Fourier, un fisico e matematico francese, amico di Napoleone, aveva infatti intuito una proprietà dell’atmosfera terrestre simile a quella dei vetri di una serra. In una serra i raggi solari passano attraverso la copertura fatta di pannelli di vetro e riscaldano il suolo all’interno. Il calore, risalendo dal suolo, riscalda l’aria mentre i vetri impediscono all’aria di uscire. Tutto ciò permette alla serra di diventare un posto caldo dove le piante possono crescere e fiorire.
Nel caso del clima, il calore proveniente dal Sole viene riflesso dalla superficie terrestre e dagli oceani. Questa radiazione diretta verso lo spazio (in senso contrario a quella solare) viene in parte trattenuta dall’atmosfera, che così contribuisce ad aumentare le temperature terrestri.
A permettere questa “intercettazione”, come dimostrato a metà dell’Ottocento da un altro fisico, l’irlandese John Tyndall, è una serie di gas contenuti nell’atmosfera: trasparenti nei confronti della luce solare, i cosiddetti gas serra, sono invece opachi una volta che i raggi solari riflessi dalla Terra da luminosi si trasformano in infrarossi.
Ad agire in questo modo, a fare quindi le veci del vetro di una serra (anche se, ovviamente, in questo caso non esiste una barriera fisica alla circolazione dell’aria), sono il vapore acqueo e alcuni gas come anidride carbonica, metano, ozono, ecc. I principali componenti dell’atmosfera, invece, gas come azoto, ossigeno e argon (che rappresentano circa il 99% del sottile strato che circonda il nostro Pianeta), non hanno nessuna capacità di trattenere il calore, essendo trasparenti tanto alla radiazione solare luminosa quanto a quella non luminosa.
L’effetto serra è dunque un fenomeno naturale. Senza di esso la Terra sarebbe un posto molto più freddo di quello attuale, sul quale la vita si sarebbe difficilmente evoluta. La potenza della sola radiazione solare, infatti, non sarebbe insufficiente a sostenere la vita.
Ma da alcuni decenni gli effetti dell’azione dell’uomo hanno ingigantito questo fenomeno, dando vita ai cambiamenti climatici. Il riscaldamento della temperatura ha effetti molto gravi sugli ecosistemi, che non riescono ad adattarsi a cambiamenti così rapidi.
La combustione di fonti energetiche fossili – ovvero il carbone, il petrolio e il gas – determina infatti l'emissione di grandi quantità di anidride carbonica che si trasferiscono nell’atmosfera, che avvolgendo la Terra intrappola il calore, provocando così l’innalzamento della temperatura globale.
Molti confondono il problema dell’effetto serra con quello del buco dell’ozono: sono due fenomeni diversi, anche se hanno in comune l’attività umana come causa. L’ozono è un altro gas che forma uno strato sottile nella parte più alta dell’atmosfera. Questo strato protegge la Terra dalle dannose radiazioni ultraviolette. Viene danneggiato, al punto di scomparire del tutto in alcune aree, da alcuni gas usati come propellenti in alcune bombolette spray oppure usati nei sistemi refrigeranti e nei condizionatori (i clorofluorocarburi).
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