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I segreti di Sagittarius A*: Fotografato il buco nero al centro della via lattea

Posted on 24 Maggio 202224 Maggio 2022 by Redazione Scienza&Salute

Gli scienziati sono riusciti a fotografare per la prima volta il buco nero Sagittarius A* al centro della Via Lattea, la nostra galassia. Una scoperta sensazionale, che conferma la teoria della relatività generale di Einstein.

Indice dei contenuti:

Cos’è un buco nero?

La scoperta

Differenze con M87

L’immagine

Metodologie della scoperta

Futuro

Conclusione

Cos’è un buco nero

Il buco nero è un luogo nello spazio in cui la gravità è talmente attrattiva che nemmeno la luce può uscirne. Questo perché la materia è stata schiacciata in uno spazio minuscolo e ciò può accadere quando una stella sta morendo. Abbiamo già affrontato una spiegazione più dettagliata in un precedente articolo.

La scoperta

Durante le cinque notti nell’aprile 2017, la collaborazione EHT, ha utilizzato otto osservatori in tutto il mondo per raccogliere dati sia dal buco nero della Via Lattea sia da M87*. Le posizioni dell’osservatorio andavano dalla Spagna al Polo Sud e dal Cile alle Hawaii. Hanno raccolto quasi 4 petabyte (4.000 terabyte) di dati che, essendo troppi per poter viaggiare su internet, sono stati trasportati in aereo su dischi rigidi.

Differenze con il precedente buco nero della galassia M87

I dati di Sagittarius A* erano più difficili da analizzare. I due buchi neri hanno all’incirca la stessa dimensione apparente nel cielo, perché M87* è quasi 2.000 volte più lontano ma circa 1.600 volte più grande. Qualsiasi massa di materia che ruota attorno a M87* copre distanze molto maggiori, più grandi dell’orbita di Plutone attorno al Sole, e la radiazione che emettono è essenzialmente costante su scale temporali brevi. Ma Sagittarius A* può variare rapidamente, anche in poche ore. “In M87*, abbiamo visto pochissime variazioni in una settimana […] Sagittarius A* varia su scale temporali da 5 a 15 minuti”, afferma Heino Falcke, co-fondatore della collaborazione EHT ed astrofisico della Radboud University di Nijmegen, nei Paesi Bassi.

L’immagine

A causa di questa variabilità, il team EHT ha generato non un’immagine del Sagittarius A*, ma migliaia, la cui immagine svelata qualche giorno fa, è la risultante di molte elaborazioni. Oltre a mostrare un anello di radiazione attorno a un disco più scuro, l’immagine elaborata conteneva tre “nodi” più luminosi. “Vediamo nodi in tutte le immagini che abbiamo creato”, dice Issaoun, astrofisico dell’Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics a Cambridge, Massachusetts “ma ognuna aveva i nodi in punti diversi. I nodi mediati che appaiono nell’immagine sono probabilmente artefatti della tecnica di interferometria utilizzata dall’EHT”.

Ricostruisce le immagini da una parabola radiofonica idealizzata delle dimensioni della Terra, ma in cui solo minuscoli frammenti della parabola sono in grado di acquisire dati in un determinato momento. L’aspetto è diverso da quello di M87*, per il quale la regione più luminosa nell’immagine aveva una forma più a mezzaluna, il che potrebbe indicare una massa di materia più densa che viene accelerata lungo la direzione della linea di vista. Come affermato da Gomez, il team EHT ha condotto simulazioni di supercomputer per confrontare i propri dati. Ha così concluso che il Sagittarius A* sta probabilmente ruotando in senso antiorario lungo un asse che punta all’incirca lungo la linea di vista della Terra.

“Quello che mi fa impazzire è che lo stiamo vedendo di fronte”, dice Regina Caputo, astrofisica al Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland.

Il telescopio spaziale Fermi Gamma-ray della NASA, con cui Caputo lavora, aveva precedentemente rilevato gigantesche caratteristiche luminose sopra e sotto il centro della galassia, che potrebbero essere state prodotte dal Sagittarius A* durante periodi di intensa attività in passato. Ma quelle caratteristiche, note come bolle di Fermi, sembrano richiedere che la materia ruoti attorno al buco nero di taglio, piuttosto che di fronte, come si vede dalla Terra.

