al 10% entro il 2010 ed al 20% entro il 2020. Con questi incrementi le energie rinnovabili compenseranno il declino della potenza nucleare che oggi conta in Inghilterra 33 centrali con un contributo del 26% e che raggiungerà il suo fine vita fra 30 anni. Prima della pubblicazione del libro bianco molti enti scientifici hanno messo in guardia contro l’abbandono delle centrali nucleari perché, se le rinnovabili non ne compensano la perdita, se ne dovrebbero costruire delle altre. Gli esperti dell’energia sono generalmente scettici sui piani del governo e ritengono difficilmente ottenibile la riduzione del 60% per l’emissione di anidride carbonica ed anche il livello del 20% per le energie rinnovabili sembra non realistico. Per quest’ultimo obiettivo il governo prevede subito 95 milioni di US$ e 550 milioni in 4 anni, inoltre le riduzioni delle tasse per le industrie del campo si stima che contribuiscano per 1,6 miliardi all’anno entro il 2010. Nuovi regolamenti inoltre renderanno più rapide le procedure di approvazione di impianti eolici a terra e sul mare. I critici però sostengono che le centrali eoliche non sono impianti affidabili e sarà sempre necessario integrarle con centrali nucleari ed a gas come backup.

Science, 12 Dec 2003, Vol. 302, pg. 1919 - A. J. McMichael - Sostenibilità per l’uomo significa trasformare il nostro modo di vivere in modo da massimizzare la probabilità che l’ambiente possa mantenere indefinitamente la nostra sicurezza, il benessere e la salute, ma l’umanità sta minacciando i suoi stessi interessi vivendo oltre le possibilità della Terra, cambiando la composizione dell’atmosfera, distruggendo la biodiversità, la fertilità del suolo, la disponibilità di pesci e di acqua. La rottura dell’equilibrio per la sostenibilità dipende dalla mancanza di coordinazione fra gli aspetti che sono ad essa essenziali: demografia, economia, ecologia e epidemiologia. Oltre a queste quattro discipline è necessaria la collaborazione interdisciplinare di altre scienze sociali e naturali. L’assunzione dell’uomo di essere padrone e dominatore della natura lo ha portato, unica fra le specie, a superare la dipendenza dall’ambiente attraverso l’evoluzione culturale, l’agricoltura, il commercio e l’uso di risorse energetiche, ma si è arrivati al punto di eccedere le capacità dell’ambiente ed il recente declino di crescita della popolazione mondiale, salutato con favore dai demografi nonostante il problema dell’invecchiamento, è un sintomo di questa rottura della sostenibilità. Il ruolo delle forze del mercato è centrale nella moderna economia, ma gli economisti assumono che lo sviluppo economico, con la liberalizzazione e la produzione di ricchezza, è essenziale per permettere una gestione dell’ambiente senza riconoscere che l’economia umana è solo un parte dell’intero ecosistema e la dinamica di tutto il sistema condiziona la sostenibilità per l’interdipendenza fra popolazione ed ecosistema. Un altro aspetto da valutare per l’umanità è l’epidemiologia. Il sorgere di malattie infettive incluso HIV/AIDS ed altre possibili nuove malattie può turbare gli equilibri e si riconosce che anche futuri cambiamenti climatici e dell’ambiente possono porre nuovi rischi alla salute dell’uomo. Studiare la sostenibilità non è un esercizio accademico, vi sono forze che si oppongono ad ogni cambiamento in favore della sostenibilità e non bastano gli sforzi individuali, tutta la scienza deve essere coinvolta in modo interdisciplinare ed il problema deve divenire centrale per tutta la società.

Science, 10 Sep 2004, Vol. 305, pg. 1557 - Dan Ferber - Ogni estate la mancanza di ossigeno nelle acque nord del Golfo del Messico provoca la morte di milioni di granchi ed altri animali nei fondali. Nel 1999 il governo federale diagnosticò le cause di questa moria. L’apoxia derivava largamente dall’inquinamento da azoto dei fertilizzanti trascinati dal fiume Mississippi e provenienti dalle fattorie. Due anni dopo il governo emise un piano per ridurre l’inquinamento e rivitalizzare il golfo. Ora un nuovo rapporto governativo afferma che la diagnosi era errata e le prescrizioni sono state invalidate. Lo scorso mese l’ufficio di Atalanta della US Environmental Protection Agency (EPA) da la colpa all’inquinamento da fosforo delle fattorie e città lungo il Mississippi e raccomanda di ridurre sia fosforo che azoto. Ogni primavera queste sostanze si concentrano lungo le coste nord del Golfo del Messico e fanno esplodere la flora del fitoplancton, minuscole piante che a loro volta alimentano lo zooplancton che si cibano di esse, infine si moltiplica una flora batterica che consuma l’ossigeno. In contrasto con la precedente valutazione si vide però che lo sviluppo del fitoplancton era condizionato dalla concentrazione dei fosfati essendo la disponibilità di azoto sempre molto più elevata di quella necessaria che è nel rapporto 16/1 rispetto al fosforo. Infatti lungo le coste della Louisiana dove il fenomeno non si verifica il rapporto azoto/fosforo è di 380/1 e solo l’aggiunta di fosforo può stimolare la crescita del fitoplancton. Ciò che ancora non si conosce è la concentrazione di fitoplancton che provoca l’apoxia.

Science, 24 Sep 2004, Vol. 305, pg. 1889 - Erik Stokstad - Quando i Polinesiani si sparsero nelle isole della Polinesia alcuni prosperarono in isole che si trasformarono in paradisi altri deforestarono le isole che colonizzarono e precipitarono nelle guerre e nel cannibalismo come nell’Isola di Pasqua. A lungo gli archeologi si sono domandati cosa ci fu di sbagliato. Ora un’analisi su tutto il Pacifico mette in luce i fattori ambientali che hanno condizionato i coloni. Gli archeologi hanno analizzato molti di questi fattori inclusi la quantità di pioggia, le dimensioni del territorio ed il grado di isolamento. Ci si è chiesto perché le iole Marchesi, 1200 km ad est di Tahiti, al contrario dell’Isola di Pasqua hanno mantenuto e loro foreste. Per rispondere a questa domanda sono state esaminate 69 isole del Pacifico confrontando le descrizioni dei primi esploratori come James Cook sullo stato delle foreste che le ricoprivano e per ciascuna isola si sono quantificate le variabili ambientali che potevano rendere le foreste fragili o resistenti. Si è scoperto che le isole più calde e piovose sono quelle con maggiore probabilità di resistere alla deforestazione, lo stesso per le isole grandi con terreni montagnosi dove è difficile coltivare e quelle ricche di terreni vulcanici. Il modello mostra che il destino dei coloni dell’Isola di Pasqua non fu interamente colpa loro. Essi erano in un ambiente fra i più difficili, in un’isola dall’ambiente più fragile. L’isolamento dell’Isola di Pasqua fu anche un altro fattore. Nell’isola mancavano gli alberi più importanti per l’alimentazione come l’albero del pane ed i coloni furono forzati a ricorrere alla pratica meno sostenibile dell’agricoltura taglia e brucia per coltivare banane, patate dolci e canna da zucchero; inoltre il fuoco usato per liberare la terra poteva facilmente propagarsi dai campi alle foreste nell’isola piccola e arida. In contrasto le Marchesi, ugualmente piccole ed aride, hanno mantenuto le loro foreste meglio di quanto il modello predicesse perché i Polinesiani vi coltivavano l’albero del pane che è molto produttivo. Con questa sorgente di cibo gli isolani non avevano bisogno di ricorrere all’agricoltura taglia e brucia per sostenere l’aumento della popolazione. Ancora oggi le Marchesi mantengono più di metà delle loro foreste precedenti all’arrivo degli europei.

Science, 14 Jan 2005, Vol. 307, pg. 198 - Richard Stone - L’area sudoccidentale del Kirghizistan attende un disastro annunziato. Una collina artificiale di 115000 metri cubi di residui di minerali radioattivi in un cocktail di isotopi di torio, rame, arsenico, selenio, piombo, nickel, zinco, radio ed uranio con una radioattività di 10000 microroentgen per ora, circa 1000 volte quella del fondo locale, è quello che rimane delle miniere di uranio dell’era sovietica. L’area è indicata con T-3 e rappresenta una minaccia incombente. Nello scenario peggiore la scarpata potrebbe scivolare verso il fiume Mailuu-Suu che è un tributario del fiume Syr Darya la maggiore sorgente di acqua di irrigazione per 6 milioni di residenti della popolata Valle Fergana. La valle si estende a sud-ovest nei vicini Uzbekistan e Tagikistan, un insieme di popoli e religioni che includono enclavi di fondamentalisti islamici. Un incidente radioattivo potrebbe essere traumatico per tutta la regione. Negli anni recenti le intense piogge primaverili hanno aumentato il rischio di frane nelle montagne del Kirghizistan e l’attività sismica della regione può colpire in ogni momento, ci sono poi indicazioni che la situazione nel vicino Tagikistan potrebbe essere anche più precaria. In settembre il Kirghizistan ha ricevuto dalla Banca Mondiale una prima rata di 6,5 milioni di US$ per iniziare il trattamento del sito T-3 ed i lavori potrebbero cominciare nella prossima estate, ma potrebbe non essere troppo presto. Quando l’Unione Sovietica iniziò il suo programma per la bomba atomica dopo la seconda guerra mondiale, il Mailuu-Suu, ai piedi delle montagne Tian Shan, fu cancellato dalle mappe e divenne semplicemente P.O. Box 200. Vi arrivarono gli specialisti, lo standard di vita divenne molto più alto di quello di oggi, ma la maggioranza non aveva idea di ciò che succedeva, gli impianti di uranio erano top secret e si seppe che la prima bomba atomica sovietica fu realizzata con l’uranio estratto da Mailuu-Suu. A quei tempi non si conosceva la scienza dell’ecologia e si estraeva l’uranio nel modo più rapido possibile. I prigionieri nazisti ed altri dal Tatarstan e dall’Ukraina lavoravano in pozzi pieni di radon, un gas radioattivo che emanava dal minerale, e non sapevano quello che estraevano; sembra che gli scheletri dei lavoratori siano ancora radioattivi. I Sovietici abbandonarono il posto negli anni ’60 dopo che la contaminazione radioattiva di macchinari era diventata intollerabile anche per gli standard molto rilassati del tempo. La popolazione diminuì da 36000 a 23000 in parte per l’esodo dopo la chiusura degli impianti. I sanitari del posto affermano che la contaminazione radioattiva ha ucciso molti e la frequenza del cancro era due volte quella del resto della repubblica, specie quello dei polmoni seguito dal quello dello stomaco e dell’apparato digerente. Nel 1958 un’alluvione fece scivolare 300000 metri cubi di detriti nel fiume e si sparse per decine di km a valle. Le conseguenze sono ignote e le autorità ne cancellarono il ricordo. Il Kirghizistan non è il solo in questa disgrazia; nel vicino Uzbekistan la maggiore preoccupazione è la miniera di uranio abbandonata di Charkesar che ha fatto ammalare migliaia di residenti. Le miniere di uranio qui sono ancora una grossa attività al contrario del Kirghizistan e le compagnie ricorrono ora al procedimento con acido solforico per estrarre il minerale invece dei minatori. Vi sono montagne di detriti alte 200 m all’aria aperta. Nel Kirghizistan, oltre a Mailuu-Suu vi sono altri 12 siti caldi distribuiti nella regione e dopo la caduta del comunismo nel 1991 non è stata fatta nessuna manutenzione dei detriti. Il lago di Issyk-Kul è diventato luogo turistico ed ogni minaccia su di esso è una grave preoccupazione. L’ambiente cade letteralmente a pezzi, pioggia e neve aumentano la probabilità di frane e si stima che 5 milioni di metri cubi di suolo sono a rischio di frane. Durante la guerra fredda a Mailuu-Suu sono state processate più di 10000 ton di ossido di uranio ed una quantità ancora maggiore è stata spedita il Sassonia, nella Germania dell’Est che allora era parte del blocco sovietico. Ora i finanziamenti della Banca Mondiale permettono di affrontare il problema. Il primo passo sarà di rimuovere il suolo ai bordi dove è maggiore il pericolo di frane, ma il prosieguo è incerto perché il volume è troppo grande. Un’opzione è di pompare i detriti da T-3 ad un altro sito più stabile, sarebbe il modo di eliminare il rischio di frane, ma esporrebbe i lavoratori a forti dosi di radiazione. Una seconda opzione è di lasciare i detriti dove stanno e scolpire le pendenze in modo da eliminare ogni serio rischio di frane. Gli esperti dell’Uzbekistan spingono per la terza opzione che è di installare un drenaggio per deviare le acque alluvionali da T-3 e questo potrebbe dare la massima garanzia di successo.

