L’aumento previsto dei viaggi nello spazio può danneggiare lo strato di ozono

Questo grafico rappresenta il carico di carbonio nero stratosferico globale annuale generato da 10.000 tonnellate di fuliggine di scarico per terreno (nero), 30.000 tonnellate all’anno (blu) e 100.000 tonnellate all’anno (verde). La media delle serie temporali di 50 anni è etichettata direttamente sopra ogni riga. L’ombreggiatura rossa rappresenta i primi 10 anni della simulazione che sono esclusi dal resto dell’analisi. L’attuale attività dei voli spaziali contribuisce ogni anno con circa 1.000 tonnellate di carbonio nero alla stratosfera. Credito: Laboratorio di scienze chimiche NOAA

La prevista crescita dei lanci di razzi per il turismo spaziale, gli sbarchi sulla luna e forse i viaggi su Marte ha fatto sognare in molti una nuova era di esplorazione spaziale. Ma uno studio del NOAA suggerisce che un aumento significativo dell’attività dei voli spaziali potrebbe danneggiare lo strato protettivo di ozono sull’unico pianeta in cui viviamo.

I motori a razzo a cherosene ampiamente utilizzati dall’industria di lancio globale emettono gas di scarico contenenti carbonio nero, o fuliggine, direttamente nella stratosfera, dove uno strato di ozono protegge tutti gli esseri viventi sulla Terra dagli impatti dannosi delle radiazioni ultraviolette, incluso il cancro della pelle e indebolimento del sistema immunitario negli esseri umani, nonché interruzioni dell’agricoltura e degli ecosistemi.

Secondo una nuova ricerca NOAA pubblicata nel Giornale di ricerca geofisica: atmosfereun aumento di 10 volte dei lanci alimentati da idrocarburi, che è plausibile entro i prossimi due decenni sulla base delle recenti tendenze di crescita del traffico spaziale, danneggerebbe lo strato di ozono e modificherebbe i modelli di circolazione atmosferica.

“Dobbiamo saperne di più sul potenziale impatto dei motori a combustione di idrocarburi sulla stratosfera e sul clima sulla superficie della Terra”, ha affermato l’autore principale Christopher Maloney, un ricercatore CIRES che lavora nel Laboratorio di scienze chimiche della NOAA. “Con ulteriori ricerche, dovremmo essere in grado di comprendere meglio gli impatti relativi di diversi tipi di razzi sul clima e sull’ozono”.

I tassi di lancio sono triplicati

I tassi di lancio sono più che triplicati negli ultimi decenni, ha affermato Maloney, e nei prossimi decenni è prevista una crescita accelerata. I razzi sono l’unica fonte diretta di inquinamento da aerosol prodotto dall’uomo sopra la troposfera, la regione più bassa dell’atmosfera, che si estende per un’altezza di circa quattro-sei miglia sopra la superficie terrestre.

Il team di ricerca ha utilizzato un modello climatico per simulare l’impatto di circa 10.000 tonnellate di inquinamento da fuliggine iniettate nella stratosfera nell’emisfero settentrionale ogni anno per 50 anni. Attualmente, si stima che ogni anno vengano emesse circa 1.000 tonnellate di fuliggine di razzi. I ricercatori avvertono che le quantità esatte di fuliggine emesse dai diversi motori alimentati a idrocarburi utilizzati in tutto il mondo sono poco conosciute.

I ricercatori hanno scoperto che questo livello di attività aumenterebbe le temperature annuali nella stratosfera di 0,5–2° Celsius (o circa 1–4° Farenheit), il che cambierebbe i modelli di circolazione globale rallentando le correnti a getto subtropicali fino al 3,5%, e indebolendo la circolazione stratosferica di ribaltamento.

