Mentre il clima si riscalda, gli Stati Uniti potrebbero affrontare un'altra ciotola di polvere?

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Cresciuto nelle zone rurali dell'Iowa negli anni '90, Isaac Larsen ricorda un singolare araldo della primavera. I cumuli di neve ammucchiati lungo le strade, una volta bianchi o grigi, diventerebbero neri. Il colpevole era la polvere portata dal vento, sollevata nell'aria dai campi aridi della fattoria.

Anche se alcuni degli agricoltori della regione hanno adottato pratiche più sostenibili, la polvere continua a volare. Non molto tempo fa, la madre di Larsen ha raccontato a suo figlio di un incontro con una tempesta di sabbia, dicendo "il terreno stava attraversando la strada – quasi come una tormenta, ma nero".

Larsen, un geoscienziato di 42 anni presso l'Università del Massachusetts-Amherst, ha recentemente pubblicato un documento sulla perdita di suolo nella cintura del mais degli Stati Uniti. Da quando è iniziata l'agricoltura, Larsen e i suoi coautori stimano che più di un terzo della fascia di mais – quasi 30 milioni di acri – abbia perso tutto il suo terriccio ricco di nutrienti e carbonio. Processi simili si stanno verificando anche nelle vicine Grandi Pianure, una vasta regione che comprende Kansas, Nebraska e Dakota, nonché parti del Texas, Oklahoma, Missouri, Montana e Colorado.

Ogni tempesta di sabbia rappresenta un sottile strato di terra, esfoliato dall'atmosfera e trasferito. Nel corso del tempo, mentre innumerevoli tempeste di questo tipo hanno investito il Midwest e le Grandi Pianure, hanno rimosso l'eredità di migliaia di anni di vita vegetale e morte lì. L'esempio più eclatante è stato il Dust Bowl degli anni '30, la catastrofe ambientale e agricola che ha spogliato lo strato superficiale del suolo da milioni di acri nell'entroterra americano, facendo precipitare gli agricoltori in bancarotta, distruggendo i raccolti e rimodellando radicalmente il cuore.

Si prevede che la regione sarà colpita da dozzine di giorni in più con temperature superiori a 100 gradi F.

Molto è cambiato nel cuore degli Stati Uniti dagli anni '30, con l'irrigazione diffusa e, in alcune fattorie, il miglioramento delle pratiche agricole. Ma dato l'aumento delle temperature e il peggioramento della siccità causato dal riscaldamento gobale, alcuni scienziati si chiedono se il granaio degli Stati Uniti sia diretto verso un altro Dust Bowl.

In una valutazione nazionale del clima del 2018, gli scienziati statunitensi hanno avvertito che negli attuali scenari di riscaldamento, le temperature nelle Grandi Pianure meridionali potrebbero aumentare da 3,6 a 5,1 gradi F entro il 2050 e da 4,4 F a 8,4 F entro il 2100, rispetto alla media 1976-2005. Si prevede che la regione sarà colpita da dozzine di giorni in più con temperature superiori a 100 gradi F.Gli aumenti della temperatura saranno probabilmente meno gravi nella parte settentrionale della regione, ma si prevede che l'intera Great Plains resisterà sia a più ondate di caldo che a periodi di estrema siccità, secondo il National Climate Assessment.

I semi del Dust Bowl furono seminati quando i contadini all'inizio del XX secolo strapparono milioni di acri di robuste erbe autoctone per piantare grano e mais durante un periodo relativamente umido. Quindi, quando negli anni '30 si verificò una storica siccità pluriennale e un'ondata di caldo, i raccolti morirono e il terriccio esposto fu lasciato asciutto e sciolto, maturo per essere spazzato via dai forti venti. Le tempeste che ne seguirono potrebbero essere immense: il 14 aprile 1935, la tempesta di sabbia della "domenica nera" ha sollevato le pianure centrali fino alle città della costa orientale. Quando il Dust Bowl finì, milioni di migranti erano fuggiti dalle grandi pianure un tempo promettenti per la California e altri stati occidentali.