Science, 18 Feb 2005, Vol. 307, pg. 1032 - Christopher Pala - Le comunità sulle coste del Mar Aral hanno perso le loro spiagge e la loro pesca vittime di una catastrofe ambientale che ha devastato questa regione. Il mare si è ritirato di molti chilometri ed ha portato dune di sabbia più alte delle case rendendo i villaggi come oasi del Sahara senza le palme. L’aridità ha trasformato il Mar Aral da una meravigliosa sorgente di pesce in una distesa inospitale di acqua salata. Il mare si è ridotto del 75% e si è diviso in due parti separate da un istmo: il Piccolo Aral a nord che include la città di Akespe ed il Grande Aral a sud. Il governatore della regione del nord 12 anni fa, per fare qualcosa contro la crisi ha costruito una diga per impedire il completo disseccamento del Piccolo Aral, ma la diga si lesionava finché la Banca Mondiale non decise il finanziamento di una vera diga con un canale di scarico per l’acqua in eccesso, ciò fece raddoppiare il flusso d’acqua dal Syr Darya, il maggiore fiume che alimenta il Piccolo Aral. Il progetto di 85 milioni di US$ è in corso e ci si aspetta che in 3 anni il livello del Piccolo Aral si alzerà di 3 m aumentando la sua superficie di 1000 kmq cioè del 25%. L’aumento dell’acqua aumenterà la piovosità nella regione, l’estensione dei pascoli ed abbasserà la salinità; ritornerà il pesce e la vita delle acque dolci. Si ripareranno i danni provocati da 30 anni di politiche sbagliate, ma si peggioreranno i problemi del Grande Aral. Il disastro del Mar Aral è cominciato nel decennio 1940 quando Stalin decise che l’Unione Sovietica doveva essere autosufficiente nella produzione del cotone ed iniziò il dirottamento di grandi quantità di acqua per irrigazione dai due grandi fiumi dell’Asia Centrale, l’Amu Darya dell’Uzbekistan a sud ed il Syr Darya del Kazakistan a nord. Si sapeva che il Mar Aral si sarebbe ridotto e 50000 tonnellate di pesce all’anno si sarebbero perse, ma il Kremlino calcolò che c’era abbastanza pesce dal Pacifico e dall’Atlantico. Iniziata la grande irrigazione, il Mar Aral scese di 22 m e perse il 90% del suo volume. Tempeste di sabbia si abbatterono sulla regione portando la desertificazione. Pesticidi, erbicidi e fertilizzanti usati senza risparmio furono diffusi dal vento e produssero un aumento di malattie respiratorie e del cancro, un effetto non atteso. La stazione scientifica botanica e zoologica sull’isola di Barsa Kelmes divenne accessibile via terra, centinaia di antilopi furono decimate dai cacciatori di frodo e la vegetazione morì. Non è la prima volta che l’eccessivo uso dell’irrigazione ha danneggiato questa regione. Nel III secolo d.C. la civiltà zoroastriana utilizzò in eccesso l’acqua dell’Amu Darya e si scoprì che era il solfato di calcio sulle rive a rendere facile la desertificazione. Il disastro attuale è stato maggiore per la rapidità e per la contemporanea contaminazione chimica. Con l’aumentare della crisi il governo sovietico pianificò la costruzione di canali per portare a sud le acque dei grandi fiumi che fluiscono verso l’Artico, poi con Gorbachiov nel 1985 si decise una riduzione dei campi di cotone, ma l’Uzbekistan l’ignorò anzi, avuta l’indipendenza nel 1991, creò altre dighe sul fiume e il Grande Aral si abbassò di altri 7 m. Anche nel Kazakistan aumentò l’uso dei fertilizzanti. Abbassandosi il livello del Grande Aral si ingrandì l’isola di Vozrozhdeniye, divisa fra Uzbekistan e Kazakistan, che era stata usata dal governo sovietico per ricerche sulle armi biologiche ed era rimasta luogo infetto con una fauna di roditori e cammelli omai infestata da batteri resistenti agli antibiotici. Si è cercato di distruggere questa fauna con il veleno, ma ci sono dei sopravvissuti che possono migrare sulla terraferma e diffondere le epidemie.

Science, 6 May 2005, Vol. 308, pg. 796 - Sergey A. Zimov - Durante l’ultima era glaciale il più vasto ecosistema del mondo si stendeva dalla Francia allo stretto di Bering fino al Canada e dalle isole dell’Artico alla Cina del nord. Più di un milione di anni fa, durante il Pleistocene (Quaternario), quando enormi depositi di ghiaccio avanzavano e si ritraevano nel Nord Europa ed in America, il nord-est della Siberia rimaneva libero dai ghiacci e le grandi pianure erano abitate da mammut, rinoceronti lanosi, bisonti, cavalli, renne, buoi muschiati, vapiti, alci comuni e yak con predatori come leoni delle caverne e volpi. Circa 10000 anni fa, all’inizio dell’Olocene, questo vasto sistema che si può chiamare la tundra-steppa dei mammut, è scomparso completamente. Nella Siberia del nord la tundra del muschio e quella delle foreste ha sostituito l’ecosistema dei mammut, i soli erbivori sopravvissuti sono state le renne che si pascevano di licheni e le alci comuni che mangiavano il salice. Il riscaldamento dell’Olocene ha fatto sparire i mammut e gli altri grandi animali, ma potrebbe non essere stato il cambiamento climatico a distruggere questi grandi animali ed il loro ecosistema, ma gli uomini con le loro pratiche di caccia più efficienti. Nell’ultimo decennio si è cercato di ricostituire l’ecosistema dei mammut in una limitata area della Siberia del nord, nella regione di Yakutia con un progetto che si chiama Parco Pleistocene. L’obiettivo primario è di determinare con precisione il ruolo degli animali del Pleistocene nel mantenere il proprio ecosistema. Si pensa anche che, imparando come preservare ed estendere le praterie del Pleistocene alle latitudini artiche, si possano sviluppare metodologie per mitigare l’avanzata e gli effetti del riscaldamento globale. Infatti l’ammontare del carbone sequestrato dal suolo dell’ecosistema dei mammut, che può tornare nell’atmosfera all’aumentare della temperatura, è maggiore di quello contenuto in tutte le foreste pluviali del pianeta. L’ecosistema delle praterie è quello che si è evoluto più di recente. Le erbe usano l’acqua più rapidamente dei cactus e degli alberi e non sprecano energia per formare spine e tossine contro i loro nemici. Gli erbivori, se in numero sufficiente, mangiano la vegetazione e restituiscono al suolo i nutrienti con i loro escrementi. In continenti e latitudini diversi gli ecosistemi erbosi sono composti di specie diverse e più grande è la diversità degli animali presenti, più attivo è il ciclo biologico. Nel Pleistocene l’ecosistema erboso occupava circa la metà della superficie delle terre emerse. La specie Homo è emersa in questo ecosistema e, per sopravvivere, ha assunto il ruolo di terminator. L’ecosistema dei mammut è stato la prima vittima, ma la distruzione delle aree erbose accelerò nell’Olocene quando gli uomini inventarono l’agricoltura e cominciarono l’allevamento del bestiame. Venti anni fa gli scienziati hanno spiegato la sparizione degli animali nelle praterie del nord con il fatto che il clima delle steppe è cambiato in quello umido e, sparite le steppe sono spariti anche gli animali, ma ora sembra che i mammut siano sopravvissuti al passaggio Pleistocene-Olocene e, per i primi 7000 anni dell’Olocene, nelle isole Wrangell e nell’Oceano Artico. Bisonti, cavalli, e buoi muschiati erano presenti nel nord della Siberia nell’Olocene e cavalli e buoi muschiati sono sopravvissuti fino ai tempi storici. In Alaska i bisonti sono sopravvissuti per tutto l’Olocene e sono spariti in tempi storici ad opera dei cacciatori, ora sono stati riportati in Alaska e vi pascolano, vi sono stati trasferiti anche i buoi muschiati dalle regioni fredde del Canada. Attualmente nella Repubblica di Yakutia la biomassa dei cavalli è maggiore di quella delle renne. La sparizione degli erbivori coincide dovunque con l’introduzione delle nuove tecnologie di caccia degli uomini. Nell’Australia, 46000 anni fa quando arrivarono gli uomini, sparirono 23 specie di animali; 12000 anni fa in America i cacciatori cominciarono ad usare lance e frecce e dopo sono sparite il 70% delle specie dei grandi animali. I grandi branchi di erbivori sono spariti alla fine del Pleistocene e così le praterie che li nutrivano. Durante l’ultima glaciazione, quando i mammut erano diffusi nelle steppe, le precipitazioni annuali erano di 200-250 mm e la temperatura variava da -25 a 35 °C come quella attuale della Siberia del nord-est, caratteristica di una steppa arida. Al contrario la vegetazione dell’Olocene è dominata da muschio e da arbusti improduttivi; il muschio costituisce la maggior parte della biomassa. Il suolo saturo di acqua impedisce la decomposizione della biomassa inoltre il muschio è un isolante ed uno spessore di 20 cm impedisce al suolo gelato di sciogliersi e la biomassa viene sequestrata. Se il muschio sparisce l’erba cresce entro 1-2 anni ed asciuga il suolo con la traspirazione formando la steppa, ma senza un’adeguata popolazione di erbivori la produttività decresce e muschio ed arbusti, che hanno meno bisogno di nutrienti, diventano dominanti. Nell’ecosistema dei mammut il comportamento competitivo degli erbivori manteneva la prateria. Nelle steppe del sud la situazione è diversa. Il suolo più caldo facilita la decomposizione delle piante anche in assenza di erbivori, nel nord più freddo è necessario invece il contributo degli erbivori. La savana africana con alberi ed arbusti sparirebbe senza i grandi erbivori, ma è necessario un controllo del numero degli animali. L’attuale clima della Siberia è ottimo per l’ecosistema dei mammut e l’ambiente può essere ricostituito con l’introduzione degli erbivori, questo si sta facendo nella Repubblica di Yakutia in un’area di 160 kmq con l’organizzazione non-profit del Pleistocene Park. Sono state introdotte renne, alci comuni, cavalli, buoi muschiati, lepri, marmotte, scoiattoli ed in un secondo tempo ci saranno predatori come lepri, orsi, linci, volpi e zibellini. La fase più importante del programma sarà l’introduzione del bisonte dal Canada e quando gli erbivori saranno abbondanti si cercherà di acclimatare la tigre siberiana la cui sopravvivenza dipende più dalla caccia di frodo e dalla densità degli erbivori piuttosto che dalla temperatura che può essere a gennaio fra -25 e -30 °C. La Siberia del nord ha influenza sul cambiamento climatico globale. Se la temperatura si alza il permafrost si scioglierà; il suolo gelato trattiene una grande quantità di carbonio organico, circa 500 gigaton, 2,5 volte quello delle foreste pluviali. Se comincia a sciogliersi l’azione dei microbi lo trasformerà in anidride carbonica in condizioni aerobiche, o in metano in ambiente anaerobico se si formano acquitrini.

Science, 23 Sep 2005, Vol. 309, pg. 1978 - John Bohannon - New Orleans non è la sola città costiera minacciata dall’invasione dell’acqua, a Venezia c’è spesso ”acqua alta” che invade le strade ed i piani terreni degli edifici ed erode pietre ed intonaci. Poco a poco Venezia viene inghiottita dal mare e, benché questo sia un problema che risale al medioevo, un accelerato aumento del livello del mare prodotto dal riscaldamento globale ha trasformato l’inconveniente di una sporadica inondazione in una catastrofe incombente. Nel 1966 si è raggiunta la crisi quando la maggior parte della città fu sommersa sotto un metro di acqua. Dopo 30 anni di dibattiti è cominciata la costruzione di una serie di enormi barriere anti-marea per difendere la città. Il progetto da 55 milioni di US$ è chiamato MOSE (Modulo Sperimentale Elettromeccanico) e consiste in una serie di 78 paratie cave di acciaio da 300 tonnellate che giacciono orizzontali sul fondo dei tre ingressi alla laguna; quando è prevista l’inondazione nelle strutture viene pompata dell’aria e queste si sollevano formando una barriera. Il sistema sarà operativo nel 2011. Il progetto è però controverso ed i critici propongono misure protettive diverse ed altri predicono che l’aumento del livello del mare di un metro previsto per il 2100 renderà inutili le barriere. Si è supposto che le barriere siano necessarie 2 o 3 volte l’anno, ma i critici dicono che la frequenza potrebbe arrivare a 50 ed in questo caso la laguna diventerebbe una palude contaminata. Comunque sia, il lato positivo è che il problema di Venezia ha reso la città un punto focale di ricerca scientifica perché ogni volta che si focalizza un aspetto del problema pratico si scopre una falla nella nostra conoscenza. La città e la sua laguna è diventato un modello per studiare come i processi fisici, biologici e urbani interagiscono in un ambiente marino. Venezia riceverà 60 milioni di US$ dei 5 miliardi assegnati per le barriere anti-marea e questo attrarrà giovani per creare attività di ricerca ad alto livello in una città la cui popolazione si va riducendo, ma rimane incerto se la scienza possa rivitalizzare la città. Oggi si sa molto sui cambiamenti passati del livello del mare dallo studio delle fondazioni delle antiche costruzioni, dalle tracce lasciate dai microorganismi e dalle alghe e dai disegni tramandatici che arrivano fino al XIX secolo mentre i rilievi archeologi arrivano a 300 anni prima. I geologi poi hanno stimato anche il livello del mare di 2000 anni fa dai resti di piante marine che crescevano sopra il suo livello. Questi dati devono essere integrati dagli spostamenti tettonici dovuti al movimento delle placche continentali e alla compressione dei sedimenti. L’effetto della piccola era glaciale che colpì l’Europa nel medioevo compare come un picco anche più alto di quello odierno mentre il livello al tempo dell’impero romano era circa 1,5 m più basso. Venezia è un perfetto laboratorio naturale per studiare tutti gli effetti dei cambiamenti climatici. Anche senza il riscaldamento globale Venezia è sottoposta a inondazioni perché è stata costruita solo 2 m sopra il livello del mare ed è posizionata all’estremità dello stretto Mare Adriatico; le montagne a nord generano un sistema di basse pressioni ed il vento può spingere le acque verso nord. I rigonfiamenti prodotti dalle burrasche nel Mediterraneo possono avvenire in fase con le maree raddoppiando le variazioni di livello della laguna e questo è ciò che è successo nel 1966. Negli ultimi 30 anni si sono spesi più di 10 miliardi per affrontare il problema di Venezia ed in paragone i fondi per la ricerca italiana sono di un miliardo all’anno, questo perché i problemi di Venezia non sono solo i cambiamenti climatici e le inondazioni; ci sono anche i restauri e la conservazione delle opere d’arte e la protezione della laguna che è la più grande d’Europa. Infatti il flusso delle acque altera i sedimenti che interferiscono a loro volta sui flussi. Un ecologo dell’università di Baton Rouge della Louisiana ha proposto di riportare le acque dei fiumi in laguna per compensare con il loro sedimenti lo sprofondamento ed aumentare la vegetazione della laguna. Si è raccolta un’enorme quantità di informazioni e la laguna di Venezia è la più studiata del mondo. Intanto Venezia è in pericolo di diventare una città morta come un museo; la popolazione è scesa dai 150000 degli anni ’50 ai 64000 di oggi, circa la metà del reddito viene dai 14 milioni di turisti che arrivano a Venezia ogni anno ed il resto viene dal traffico portuale. Si cercano giovani ed un modo sarebbe quello di creare un’università con facoltà ad alta tecnologia, altrimenti si rischia di salvare la città dal mare, ma di farla abbandonare dai suoi abitanti.

