aetas: carpe [carbo] diem, quam minimum credula postero
(Mentre parliamo il tempo sarà già fuggito, come se ci odiasse.
cogli l’attimo [e il carbonio], confidando il meno possibile nel domani)
In tutto il mondo durante il 2011 sono state prodotte almeno 35 miliardi di tonnellate di biossido di carbonio, questo significa che ogni giorno dell’anno circa cento milioni di tonnellate di CO2 arricchiscono l’atmosfera di uno dei principali gas responsabili dell’effetto serra. Una produzione che diventa sempre più preoccupante e genera allarme per gli effetti a lungo termine che potrebbe generare. Urge quindi una ricerca rivolta alla risoluzione di questo impellente problema, con tutti i mezzi a disposizione, ma soprattutto che assicuri la sua sostenibilità evitando di intraprendere percorsi che comportino rischi che potrebbero rivelarsi peggiori della situazione attuale.
Una ricerca che non è affatto semplificata dall’incessante dibattito più che altro politico (e patetico, il più delle volte) o ideologico che contamina la scienza con reazioni sicuramente controproducenti. Il problema però sembra essere molto più complesso di quanto inizialmente delineato, e i rimedi proposti finora si perdono spesso nel bilanciamento poco equilibrato tra i pro e i contro.
Proviamo ad approfondire con qualche riflessione, evitando di scadere nelle annose diatribe come la causalità tra concentrazione atmosferica di CO2 e aumento delle temperature e soprattutto nel poco noto paradosso verde, il quale è di natura prettamente economica esulando pertanto dai nostri scopi.
Steve Connor e Freeman Dyson. Imagecredit: The Independent
Il professor Freeman Dyson, classe 1923, è un illustre fisico teorico e matematico statunitense di origine britannica, famoso per i suoi studi sulla teoria quantistica dei campi, sulla fisica dello stato solido, e molto altro ancora. I suoi amici lo descrivono come una persona timida e schiva, con una vena di contrappunto che i suoi amici trovano rinfrescante, ma che i suoi oppositori subiscono con esasperazione. Il suo amico, il neurologo e scrittore Oliver Sacks, ha detto che “la parola preferita da Freeman sul fare scienza ed essere creativi, è il termine ‘sovversivo‘. Egli non pensa solo che sia piuttosto importante non cadere nell’ortodossia, ma bisogna anche essere sovversivi, ed è proprio ciò che ha fatto per tutta la vita”. [1]
Su Steve Connor, ahimè, non sono riuscito a trovare molte informazioni, è attualmente science editor del noto tabloid britannico The Independent e qui potete trovare una panoramica del suo operato. Ben Goldacre, editorialista della rubrica scientifica Bad Science, ospitata dal quotidiano The Guardian, scrive di lui sul suo blog, definendolo un uomo “arrabbiato” e associandolo addirittura agli omeopati quando si tratta di rabbia. Riconosco che questa presentazione possa risultare palesemente sbilanciata, tuttavia trovo più interessante riflettere sui contenuti dello scambio di e-mail in cui Steve Connor chiede allo scienziato ribelle perché egli sia uno dei pochi veri intellettuali ad essere così sprezzante sul diffuso consenso per il riscaldamento globale e la sua origine antropica.
Quanto segue è la traduzione, un po’ frettolosa in verità, dell’interessante botta e risposta tra i due, incentrata sullo scetticismo di Dyson nei confronti del Global Warming. [2]
Direttamente dal meeting della American Chemical Society svoltosi ieri, arriva l’annuncio di uno sviluppo interessante relativo ad una sostanza chiamata dry water, un ossimoro che si può tradurre (più o meno impropriamente) con “acqua secca”, o meglio “acqua asciutta”. Si tratta di un materiale che sembra zucchero in polvere e possiede interessanti peculiarità, ad esempio quella di assorbire grandi quantità di gas, come l’anidride carbonica o il metano.
Fra le sue insolite proprietà figurano, oltre all’elevato adsorbimento gassoso, anche il comodo rilascio successivo del gas catturato, che richiede energie relativamente limitate come una lieve agitazione. L’acqua secca al tatto risulta unta e lascia una sensazione di freddo, proprio come l’alcool, e la sua preparazione non è nemmeno troppo complessa o costosa.