Un fienile sepolto nel South Dakota all'altezza del Dust Bowl nel 1936.
Wikimedia Commons

Ma la catastrofe ha anche stimolato l'innovazione. Nel mezzo del Dust Bowl, il governo ha agito rapidamente per istituire il Soil Conservation Service, che ha contribuito a promuovere tecniche più sostenibili come l'agricoltura senza aratura e il raccolto di copertura, che riducono la quantità di suolo esposto. Molte delle attività agricole su scala industriale del cuore, tuttavia, non hanno adottato queste pratiche, anche se negli ultimi anni l'agricoltura no-till è diventata più diffusa.

Dagli anni '40, anche molti agricoltori delle Grandi Pianure hanno ampiamente irrigato i loro raccolti, consentendo loro di resistere ai periodi di siccità e prevenendo ulteriormente l'erosione del suolo. Ma questa dipendenza dall'irrigazione ha lasciato le Grandi Pianure aperte a nuovi pericoli. La falda acquifera di Ogallala – che costituisce la maggior parte del sistema acquifero delle High Plains e fornisce l'acqua dal 30 al 46 percento della terra irrigata in alcuni stati delle Grandi Pianure – è stata costantemente interrata negli ultimi decenni; secondo alcune stime, la falda acquifera di Ogallala potrebbe esaurirsi del 70% entro 50 anni.

"Arriva un punto in cui se non stai reintegrando quelle risorse come le falde acquifere, allora tutto ciò di cui hai bisogno è la prossima siccità minore che si avvicina, e se non rispondi, corri il rischio di un altro evento simile a Dust Bowl ", Afferma Tim Cowan, ricercatore senior presso l'Università del Queensland meridionale, che studia gli effetti dei cambiamenti climatici sulle precipitazioni e sulle ondate di calore.

Il caldo e la siccità sono intimamente legati, il che significa che il peggioramento delle ondate di caldo significa più siccità e viceversa. Quell'uno-due ha preoccupato molti scienziati. "I terreni asciutti hanno questo effetto esacerbante", afferma Wim Thiery, scienziato del clima presso l'Università di Bruxelles. "C'è questo feedback positivo in cui i terreni asciutti portano a più calore".

Quando il terreno contiene molta umidità, l'energia in arrivo dal sole viene assorbita dall'acqua trasformandosi da liquido in gas. Ma quando il suolo contiene poca acqua, quell'energia viene convertita direttamente in calore. Il risultato è che la siccità porta a ondate di calore più gravi e quelle ondate di calore a loro volta portano a condizioni più secche.

I raccolti di mais e soia diminuirebbero del 40% in uno scenario moderno di Dust Bowl.

I dati mostrano che sia la siccità che il caldo stanno diventando più comuni e forse aumentano gli effetti di feedback tra di loro. In un recente studio su Nature, Cowan ei suoi coautori hanno scoperto che le emissioni di gas serra hanno reso un periodo di ondate di calore simili a Dust Bowl più di due volte e mezzo più probabile rispetto agli anni '30.

Ben Cook, scienziato del clima presso il Goddard Institute for Space Studies della NASA, afferma che lo stesso vale per la siccità. "Quello che stiamo vedendo in molte regioni è questo tipo di effetto di evaporazione amplificato che rende … più facile entrare nella siccità, un po 'più difficile uscirne e rendere la siccità stessa un po' più intensa di quanto farebbero sono stato in un mondo più freddo. "

Nel frattempo, l'agricoltura continua a prosperare nel Midwest e nelle Grandi Pianure. Le regioni unite sono i principali produttori di colture come mais, grano e soia, oltre che di bestiame. Quel livello di intensità agricola, associato a un clima sempre più caldo, aumenta la posta in gioco per gli Stati Uniti in caso di un'altra storica siccità.