Science, 25 Aug 2006, Vol. 313, pg. 1034 - Richard Stone and Hawk Jia - Mezzo secolo fa, nel 1953, Mao Zedong esortò la giovane nazione comunista a trasferire acqua dal fiume Yangtze al Fiume Giallo, ma le difficoltà tecniche ed i costi hanno fermato l’idea fino ad oggi. Ora il Governo cinese ha intrapreso l’impresa da 500 miliardi di yuan (62,5 miliardi di US$) per spostare acqua da tre bacini meridionali alle popolose ed assetate provincie del nord. Lo Schema di Trasferimento dell’acqua Sud-Nord include una serie di canali, stazioni di pompaggio, serbatoi e dighe che forniranno al nord acqua potabile e per l’agricoltura. Gli scavi sono iniziati ad est e nella parte centrale, ciascuno per una lunghezza di 1000 km e lo scorso mese gli ingegneri hanno completato un tunnel sotto il fiume Caohe che convoglierà acqua a Beijing nel 2008. Il lavoro di una terza via più complessa che deve collegare il Tibet alla Cina occidentale, non inizierà prima di almeno un’altra decade. Se tutto va secondo i piani nel 2050, 44.8 miliardi di metri cubi di acqua, quasi il flusso annuale del Fiume Giallo sarà deviato verso nord per soddisfare le esigenze di circa mezzo miliardo di persone. Tuttavia il tentativo di trasformare il paesaggio della Cina centrale non è esente da critiche. C’è il timore che l’inquinamento dello Yangtze, Hanjiang e Huai venga a contaminare le regioni del nord e che questo trasporto metta a rischio l’ecosistema del sud e specialmente la fragile idrologia del Tibet. Anche il problema economico viene dibattuto. Molti scienziati cinesi ritengono però che questo enorme lavoro sia la migliore soluzione alla crisi di desertificazione del nord che sta erodendo la biodiversità e che , concentrando l’inquinamento nelle piccole riserve, riduce la disponibilità di acqua potabile. Se non si realizza il progetto di trasferimento, entro il 2030 si avrà un deficit i 32 miliardi di metri cubi e, già oggi nelle regioni del nord, 96 milioni di Cinesi mancano di sufficiente acqua potabile. I critici dicono però che con una opportuna gestione delle risorse si potrebbe risparmiare lo stesso ammontare di acqua che si vuole trasferire e che bisogna pensare alle conseguenze. Un punto di accordo si trova nel fatto che il nord, con un’area di 428000 kmq ed una popolazione di 473 milioni di abitanti, sta diventando arido. Nella regione di Beijing il livello della falda si è abbassato, da 10 m sotto la superficie nel 1975, a 35 m nel 2005, ma il Fiume Giallo viene drenato già in eccesso e nei mesi secchi spesso si esaurisce prima di arrivare alla foce sul Mar Cinese Orientale. Il fatto è che tutto il nord della Cina sta diventando più arido. Aggrava la situazione l’agricoltura intensiva e la rapida industrializzazione ed il Governo centrale ha ordinato alle città del nord di costruire sistemi di riserve per l’acqua. La Cina del sud invece è ricca di acque. Più del 90% della portata annuale dello Yangtze, cioè 960 milioni di meri cubici provenienti dall’Himalaia e dai tributari, si riversa in mare. La stessa proporzione vale per il fiume Hanjiang che sbocca nello Yangtze presso Wuhan. Nel 1995 il leader cinese Li Peng, ingegnere idraulico sostenitore della diga della Tre Gole, aveva sostenuto che il progetto di derivazione delle acque avrebbe apportato benefici a dozzine di generazioni di cinesi. Nel 2003 iniziarono i lavori sui 1150 km del percorso orientale. L’acqua verrà sollevata da pompe a 65 m sopra lo Yangtze in un antico tratto del Grand Canal aperto nel V secolo a.C. che ora sarà allargato ed approfondito, e passerà in un tunnel sotto il Fiume Giallo prima di arrivare a Tianjin. Un ramo porterà l’acqua nelle maggiori città della provincia di Shandong. Si dirotteranno dallo Yangtze 14,8 miliardi di metri cubi di acqua che rappresenta meno del 2% della portata del fiume. Il percorso centrale di 1277 km pone maggiori problemi. Il punto essenziale sarà la diga di Danjiangkou sul fiume Hanjiang. Gli ingegneri alzeranno la diga di 15 m aumentando la sua capacità. Questa grande riserva alimenterà il percorso centrale diminuendo la minaccia di alluvioni periodiche a Wuhan, la più grande città della Cina centrale, e nella provincia di Hubei. Una conseguenza sarà di spostare 224000 persone dei villaggi della zona. Il percorso occidentale collegherà gli alti corsi dello Yangtze e del Fiume Giallo e trasferirà la portata più grande dei tre percorsi: 17 miliardi di metri cubi all’anno. Ci si aspetta di irrigare 2 milioni di ettari in 4 province, si ridurranno i sedimenti e si limiteranno le alluvioni stagionali. Tuttavia la soluzione di alcuni problemi ecologici ritarderà questi lavori fino almeno al 2020. I problemi che rallentano il progetto cominciano dall’inquinamento. Sono stati spesi 1,75 miliardi di US$ per ripulire il fiume Huaihe, uno dei più inquinati della Cina, sul percorso orientale. Anche il fiume Hanjiang è inquinato per i rifiuti industriali ed il percorso centrale deriverà solo il 16% del suo flusso. Un’altra preoccupazione è di non ridurre troppo la portata dei fiumi meridionali durante la stagione secca quando anche una riduzione del 5% può avere gravi conseguenze. Questo potrebbe portare ad un riflusso dell’acqua marina nell’estuario dello Yangtze che ridurrebbe l’acqua potabile per Shanghai e la capacità di allontanare l’inquinamento. Un provvedimento è di bloccare durante la stagione secca la deviazione di acqua sul percorso orientale. Un altro grande problema è quanto il percorso occidentale proposto possa influenzare l’ecologia della regione, bisognerà ad esempio lasciare sufficiente acqua per la pesca. Oscuro è ancora l’impatto economico del progetto. Il costo dell’acqua sul percorso orientale potrebbe diventare due volte più costoso e molto dell’aumento sarebbe caricato sugli utenti. Non è chiaro quali autorità gestiranno le risorse delle riserve e delle falde. La Cina manca di una struttura legale per coordinare i conflitti fra il governo centrale e quelli locali delle diverse regioni. Per colmo il cambiamento climatico potrebbe rendere superfluo il progetto. I modelli climatici prevedono che il nord della Cina diventerà sempre più umido con l’alzarsi della temperatura e lo spostamento avverrà nella prossima decade. Si sollecita invece il programma del percorso occidentale, ma nessuno può fermare gli altri due percorsi.

Science, 25 Aug 2006, Vol. 313, pg. 1068 - Taikan Oki and Shinjiro Kanae - Tutti gli organismi, compresi gli umani, richiedono acqua per la loro sopravvivenza. Di conseguenza assicurare una adeguata disponibilità di acqua è essenziale per una esistenza confortevole. Tuttavia, anche se il nostro pianeta viene chiamato “il pianeta blu”, va aumentando l’allarme sulla scarsità dell’acqua. Al contrario del petrolio però, l’acqua circola in un ciclo continuo ed il suo ammontare non va diminuendo su una scala di tempi geologici. Il problema è che, nonostante vi sia abbondanza di acqua sulla Terra, solo il 2,5% è acqua dolce e molta di questa è immagazzinata nei ghiacciai e nelle riserve sotterranee, non facilmente utilizzabili. L’ammontare dell’acqua in tutti i fiumi del mondo, è poi solo di 2000 kmc, molto meno della circolazione annuale che è di 3800 kmc. Il totale dell’acqua proveniente dalle precipitazioni è poi di 45500 kmc/anno che in massima parte fluisce, attraverso i fiumi, dai continenti al mare. L’acqua circola naturalmente e quando evapora cambia da liquido a gas e poi ricondensa. L’acqua viene assimilata durante la fotosintesi nei carboidrati ed accumulata nelle piante, ma alla fine viene riconvertita in acqua con la decomposizione. Quando viene usata, l’acqua perde alcune proprietà come la sua purezza, il suo contenuto di calore o la sua energia gravitazionale, ma alla fine il processo naturale del ciclo idrologico alimentato dall’energia solare la rinnova ed il suo flusso è determinato dalla velocità di questo processo. Per i fiumi non sottoposti ad intervento umano la permanenza media dell’acqua è di due settimane e mezzo. Al contrario il rinnovo delle acque sotterranee avviene molto lentamente, la loro permanenza è di centinaia fino a migliaia di anni ed in questo caso si parla di acque fossili. Ci si chiede se l’esigenza d’acqua degli uomini possa essere soddisfatta usando solamente le renewable freshwater resources (RFWR) in circolazione, ma c’è un limite superiore all’ammontare di RFWR disponibile per la società e, anche se su scala globale le esigenze sono inferiori a questo limite, localmente dipende dal clima ed il punto cruciale è una oculata gestione delle risorse. Una misura della massima RFWR disponibile è la differenza fra precipitazione ed evapotraspirazione sulla terra, la maggior parte si trova nelle acque superficiali ed in particolare in quelle dei fiumi, ma un 10% di questa è assorbito dal sottosuolo e finisce direttamente nell’oceano. Convenzionalmente il flusso di evapotraspirazione è detto “acqua verde” e la circolazione dei fiumi e delle acque superficiali è detta “acqua blu”. Circa 3800 kmc/anno di RFWR (acqua blu) è a disposizione degli esseri umani e questa è meno del 10% della massima RFWR presente nel mondo. L’evapotraspirazione dalle coltivazioni è stimata di 7600 kmc/anno e quella dei terreni di pascolo di 14400 kmc/anno, insieme sono solo 1/3 della evapotraspirazione totale. Il 10% dell’acqua blu ed il 30 % dell’acqua verde possono sembrare abbondanti per le esigenze umane, ma il problema sta nell’elevata variabilità nel tempo e nello spazio di queste risorse. A causa della variabilità nel tempo non è possibile utilizzare il 100% di ciò che è disponibile. Il flusso durante le alluvioni e le stagioni umide non può essere usato durante le stagioni secche senza sistemi di accumulazione locali e questo spiega il gran numero di riserve artificiali, laghi, bacini la cui capacità totale è stimata a 7200 kmc, circa due volte la circolazione annuale. La non uniforme distribuzione nello spazio è l’altro motivo della scarsità. L’acqua a monte non può essere usata a valle perché già usata o inquinata. La differenza si concentra in aree limitate ed è quasi nulla nei deserti. Bisogna assicurare inoltre la presenza di acqua negli ecosistemi e per la navigabilità dei fiumi. Alla fine degli anni ’60, l’International Hydrological Decade ha promosso lo studio del bilancio dell’acqua nel mondo e la stime sono state pubblicate negli anni ’70. Si è definito l’indice di scarsità, Rws=(W-S)/Q, dove W, S e Q sono rispettivamente il flusso annuale disponibile, l’uso di acqua desalinizzata e la RFWR annuale. Si considera una regione sotto stress se Rws è maggiore di 0,4. Rws è alto nel nord della Cina, nell’area al confine fra India e Pakistan, nel Medio Oriente e nelle aree centrali ed occidentali degli Stati Uniti. Su queste basi circa 2,4 miliardi di persone vivono in aree fortemente stressate. Il trasporto dell’acqua, dalle regioni dove l’acqua è abbondante alle regioni aride sotto stress, è possibile solo se si può usare la gravità. La richiesta di acqua potabile di alta qualità è limitata a pochi litri per persona e per giorno e può essere ottenuta con il trasporto e la desalinizzazione. L’acqua per l’industria e l’agricoltura richiede invece una tonnellata metrica per giorno e per persona nelle nazioni in via di sviluppo e molto di più per quelle sviluppate. In questo caso la fornitura non deve essere costosa. La popolazione globale aumenterà per almeno diversi decenni e la richiesta di acqua crescerà anche per lo sviluppo economico. C’è il timore che nei prossimi decenni l’acqua per irrigazione non potrà essere aumentata quanto richiesto e ciò impedirà la crescita necessaria della produzione. Gli effetti del cambiamento climatico globale sui cicli idrologici è ancora incerto, ma le temperature più alte trasformeranno parte della neve in precipitazioni, la stagione del disgelo avverrà prima ed i tempi ed i volumi delle precipitazioni di primavera cambieranno sostanzialmente. Il sollevamento del livello del mare porterà all’intrusione delle acque salate nelle coste ed alla riduzione delle risorse di acqua dolce. In generale ci si aspetta che i cambiamenti climatici porteranno ad un’accelerazione dei cicli idrologici e le precipitazioni aumenteranno in media, ma saranno più intense ed intermittenti ed aumenteranno i rischi di inondazioni e siccità a volte nelle stesse regioni. Se la società non sarà ben preparata a questi cambiamenti e non terrà sotto controllo le variazioni del ciclo idrologico, un gran numero di persone rischierà di trovarsi sotto stress per mancanza d’acqua. I cicli dell’acqua sulla Terra possono essere ora misurati e simulati su scale temporali e spaziali dettagliate, al contrario i dati sugli aspetti sociali dell’acqua non sono facilmente disponibili. Lo sviluppo futuro dell’idrologia richiede un miglioramento nelle comunicazioni fra scienziati e politici affinché le conoscenze tecniche si traducano in azioni ed anche gli scienziati comprendano quali informazioni sono necessarie ai politici ed alla società in genere.

