Una ricerca svizzera esamina gli effetti delle emissioni navali artiche su nuvole e ghiacci

I gas di scarico di una nave di ricerca hanno offerto agli scienziati dell’EPFL una rara occasione per osservare l’inquinamento navale nell’Artico. La professoressa Julia Schmale e il dottorando Benjamin Heutte hanno trascorso un anno a bordo di una nave nell’Oceano Artico, inizialmente con l’obiettivo di approfondire lo studio degli aerosol naturali: come si formano queste minuscole particelle, come si spostano e come influenzano le nuvole e il clima.

La nave ha complicato il piano. Il vento spingeva ripetutamente i suoi gas di scarico verso gli strumenti di misurazione del gruppo. Schmale e i suoi colleghi hanno scelto di considerare il pennacchio un’opportunità, descrivendo la situazione come «un esperimento controllato». In estate l’inquinamento atmosferico nell’Artico è pressoché inesistente, hanno osservato i ricercatori, rendendo possibile esaminare le emissioni di una singola nave su uno sfondo relativamente pulito.

Il loro lavoro giunge mentre le navi prendono sempre più in considerazione le rotte polari. Il Passaggio a nord-ovest può accorciare di oltre 10 000 chilometri il viaggio tra l’Asia orientale e l’Europa occidentale. Con i cambiamenti climatici che modificano i ghiacci marini e le tensioni geopolitiche che ridirigono i flussi commerciali, la rotta assume una crescente importanza commerciale e strategica. Le osservazioni del gruppo dell’EPFL offrono uno sguardo ravvicinato su un effetto locale di questo traffico: l’interazione tra le particelle emesse dalle navi, le nuvole e i ghiacci.

Le nuvole possono intrappolare il calore vicino ai ghiacci artici oppure raffreddare la superficie, a seconda della loro composizione e posizione. Influenzano il bilancio radiativo riflettendo la luce solare verso il cielo e rinviando al suolo una parte della radiazione infrarossa terrestre.

Schmale spiega che le nuvole con un contenuto maggiore di acqua liquida agiscono «come una coperta»: rinviano verso la superficie una quantità maggiore della radiazione infrarossa emessa dalla Terra. Questo è importante anche in condizioni di gelo, perché la radiazione infrarossa trasporta calore. Le nuvole composte in prevalenza da goccioline d’acqua, anziché da piccoli cristalli di ghiaccio, possono quindi influenzare la velocità di scioglimento dei ghiacci.

La stima preliminare dei ricercatori indica un effetto locale. Quando una nuvola si trova sopra il ghiaccio, gli inquinanti causati dalle navi che la raggiungono entro un raggio di 100 metri possono provocare circa 1 millimetro di scioglimento supplementare dei ghiacci al giorno. Il rapporto cambia in mare aperto: in quel caso la nuvola ha un effetto raffreddante anziché riscaldante. La stima descrive una particolare combinazione di posizione della nuvola ed esposizione all’inquinamento. Non significa che ogni nave di passaggio provochi lo stesso tasso di scioglimento in tutto l’Artico.

La diminuzione dei ghiacci estivi e l’aumento del traffico navale rendono le rotte artiche più accessibili e più contese. Secondo l’Istituto tedesco Alfred Wegener, dagli anni Novanta i ghiacci marini estivi sono diminuiti del 13% per decennio. I dati satellitari indicano che l’Artico potrebbe vivere la sua prima estate senza ghiacci già nel 2030.

Secondo il Consiglio Artico, il traffico navale nella regione è aumentato del 40% in 12 anni. Le rotte restano difficili: le navi devono ancora farsi strada tra i ghiacci, ma il mutamento delle condizioni ha reso sempre più rilevanti per il trasporto globale passaggi che un tempo erano difficili da navigare. Il Passaggio a nord-ovest offre un potenziale risparmio di oltre 10 000 chilometri tra l’Asia orientale e l’Europa occidentale.

I governi guardano anche oltre le rotte più brevi. L’Artico fa parte dell’iniziativa cinese «Belt and Road» e la strategia polare di Pechino mira a fare della Cina uno «Stato quasi artico» entro il 2035. Anastasios Leonburg, ex capitano e consulente per i rischi marittimi presso Allianz Insurance, afferma: «La Cina vuole diventare la nazione leader nell’Artico». Le opportunità commerciali e la concorrenza strategica si sviluppano parallelamente ai cambiamenti ambientali che contribuiscono ad aprire queste rotte.

Le misurazioni dell’EPFL aggiungono un tassello a un quadro climatico molto più ampio. Schmale e Heutte si erano prefissati di studiare gli aerosol naturali, ma i gas di scarico della nave hanno offerto loro l’occasione di osservare come le particelle di una singola nave interagiscono con le nuvole in una regione in cui l’inquinamento atmosferico estivo è pressoché assente. Questa situazione insolita ha permesso ai ricercatori di esaminare un pennacchio specifico, senza doverlo distinguere da molte altre fonti.

I risultati rappresentano un contributo limitato alla comprensione della formazione delle nuvole e del clima. La stima dei ricercatori sullo scioglimento supplementare è preliminare e riguarda le nuvole sopra i ghiacci, entro un raggio limitato dall’inquinamento causato dalle navi. In mare aperto, l’effetto delle nuvole può essere raffreddante. Queste differenze sottolineano l’importanza della posizione e della composizione delle nuvole nel valutare le conseguenze delle emissioni nell’Artico.

Per la Svizzera, il lavoro inserisce la ricerca dell’EPFL in un dibattito plasmato dalla scienza del clima, dal commercio e dalla geopolitica. Con il mutare delle condizioni dei ghiacci, un numero maggiore di navi potrebbe puntare sulle rotte polari, mentre le emissioni di questo traffico potrebbero influenzare i processi locali di formazione delle nuvole. Le osservazioni del gruppo offrono ai ricercatori un caso concreto da cui partire per studiare il ruolo del traffico navale nel clima mutevole dell’Artico.