L’atmosfera terrestre è composta principalmente di ossigeno e azoto e, in quantità molto minore, da altri gas. Fra questi ce ne sono alcuni, chiamati gas serra, che hanno il potere di trattenere parte del calore proveniente dalla superficie del pianeta, calore che altrimenti verrebbe completamente disperso nello spazio. Il risultato è che l’atmosfera si riscalda come una coperta, e mantiene la superficie terrestre ad una temperatura adatta per la vita. Questo meccanismo naturale, presente anche in altri pianeti, è chiamato effetto serra.
I principali gas serra presenti nell’atmosfera terrestre sono l’anidride carbonica (CO2), il metano (CH4), gli ossidi di azoto (NOx) ed il vapore acqueo (H2O). Quest’ultimo è l’unico a essere presente in quantità continuamente mutevole, con concentrazioni che oscillano fra lo 0 e il 3% in base ai cicli meteorologici di evaporazione e precipitazione. Gli altri gas serra invece sono presenti in quantità uniformi, sebbene molto piccole (meno dello 0,5 per mille).
Tuttavia, anche se presenti in tracce, i gas serra contribuiscono in modo significativo a riscaldare la superficie terrestre: si stima che senza effetto serra la temperatura media del nostro pianeta sarebbe di -15°C, con un’escursione termica molto ampia fra giorno e notte. In queste condizioni non potrebbero esistere oceani liquidi e, quindi, nemmeno le forme di vita che conosciamo: la Terra non sarebbe un pianeta abitabile.
Le eruzioni vulcaniche avvenute nel corso delle ere geologiche hanno plasmato l’atmosfera del nostro pianeta, rilasciando anche i gas serra. Oggi sappiamo che la loro concentrazione è variata per cause naturali nell’ultimo milione di anni, seguendo cicli climatici che coincidono con l’alternarsi delle ere glaciali e che sono dovuti a piccole variazioni dell’orbita terrestre.
Ma la rivoluzione industriale, alla fine del XVIII secolo, ha dato inizio a uno sfruttamento sempre più intenso dei combustibili fossili (carbone, petrolio, gas naturale) che, bruciando, liberano anidride carbonica nell’atmosfera. In tempi più recenti, il ricorso a tecniche di agricoltura ed allevamento intensivi ha avuto come conseguenza un aumento delle emissioni di metano.
Come conseguenza, in 150 anni, la concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera terrestre è aumentata del 30%, raggiungendo livelli mai registrati negli ultimi 3 milioni di anni. Le emissioni di gas serra dovute alle attività dell’uomo stanno cambiando la composizione dell’atmosfera a un ritmo velocissimo rispetto ai cambiamenti naturali che, nel corso delle ere geologiche, hanno determinato l’evoluzione del clima terrestre, portando il sistema climatico del nostro pianeta in una situazione di profondo squilibrio.