Le emissioni di CO₂ dei nostri tempi influiranno sul clima per i prossimi centinaia di migliaia di anni. La domanda che ci poniamo è: come cambierà il futuro prossimo e remoto a causa dell’emissione di questi gas serra in atmosfera?
Utilizzando modelli matematici basati sulla conoscenza dei sistemi climatici passati, sui processi che influenzano il clima e sulle leggi della fisica e della chimica, i climatologi possono oggi azzardare delle previsioni su come si presenterà la Terra in futuro. Se analizziamo bene il clima attuale, si colgono i segni del futuro che molti di questi modelli hanno prefigurato. Come previsto, il riscaldamento avviene più sulla terraferma che in mare, più ai poli che all’equatore, più in inverno che in estate, e più di notte che di giorno. Le piogge violente ed estreme sono sempre più frequenti. Ai poli neve e ghiaccio ricoprono aree minori ed il permafrost , ricco di metano, inizia a sciogliersi. Quali sono i limiti estremi del cambiamento che stiamo provocando? Come esempio storico, anzi preistorico, abbiamo il clima di 100 milioni di anni fa, quando nel Cretaceo l’aria calda e umida avvolgeva tutto, dinosauri compresi, ai poli nuotavano animali simili ai coccodrilli, e le piante crescevano rigogliose nell’aria ricca di CO₂. La serra che si sta formando oggi avrà conseguenze e influenzerà la vita del nostro pianeta per decine di migliaia di anni.
Non sappiamo però quanta CO₂ sarà immessa in atmosfera, per cui partiamo dall’ipotesi che la nostra civiltà industriale continui a bruciare combustibili fossili ad un tasso sempre maggiore, fino a quando non ci inventeremo qualcosa di meglio fintanto che estrarli non costerà troppo. La quantità di carbonio organico contenuto nella crosta terrestre sotto varie forme ammonta a circa 1 milione di miliardi di tonnellate. Finora si sono bruciati 2000 miliardi di tonnellate di CO₂ (circa l’ 1% ). Perciò, con questi ritmi e con tutto questo carbonio intrappolato nella crosta terrestre, non esauriremo mai i combustibili fossili.

Oggi estraiamo petrolio dalle sabbie bituminose e gas naturale dalle argille usando la fratturazione idraulica ;in passato queste risorse erano impossibili da sfruttare sia dal punto di vista tecnologico che da quello economico. È ragionevole pensare che i costi di estrazione e lavorazione dei combustibili fossili saranno così alti, in futuro, da preferire le fonti rinnovabili. Allora pensiamo ad uno scenario in cui bruceremo circa l’1% del carbonio organico disponibile nel giro di pochi secoli e ipotizziamo che l’uomo imparerà ad estrarre combustibili fossili non tradizionali, bruciandoli però a tassi più bassi. Se le nostre abitudini non cambieranno, la Terra si riscalderà di circa 5° C entro il 2100. Con questo riscaldamento in un secolo, si verificherà uno spostamento verso i poli delle fasce di temperatura di oltre 800 Km, pari a 20 metri al giorno. Va ricordato che alle latitudini settentrionali temperate (tra 30° e 60° nord) la temperatura annuale decresce di 2/3 di grado per ogni grado di latitudine in più.  Poi ci sono e ci saranno le piogge. La Terra è una macchina termica; il sole scalda l’aria, all’equatore, che sale e si raffredda; il calore atmosferico si condensa e ricade sulla Terra come pioggia. All’equatore sono frequenti piogge torrenziali. La condensazione del vapore riscalda anche l’aria circostante, facendola salire più rapidamente e quest’aria calda e secca raggiunge la stratosfera e si espande, diffondendosi verso i poli. Ovviamente l’aria calda emette calore verso lo spazio, si raffredda e torna verso la superficie terrestre; i raggi solari attraversano quest’aria secca e vanno a riscaldare ulteriormente la superficie. Oggi gli ammassi di aria secca sono posizionati a circa 30° di latitudine nord e sud e danno origine alle grandi fasce desertiche che circondano il globo.
Con il riscaldamento dovuto all’effetto serra l’aria che sale è più calda ed ha bisogno di più tempo per raffreddarsi e ridiscendere sulla superficie terrestre e conseguentemente la fasce desertiche si spostano verso i poli. Il clima del Sahara si sposterà verso nord e l’Europa Meridionale quel suo clima mediterraneo mite e in futuro saranno le popolazioni della Scandinavia ad assaporare questo piacevole clima. A quelle latitudini già oggi le stagioni di crescita sono più lunghe, la primavera inizia prima e pure lo scioglimento dei ghiacci, e la fioritura delle piante è anticipata rispetto al passato.
Le piante assorbono CO₂ attraverso gli stomi e da questi evapora molta acqua; una maggiore concentrazione nell’atmosfera di CO₂ ha come risultato che le piante possono crescere di più con meno acqua. Però la diminuzione di vapore acqueo dalla sintesi delle piante porta ad un ulteriore calo delle precipitazioni;e poiché l’evaporazione causa un raffreddamento, la sua diminuzione contribuisce ad un ulteriore riscaldamento.
Nelle aree dei Tropici l’innalzamento delle temperature comprometterà le coltivazioni e quindi con il maggior riscaldamento globale lo stress da calore si aggraverà. Per assurdo, potrebbe verificarsi una crescita complessiva della produttività agricola e quindi un aumento dell’approvvigionamento alimentare mondiale, ma distribuito in maniera tale da dare di più a chi è ricco e meno a chi è povero.