Un articolo del 2016 si è basato su simulazioni al computer per modellare gli effetti delle condizioni della Dust Bowl sull'agricoltura moderna. Le rese dei raccolti di mais e soia diminuirebbero di circa il 40%, stimano gli autori, e le rese di grano calerebbero del 30%. E ogni aumento di temperatura di un grado Celsius (1,8 F) provocherebbe un peggioramento degli effetti del 25%.

In un mondo in cui la siccità e le ondate di caldo diventano routine, i due potrebbero combinarsi per far cadere il paese in una situazione in cui l'agricoltura diventa sempre più minacciata, con profondi impatti sulle forniture alimentari degli Stati Uniti.

I cambiamenti previsti sono mostrati per il numero annuale di giorni molto caldi e di eventi di forti precipitazioni nella metà del 21 ° secolo.
GlobalChange.gov

Gli Stati Uniti hanno recentemente avuto un assaggio di condizioni simili a Dust Bowl. Nel 2012, il paese ha vissuto una delle peggiori siccità mai registrate, insieme a un'ondata di caldo sfrigolante. Le condizioni di La Niña nell'Oceano Pacifico, combinate con gli effetti persistenti di un 2011 secco, hanno portato all'estate più secca negli Stati Uniti dal 1988. A luglio, quasi i due terzi del paese erano in condizioni di siccità, secondo il monitoraggio della siccità degli Stati Uniti. . Nel frattempo, luglio 2012 è stato il secondo mese più caldo mai registrato all'epoca.

Gli effetti sugli agricoltori della nazione furono notevoli. Le stime indicano che le perdite agricole si aggirano intorno ai 30 miliardi di dollari e le rese di mais sono diminuite del 26%. Ma anche se la siccità del 2012 era simile nel carattere al Dust Bowl, le ondate di tempeste di polvere e il collasso agricolo all'ingrosso erano assenti. Allo stesso modo, una grave siccità negli anni '50 non è riuscita a dare il via a un altro Dust Bowl.

"Abbiamo avuto una brutta siccità nelle Pianure Centrali dai tempi del Dust Bowl, ma non abbiamo avuto lo stesso livello di degrado del suolo e attività di tempesta di sabbia", dice Cook. "E in parte il motivo è che le nostre pratiche di utilizzo del suolo sono cambiate".

Per il momento nelle Grandi Pianure, l'irrigazione consente agli agricoltori di resistere a siccità anche gravi attingendo all'acqua immagazzinata nelle falde acquifere sotterranee. Ma l'uso eccessivo del sistema acquifero delle High Plains, in particolare dell'acquifero di Ogalalla, sta tassando le risorse idriche sotterranee della regione. Dal 1987, l'US Geological Survey (USGS) raccoglie dati annuali sui livelli dell'acqua nella falda acquifera delle High Plains monitorando migliaia di pozzi.

Sebbene i cambiamenti varino nella regione, il quadro generale è quello di un declino persistente, afferma Virginia McGuire, idrologa dell'USGS che monitora la falda acquifera da oltre due decenni. Il volume d'acqua nella falda acquifera nel 2015 era diminuito di 273,2 milioni di piedi acri dall'inizio dell'irrigazione negli anni '40, secondo un rapporto USGS di cui è autrice. Una mappa nel rapporto mostra macchie rosse sparse in Texas, Oklahoma e Colorado, rivelando un netto calo della quantità di acqua che infonde nel suolo. I livelli dell'acqua in alcuni luoghi sono meno della metà di quello che erano un secolo fa, dice McGuire.

"Se questa tendenza non cambia, a un certo punto ci sarà bisogno di una resa dei conti", dice.

"Raggiungerai il punto in cui non ci sarà più acqua proveniente dai pozzi", dice un esperto.

