Introdotto per la prima volta nel 2009 dallo Stockholm resilience center (Src), il concetto di “confini planetari” indica il limite da non superare in nove sistemi regolatori (cambiamento climatico, integrità della biosfera, cambiamento dell’uso del suolo, uso d’acqua dolce, flussi biogeochimici, acidificazione degli oceani, inquinamento atmosferico da aerosol, esaurimento dell'ozono stratosferico e rilascio di nuove sostanze chimiche) per la sicurezza dell’umanità. Oltre queste soglie, la vita sulla Terra potrebbe cambiare radicalmente e diventare inospitale. Secondo lo studio “A planetary boundary for green water”, condotto da un team internazionale di ricercatori guidato dallo Stockholm resilience center e pubblicato il 26 aprile su Nature Reviews, Earth&Environment, il confine della green water è stato superato. Un nuovo campanello d’allarme, che dimostra il “sorpasso” del sesto confine planetario, quello dell’acqua dolce che ora include precipitazioni, umidità del suolo ed evaporazione (nella nota distinzione di Arjen Hoekstra, elaboratore del concetto di water footprint, tra green, blue e grey water).

Acque blu e acque verdi. Finora, evidenzia il Rapporto, il limite di “uso di acqua dolce” era basato sul consumo umano, consentito e fissato a 4mila km3/anno di acqua utilizzata e non restituita come deflusso. Rientrano in questa categoria l’acqua estratta da fiumi, laghi e falde acquifere, la cosiddetta “acqua blu”. In questa nuova valutazione dei confini planetari, gli scienziati hanno incluso anche la cosiddetta “acqua verde”. Le precipitazioni, che rappresentano l’apporto maggiore di acqua nel ciclo idrico terrestre, mostrano quanto possa essere forte il controllo della green water sull’equilibrio terrestre. I cambiamenti nell'uso del suolo, come deforestazione, irrigazione e urbanizzazione, alterano le precipitazioni, modificando l’equilibrio terra-atmosfera, il bilancio idrico atmosferico e i modelli di circolazione su larga scala, come i monsoni.

Le emissioni di gas serra e gli aerosol influenzano anche la capacità di ritenzione idrica atmosferica, la formazione di nubi, la circolazione e, di conseguenza, l'entità e la variabilità delle precipitazioni. In particolare, evidenzia lo studio, si prevede che le anomalie delle precipitazioni aumenteranno con il riscaldamento antropico, con potenziali impatti sul funzionamento di dinamiche ecologiche, climatiche e idrologiche su larga scala.

Durante i periodi di siccità, ad esempio, le piante mantengono la fotosintesi e la traspirazione sfruttando l'umidità del suolo, ma una volta che l’umidità scende al di sotto di una soglia critica, la vegetazione muore. Lo studio sottolinea che le anomalie dell'umidità del suolo nella zona radicale (la parte della pianta appena sotto la superficie) sono fattori chiave del ciclo del carbonio nel suolo e che, in uno scenario ad alte emissioni, rischia di trasformare la terra da un pozzo di carbonio (quando si ha un bilancio di assorbimento netto di CO2 da parte degli ecosistemi) a una fonte di carbonio (emissione netta dell’atmosfera) entro la metà del secolo.

Prova di questo processo è la ridotta resilienza di ecosistemi critici come le foreste pluviali dell'Amazzonia e del Congo, che immagazzinano grandi quantità di carbonio e vantano un'immensa biodiversità. Questi due biomi sono considerati vitali per i sistemi operativi della Terra, ma potrebbero essere spinti oltre la soglia critica di sopravvivenza a causa del superamento dei confini dell'acqua dolce.

Le perturbazioni che si verificano nella green water, prosegue lo studio, non sono adeguatamente affrontati nella governance globale. La mitigazione del superamento ai confini planetari delle acque verdi richiede un'attenzione politica coordinata a livello globale.

La strategia per il futuro. Secondo gli autori del Rapporto, il confine planetario “Uso d’acqua dolce" dovrebbe essere modificato in “Cambiamento dell'acqua dolce” e diviso in due sottoconfini, uno dedicato all’acqua blu e uno dedicato all’acqua verde. Il sottoconfine delle acque verdi potrebbe essere rappresentato da una variabile di controllo basata sull'umidità del suolo nella zona radicale. Il Global observing systems information center riconosce l'umidità del suolo come una delle cinquanta variabili climatiche essenziali sin dal 2010. Tuttavia, l’attenzione rivolta all’umidità nella zona radicale è limitata. Le misurazioni dirette sono ancora carenti, specialmente nelle aree di grande importanza come le foreste pluviali tropicali e le zone aride. Sarà fondamentale, per il futuro, favorire la collaborazione tra le scienze che disciplinano il sistema Terra e la condivisione dei dati scientifici a disposizione nelle varie discipline. Progetti di ricerca collaborativa come il Tipping element model intercomparison hanno il potenziale per fornire informazioni importanti sui rischi critici all’interno della comunità scientifica, e allo stesso tempo produrre una combinazione di strumenti scientifici in grado di aprire nuove strade per la tutela del pianeta e delle società.