Diatomee marine osservate al microscopio. Imagecredit: Wikimedia Commons
Sembra il titolo di un episodio della divertentissima serie televisiva Big Bang Theory, ma il paradosso del plancton in oceanologia descrive la paradossale situazione in cui una serie limitata di risorse (luce e sostanze nutrienti) provoca lo sviluppo di una gamma molto più ampia di microorganismi acquatici.
Il paradosso è in palese contraddizione con il principio di esclusione competitiva (o principio di Gause), che afferma che se due specie coesistono in un medesimo ambiente, ciò avviene in ragione del fatto che esse presentano nicchie ecologiche separate. Qualora, però, le due specie presentino nicchie sovrapposte, allorà una delle due specie prenderà il sopravvento sull’altra fino ad eliminarla. La grande biodiversità del fitoplancton per tutti i livelli filogenetici invece è in contrasto con la gamma limitata di risorse per cui sono in concorrenza una con l’altra (come ad esempio nitrati, fosfati, acido silicico, ferro).
Oggi ho una sola certezza: il dibattito sul Global Warming è strettamente correlato con la stagionalità. Quando la tarda primavera e l’imminente estate iniziano a diffondere i primi caldi, il timido mormorio dei mesi freddi diventa improvvisamente un martello pneumatico da 100 decibel, ingloriosamente amplificato dalle vampate di calore, come una cassa di risonanza globale.
Per il resto, nel mio modesto scetticismo, cerco di barcamenarmi come meglio posso nell’oceano di informazioni che un non addetto ai lavori può trovare in rete, per cercare di dare una risposta ai miei dubbi, spesso invano. Sarà che ormai la diffidenza è sovrana, a mo’ di anticorpo contro la pandemia di bufale e disinformazione che affligge gli argomenti più controversi, ma orientarsi in questo frangente non è affatto facile, e lo è ancor meno schierarsi con sicurezza.
Probabilmente siete al corrente che i suoni che udiamo ogni giorno sono semplici perturbazioni dell’aria che ci circonda, provocate da un qualsiasi oggetto che vibra o meglio, oscilla. Forse saprete anche che queste vibrazioni in realtà sono ondulatorie e caratterizzate pertanto da alcune proprietà come la frequenza, la lunghezza d’onda, periodo, ampiezza, velocità, direzione e da una certa intensità. Quello che forse non sapete invece, è che esistono alcuni suoni particolari che non si propagano in modo convenzionale, ma possiedono curiose peculiarità.
Le onde stazionarie sono particolari onde che rimangono in una posizione costante nello spazio e possono generarsi quando il mezzo in cui si muovono va nella direzione opposta, oppure quando due onde che viaggiano in direzioni opposte interferiscono creando questo fenomeno. Un esempio rilevante è rappresentato dagli effetti di risonanza (diapason) o dalle corde di chitarra.
Per vedere un’onda stazionaria, oltre alle splendide animazioni di Wikipedia, è possibile guardare l’esecuzione sperimentale del tubo di Rubens, un tubo perforato alimentato a propano con un piccolo speaker all’estremità opposta. Quando viene acceso e un onda sonora viene generata dall’altoparlante, l’onda stazionaria creerà alcuni punti fissi (nodi) e altri in cui la pressione oscilla lungo tutto il tubo. L’effetto è davvero … affascinante.
Direttamente da 2001 Odissea nello spazio, “Così parlò Zaratustra”, ma anche da Ghostbusters e Guerre Stellari, riprodotte accuratamente da un paio di intonate … bobine di Tesla un vero e proprio generatore di fulmini del tutto simili a quelli di origine atmosferica, anche se di entità ridotta. Mentre si generano scariche, l’energia elettrica dal secondario e toroide viene trasferita all’aria circostante come carica elettrica, calore, luce, e suono. Semplicemente spettacolare!
Se siete fan di Leonard, Sheldon e C. avrete già visto come un fluido non newtoniano può trasformarsi in un bizzarro solido grazie all’azione delle vibrazioni di un altoparlante combinate con lo strano fenomeno della tissotropia, altrimenti vi consiglio di correre a guardare dall’inizio The Big Bang Theory! (Esilarante)³
Non poteva mancare un esperimento chimico con annessa indignazione. Certamente avrete sentito l’effetto che ha sulla voce l’elio (che a differenza di come la pensa qualcuno, non è il cosiddetto ” gas esilarante”). Quando viene inalato rende la voce acuta e nasale. Grazie alla scarsa densità di questo nobile gas, le corde vocali vibrano più velocemente, emettendo suoni più acuti.