Science, 1 Sep 2006, Vol. 313, pg. 1243 - Reuel Shinnar and Francesco Citro - Attualmente l’85% dell’energia degli Stati Uniti proviene dai combustibili fossili ricchi di carbone: petrolio, gas naturali e carbone. Le riserve di petrolio raggiungeranno il picco entro 20 anni, seguiti dai gas naturali e dal carbone. L’uso di questi combustibili aumenterà le emissioni di CO2 e metano con il rischio di riscaldamento globale. Gli Stati Uniti hanno risposto sponsorizzando la ricerca sulle energie alternative, ma poiché il loro successo non è prevedibile, un piano efficace dovrà essere basato su tecnologie provate. Si propone di spostarsi lentamente, in 30-50 anni o più, su sorgenti di energia non fossili con tecnologie provate e disponibili e sistemi di distribuzione espandibili. Un piano completo dovrà includere numerose opzioni. 1) Concentrated Solar Termal (CST) energy con capacità di immagazzinamento. Questa è una tecnologia provata che fornisce una fonte di energia variabile per compensare una domanda fluttuante su una larga frazione delle esigenze USA. 2) Energia nucleare. Sono necessari progetti nuovi e sicuri non ancora costruiti su scala commerciale. L’implementazione di un’ampia capacità nucleare (1000 GW) richiede una larga disponibilità di combustibile nucleare e la possibilità di conservare le scorie. Gli impianti nucleari presenti formano una base che copre solo il 40% delle esigenze. 3) Centrali geotermiche ed idroelettriche il cui totale è limitato. 4) Centrali eoliche. L’ammontare di questa risorsa, molto variabile ed incontrollabile, è limitato. 5) Celle solari. La luce solare è disponibile solo per una parte del giorno e come quella eolica non ha capacità di immagazzinaggio, tuttavia al contrario delle CST, può essere largamente distribuita. 6) Biomasse. Questa è l’unica sorgente rinnovabile per l’industria petrolchimica e dei carburanti per autocarri ed aviazione che non può essere fornita dall’elettricità, ma ha una limitata capacità di crescita. Tecnologie provate per la generazione di syngas combinando ossidi di carbonio, dalla parziale ossidazione delle biomasse, con idrogeno da elettrolisi, può generare da tre a quattro volte la quantità di metanolo ottenibile per fermentazione. Una discussione sulla decarbonizzazione deve includere anche il sequestro della CO2, una tecnologia utilizzabile solo con le nuove centrali a carbone che è più costosa della CST. Le conclusioni degli studi sono che l’elettricità da sorgenti alternative potrebbe rimpiazzare quella prodotta dagli impianti a combustibili fossili per tutti gli usi commerciali fissi ed il 70% dei gas naturali perle fornaci industriali, generatori di vapore e di idrogeno. La benzina usata per le auto private e gli autocarri leggeri può essere ridotta per l’80% dall’uso di auto ibride e batterie. Il 72% dell’uso corrente di combustibili fossili può essere sostituito dall’elettricità di sorgenti alternative e dal 26% dalle biomasse combinate con l’idrogeno, solo il 2% non può essere affatto sostituito. La tecnologia CST utilizza collettori solari concentrati che trasferiscono il calore ad un fluido portato ad alta temperatura (>800 °F) e fornisce vapore per le turbine. Questa tecnologia è stata dimostrata con impianti modulari da 354 MW che hanno funzionato nel deserto del Mojave negli ultimi 20 anni. Nei giorni di pioggia l’impianto consuma carbon fossile che può essere sostituito da combustibile delle biomasse o idrogeno. Le CST non sono ancora competitive con gli impianti nucleari o a carbone nella produzione continua, tuttavia sono più flessibili per coprire le maggiori esigenze durante il giorno e sono più economiche dei moderni impianti a carbone con sequestro di anidride carbonica. I CST si integrano con le altre sorgenti alternative variabili come il vento e cellule solari ed un’area di 15000 miglia quadrate del deserto del sud-ovest è sufficiente a fornire il 50% della richiesta di energia USA. La rete di distribuzione deve essere raddoppiata ad un costo da 250 a 300 miliardi di US$. Le linee di distribuzioni locali richiedono inoltre un finanziamento da 850 a 1000 miliardi di US$: Le perdite di potenza di trasmissione sono del 7%. Dei combustibili fossili che si usano attualmente, il 28% non può essere sostituito dall’elettricità, ma da idrocarburi prodotti dalle biomasse in combinazione con l’idrogeno. Invece del metanolo, è preferibile l’uso di biomasse provenienti da prodotti agricoli intensivi a basso contenuto di energia, come alberi a rapida crescita, erba e residui agricoli. Le biomasse sono usate per la produzione di syngas da cui si produce metanolo e idrocarburi liquidi. Da questi due prodotti le tecnologie disponibili possono generare ogni tipo di combustibile e di prodotti petrolchimici. Il syngas si ottiene da idrogeno e CO o CO2 e l’idrogeno può essere prodotto localmente per elettrolisi, l’ossigeno insieme prodotto può essere usato per ossidare parzialmente le biomasse e questo metodo produce quattro volte la quantità di idrogeno ottenuta con la fermentazione a metanolo. Vi sono però dei limiti alla produzione di biomasse. Le biomasse devono essere convertite sul posto di produzione in metanolo in piccoli impianti e questo trasportato alle bioraffinerie o agli impianti petrolchimici. L’idrogeno non è disponibile in natura e per generarlo è necessaria dell’energia. La produzione dell’idrogeno con l’elettrolisi è un processo costoso per i problemi di trasporto e sicurezza. Si preferisce produrre localmente l’idrogeno e convertirlo negli idrocarburi convenzionali. Tranne che per l’idrogeno, tutte le tecnologie considerate potrebbero diventare competitive con un costo del petrolio di 70 US$ al barile. L’obiettivo è di implementare le migliori tecnologie per eliminare la dipendenza dai combustibili fossili piuttosto che competere con il carbone ed il petrolio a basso costo. Una stima di costo per sostituire il 70% dell’uso dei combustibili fossili è di circa 170-200 miliardi di US$ all’anno nei prossimi 30 anni. Con la corrente emissione di CO2, una tassa di 45-50 US$ per tonnellata di CO2 pagherebbe l’investimento totale e fornirebbe l’incentivo per lo sviluppo delle tecnologie rinnovabili. Si deve però partire subito ed un successo del programma potrebbe essere di esempio per il resto del mondo. Una volta che le tecnologie saranno stabilizzate su larga scala, i costi di una produzione di massa potrebbero ridursi di un fattore 2 rendendole competitive e riducendo la necessità di sussidi.

Science, 1 Dec 2006, Vol. 314, pg. 1417 - Guoyi Zhou - L’effetto di assorbimento di anidride carbonica da parte delle vecchie foreste viene considerato generalmente trascurabile perché il carbonio assorbito è bilanciato da quello emesso con la respirazione. Si può dimostrare invece che lo strato superficiale di 20 cm del suolo delle vecchie foreste nel sud della Cina ha accumulato carbonio atmosferico in quantità rilevante dal 1979 al 2003. Questo fatto richiede ulteriori future ricerche su questi meccanismi che influenzano l’ambiente. Comprendere dove e come agiscono i meccanismi di emissione ed assorbimento è critico per predire e valutare il ciclo del carbonio ed in definitiva il comportamento del clima terrestre. Le maggiori incertezze sono nella distribuzione spaziale e temporale delle sorgenti e degli assorbimenti del carbonio. In particolare il bilancio del carbonio del suolo delle antiche foreste ha ricevuto poca attenzione perché si riteneva che il livello del Soil Organic Carbon (SOC) si manteneva stazionario nelle vecchie foreste.. In realtà questo livello e questa affermazione non è stata mai provata. Studi e misure sono state condotte nel periodo 1979-2003 in una foresta di più di 400 anni di una riserva del Guangdong, in Cina. La stima delle variazioni del SOC ha richiesto misure di concentrazione, densità e spessore in luoghi e tempi diversi. I risultati su 230 campioni di suolo mostrano che la concentrazione del SOC negli ultimi 20 cm di spessore è aumentata nel periodo indicato da 1,4% a 2,35% con un incremento dello 0,035% ogni anno. La stima di incremento del SOC è stata di 0,61 Mg di C per ettaro e per anno con gli estremi superiori ed inferiori di 0,54 e 0,68. Il programma di prelievo dei campioni nel tempo e nello spazio garantisce un livello di confidenza del 95%. Non sono chiari i meccanismi di questi incrementi e potrebbero cambiare con il cambiare dell’ambiente. Da qui l’importanza di stabilire un programma di osservazioni a lungo termine.

Science, 15 Dec 2006, Vol. 314, pg. 1687 - M. F. Ahmed - Nei primi anni ’80 dalla Scuola di Medicina tropicale di Kolkata, nel West Bengala, si attribuirono le lesioni della pelle all’assorbimento di arsenico contenuto nell’acqua di pozzi poco profondi. Nonostante questa scoperta milioni di pompe a mano sono state impiantate nel bacino del Bengala che include il West Bengala ed il Bangladesh. Queste pompe hanno avuto grande popolarità per aver ridotto l’incidenza della diarrea e per il modesto costo di installazione (circa un mese del reddito familiare). Tuttavia oggi più di 100 milioni di persone in India, Bangladesh, Vietnam, Nepal e Cambogia bevono acqua con una concentrazione di arsenico fino a 100 volte quella indicata dal World Health Organization (WHO) di 10 microgrammi per litro. L’arsenico nell’acqua è di origine naturale e non di provenienza antropogenica, è favorito dal metabolismo di batteri in materiale organico e forse dalla pratica nell’agricoltura dei concimi fosfatici ed anche l’irrigazione ha potuto cambiare la distribuzione e lo spostamento delle acque. Dopo che gli studi hanno stabilito l’estensione del problema, nel Bangladesh è iniziata dal 1999 una massiccia campagna per controllare le pompe a mano ed identificare quelle che superano i 50 microgrammi per litro di arsenico; queste sono risultate circa 1,4 milioni e sono state contrassegnate con il colore rosso. Altri 3,5 milioni di pozzi che non superavano questo limite sono state contrassegnate con il colore verde. Purtroppo molti dei pozzi installati dopo la campagna di prove sono rimasti fuori dal controllo. La distribuzione dell’arsenico è risultata molto eterogenea e molti hanno dovuto cambiare i punti di approvvigionamento entro distanze accettabili; l’educazione e la ripetizione degli avvertimenti hanno diffuso questa pratica nel 29% della popolazione. Un secondo intervento, che ha interessato il 12% della popolazione a rischio, è stato fatto a cura del governo e di organizzazioni non governative con l’installazione di decine di migliaia di pozzi più profondi che attingono ad acque più antiche e non contengono elevate dosi di arsenico. Queste sono usate da comunità che sono nel raggio di 100 m da percorrere anche diverse volte al giorno. Nel 2004 il Bangladesh ha promosso la National Policy for Arsenic Mitigation (NPAM) stabilendo delle priorità nelle opzioni. Lo spostamento a sorgenti alternative non viene proposto dove meno del 40% dei pozzi non è sicuro e l’uso dei pozzi profondi è considerata un’opzione a bassa priorità. Si incoraggia invece l’uso di acque superficiali senza badare troppo alla possibile esposizione di patogeni. Altri 5 provvedimenti di mitigazione promossi sono di impatto limitato e raggiungono ciascuno solo l’1% della popolazione a rischio. 1) Rimozione dell’arsenico mediante assorbimento e precipitazione che si è dimostrato spesso inadeguato per difficoltà logistiche. 2) Pozzi scavati che sono tipicamente più poveri di arsenico ma richiedono manutenzione regolare e possono subire inquinamento microbico. 3) Trattamento dell’acqua dei laghi e dei fiumi mediante filtri a sabbia, inizialmente è stato considerato prioritario, ma è risultato poco promettente. 4) Raccolta dell’acqua piovana a livello familiare che fornisce acqua da bere sicura, ma ha pericoli di contaminazione ed è costosa se deve conservare l’acqua per tutti gli 8 mesi della stagione secca. 5) Rete di condotte per la distribuzione dell’acqua: ha un alto costo di capitali e manutenzione ed è limitata alle aree urbane. Il 57% della popolazione è ancora a rischio di arsenico e va rivista la strategia NPAM con una serie di altri provvedimenti. 1) Stimolare il monitoraggio periodico delle acque. 2) Incoraggiare invece di scoraggiare l’uso delle acque più profonde. 3) Insistere nella campagna di informazione sulle conseguenze negative dell’arsenico nello sviluppo mentale dei bambini. Si raccomanda inoltre la diffusione delle prove sull’acqua con test commerciali: il costo di prova per l’acqua di una pompa è di circa 1 $. I pozzi scavati devono essere mensilmente provati anche per l’inquinamento microbico. Anche i pozzi profondi devono essere provati almeno ogni anno. Aumentando la popolazione del Bangladesh, i pozzi poco profondi saranno sempre più a rischio di essere contaminati dai rifiuti umani, agricoli ed industriali. Anche la presenza di manganese provoca disturbi neurologici ed il limite è di 0,4 milligrammi per litro.