Nelle Grandi Pianure e in altre zone agricole globali si sta effettuando così tanta irrigazione che l'acqua aggiunta sta effettivamente raffreddando le temperature regionali. In un documento del 2020 su Nature Communications, Thiery ei suoi colleghi hanno confrontato le temperature medie nelle regioni fortemente irrigate con quelle del resto del mondo. "Abbiamo scoperto che l'irrigazione ha un effetto di raffreddamento piuttosto pronunciato", afferma. Le regioni che sono state irrigate si sono riscaldate in media di 0,8 C (1,5 F) in meno nelle giornate calde rispetto al resto del mondo, hanno scoperto. Ma l'effetto di raffreddamento dell'irrigazione su larga scala è in definitiva insostenibile.

"Stiamo esercitando un'enorme pressione sulle nostre risorse idriche sotterranee mediante l'irrigazione", afferma Thiery. "Ad un certo punto raggiungerai il punto in cui non c'è più acqua proveniente dai pozzi."

Secondo McGuire, i gestori dell'acqua e gli agricoltori stanno già apportando modifiche per ridurre l'uso dell'acqua, come irrigare solo la metà dei loro campi o utilizzare più pozzi più piccoli per aumentare i rendimenti idrici dalle riserve di acque sotterranee aride. Ma le falde acquifere esaurite impiegano molto tempo per ricaricarsi, specialmente in aree come le pianure meridionali, dove la falda acquifera è molto al di sotto della superficie. Nel frattempo, gli anni di siccità continuano a stressare la falda acquifera. Durante il periodo di tre anni tra il 2011 e il 2013, la falda acquifera ha perso quasi la stessa quantità di acqua che ha fatto tra il 1980 e il 1995.

Nel 2012, afferma Cook, "il sistema era abbastanza resistente da affrontare un solo anno di grave siccità negli Stati Uniti centrali. Ora, se quella siccità del 2012 fosse durata tre, quattro o cinque anni, il nostro sistema sarebbe stato in grado di gestire quella? Che non lo so. "

L'agricoltore del Colorado orientale Jay Sneller osserva la falciatura del suo raccolto di mais devastato dalla siccità durante la siccità del 2012.
John Moore / Getty Images

Una delle ragioni principali della resilienza dell'agricoltura statunitense è la capacità del governo di fornire aiuti agli agricoltori quando i tempi sono duri, afferma Cook. Ma il cambiamento climatico sta interessando il mondo intero, con condizioni più calde e secche previste in aumento in regioni – come l'Asia meridionale e l'Africa orientale – che potrebbero avere poca capacità di far fronte a condizioni meteorologiche più estreme. Nello stato indiano del Punjab, dove oltre l'80% della terra è utilizzata per l'agricoltura, le falde acquifere stanno diminuendo rapidamente. Un'ondata di caldo del 2019 in India ha visto le temperature salire sopra i 120 gradi Celsius, mentre la carenza d'acqua ha portato a violenti scontri.

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Una siccità europea ha anche messo a dura prova le risorse idriche sotterranee in gran parte del continente. I dati del satellite GRACE-FO della NASA del giugno 2020 hanno rivelato terreni pericolosamente asciutti in Germania, Polonia, Repubblica Ceca, Ucraina e parti della Russia. Allo stesso modo, una siccità record in Australia dal 2017 al 2019 ha colpito gli agricoltori, con un caldo estremo che ha investito anche il paese. Anche se le nazioni, in particolare le nazioni in via di sviluppo, adottano pratiche agricole e di irrigazione più sostenibili, un clima in rapida evoluzione significa che potrebbero ancora affrontare fallimenti dei raccolti che mettono in pericolo le forniture alimentari.

Il Dust Bowl è una pietra di paragone unicamente americana, una storia di difficoltà e di trionfo finale che è arrivata a definire sia la narrativa storica che la realtà fisica del nostro paese. Ma in un mondo in cui le condizioni climatiche crescono costantemente più estreme, quel disastro senza precedenti potrebbe diventare molto più comune.