Metodologie della scoperta

Il Sagittarius A* è praticamente invisibile ai telescopi ottici a causa della polvere e del gas sul disco galattico. Ma a partire dalla fine degli anni ’90, Falcke e altri, si sono resi conto che l’ombra del buco nero poteva essere abbastanza grande da essere ripresa con brevi onde radio in grado di perforare il velo. Ma i ricercatori hanno calcolato che ciò avrebbe richiesto un telescopio delle dimensioni della Terra. Fortunatamente, la tecnica dell‘interferometria, che implica il puntamento simultaneo di più telescopi lontani sullo stesso oggetto, potrebbe rivelarsi utile perchè, in effetti, i telescopi funzionano come frammenti di una grande parabola (vedi immagine di seguito).

Mappa illustrativa della costituzione dell’EHT ©Jacopo Burgio

I primi tentativi di osservare il Sagittarius A* con l’interferometria, hanno utilizzato onde radio di 7 millimetri relativamente lunghe e osservatori a poche migliaia di chilometri di distanza. Tutti gli astronomi potevano vedere un punto sfocato. I team di tutto il mondo hanno quindi perfezionato le loro tecniche e adattato i principali osservatori che sono stati aggiunti alla rete. In particolare, i ricercatori hanno adattato il South Pole Telescope e l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Cile da 1,4 miliardi di dollari per svolgere il lavoro. Nel 2015, i gruppi hanno unito le forze come collaborazione EHT. La loro campagna di osservazione del 2017 è stata la prima a coprire distanze abbastanza lunghe da risolvere dettagli come le dimensioni del Sagittarius A*.

Futuro

Feryal Özel, astrofisico dell’Università dell’Arizona a Tucson, in una intervista svoltasi a Washington, ha affermato che il prossimo obiettivo del progetto è generare un filmato del buco nero per saperne di più sulle sue proprietà fisiche.

I ricercatori sperano di scoprire se Sagittarius A* ha i getti astrofisici. Molti buchi neri, incluso M87*, mostrano due fasci di materia che escono rapidamente in direzioni opposte. Essi sono ritenuti il risultato dell’intenso riscaldamento del gas in caduta e alimentati dalla rotazione del buco nero. Il Sagittarius A* potrebbe aver avuto grandi getti in passato, come suggeriscono nubi di materia riscaldate sopra e sotto il centro galattico. I suoi getti sarebbero ora molto più deboli, ma la loro presenza potrebbe rivelare dettagli importanti sulla storia della nostra Galassia. “Questi getti possono inibire o indurre la formazione stellare, possono spostare gli elementi chimici in giro” e influenzare l’evoluzione di un’intera galassia […] e ora stiamo guardando dove sta succedendo.” afferma Falcke.

Conclusione

Ciò che abbiamo osservato non è una scoperta fine a se stessa, poichè avrà certamente implicazioni nel domani e nelle tecnologie future della vita di tutti i giorni. Quindi non ci resta che aspettare con il naso puntato all’insù.

Livio Milazzo & Gabriele Galletta

Fonti: Nature, Eso

Distacco della piattaforma Conger: cosa accade in Antartide

Posted on 6 Maggio 20226 Maggio 2022 by Redazione Scienza&Salute

Le terre dei ghiacciai sono solo alcune delle vittime del riscaldamento globale. Tra tutte le aree colpite, l’Artico e l’Antartide, insieme alla calotta groenlandese, sono le più sofferenti. Negli ultimi 40 anni la massa di ghiaccio perso in Antartide è aumentata di sei volte, portando ad un innalzamento del livello del mare di 1, 3 cm.

Cosa sta succedendo in Antartide?
Distacco del ghiaccio: di cosa si tratta?
Lo sviluppo del fenomeno tra XX e XXI secolo
Antartide: non solo la piattaforma Conger
- Gli studi condotti
Consapevolezza tra scenari spaventosi

Cosa sta succedendo in Antartide?

Basta osservare gli ultimi eventi per comprendere come l’Antartide stia andando alla deriva. È recente la notizia secondo cui la piattaforma Conger, lunga 8 km e situata nella parte occidentale della Wilkes Land, sia collassata. Gli scienziati stanno ancora approfondendo i motivi dell’incidente, ma tra questi segnalano sicuramente l’aumento eccezionale delle temperature. Verso marzo l’area è stato colpita da un’anomala ondata di calore, che ha innalzato le temperature fino a 47 gradi. È da sottolineare che la piattaforma aveva mostrato dei segnali di distacco già 15 anni fa, ma non aveva mai dato segni di un collasso così veloce. La situazione è peggiorata a partire dal 2020 e, tramite i rilievi satellitari, gli studiosi avevano dimostrato come già il 4 marzo del 2022 il Conger avesse perso metà della sua naturale estensione.

Distacco del ghiaccio: di cosa si tratta?