Science, 20 Apr 2007, Vol. 316, pg. 351 - Richard A. Kerr - Tutti riconoscono che la produzione mondiale di petrolio avrà un picco e, nelle prossime decadi, il magnifico meccanismo della produzione di petrolio, che ha raddoppiato la sua fornitura ogni decennio, entrerà in crisi. La produzione finirà di aumentare anche se la domanda continuerà a crescere. Ci si domanda quando questo succederà. Le previsioni del massimo di produzione sono variate dal 2005 al 2050, ma nella riunione annuale dell’American Association of Petroleum Geologists (AAPG) a Long Beach, in California, all’inizio del mese, è stata data l’ultima risposta. La produzione di petrolio finirà di crescere all’inizio del 2020, troppo presto per evitare la crisi, o potrebbe mantenersi fino al 2040. Secondo l’analista Richard Nehring che ha parlato alla riunione, il picco non è imminente ma è prevedibile. Gli esperti che giudicano quanto petrolio è immagazzinato nella Terra e quanto ne è stato prodotto, affermano che il picco avverrà nei prossimi anni, certamente prima del 2020. All’altro estremo ci sono le maggiori compagnie petrolifere con i loro esperti che sanno quanto petrolio è rimasto e con quale velocità viene prodotto ed affermano che avverrà non oltre il 2030. Nehring ha seguito un approccio più sistematico. Per prima cosa lo scorso novembre ha condotto un’indagine informale sotto gli auspici della AAPG invitando 75 esperti di 19 paesi per stabilire le risorse mondiali di petrolio ed ha insistito per avere le stime migliori considerando quanto ancora rimane da scoprire, quanto ancora si può spremere da pozzi esistenti e quanto si può estrarre da sorgenti non convenzionali come le sabbie canadesi. Dalle discussioni Nehring ha estratto le tre stime, bassa, media ed alta della probabile produzione. Tuttavia le ultime risorse non rappresentano il solo vincolo. Politica e preoccupazioni sociali possono condizionare quanto rapidamente queste risorse possono essere sfruttate, come sta succedendo oggi con il Venezuela, Iraq e Nigeria, ed anche i problemi tecnologici possono rallentare i processi di estrazione. Come secondo passo Nehring ha creato tre scenari con il picco di crescita fino agli anni 2020, 2030 e 2040 ed ha paragonato l’ammontare degli sforzi necessari per ottenere ciascun scenario con le normali capacità dell’industria petrolifera. Lo scenario più sicuro è quello più basso che produce il picco nel 2020 ed i partecipanti alla conferenza concordano. Le industrie mondiali del petrolio assicurano le capacità di produzione per il picco del 2020. Mantenere il picco fino al 2040 richiederebbe insieme molte risorse meno certe ed una produzione annuale molto più alta con le maggiori difficoltà derivanti dal fatto che si sono ormai sfruttate le risorse più facilmente estraibili. Nehring conclude che non possiamo comportarci come se fosse facile ottenere lo scenario più alto. Le parole di Nehring sono state seguite con attenzione, ma non tutti concordano. Dall’US Geological Survey si osserva che ci sono troppi motivi di incertezza, dal come procederà il disgelo dell’Artico a quando saranno sviluppate le nuove tecnologie necessarie e la predizione del picco non può essere valida per tutto il mondo. Fra un decennio o poco più si avrà una risposta.

Science, 18 May 2007, Vol. 316, pg. 980 - Letters - Alfred Cavallo - L’articolo sulle previsioni della crisi petrolifera riportato a pg. 351 di Science del 20 Aprile è piuttosto ambiguo, non tanto sul fatto di uno scenario con un picco al 2020, quanto per il fatto che bisogna tenere conto dei fattori politici sui picchi della produzione e sulla conclusione che ci sono troppe incertezze per poter prevedere il picco della produzione. Molte se non tutte le incertezze politiche che riguardano la produzione possono essere afferrate distinguendo l’estrazione fra i paesi OPEC e non-OPEC come fatto dalla ExxonMobil che è arrivata alla conclusione che i paesi non-OPEC raggiungeranno il picco della produzione entro il 2010. Su questa base la ExxonMobil ha stabilito ufficialmente che non verranno più costruite nuove raffinerie perché il petrolio non verrà più fornito dai produttori non-OPEC. Il costo della benzina alto e rapidamente fluttuante negli USA è dovuto attualmente in larga parte alla scarsa capacità delle raffinerie nazionali ed in realtà si sta già sperimentando l’imminente picco dei paesi non-OPEC. Recentemente l’Equador si è unito all’OPEC ed anche l’Angola ne è divenuto membro. Entro i prossimi due o tre anni diventerà chiaro che il petrolio è realmente una risorsa finita e che saremo forzati ad adattarci a prezzi più alti del petrolio man mano che India e Cina espanderanno la loro dotazione di automobili ed aerei. Fortunatamente ci sono molte strade per superare questa situazione soprattutto ricorrendo all’efficienza energetica ed al risparmio, non come una virtù delle élite, ma come un obiettivo urgente ed universale.

Science, 13 Jul 2007, Vol. 317, pg. 184 - Eli Kintisch - L’American Electric Power (AEP), che è il maggiore utilizzatore di carbone degli Stati Uniti, da tempo supporta la ricerca per la riduzione delle emissioni di anidride carbonica da 26 dei suoi impianti. Questa primavera ha annunziato che presto sarà sviluppata la tecnica di estrarre il carbone dai fumi della combustione se i consumatori sosterranno la spesa che ne deriverà. Le emissioni di 2100 centrali di potenza a carbone del mondo sono responsabili per circa un terzo della CO2 generata dall’attività umana. Negli Stati Uniti circa 600 impianti producono il 30% dei 7 miliardi di tonnellate metriche di gas serra prodotti ogni anno dagli USA e l’elettricità generata con il carbone passerà dal 48% al 55% entro il 2030. Oltre agli USA, la Cina, che produce l’80% della sua elettricità con il carbone, ha recentemente sorpassato gli Stati Uniti come maggior emettitore di CO2 e non si può risolvere il problema del clima se non si rimuove la maggior parte della CO2 generata, prima di riversarla nell’atmosfera. Una soluzione industriale è quella chiamata Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) che produce idrogeno da bruciare e CO2 da sequestrare. Il Department of Energy (DOE) pianifica di spendere un miliardo di US$ per un impianto pubblico-privato detto FutureGen operativo nel 2012. La CO2 estratta verrà immagazzinata nel sottosuolo con costi e metodi ancora non definiti. Un’altra soluzione applicabile agli impianti esistenti rimuove la CO2 dopo la combustione impiegando una molecola detta monoethanolamine (MEA) che è stata usata da decenni come solvente per separare la CO2 dai gas naturali. Questa soluzione di retrofit è diventata più attraente per i limiti che saranno imposti alle emissioni a breve termine e perché la costruzione di impianti puliti richiede 20 anni. La tecnica è usata da 7 anni dalla centrale Worrior Run nel Cumberland, Maryland, terra del carbone, che brucia ogni anno 652000 tonnellate di carbone ed estrae con il MEA il 5% della CO2 che vende come gas per le bibite. Sui 180 MW venduti, 4 MW sono usati nel processo di estrazione della CO2. Per catturare il 96% della CO2 l’impianto dovrebbe impiegare il 40% della sua potenza prodotta ed il costo dell’elettricità aumenterebbe del 36%. Con un miglioramento della tecnologia ed estraendo solo il 90% della CO2 la potenza impiegata sarebbe del 30%. Altre alternative più avanzate possono portare ad efficienze maggiori. Un’altra opzione è di bruciare il carbone con ossigeno puro (oxi-firing) che facilita il processo di estrazione o usare nuove molecole diverse dal MEA per la cattura.

Science, 20 Jul 2007, Vol. 317, pg. 314 - Dennis Normile - Nel villaggio di Bayinhushu, nella Mongolia Interna cinese, nel decennio 1960, la terra intorno era ricca di erba e gli animali pascolavano tutto l’anno, tuttavia anno dopo anno gli animali denudarono la terra ed i pastori dovettero acquistare foraggio per nutrire il bestiame e nel frattempo le tempeste di polveri aumentavano di intensità. La situazione si è ora normalizzata dopo 5 anni di sforzi con l’aiuto delle autorità, di ecologisti, botanici ed economisti che hanno ridato vita ai pascoli ed anche le tempeste di polveri si sono ridotte. Bayinhushu è un raro esempio positivo nel panorama negativo delle aride distese di pascoli del nord della Cina e della Mongolia, dove l’eccesso di pascolo e coltivazione ha dissipato le poche risorse di acqua ed ha creato vaste aree polverose che il vento investe. Le tempeste di polveri fanno inaridire regolarmente aree della Cina, Corea e Giappone facendo chiudere le scuole, danneggiando i reattori degli aerei e provocando malattie respiratorie fino in California. In Cina la tempesta di polveri del maggio 1993 ha provocato 85 morti, la perdita di 120000 capi di bestiame, la distruzione di 4400 abitazioni e di 2,3 milioni di ettari di coltivazioni. L’Accademia Cinese delle Scienze (CAS), in Lanzhou, stima che nel nord della Cina i pascoli si vanno degradando con una rapidità di 3600 kmq all’anno e le tempeste di polveri si sono moltiplicate di 6 volte negli ultimi 20 anni e diventano sempre più intense e micidiali. La lezione di Bayinhushu può essere applicata a tutte le zone steppose per ridurre le tempeste di polveri. Ecologicamente è facile, ma economicamente è difficile e la soluzione deve essere adattata alle esigenze dei residenti ed alle condizioni delle regioni. L’anatomia delle tempeste di polveri è ben chiara. Non si devono confondere con le tempeste di sabbia perché la sabbia è più pesante per essere trascinata dal vento e poca è la polvere proveniente dai deserti dove l’erosione di millenni ha creato particelle minuscole. La maggior parte della polvere proviene dai letti asciutti dei laghi e dalle aride regioni al margine dei deserti. Il vento che soffia verso sud ed est dalla Siberia, superando le montagne a nord della Cina e della Mongolia, porta le polveri nell’alta atmosfera ed il particolato arriva a Pechino, Seul e Tokyo e, attraverso l’oceano Pacifico, fino al Nord America. Ci sono anni buoni e cattivi e questa dinamica persiste da secoli, ma diventa sempre peggiore. L’Asia dell’Est ha subito 23 giorni di polveri nel decennio 1970, 70 giorni nel decennio 1990 e 96 giorni nell’ultima decade. Il peggioramento dipende dalla degradazione del fragile ecosistema. Il governo in Cina ha incoraggiato i pastori nomadi ad incrementare il bestiame ed ha aumentato le zone denudate intorno agli insediamenti. I contadini cinesi, incoraggiati a domare il deserto, hanno creato oasi artificiali con l’irrigazione, ma questa ha gradualmente disseccato fiumi e laghi. Dal 1978 il governo ha speso almeno un miliardo di US$ per afforestare regioni dove le foreste non crescono per le limitate precipitazioni e questo non ha aiutato a combattere la desertificazione. Nel 2000 il CAS ha applicato criteri scientifici con 5 progetti pilota nelle regioni a nord di Pechino per proteggere la capitale dalle tempeste di polvere. Si comprese che la soluzione doveva coinvolgere gli abitanti della regione migliorandone il tenore di vita senza degradare l’ambiente. Il progetto di 5 anni ha coinvolto Bayinhushu, dove si trovavano 72 case con 316 abitanti ed 11560 capi di bestiame con il 75% di pecore e capre. Il team calcolò che si poteva migliorare il reddito riducendo le pecore e le capre ed aumentando il bestiame da latte. Fu portata l’elettricità e costruite strade, fu interdetto il pascolo su 2670 ettari, per permettere alla vegetazione di ricrescere e raccogliere l’erba in autunno per fornire foraggio in inverno. In complesso il piano ha funzionato. Il bestiame fu ridotto a 5783 capi e meno di metà erano pecore e capre. Alla terza estate l’erba era ricresciuta per permettere un buon raccolto per le esigenze del villaggio. Dopo i 5 anni l’ambiente era stato riportato a quello di cento anni prima. Bayinhushu è un buon esempio di ripristino di un ambiente, ma può non essere facile da replicare in luoghi ecologicamente meno favorevoli. Nell’altopiano tibetano, per esempio, la degradazione ha prodotto dune mobili. In questi casi sono necessari interventi attivi contro la desertificazione, espandendo oasi artificiali ed introducendo tecniche di conservazione dell’acqua come quelle sperimentate in Israele.