In che modo lo scarico del razzo influisce sullo strato di ozono

L’ozono stratosferico è fortemente influenzato dalla temperatura e dalla circolazione atmosferica, ha osservato il coautore Robert Portmann, fisico ricercatore del Chemical Sciences Laboratory, quindi non è stata una sorpresa per il team di ricerca che il modello abbia scoperto che i cambiamenti nelle temperature stratosferiche e i venti hanno anche causato cambiamenti nella l’abbondanza di ozono. Gli scienziati hanno scoperto che le riduzioni dell’ozono si sono verificate verso i poli di 30 gradi nord, o all’incirca alla latitudine di Houston, in quasi tutti i mesi dell’anno. La riduzione massima del 4% si è verificata al Polo Nord a giugno. Tutte le altre località a nord di 30° N hanno subito una riduzione dell’ozono durante tutto l’anno. Questo modello spaziale di perdita di ozono coincide direttamente con la distribuzione modellata del carbonio nero e il riscaldamento ad esso associato, ha detto Maloney.

“La conclusione è che l’aumento dei lanci di razzi potrebbe esporre le persone nell’emisfero settentrionale a un aumento delle radiazioni UV dannose”, ha detto Maloney.

Il team di ricerca ha anche simulato due scenari di emissione più grandi di 30.000 e 100.000 tonnellate di inquinamento da fuliggine all’anno per comprendere meglio gli impatti di un aumento estremamente ampio dei futuri viaggi nello spazio utilizzando motori alimentati a idrocarburi e studiare più chiaramente i feedback che determinano la risposta dell’atmosfera . I risultati hanno mostrato che la stratosfera è sensibile a iniezioni di carbonio nero relativamente modeste. Le simulazioni delle emissioni più grandi hanno mostrato interruzioni simili, ma più gravi, della circolazione atmosferica e della perdita di clima rispetto al caso di 10.000 tonnellate.

Costruire una fondazione di ricerca

Lo studio si basa su ricerche precedenti da parte dei membri del team di autori. Uno studio del 2010 guidato dal coautore Martin Ross, uno scienziato della The Aerospace Corporation, ha esplorato per la prima volta l’impatto sul clima di un aumento dei lanci di razzi che producono fuliggine. Un secondo studio condotto presso la NOAA nel 2017, di cui Ross era un coautore, ha esaminato la risposta climatica alle emissioni di vapore acqueo da un sistema di lancio spaziale riutilizzabile proposto che utilizza razzi più puliti alimentati a idrogeno.

“Il nostro lavoro sottolinea l’importanza dell’esaurimento dell’ozono causato dalle particelle di fuliggine emesse dai razzi a combustibile liquido”, ha affermato Ross. “Queste simulazioni cambiano la convinzione di lunga data che l’unica minaccia del volo spaziale allo strato di ozono fosse rappresentata dai razzi a combustibile solido. Abbiamo dimostrato che le particelle sono il luogo in cui si svolge l’azione per gli impatti del volo spaziale”.

Mentre la nuova ricerca descrive l’influenza che la fuliggine nello scarico dei razzi ha sul clima e sulla composizione della stratosfera, gli scienziati hanno affermato che rappresenta un passo iniziale nella comprensione dello spettro degli impatti sulla stratosfera da un aumento del volo spaziale.

Le emissioni di combustione dei diversi tipi di razzi dovranno essere valutate, hanno affermato. Anche la fuliggine e altre particelle generate dai satelliti che bruciano quando cadono dall’orbita sono una fonte di emissioni in crescita e poco conosciuta nell’atmosfera medio-alta. Questi e altri argomenti richiederanno ulteriori ricerche per produrre un quadro completo delle emissioni dell’industria spaziale e del loro impatto sul clima e sull’ozono della Terra.


Lancio di Axiom: perché i viaggi spaziali commerciali potrebbero essere un altro passo da gigante per l’inquinamento atmosferico


Maggiori informazioni:
Christopher M Maloney et al, The Climate and Ozone Impacts of Black Carbon Emissions from Global Rocket Launches, Giornale di ricerca geofisica: atmosfere (2022). DOI: 10.1029/2021JD036373

Fornito dal quartier generale della NOAA

Citazione: L’aumento previsto dei viaggi nello spazio potrebbe danneggiare lo strato di ozono (2022, 22 giugno) recuperato il 23 giugno 2022 da https://phys.org/news/2022-06-space-ozone-layer.html

Questo documento è soggetto a copyright. Al di fuori di qualsiasi correttezza commerciale a fini di studio o ricerca privati, nessuna parte può essere riprodotta senza il permesso scritto. Il contenuto è fornito a solo scopo informativo.

Leave a Comment