Il fenomeno del distacco del ghiaccio, o dell’ablazione glaciale, consiste nella rottura di una parte di ghiaccio appartenente ad una piattaforma, ad un ghiacciaio, ad un iceberg o ad un crepaccio. A seconda delle dimensioni del ghiaccio collassato si distingue tra un growler (alto meno di un metro e lungo meno di 5 m), un bergy bit (alto da 1 a 5 metri e lungo da 5 a 15 m), per poi individuare distacchi ancora più grandi, come nel caso del Conger.

Il momento precedente al distacco è caratterizzato da forti boati e, inoltre, la caduta del ghiaccio può provocare onde molto alte. Le ragioni del distacco cambiano a seconda del caso considerato. Oltre alle temperature elevate, si possono riscontrare fenomeni sismici ed eventi mareali, onde di tempesta (storm surge), collisioni tra ghiacciai, screpolature del ghiaccio. Oggi gli scienziati stanno cercando di stabilire una legge previsionale del distacco, servendosi delle variabili di temperatura, densità, spessore, carico di impurità.

Lo sviluppo del fenomeno tra XX e XXI secolo

Nel corso degli anni si sono susseguiti diversi fenomeni di questo tipo. Tra questi, il distacco di due aree della piattaforma glaciale di Larsen, nel 1995 e nel 2002. Nel primo caso si dispersero 3250 km²di ghiaccio. Nel 2005, invece, quasi l’intera piattaforma glaciale di Ayles si distaccò dal margine settentrionale dell’Isola di Ellesmere, che dal 1900 ha perso circa il 90% delle sue piattaforme. Allora si persero 87,1 km² di ghiaccio. Infine, una situazione molto critica, riguarda il ghiacciaio di Jakobshavn Isbrae, dal quale ogni anno si distaccano 35 miliardi di tonnellate di ghiaccio.

Antartide: non solo la piattaforma Conger

Accanto al Conger, sono parecchi i ghiacciai che continuano a collassare, come il ghiacciaio Totten e la piattaforma di Glenzer. Gli scienziati continuano ad osservare e analizzare questi eventi, mentre la loro attenzione è rivolta anche al ghiacciaio Thwaites, la cui caduta potrebbe determinare l’innalzamento dei mari globali di oltre mezzo metro. Il suo soprannome è infatti “ghiacciaio del giorno del giudizio”.

Gli studi condotti

Gli studi condotti hanno dimostrato che tra il 1979 e il 1990 l’Antartide ha perso circa 40 miliardi di tonnellate di massa di ghiaccio all’anno. La perdita è peggiorata sempre di più: tra il 2009 e il 2017 è risultata pari a circa 252 miliardi di tonnellate all’anno. Si è osservato come l’area più colpita sia la Wilkes Land, proprio il luogo in cui si trovava la piattaforma Conger.

Consapevolezza tra scenari spaventosi

Al momento è difficile immaginare uno scenario positivo per l’Antartide, così come è difficile immaginarla privata dei suoi ghiacciai. Gli eventi che portano al loro collasso sono peculiari, ma è semplice intuire che se non controllati potrebbero portare a distacchi ancora più intensi, con conseguenze per l’intero pianeta. Comprendere cosa accade in territori lontanissimi da noi significa sapere cosa sta accadendo e cosa potrebbe accadere a livello globale.

In questo caso non esiste alcuna distanza.

Giada Gangemi

Bibliografia:

Artemis 1: il ritorno dell’uomo sulla Luna

Posted on 30 Marzo 202229 Agosto 2024 by ALESSIA STURNIOLO

19 dicembre 1972. Questa la data dell’ultima missione che ha portato l’uomo sulla Luna: l’Apollo 17. Fu un’operazione piena di record. Si tratta, infatti, del soggiorno più lungo sulla superficie del nostro satellite, caratterizzato dalla più alta quantità di campioni mai raccolti.
Dopo quasi mezzo secolo dall’evento, si realizza in questi giorni un nuovo progetto, finalizzato a riportare gli esseri umani sulla Luna entro il 2026.
Si apre, dunque, una nuova fase dell’esplorazione spaziale e l’interesse mondiale per il satellite aumenta.

INDICE

Tre missioni, un obiettivo
Artemis 1
Una piattaforma di lancio storica
Il razzo più potente mai utilizzato
Un nome orbitante
2022: gli ospiti della Luna aumentano

Tre missioni, un obiettivo

Tra i vari progetti che interessano lo studio del nostro satellite, la missione Artemis pone le basi ad una nuova fase dell’esplorazione spaziale. Gli obiettivi sono di creare una base sulla Luna e realizzare l’hardware per i primi voli su Marte, programmati dopo il 2030.
La missione si compone di tre parti: la prima, Artemis 1, è pronta per prendere un volo automatico verso la Luna nei prossimi mesi. Nel 2024, invece, saranno tre gli astronauti pronti ad effettuare la missione Artermis 2. Verrà condotta attorno al satellite, senza tuttavia atterrarvi. Nel 2026 si avrà, infine, il primo sbarco effettivo di Artemis e, l’anno successivo, la quarta missione permetterà di trasferire sul suolo lunare un cargo automatico.