Science, 27 Jul 2007, Vol. 317, pg. 437 - Richard A. Kerr - C’è almeno un trilione di barili di petrolio nel sottosuolo per alimentare l’appetito mondiale di carburanti liquidi, e forse fino a 2-3 trilioni. Le previsioni sono per altro in disaccordo su quando i pozzi cominceranno a non fornire più la quantità richiesta di petrolio. Qualcuno dice che la crisi inizierà nella prossima decade, altri a metà del secolo. Gli Stati Uniti affermano di voler sviluppare nuove sorgenti di carburanti liquidi nei prossimi 25 anni, il petrolio da solo non basterà. Un recente rapporto prevede che la fornitura comincerà a ridursi nel 2010. Alla radice del problema è la domanda rapidamente crescente di energia. La scorsa settimana il National Petroleum Council (NPC) ha previsto in un rapporto (www.npc.org) un aumento della domanda del 50-60% entro il 2030, circa la stessa percentuale di aumento degli ultimi 25 anni, più di quanto si è consumato in tutta la storia umana fino al 2005, ed il petrolio più facile da estrarre è stato già prodotto. La previsione di NPC va da 80 a 135 milioni di barili al giorno (mb/d) nel 2030. Nel caso peggiore la produzione mondiale di petrolio e gas avrà il suo massimo nel 2015 e comincerà a diminuire nel 2020, innescando una crisi di proporzioni globali, ed è improbabile che l’aumento del 50-60% della domanda possa essere sostenuto nei prossimi 25 anni. Anche se c’è abbastanza petrolio nel sottosuolo rimangono le difficoltà tecniche di estrazione, l’instabilità politica in paesi come la Nigeria, la lentezza ad incrementare la produzione in Messico e Venezuela ed a mettere insieme le risorse umane e finanziarie. Organizzazioni come l’International Energy Agency (IEA), la Exxon Mobil ed altre predicono che, al di fuori dell’OPEC, entro il 2010 non sarà possibile aumentare la produzione. Anche se la produzione OPEC potrà mostrare segni positivi nei prossimi due anni, entro il 2012 il mercato sarà estremamente depresso, non potrà seguire la domanda crescente e reagirà con l’aumento dei prezzi.

Science, 7 Dec 2007, Vol. 318, pg. 1556 - Guangyu Wang - Dal 2000 la Cina ha introdotto un rapido ed esteso cambiamento nella sua politica forestale. Gli investimenti in questo settore hanno superato il totale del periodo 1949-99 e, nel solo programma SKFP (Six Key Forestry Program), ha investito negli ultimi 6 mesi 183,5 miliardi di RMB (renminbi), pari a 22 miliardi di US$ e, nei prossimi 4 anni, investirà 539,8 miliardi di RMB, pari a 68 miliardi di US$. La sempre maggiore richiesta di legno e la pressione dei gruppi ecologisti ha dato una spinta alle riforme e le foreste sono diventate un campo di battaglia della riforma alle vecchie leggi, che presentano il maggiore ostacolo allo sviluppo della Cina. Nel 2004 molte province del sud hanno cominciato a riformare la politica sulla gestione delle foreste con una riduzione delle tasse e l’introduzione del mercato libero e dei privati. Il governo centrale ha proposto un metodo scientifico per realizzare uno sviluppo sostenibile. Il rapido sviluppo economico della media classe cinese ha aumentato la richiesta di prodotti del legno per uso domestico e per l’esportazione ed è aumentato anche il loro prezzo. Nel 2006 l’industria delle foreste ha venduto prodotti per 47,07 miliardi di US$ con un aumento del 23% rispetto al 2005. La Cina è diventata il più grande esportatore del mondo di mobili e, per sostenere la domanda crescente, sta sviluppando una certificazione standard. Il programma SKFP copre più del 97% del territorio cinese con 76 milioni di ettari per l’afforestamento. Negli ultimi 8 anni il Natural Forest Protection Program /NFPP) ha messo sotto protezione 98 milioni di ettari di foreste, è stato bandito il taglio degli alberi nell’alto corso del fiume Yangtze e nel medio corso del Fiume Giallo, ridotta la produzione del legno nel nord-est e nella Mongolia Interna. Negli ultimi 6 anni sono state afforestate 28 milioni di ettari convertendo, da normali coltivazioni in foreste, 8,8 milioni di ettari e, per la prima volta, la desertificazione è stata ridotta. L’area totale delle piantagioni in Cina è di 53 milioni di ettari con le foreste che sono cresciute dal 16,6% al 18,2%. La crescita economica ha aumentato la pressione sull’ambiente ed il sistema non è ancora capace di bilanciare la domanda del legno con le esigenze dell’ambiente e la giustizia sociale e, nonostante i maggiori fondi per l’afforestamento, le amministrazioni locali non sono in grado di rispettare il programma. Il trasferimento della responsabilità ai governi locali non garantisce la gestione delle nuove foreste e non è chiaro se i lavoratori assunti ed i coltivatori locali siano diretti beneficiari del progetto. La corruzione locale è stata inoltre accusata di usurpare i diritti dei coltivatori. La riforma della proprietà terriera darà diritti ai coltivatori ed incentivi alla protezione delle foreste, si prevede di trasferire la proprietà della terra a singoli e compagnie con compensazioni agli esclusi. La riforma della proprietà delle foreste è iniziata nel Fujian e nello Jiangxi e si è estesa allo Zhejiang, Liaoning, Heibei, Shandong, Anhui e Guangdong. Il governo cinese intende iniziare la nuova fase delle riforme aprendo il settore delle foreste alla partecipazione finanziaria del settore privato e sviluppare un’industria competitiva delle foreste. Per ottenere questo obiettivo si stabilisce una separazione fra foreste ecologiche e foreste commerciali. Il governo proteggerà le foreste ecologiche dal taglio e dalla conversione ad altri usi. Le comunità locali saranno compensate dove le terre saranno classificate come foreste ecologiche. Le foreste commerciali avranno invece ampi margini di libertà nel determinare la selezione degli alberi da abbattere, il grado di sfruttamento e l’uso di fondi privati. Il governo rimarrà però sempre l’ultima autorità e stabilirà le regole per una gestione sostenibile delle foreste.

Science, 2 May 2008, Vol. 320, pg. 629 - David A. Wardle - Le foreste boreali assorbono grandi quantità di carbonio dall’atmosfera e vi contribuiscono anche gli incendi in quanto, anche se producono anidride carbonica, convertono parte della biomassa delle piante in carbone di legna che è resistente all’attacco batterico e rimane nel suolo per migliaia di anni. Tuttavia il carbone di legna non è biologicamente inerte ed ha importanti effetti nei processi biologici. Non è tuttavia ben compreso come interviene nella decomposizione delle sostanze organiche. Per approfondire è stato eseguito un semplice esperimento riempiendo dei contenitori a rete con humus raccolto nelle foreste boreali svedesi oppure con carbone di legna puro oppure con una mescola 50/50 di humus e carbone di legna. Questi contenitori sono stati lasciati per 10 anni all’aria. In questo periodo si è notato che la perdita di massa dell’humus e del carbone nei contenitori con miscuglio è stata sostanzialmente maggiore di quella con i componenti separati ed anche l’immobilizzazione dell’azoto è stata inferiore nei contenitori misti. Poiché la decomposizione del carbone di legna nel suolo è estremamente bassa, la perdita di massa totale dipende dall’azione del carbone sulla decomposizione dell’humus. La biomassa microbica risulta significativamente più grande nelle mescole perché le particelle di carbonio assorbono i composti organici ed aumentano l’attività microbica portando ad una più rapida decomposizione dell’humus. Ne consegue che gli incendi causano una sostanziale perdita dell’ecosistema oltre che per la biomassa bruciata anche perché le particelle di carbonio stimolano la decomposizione del suolo nativo almeno nelle foreste boreali.

Science, 9 May 2008, Vol. 320, pg. 752 - Jonathan A. Holmes - Circa 14000 anni fa le informazioni che ci vengono dai sedimenti dei laghi esistenti nel nord Africa, insieme al polline dell’antica vegetazione ed ai modelli climatici, ricostruiscono la storia di come ebbe fine il periodo umido. Le prove indicano che il periodo umido finì fra 6000 e 4000 anni fa, ma oltre queste date ci sono molte incertezze. Il lago Yoa nel Ciad del nord non si è mai asciugato nell’Holocene, negli ultimi 14500 anni, e, dalle diadomee e dai resti degli invertebrati preservati nei suoi sedimenti, si ricostruisce la storia della vegetazione dei dintorni. La salinità dei depositi è un indice dei cambiamenti nelle precipitazioni ed i risultati mostrano che vegetazioni e polveri sono cambiati con gradualità negli ultimi 6000 anni con una riduzione dei monsoni che ha aumentato la salinità ed una variazione più rapida 4000 anni fa. Le simulazioni sono in disaccordo sulla gradualità o sulla variazione rapida delle precipitazioni accompagnata dal collasso della vegetazione, ma è più probabile che i cambiamenti nella vegetazione siano stati graduali.

Science, 1 Aug 2008, Vol. 321, pg. 628 - Richard Stone - La Diga delle Tre Gole (Three Gorges Dam) è uno dei numerosi progetti che stanno modificando l’ambiente della Cina. Questi includono il recente completamento della più alta ferrovia del mondo sull’altopiano Tibetano ed il piano per trasferire ogni anno miliardi di metri cubi di acqua dallo Yangtze agli altri fiumi che si trovano a nord, ma nessuno di questi ha prodotto più dibattiti del progetto della diga delle Tre Gole da 25 miliardi di US$. La sua giustificazione è stato il controllo delle disastrose inondazioni che si verificavano circa ogni decennio, il peggiore dei quali è stato quello del 1931 che ha provocato la morte di 15000 persone e 28 milioni di senza tetto. Fra i vantaggi della diga è anche la realizzazione di una centrale idroelettrica di 84,7 miliardi di Kwora all’anno. Per questi ed altri motivi il progetto è stato considerato dalle Autorità di grande beneficio per l’ambiente. Per i numerosi critici, però il progetto è una bestia nera per le minacce alla biodiversità, l’erosione che provocherà sulle isole abitate del delta dello Yangtze, per le conseguenze sismiche che provocherà l’enorme massa di acqua raccolta a monte, per le comunità di 1 milione di persone che dovranno abbandonare le aree sommerse ed altri 4 dei 16 milioni di abitanti della riserva delle Tre Gole che dovranno ricollocarsi nel prossimo futuro. Il Governo ha programmato di monitorare questa riserva di 58000 kmq (più grande della Svizzera) e studiarne i cambiamenti negli anni con l’uso delle immagini satellitari estese a tutto il corso del fiume misurando anche le emissioni di metano e gas serra prodotte dalla vegetazione sommersa. La massa di dati sarà raccolta nel sito Web www.tgenviron.org ed aiuterà a gestire l’impiego dei 7,3 miliardi di US$ previsti per i prossimi 12 anni. Gli ingegneri cinesi, nel decennio 1930, hanno identificato la regione delle Tre Gole, posta al confino fra la province di Hubei e Sichuan, come il posto ideale per una diga. L’idea originale era solo di domare le piene dello Yangtze, ma il piano rimase incerto fino al decennio 1980 quando crebbero le necessità di energia della Cina. Il Premier Li Peng, ingegnere idraulico, spinse fortemente il progetto e nel 1984 la Chinese Academy of Science (CAS) iniziò lo studio di Impatto Ambientale e, dopo 8 anni di analisi, diede il via libera. La costruzione iniziò nel 2003 nonostante i contrasti. Nel maggio 2006, 26000 lavoratori completarono la grande diga sullo Yangtze, una barriera di cemento alta 185 m e lunga 2,3 km. La riserva aveva cominciato a riempirsi 3 anni prima ed il livello era salito, da quello originale di 62 m all’attuale di 156. Entro dicembre gli ingegneri si aspettano di aver finito l’installazione delle ultime 5 turbine delle totali 26. Per portare le navi a monte della diga vi sono 5 chiuse che permettono di sollevarle, ma i pesci non hanno la possibilità di migrare. Gli storioni hanno tuttavia un futuro nel basso corso dello Yangtze dove arrivano dal mare per deporre le uova, ma per il momento la loro pesca è vietata. A monte della diga la pesca delle carpe si è ridotta più del 50% e le previsioni sono pessimistiche. Le 4 specie di carpe dello Yangtze deponevano le uova quando il livello saliva in estate per le piogge monsoniche e questo rappresentava per loro uno stimolo. La grande riserva d’acqua a monte della diga ha alterato le variazioni stagionali a valle della diga e si è notata una riduzione delle uova e delle larve. Le specie di pesci che non si adatteranno al nuovo ambiente sono destinate a scomparire. Altri problemi per lo Yangtze sono lo scarico delle acque industriali negli affluenti e l’aumento del traffico fluviale. Fra le vittime vi saranno molte specie di mammiferi fra cui i delfini. Per proteggere lo Yangtze dall’inquinamento, l’Agenzia per la protezione dell’ambiente ha annunziato che spenderà 3,3 miliardi di US$ nei prossimi 3 anni per migliorare la qualità delle acque. Fra l’altro la riduzione del flusso dell’acqua ha prodotto l’esplosione delle alghe blu-verdi tossiche lungo il fiume. L’università di Wuhan ha installato 60 sismografi nei dintorni della diga dopo il recente terremoto di metà maggio di magnitudine 7,9 Richter, 350 km ad ovest. La locazione della diga si trova in un’area a basso rischio sismico, ma non si consce la struttura profonda dei due sistemi di faglie, una 20 km ad ovest e l’altra 60 km ad est. Benché il rischio di un terremoto catastrofico per la diga sia remoto, ora sono sommerse 632 kmq di terreno ed entro la fine dell’anno gli ingegneri contano di alzare il livello della riserva dai 156 m attuali al massimo di 175 sommergendo altri 400 kmq. Un pericolo sono le frane lungo le rive che possono produrre ondate devastanti. Nell’ultima decade la autorità hanno spostato 1,2 milioni di persone in nuovi villaggi e città nell’area della riserva ed altri 200000 in luoghi più distanti. Si prevede di spostare alti 4 milioni di persone nei prossimi 10-15 anni. Sono state spostate più di 10000 piante sempreverdi prima che si alzasse il livello delle acque. C’è anche un problema di frammentazione degli habitat perché molti rilievi hanno formato delle isole e piante ed animali sono rimasti isolati e soggetti alla perdita di molte biodiversità. Nella seconda metà del XX secolo, lo Yangtze ha depositato 40 milioni di tonnellate di sedimenti nel suo delta formando grandi isole alluvionali la cui origine risale a 1400 anni fa e che coprono 1000 kmq con una popolazione di 650000 persone. Ci si aspetta l’erosione di queste isole alluvionali e l’intrusione di acqua salata nel delta. Il crollo della diga sarebbe il disastro peggiore perché 75 milioni di persone vivono a valle di essa, un altro pericolo sarebbe un’ondata di piena prodotta da grandi precipitazioni o dall’improvviso sciogliersi dei ghiacciai che alimentano lo Yangtze. Lo scenario più probabile è che la riserva raggiunga il suo equilibrio ecologico e la diga diventerà il monumento di questa trasformazione.