Per i prossimi decenni si prevede che la chimica delle acque oceaniche si modificherà con proporzioni e rapidità impensabili, simile ai tempi preistorici delle grandi estinzioni di massa. La CO2 è assorbita dagli oceani e si trasforma in acido carbonico; in concentrazioni abbastanza alte, questo può sciogliere conchiglie e scheletri di vari organismi marini come i coralli; quindi l’acidificazione degli oceani può bloccare la loro formazione.
Oltre al cambiamento chimico degli oceani si assisterà a cambiamenti fisici incredibili; l’acqua è come il mercurio in un termometro, se si aggiunge calore il livello sale per cui il livello del mare salirà alimentandosi dallo scioglimento delle calotte polari. In un passato remoto , con alti livelli di CO₂ nell’atmosfera, la Terra si riscaldò al tal punto che a nord del circolo polare artico vivevano animali simili ai coccodrilli;le temperatura medie annuali ai poli oscillavano tra i 14°C invernali ed i 25°C estivi. E’ ovvio che temperature così alte riuscirebbero a sciogliere le grandi calotte ghiacciate di Groenlandia e Antartide con conseguente innalzamento dei mari, di oltre 100 mt, ed enormi aree saranno sommerse. Si prevede che il riscaldamento ai poli sarà 2, 5 volte più rapido rispetto a quello terrestre:l’Artico si è già riscaldato di oltre 2°C rispetto a 0, 8°C del resto del globo.
Durante gli ultimi milioni di anni il clima terrestre ha avuto un andamento altalenante con formazione e scioglimento di grandi calotte di ghiaccio, ma oggi le emissioni di gas serra stanno demolendo questo sistema climatico complesso. Il riscaldamento dell’artico consentirà a centinaia di miliardi di tonnellate di metano di liberarsi rapidamente dai fondali e terreni artici per entrare nell’atmosfera, ed è bene sapere che il metano è un gas serra che immagazzina calore circa 40 volte di più della CO₂.
È pure possibile che lo scioglimento del permafrost possa causare un effetto serra fuori controllo , tale che gli oceani potrebbero evaporare;e dato che il vapore acqueo è anche esso un gas serra , la Terra potrebbe diventare così calda che il vapore non ricadrebbe sotto forma di acqua sulla superficie; potremo avviarci così a condizioni climatiche simili a Venere, nell’arco di millenni. Continuando a bruciare combustibili fossili i gas serra arriveranno ad u livello mai raggiunto dal Cretaceo ai giorni nostri A quell’epoca i mari coprivano aree enormi di continenti di una Terra calda e umida; negli oceani nuotavano rettili giganteschi e sulla terraferma i dinosauri si muovevano tra una vegetazione lussureggiante. Se nei prossimi secoli bruceremo solo l’ 1% del carbonio organico contenuto nei sedimenti terrestri gli uomini respireranno le stesse concentrazioni di CO₂ dei dinosauri e vivranno a temperature analoghe.

In passato, i passaggi da basse ad alte concentrazioni di CO₂ in atmosfera sono avvenuti con un riscaldamento graduale del clima a ritmi inferiori a 0’00001°C all’anno: per chiarire, oggi stiamo ricreando l’ambiente del Cretaceo ad una velocità 5000 volte maggiore. Le crisi climatiche si svilupperanno a scala regionale; i paesi ricchi diventeranno sempre più ricchi ed i paesi poveri sempre più poveri e questo innescherà migrazioni di massa che metteranno a rischio la stabilità politica ed economica. Saranno le esasperazioni sociali ad innescare i problemi più gravi per l’umanità.

Se continueremo a bruciare combustibili fossili e ad emettere gas serra con questi ritmi il mondo che conosciamo non esisterà più e la civiltà umana ancora esistente dovrà adattarsi alle nuove condizioni climatiche e al nuovo mondo.