Artemis 1

Questa missione sarà la prima di una serie di spedizioni sempre più complesse, per costruire, nei decenni successivi, una presenza umana a lungo termine sulla Luna.
Non conosciamo con esattezza la data del primo lancio. È stato confermato dalla NASA che questo avverrà tra fine maggio e metà giugno. A tal riguardo Tom Whitmer, vicedirettore per lo sviluppo dei sistemi di esplorazione presso la NASA, ha comunicato:

Continuiamo a valutare la finestra di maggio, ma sappiamo che c’è molto lavoro da fare e potremmo slittare ancora.

In questa prima missione, a bordo del razzo, non vi saranno astronauti ma manichini.
Artemis 1 durerà 26 giorni e la navicella raggiungerà la distanza di 450.000 chilometri dalla Terra, ben oltre la Luna (che dista 384.000 chilometri). Volerà, dunque, più lontano di qualsiasi veicolo spaziale costruito dall’uomo fin ora.

Una piattaforma di lancio storica

Il decollo avverrà dal Kennedy Space Center della NASA, in Florida.
La piattaforma di lancio, il Launch Complex 39 B, ha una storia interessante.
Si tratta, infatti, della seconda rampa di lancio del Launch Complex 39, progettato per il decollo di quello che all’epoca era considerato il razzo più potente degli Stati Uniti (Saturn V). Il Launch Complex 39 B, in particolare, permise il lancio dell’Apollo 10, delle missioni Skylab, Apollo-Sojuz e di buona parte degli Space Shuttle.

Il razzo più potente mai utilizzato

Il veicolo spaziale della missione Artemis I verrà lanciato con il razzo più potente del mondo, che circa una settimana fa ha raggiunto la piattaforma 39 B.
È in grado di portare in orbita terrestre bassa 75 tonnellate. Le future versioni, che verranno utilizzate nelle missioni seguenti potranno invece immettere in orbita fino a 150 tonnellate.
Orion, la navicella utilizzata durante la missione, passerà nello spazio più tempo di qualsiasi altra astronave e tornerà sulla Terra più rapidamente e con temperature mai raggiunte.
Il veicolo spaziale rimarrà in orbita con la Luna circa sei giorni, così da raccogliere dati e valutare le prestazioni dello stesso. Verrà poi eseguito un altro sorvolo ravvicinato, che porterà la navicella entro 100 km dalla superficie lunare. Sarà questa manovra a riportarla sulla traiettoria verso la Terra.
Quando rientrerà nell’atmosfera la sua velocità sarà pari a a 11 km/s, con una temperatura di circa 2760°C.
L’atterraggio della capsula dovrebbe avvenire al largo della costa della Bassa California, atteso dai subacquei della Marina degli Stati Uniti e dalle squadre operative della NASA Exploration Ground Systems.

Un nome orbitante

Caratteristica particolare di questa missione è l’inclusione del resto della popolazione mondiale nella stessa. È possibile registrarsi sul sito web della NASA e mandare il proprio nome intorno alla Luna cliccando qui. Nome e cognome saranno conservati su una memoria USB che volerà a bordo dell’Artemis 1 intorno al satellite terrestre. La procedura prevede l’inserimento dei propri dati e di un PIN personalizzato per generare la tua carta d’imbarco.
È, dunque, possibile divenire ospite virtuale della missione Artemis 1. In questo modo si riceveranno le ultime notizie ufficiali dalla NASA riguardo a questa missione nella casella di posta elettronica.

2022: gli ospiti della Luna aumentano

Il 2021 sarebbe dovuto essere uno degli anni più interessanti per quanto riguarda l’esplorazione lunare. Avrebbero dovuto aver luogo ben sei missioni verso il satellite. Nessuna di queste, tuttavia, è stata effettuata.
Sono state rimandate all’anno in corso, con l’aggiunta di quattro missioni già programmate.
Oltre Artemis 1, quest’anno verranno effettuate nove operazioni sul satellite (CAPSTONE, IM-1, IM-2, Luna-25, Chandrayaan, Mission One, KPLO, SLIM e Hakuto-R). Possiamo osservare come nuovi Paesi si stiano interessando negli ultimi anni alle esplorazioni spaziali. Oltre USA e Russia, che in quest’ambito vantano una storia ricca di spedizioni, Corea del Sud, Giappone e India manderanno in orbita quest’anno progetti da loro sperimentati, con tecnologie d’avanguardia.