Bene qualcuno ha avuto la splendida idea di provare se gas con elevate densità potessero rendere la voce molto profonda, quasi baritonale. Ecco l’effetto:
Il gas utilizzato in questo caso si chiama esafluoruro di zolfo, che oltre a riuscire a far galleggiare una barchetta di alluminio su un suo “cuscinetto gassoso”, secondo l‘IPCC è il più potente gas serra mai valutato, con un potenziale per il surriscaldamento globale di 22.800 volte rispetto alla CO2.
Inutile dire che le applicazioni industriali delle proprietà del SF6 sono molteplici e quasi insostituibili, e numerosi sono i tentativi per bandirlo dal commercio. Purtroppo il percorso è ancora lungo e pieno di ostacoli.
Un'immagine artistica dell'imbarcazione che genera le nuvole
Il nostro pianeta ha la febbre? Perché non rimediare spegnendo il sole? A mali estremi il rimedio potrebbe però essere peggiore del male, soprattutto quando si tratta di verificare ipotesi che per ora sono solo schizzi abbozzati sulla carta, e lasciano numerosi interrogativi insoluti.
Tra le proposte più accreditate (da chi?), vi è quella di creare nuvole bianche artificiali al di sopra degli oceani, in modo da riflettere gran parte della luce solare e intervenendo direttamente su una delle fonti del surriscaldamento globale, l’effetto delle radiazioni solari.
La geoingegneria, ovvero l’applicazione delle pratiche ingegneristiche alle scienze geologiche, prevede che iniettando acqua salmastra nebulizzata nell’atmosfera, favorisca la formazione di nuvole, ed è una proposta venuta già alla ribalta una decina di anni fa, e prontamente liquidata come una bizzarra fantasia. Adesso ci risiamo, complice il fallimento del controllo delle emissioni a breve termine.
Alcuni scienziati tuttavia ci mettono in guardia, sostenendo che questo sistema potrebbe interferire con il naturale processo di formazione delle nuvole, soprattutto nelle zone costiere a causa della presenza di numerose particelle inquinanti, e l’effetto risultante potrebbe essere completamente inefficace o addirittura produrre l’effetto contrario, un inutile e costoso dispendio di risorse.
Secondo i modelli calcolati dal Professor Ken Carslaw della Università di Leeds, sarebbe necessaria la creazione di uno strato perfettamente uniforme di questo aerosol salino che andrebbe prodotto su larga scala. In alcuni punti, le particelle di spray artificiale potrebbero ostacolare la naturale formazione delle gocce, ottenendo l’effetto opposto a quello previsto. In pratica, generare una copertura uniforme di nubi riflettenti con superfici maggiori a quelle degli oceani terrestri sarebbe estremamente impegnativo, e i risultati non sono affatto garantiti.
Un’altra idea è quella di emettere particelle sulfuree nell’alta atmosfera per riflettere la luce solare verso lo spazio, una specie di vulcano artificiale. Si tratterebbe di simulare quello che accade in un eruzione vulcanica, quando le particelle di aerosol emesse filtrano la luce del sole e causano un limitato raffreddamento globale. I solfati si disperderebbero entro un paio di anni, ma ancora una volta questa “soluzione” non prevede l’alterazione dell’acidità degli oceani, e poco si sa sugli effetti potenziali dell’acidità degli aerosol a base di solfati.
L’idea di creare una superficie riflettente enorme tra la terra e il sole con giganteschi specchi spaziali, che potrebbero essere modificati per interferire con la radiazione solare in arrivo, è stata anche presa in considerazione. Oltre alle immense difficoltà tecniche, le implicazioni politiche di chi controllerà questa tecnologia, suscitano problematici e inquietanti interrogativi.
In alternativa si è pensato di emulare gli alberi convertendo l’anidride carbonica in sostanze solide contenenti carbonio, e attualmente viene ritenuta la miglior freccia nell’arco dei propositori. Tuttavia ancora nessuno è stato in grado di farlo in maniera più efficace dei vegetali, e la domanda viene spontanea: perché non si piantano semplicemente più foreste, lasciando la fantascienza a intrattenerci nei cinema?
Il chimico impertinente 