Un respiro globale

Prima di parlare di una cosa complessa come (addirittura), il metabolismo della terra, può essere utile familiarizzare con qualcosa di più intuitivamente vicino alla nostra percezione.
Tutti sanno che il livello di anidride carbonica nell’atmosfera continua ad aumentare da quando l’uomo ha cominciato a bruciare combustibili fossili, forse non tutti sanno però che questa tendenza alla crescita non è l’unico fenomeno interessante legato alla concentrazione di questo composto chimico.
Dal 1958, la concentrazione di anidride carbonica è registrata quotidianamente da un laboratorio posto in cima al vulcano di Mauna Loa, nelle Hawaii. Dagli anni ottanta, poi, si è sviluppata una fitta rete mondiale di centri di misurazione che fornisce dati molto dettagliati. I dati delle misurazioni di anidride carbonica, possono essere disegnati su un grafico, il quale mostra chiaramente oscillazioni annuali sovrapposte all’andamento crescente della curva, oscillazioni che erano del tutto inaspettate e le cui cause sono state molto studiate in questi decenni. Il grafico oscillatorio della concentrazione di CO2, presenta il minimo locale verso ottobre, mentre il massimo viene toccato verso maggio, con un’escursione di un certo rilievo.
Essendo le Hawaii situate in messo all’oceano, in balia dei venti che rimescolano continuamente l’aria, si rivelano un punto privilegiato per la rappresentazione dell’aria media dell’emisfero settentrionale e indicano chiaramente che questa oscillazione è un fenomeno globale e non locale.
Nella lista degli indiziati della causa dell’oscillazione, c’erano chiaramente le emissioni dovute ai combustibili fossili, le quali potrebbero subire variazioni stagionali. In realtà è stato calcolato che le emissioni dovute ad attività umane subiscono variazioni stagionali sorprendentemente piccole e sono state quindi scartate dall’elenco dei sospettati.
E’ stata fatta l’ipotesi che queste oscillazioni siano legate in qualche modo all’oceano. Questa ipotesi può essere verificata o confutata facilmente compiendo le stesse misurazione alla stessa latitudine di Mauna Loa ma nell’emisfero meridionale.
In confronto con l’emisfero settentrionale, infatti, nell’emisfero meridionale si trova pochissima terra emersa e si può dire che ci sia quasi esclusivamente oceano. Queste misurazione hanno fornito dati sorprendenti: l’oscillazione è quasi inesistente, quindi gli oceani non centrano.
Non resta altro quindi che l’alterno prevalere, su scala globale, dei fenomeni della fotosintesi e della respirazione. Nella tarda primavera e in estate, in tutti gli ecosistemi della fascia temperata, l’assorbimento di CO2 da parte delle piante rappresenta la parte dominante del bilancio di quello che possiamo definire come un respiro globale. 
E’ vero che le temperature estive spingono i batteri ad un’attività respiratoria molto intensa, ma l’attività fotosintetica è di gran lunga superiore e il bilancio totale è negativo (la concentrazione diminuisce).
In autunno e inverno, la fotosintesi precipita quasi a zero, mentre l’attività respiratoria, per quanto ridotta dalle basse temperature, ha la prevalenza, riportando il bilancio positivo.
La descrizione di questo respiro globale, ci introduce direttamente ai principi che sono alla base del funzionamento della terra: la descrizione dei flussi dei principali elementi (in questo caso il carbonio), attraverso i sistemi della terra.
La disciplina biologica che si occupa di studiare il funzionamento degli organismi viventi è la fisiologia, una scienza integrata che utilizza principi chimico-fisici per spiegare il funzionamento dei viventi siano essi vegetali o animali, mono o pluricellulari.
In analogia, James Lovelock ha coniato il termine geofisiologia, termine ora ampiamente utilizzato da chi si occupa di teoria di Gaia e di scienze della terra, per indicare la disciplina che si occupa di studiare il funzionamento della terra nel suo complesso, il cui approccio metodologico è paragonabile a quello della fisiologia classica.
Il ciclo di Mauna Loa ci mostra, in modo semplice e intuitivo, la geofisiologia in azione.