Science, 23 Jan 2009, Vol. 323, pg. 470 - Sönke Szidat - Gli aerosoli carbonacei, cioè la frazione degli aerosoli che contengono carbonio come la fuliggine, sono dannosi sia per il clima che per la salute umana. Tuttavia la nostra conoscenza sulle sorgenti di aerosoli è limitata. L’analisi al radiocarbonio 14 dell’atmosfera viene usata per quantificare i contributi delle biomasse e dei combustibili fossili alle nubi scure che rappresentano lo strato di caligine del persistente inquinamento sull’Asia del sud. Tipicamente il particolato urbano comprende un 40% di aerosoli carbonacei divisi tradizionalmente in carbone nero e carbone organico. Il carbone nero è assorbente otticamente e poco reattivo chimicamente. Viene prodotto durante la combustione di biomasse e combustibili fossili in scarsità di ossigeno. La combustione delle biomasse su scala mondiale avviene per l’uso di liberare i terreni tagliando e bruciando e di bruciare gli scarti dell’agricoltura e delle foreste come anche con la combustione del legno per il riscaldamento e la cucina. Nella combustione dei fossili si producono particelle submicrometriche di fuliggine massimamente nei motori diesel e nel riscaldamento con carbon fossile. Il carbone organico contiene composti organici leggeri, emessi direttamente o formati nell’ossidazione in atmosfera, e ci sono sorgenti sia antropogeniche che biogeniche. Le conseguenze di alte concentrazioni di aerosoli carbonacei sono particolarmente dannose nel caso delle nubi brune. L’inquinamento da particolato è responsabile di malattie cardiovascolari e respiratorie che inducono malattie croniche e persino mortali. Nell’Asia del sud vi sono alte concentrazioni di carbone nero nell’aria. Gli sforzi per ridurre la diffusione delle nubi brune richiede la conoscenza delle sorgenti ed il loro inventario su scala locale per estrapolarlo su larga scala. Si possono ricostruire le emissioni misurando le concentrazioni dei composti organici ed inorganici o i rapporti carbone nero su carbone totale. Tuttavia gli aerosoli si alterano durante il trasporto ed a distanza dall’origine perdono di identità. Al contrario l’analisi dell’isotopo radioattivo del carbonio 14 separa le sorgenti fossili da quelle non fossili perché il carbonio 14 è completamente decaduto nei combustibili fossili, mentre i materiali recenti hanno livelli contemporanei di radiocarbonio ed il contenuto isotopico è stabile durante il trasporto lontano dalla sorgente. Nell’inquinamento dell’Asia del sud c’è un grande contributo della combustione delle biomasse e lo studio dimostra che il contributo della combustione delle biomasse è stato sottostimato.

Science, 21 May 2010, Vol. 328, pg. 962 – Richard A. Kerr – L’emissione di petrolio nel Golfo del Messico è una sfida per gli scienziati del mare e delle coste. Il petrolio sgorga a 1600 m di profondità e il vento e le correnti lo diffondono in modo capriccioso su centinaia di chilometri quadrati dal fondo alla superficie. La pesca ne è stata danneggiata e il fragile ambiente delle coste paludose è a rischio. L’entità della catastrofe dipenderà dal comportamento del petrolio, come esso si trasformerà chimicamente e fisicamente e quanto lontano sarà trasportato. Certamente è stata sottostimata la quantità di 5000 barili il giorno che è stata emessa. Le immagini dai satelliti indicano che in realtà le quantità sono cinque o dieci volte superiori nelle 3,5 settimane dal disastro. I ricercatori sanno come il petrolio si mescola all’acqua dai campioni prelevati sul mare. Il petrolio tende prima a perdere il suo contenuto più volatile, che è anche il più tossico, e si trasforma in un liquido emulsionabile come una schiuma di pece. Quando questa si porta sulle spiagge, si attacca alle piante e agli animali. Sostanze detergenti o disperdenti sparse sul mare tendono ad accelerare la dispersione fisica e biologica ma sono tossici per la vita marina in modo diretto o indiretto fino in profondità. I ricercatori usano veicoli sottomarini autonomi che servono a mappare sotto la superficie con sensori ottici e prelevano campioni per le analisi. L’evoluzione dell’emissione è vigilata dalla National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e dall’US Geological Survey. Gli effetti sulla biologia marina nel Golfo del Messico sono analizzati dal consorzio universitario del National Institute for Undersea Science and Technology (NIUST) che usa sistemi sottomarini e a bordo di navi ed ha raccolto campioni sottomarini vicini alla sorgente di emissione. Entro ottobre, al più tardi, si saprà quanto petrolio si è depositato sul fondo del mare e fra le alghe marine. Subito dopo l’incidente, al largo della costa dell’Alabama, il laboratorio marino dell’isola di Dauphin ha iniziato la ricerca prelevando il plancton per 56 km a sud dell’isola e ripeterà l’operazione ogni 2 settimane. Un altro studio usa robot sottomarini per monitorare, vicino al luogo dell’emissione, lo stato di calamari, crostacei e pesci che vivono tra 200 e 2400 m sotto il livello della superficie. Scienziati di numerose istituzioni seguiranno nei prossimi 3-6 mesi gli effetti del petrolio nella catena alimentare, dalle alghe monocellulari, ai pesci e ai tonni. Il NOAA sta monitorando gli effetti su più di 20 specie di mammiferi marini cercando il petrolio sul corpo di sei delfini e 100 tartarughe marine raccolte, controllando dall’aria il numero di delfini e balene e facendo biopsie su animali marini. Le coste acquitrinose del Golfo del Messico sono a rischio per l’esposizione cronica a grandi quantità di petrolio che attaccano la vegetazione e le creature che vivono nei sedimenti. Nelle acque basse di Breton Sound della Louisiana, dove il petrolio si è già insinuato, sono già visibili gli effetti sulla vita marina. Un team ha raccolto molluschi vivi e tessuti biologici per le analisi. Il NOAA, dal 18 maggio, ha vietato la pesca su 118000 kmq nell’area del Golfo per proteggere la popolazione dalle conseguenze del cibarsi di crostacei contaminati da sostanze cancerogene. Il danno economico è immenso e sarà difficile prevedere quando la pesca si potrà riaprire in sicurezza. Bisognerà sviluppare e certificare dei nuovi standard.

Science, 4 Jun 2010, Vol. 328, pg. 1225 – Daniel Charles – Gli ecologisti ucraini, analizzando le dettagliate fotografie da satellite dell’estremità orientale della nazione, sulla provincia di Luhansk, scoprono che, dove una volta c’erano campi di grano e di orzo, ora ci sono solo piante infestanti. Le immagini mostrano il collasso delle fattorie collettive dell’epoca sovietica ma ora si presenta l’opportunità di ripristinare una parte delle vaste praterie e steppe distrutte dai pianificatori dell’agricoltura sovietica. Queste praterie, ora molto limitate, sono l’ambiente di centinaia di specie minacciate di estinzione, erbe, insetti, uccelli che nidificano a terra, piccoli mammiferi e marmotte. Si sono ottenuti 3 milioni di dollari dall’Unione Europea per fare ricrescere la steppa e ricavare da essa vantaggi economici. Si è fatto un accordo economico con un’impresa olandese-ucraina per l’allevamento di bestiame in praterie da migliaia di ettari. La steppa è importante per l’economia dell’Ucraina. Una volta le praterie dominavano la metà orientale dell’Ucraina che, dopo la Russia, è la seconda nazione più grande dell’Europa. La maggior parte è stata arata per coltivarla, durante la campagna dell’Unione Sovietica per l’aumento della produzione di cibo con le fattorie collettive. Dieci anni fa, l’Ucraina ha abolito le fattorie statali ed ha distribuito le terre ai lavoratori. La speculazione rapidamente ha preso le terre più produttive, mentre grandi estensioni di terre meno produttive, forse 10 milioni di ettari, rimasero incolte. Il problema è che le steppe non sono stabili se le erbe non sono consumate da animali, come bisonti, marmotte e insetti. Ne è seguito il deterioramento delle steppe ufficialmente protette, dove il pascolo era strettamente limitato e gli incendi controllati. Strati di erbe in decomposizione coprivano il terreno distruggendo le piante tipiche della steppa. Proliferavano arbusti e piccoli alberi. Cominciarono a sparire le marmotte e gli uccelli che nidificavano a terra. L’impresa olandese-ucraina, nel nord-ovest della provincia di Luhansk ha pianificato di allevare bestiame da carne di alta qualità su 5000 ettari di terreno abbandonato, una volta coltivato e troppo sfruttato. Animali da pascolo che sopportano il clima continentale dell’Ucraina sono rari, i migliori sopravvivono nella riserva di Askania-Nova. Per rivitalizzare la steppa, si fanno moltiplicare le marmotte e si creano centri di ricreazione per favorire il turismo locale.

Science, 18 Jun 2010, Vol. 328, pg. 1506 – Jocelyn Kaiser – Dalle innumerevoli informative della stampa e della televisione, è stata denunziata l’esistenza di un grande vortice di spazzatura galleggiante nel mare a metà strada fra le Hawaii e la California e, secondo Charles Moore che l’ha scoperto nel 1997, si tratta di un ammasso di plastica con una superficie due volte quella del Texas. Un accumulo simile di frammenti di plastica è presente anche nell’Oceano Atlantico del nord. Non è ancora noto il danno potenziale di tanta spazzatura. I primi accumuli di rottami di plastica sono stati scoperti nel 1972, da allora si sono moltiplicate le segnalazioni nell’Atlantico e nel Pacifico settentrionale. Charles Moore, nel 2001 segnalò nel Pacifico più di 300000 pezzi di plastica per kmq con un rapporto in peso di 6:1 rispetto allo zooplankton. I ricercatori hanno descritto i danni provocati da questi residui alla fauna marina. Le reti da pesca abbandonate che intrappolano tartarughe e foche, buste di plastica che bloccano il tratto digestivo delle tartarughe, spazzolini da denti e tappi di plastica che gli uccelli marini scambiano per cibo e muoiono per blocco dell’esofago e per inedia. Si deve aggiungere la tossicità propria delle plastiche, i cui effetti sono poco noti. Nessuno sa neppure dove finisce tutta questa spazzatura; vi sono delle aree negli oceani dove si formano correnti circolari e dove si concentrano, in parte finiscono sulle spiagge, e in parte affondano con i sedimenti.

