Nel cervello, quando i neuroni sparano segnali elettrici ai loro vicini, questo avviene attraverso una risposta “tutto o niente”. Il segnale si verifica solo quando le condizioni nella cella superano una certa soglia.
Ora un ricercatore del MIT ha osservato un fenomeno simile in un sistema completamente diverso: il ciclo del carbonio terrestre. Daniel Rothman, professore di geofisica e condirettore del Centro Lorenz nel Dipartimento di Terra, Scienze atmosferiche e planetarie del MIT, ha scoperto che quando la velocità con cui il biossido di carbonio entra negli oceani supera una certa soglia, sia come risultato di un improvviso scoppio o un afflusso lento e costante – la Terra può rispondere con una cascata di feedback chimici in fuga, che porta a un’acidificazione estrema dell’oceano che amplifica drammaticamente gli effetti del trigger originale.

 

Attenzione a non superare la soglia del carbonio nell’ambiente

Questo riflesso globale provoca enormi cambiamenti nella quantità di carbonio contenuto negli oceani della Terra, ei geologi possono vedere la prova di questi cambiamenti in strati di sedimenti preservati in centinaia di milioni di anni. Rothman guardò attraverso questi documenti geologici e osservò che negli ultimi 540 milioni di anni, la riserva di carbonio dell’oceano cambiò bruscamente, poi si riprese, dozzine di volte in modo simile alla brusca natura di un picco di neuroni.

Questa “eccitazione” del ciclo del carbonio si è verificata più drammaticamente vicino al tempo di quattro delle cinque grandi estinzioni di massa nella storia della Terra. Gli scienziati hanno attribuito vari trigger a questi eventi e hanno ipotizzato che i cambiamenti nel carbonio oceanico che seguivano fossero proporzionali al trigger iniziale, ad esempio, minore è il trigger, minore è la ricaduta ambientale. Ma Rothman dice che non è il caso. Non importava cosa causasse inizialmente gli eventi; per circa metà delle interruzioni nel suo database, una volta messi in moto, la velocità con cui il carbonio aumentava era essenzialmente la stessa. Il loro tasso caratteristico è probabilmente una proprietà del ciclo del carbonio stesso, non i fattori scatenanti, poiché i diversi trigger funzionerebbero a velocità diverse.

Che cosa ha tutto questo a che fare con il nostro clima moderno? Gli oceani di oggi assorbono carbonio di un ordine di grandezza più veloce del peggiore dei casi nel record geologico: l’estinzione del Permiano. Ma gli esseri umani hanno pompato anidride carbonica nell’atmosfera per centinaia di anni, contro le decine di migliaia di anni o più necessari per le eruzioni vulcaniche o altri disturbi per innescare le grandi interruzioni ambientali del passato. Potrebbe il moderno aumento del carbonio essere troppo breve per eccitare un grande sconvolgimento?

Secondo Rothman, oggi siamo “al precipizio dell’eccitazione” e, se si verificasse, il picco risultante – come evidenziato dall’acidificazione degli oceani, dalle estinzioni di specie e molto altro – è probabile che sia simile alle catastrofi globali del passato. “Una volta superata la soglia, il modo in cui ci siamo arrivati ​​potrebbe non avere importanza”, afferma Rothman, che sta pubblicando i suoi risultati questa settimana negli Atti della National Academy of Sciences. “Una volta superato, hai a che fare con il modo in cui funziona la Terra, e procede per conto suo.”