Science, 13 Aug 2010, Vol. 329, pg. 616 – Peter B. Reich – Per una predizione del futuro livello della CO2 nell’atmosfera, bisogna comprendere il meccanismo dello scambio di questo gas fra terra e atmosfera. Ogni anno la fotosintesi delle piante terrestri rimuove dall’atmosfera una molecola su otto della CO2 atmosferica. La respirazione delle piante terrestri e gli organismi del suolo rimandano nell’atmosfera una quantità simile. Il flusso di CO2 assorbito dalla terra (GPP o gross primary production) è prodotto per il 60% dalle foreste tropicali e le savane e per il 40% è associato alle precipitazioni. Il bilancio con le emissioni dovute alla respirazione stabilisce se l’ecosistema, nel suo complesso sia un assorbitore o una sorgente. Di recente il GPP è stato stimato caratterizzando 352 siti (Christian Beer). La respirazione è l’attività metabolica di una miriade di organismi e include quella delle piante e i processi di decomposizione dovuti ai microrganismi del suolo. Questi processi sono dipendenti dalla temperatura dell’aria sia sul lungo periodo, settimane, mesi e stagioni, sia a breve periodo. L’ultima valutazione, caratterizzata su 60 siti, di Miguel D. Mahecha sulla dipendenza dalla temperatura è di un fattore di 1,4.

Science, 3 Sep 2010, Vol. 329, pg. 1153 – Kara Lavender Law – La plastica è il maggiore contaminante degli oceani, la sua bassa velocità di degradazione permette ai polimeri sintetici di sostenere l’ambiente degli oceani per anni, decenni e più a lungo. L’impatto sull’ambiente marino include gli effetti sulla fauna marina, l’ingestione da parte degli uccelli marini e degli organismi di tutte le dimensioni, dal plankton ai mammiferi marini, e la concentrazione e il trasporto dei contaminanti organici a livelli crescenti. Negli oceani, l’abbondanza, distribuzione e variabilità spaziale e temporale della plastica sono poco note, ma nell’Oceano Pacifico sono state trovate alte concentrazioni di plastica galleggiante. La situazione dell’Oceano Atlantico è stata trascurata e questo studio riporta i risultati di 22 anni d’indagini raccolte dalle navi nell’Atlantico nord-occidentale e nel Mar dei Caraibi. Si sono esaminati e archiviati i campioni raccolti da più di 7000 studenti e ricercatori della Sea Education Association (SEA), dall’ottobre 1986 al dicembre 2008. Sono stati condotti 6100 prelievi con reti per plankton e raccolti 64000 pezzi di plastica che sono stati catalogati. Il 62% delle reti conteneva quantità apprezzabili di residui di plastica. Il più grande campione raccolto in 30 minuti fu quello di 1098 pezzi di plastica nel punto di 24,6°N e 74,0°W, nel maggio 1997, equivalente a 580000 pezzi per kmq. La concentrazione media dei detriti di plastica nel Mar dei Caraibi è stata di 1414+/-112 pezzi per kmq e, nel Golfo del Maine, di 1534+/-200 pezzi, ambedue meno di un ordine di grandezza inferiore al massimo di 20328 +/-2324 pezzi, intorno alla latitudine di 30°N. La concentrazione massima si trova nel luogo di convergenza subtropicale formato dalla circolazione delle correnti di Ekman, nel bacino subtropicale dell’Atlantico del nord, dove la corrente è inferiore a 2 cm/s. Il luogo di convergenza non permette di determinare i luoghi di provenienza e il tracciamento è stato fatto mediante boe controllate dai satelliti e lasciate libere. Si è visto che dopo 10 anni i residui convergono nell’area subtropicale intorno alla latitudine di 30°N con una concentrazione 15 volte più alta dell’origine. Il tempo per spostarsi dalle coste degli Stati Uniti è di 60 giorni, circa la metà di quello necessario per spostarsi dall’Europa o dall’Africa. Benché non si possa stimare il flusso di plastica scaricato nell’oceano, è certo che, dal 1980 al 2008, esso è aumentato considerando che gli scarti di plastica negli Stati Uniti sono aumentati di quattro volte nello stesso periodo. La densità dei campioni è, per il 99% inferiore a quella dell’acqua di mare e si tratta quindi di materiale che galleggia. La quantità totale di plastica nel contorno di convergenza, dove la velocità delle correnti è inferiore a 2 cm/s tracciata per il periodo di 10 anni fra 1993-2002, è di 8*10E10 pezzi ed è stata valutata a 1100 tonnellate metriche. La possibilità di riduzione della plastica galleggiante dipende dalla frammentazione, sedimentazione, deposito sulle spiagge e ingestione da parte degli organismi marini. Nell’ambiente marino ci sono la fotodegradazione e la degradazione dovuta all’ossidazione e all’idrolisi che provocano frammentazione meccanica in una scala di tempo di mesi. I campioni mostrano che l’88% sono di dimensioni minori di 10 mm. La densità dei frammenti galleggianti può aumentare nel tempo per il formarsi di biofilm e l’aggregazione di organismi incrostanti. L’analisi dei campioni rivela la presenza di azoto che è assente nel polietilene e polipropilene puro e prova una bioaccumulazione. Residui di plastica sono comuni nelle spiagge degli Stati Uniti e delle isole Bermuda e Bahamas. L’ingestione da parte degli uccelli marini e anche quella dei grandi animali marini è stata documentata come anche quella delle microplastiche da parte degli organismi più piccoli. I dati analitici sui residui plastici degli ultimi 22 anni qui presentati e la loro concentrazione e circolazione negli oceani forniscono una base per affrontare questo problema ambientale.

Science, 8 Oct 2010, Vol. 330, pg. 192 – Donald E. Canfield – L’azoto è il quinto elemento più abbondante nel nostro sistema solare ed è essenziale per la sintesi degli acidi nucleici e delle proteine. Per ogni 100 atomi di carbonio incorporati nelle cellule, vi sono fra 2 e 20 atomi di azoto. La biogeochimica dell’azoto dipende quasi interamente dalle reazioni di riduzione-ossidazione (redox) mediate principalmente da microrganismi e in misura minore, a lungo termine dal riciclaggio nella geosfera. Nonostante la sua importanza e la sua abbondanza, l’azoto molecolare (N2) è virtualmente inerte e quindi la formazione dell’azoto inorganico (nitrati NO3- e ammonio NH4+) spesso limita la produttività degli ecosistemi marini e terrestri. In questo rapporto si descrive il ciclo dell’azoto sulla terra, la storia della sua evoluzione e le interazioni e i legami con altri elementi base; si termina con le trasformazioni apportate al ciclo dagli uomini dal secolo passato. L’attività della biosfera richiede di incorporare l’azoto nelle molecole biologiche, un processo in cui batteri e archea riducono l’azoto molecolare in ammoniaca. Alcuni eucarioti (legumi e termiti) supportano questo processo in associazione simbiotica con i procarioti. L’energia di attivazione richiesta per rompere il legame della molecola di azoto è grande e la reazione richiede un catalizzatore per superare questa barriera di energia. Durante la fase di accrescimento planetario della Terra, l’atmosfera prodotta dal vulcanismo ha controllato il ciclo prebiotico dell’azoto. Nel protopianeta l’azoto fu portato dall’ammoniaca solida (ghiaccio), da amminoacidi e altri composti organici semplici. Queste forme ridotte di azoto furono ossidate con reazioni ad alta temperatura per formare l’azoto atmosferico emesso dai vulcani. I processi abiotici sono estremamente lenti e questo primo ciclo di formazione dell’azoto atmosferico richiese circa un miliardo di anni. I modelli attuali indicano che la prima atmosfera terrestre, attraverso scariche atmosferiche e impatti di meteoriti produsse NO2- convertita in NO3- e viceversa. Più lento fu il processo di conversione da N2 a NH3. Alla fine l’azoto molecolare, N2, rimase la forma dominante di azoto nell’atmosfera. I primi organismi viventi sulla Terra presero l’energia dalla riduzione di altri composti chimici dall’interno della Terra stessa e fra questi l’idrogeno ebbe il ruolo più importante. Nella prima evoluzione biologica in assenza di ossigeno, l’energia derivava dall’ossidazione dell’idrogeno, acido solfidrico e ferro. La prima fotosintesi si è sviluppata nell’oceano. I processi anaerobici di fissazione dell’azoto, durante la prima evoluzione biologica, si sono verificati nell’oceano, dove si era accumulato azoto in composti di ammonio. Prima di 2,5 miliardi di anni fa, gli oceani erano ricchi di ferro bivalente disciolto nell’acqua, data la bassa concentrazione di ossigeno. Il ciclo dell’azoto emerge con il processo aerobico di nitrificazione in presenza di ossigeno. L’evoluzione dei cianobatteri è iniziata almeno 200-300 milioni di anni prima dell’ossigenazione dell’atmosfera, fra 2,3-2,4 miliardi di anni fa. Dopo questo evento, si dovette aspettare fino a circa 600 milioni di anni fa perché l’ossigenazione si propagasse fino al fondo degli oceani. L’ossigeno arrivò agli attuali livelli dopo i 550 milioni di anni fa e, solo allora, il radicale NO3- divenne dominante con minori quantità di NH4+ e NO2- nell’acqua del mare. Una caratteristica del ciclo attuale dell’azoto è che la denitrificazione e la fissazione dell’azoto si bilanciano. Una notevole frazione del trasferimento di azoto dalla terra al mare proviene dai composti antropogenici di azoto portati dai fiumi e dal trasporto atmosferico di composti azotati in fase gassosa (NOx, NH3, N2O) dai continenti agli oceani. Apparentemente vi è un grande accumulo di composti di azoto nei continenti. Negli oceani la denitrificazione è più alta della fissazione dell’azoto e del contributo terrestre e provoca uno sbilanciamento del sistema. La denitrificazione negli oceani è governata dal trasferimento di ossigeno. Nei sedimenti vicini alle coste e nelle aree con scarso ossigeno, la denitrificazione è predominante. Nel XX secolo, l’uomo ha avuto un impatto crescente sul ciclo dell’azoto, introducendo processi industriali per la produzione di ammoniaca e incrementando pratiche per aumentare la resa agricola. Le colture aumentano la fissazione dell’azoto e queste sorgenti antropogeniche hanno raddoppiato la naturale quantità di azoto fissato. Dal 1960 al 2000, l’uso dei fertilizzanti azotati è aumentato dell’800% per la produzione di frumento, riso e mais. La resa dell’azoto per queste colture è del 40% quindi la maggior parte del fertilizzante è persa nelle radici e nell’atmosfera per denitrificazione prima di essere assimilato dalle biomasse. Questo eccesso di fertilizzante, oltre al costo, produce un grande impatto ambientale. Il 90% dell’ammoniaca usata come fertilizzante è convertito dai batteri in NO3- che si disperde e finisce nei fiumi, laghi e nelle acque e provoca eutroficazione nelle coste creando zone con scarsità di ossigeno. La denitrificazione forma azoto molecolare ma anche N2O, la cui concentrazione sta aumentando nell’atmosfera, ed è un gas serra 300 volte più efficiente della CO2. Questa modifica al ciclo naturale sta cercando un suo nuovo equilibrio ad opera di microrganismi che richiedono diversi decenni per agire e, poiché la popolazione umana crescerà ancora fino al 2050, la situazione tenderà a peggiorare. Sono necessari provvedimenti che includono: a) rotazione delle colture per ridurre i fertilizzanti; b) ottimizzazione dei tempi di applicazione e delle quantità dei fertilizzanti; c) sviluppo di nuove varietà di colture, anche geneticamente modificate, per aumentare l’efficienza nell’uso dei fertilizzanti; d) uso di varietà che inibiscano la nitrificazione; e) sviluppo di cereali che abbiano in simbiosi batteri nitrificanti. Bisogna sperare che le forze economiche promuovano questi miglioramenti. In ogni caso il futuro ciclo dell’azoto sarà diverso da quello precedente la rivoluzione industriale.

Science, 17 Dec 2010, Vol. 330, pg. 1608 – Erik Stokstad – Durante la grande fuoruscita di petrolio nel golfo del Messico, durata 3 mesi, gli scienziati hanno offerto il loro aiuto, ma non è stato sempre facile. Sorgenti di confusione sono state le stime in conflitto sull’ammontare di petrolio che usciva dal pozzo. All’inizio, la stima della BP è stata di 1000 barili il giorno. Gli scienziati hanno accusato la compagnia di minimizzare e la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), studiando le riprese video, stimò il flusso 5 volte più grande. Il dibattito scientifico e la confusione del pubblico aumentarono perché le parti non si scambiarono dati e metodologie, cruciali per determinare la valutazione del danno. Alla fine una commissione governativa di scienziati stimò il flusso fra 35000 e 60000 barili il giorno, una cifra più rigorosa derivata dai sensori installati alla testa del pozzo. Continuando a sgorgare petrolio, gli scienziati iniziarono un piano di ricerche per determinare l’estensione del flusso e il danno sulle coste e sulla natura, ma risultò difficile definire il significato dei dati e i provvedimenti da prendere. Una delle decisioni più controverse fu sull’uso dei disperdenti per tenere lontano il petrolio dalle coste e proteggere le zone paludose e le isole. Un gruppo di esperti consigliò il governo di usare i disperdenti in profondità, cosa che sembrava avesse funzionato. In complesso sembrava che la dispersione del petrolio avesse prodotto un disastro ambientale minore di quanto temuto, almeno nelle zone paludose e nella barriera di isole. Tuttavia ci vorranno anni prima che si possa valutare completamente il danno, specialmente per gli organismi marini in profondità. Un fondo di 500 milioni di US$ per questa ricerca è stato messo a disposizione dalla BP e servirà agli scienziati per valutare l’effetto a lungo termine.