L’interesse dell’uomo si rivolge ancora una volta alla Luna. La costruzione di una base stabile sul satellite pare essere un punto di partenza per esplorazioni spaziale più lontane all’interno del Sistema Solare.

Alessia Sturniolo

Bibliografia

Irradiazione protonica: possibile svolta con la terapia laser

Posted on 18 Marzo 202218 Marzo 2022 by Redazione Scienza&Salute

Terapia protonica (protonterapia), una tecnologia innovativa e in evoluzione costante, ma con difficoltà legate agli enormi costi. Recentemente però, grazie alle nuove scoperte (protonlaserterapia) potrebbe diventare una delle nuove e più potenti armi contro il cancro.

INDICE

Cos’è la protonterapia?

Cosa sono i protoni e come funziona?

Quali malattie si possono trattare?

Nuove scoperte e prospettive future

Approccio terapeutico

Cos’è la protonterapia?

La protonterapia è una metodica di radioterapia esterna, che sfrutta i protoni per irradiare un tessuto malato (come una massa tumorale), al fine di danneggiare il DNA delle cellule e “uccidere quelle bersaglio”, portando a guarigione il paziente.

Cosa sono i protoni e come funziona?

I protoni sono particelle pesanti subatomiche dotati di carica positiva, facenti parte degli adroni (nello specifico dei barioni, contenti un numero dispari di quark). È proprio questa caratteristica che li rende adatti alla radioterapia. Infatti, grazie alla loro massa, posseggono una bassa dispersione laterale nell’attraversamento dei tessuti e, inoltre, la dose erogata al tessuto è massima solamente negli ultimi millimetri del tragitto della particella (questo punto è chiamato picco di Bragg, Fig 1).

(Fig. 1) Fonte: http://www.informa.airicerca.org/

Questo consente di evitare che il fascio si diffonda ai tessuti sani e rimanendo localizzato sul bersaglio, garantisce la massima efficacia terapeutica con bassi effetti collaterali, permettendo di utilizzare delle dosi più cospicue per una migliore prognosi ( a differenza dei raggi x o radioterapia tradizionale, dove non si possono utilizzare dosi più elevate senza il rischio di compromettere i tessuti sani a causa della dose d’uscita).

Fonte https://linearbeam.com/protonterapia/

Quali malattie si possono trattare?

I tumori che ad oggi si possono trattare sono tutti quelli in cui attualmente si utilizza la radioterapia convenzionale. Essa è indicata nei casi di tumori radio-indotti (sorti in pazienti già trattati con radioterapia convenzionale), nei tumori vicino a organi nobili (come il cervello) e contro tutti i tumori solidi pediatrici.

Nello specifico, secondo la US National Library of Medicine i tumori che possono essere trattati sono:

Tumori cerebrali, cordomi e condrosarcoma della base cranica;
Melanomi oculari;
Tumore dei seni paranasali;
Tumore delle ghiandole salivari;
Melanomi mucosa delle alte vie respiratorie;
Linfomi;
Tumore al pancreas e del fegato;
Tumore alla prostata, cordoni e contro sarcoma sacrali, tumori del retto;
Sarcomi le parti molli.

Nuove scoperte e prospettive future

Uno dei principali problemi della terapia protonica è che richiede grandi acceleratori di particelle e costi elevati. Proprio per questo motivo, gli studiosi, hanno analizzato l’impiego di metodiche alternative, come i sistemi laser, per ovviare al problema.
Un team di ricerca presso l’HZDR (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf), ha testato con successo l’irradiazione con protoni laser sugli animali.
La Dott.ssa Beyreuther ha spiegato che è frutto di un intenso lavoro ed avanzamento delle tecnologie: “Lavoriamo al progetto da 15 anni, ma solo negli ultimi tempi siamo riusciti ad ottenere, finalmente, miglioramenti cruciali, soprattutto grazie ad una migliore comprensione dell’interazione dei flash laser. Ora possiamo adattarli per creare impulsi di protoni che hanno energia sufficiente e sono anche abbastanza stabili“.

Approccio terapeutico

Il nuovo approccio si basa su due principi:

Laser ad alta potenza;
Enorme intensità che permetterebbe la somministrazione della dose di radiazioni nell’arco di un milionesimo di secondo.

Elke Beyreuther ha infatti affermato: “È importante un laser ad alta potenza per generare forti impulsi di luce di estrema brevità, che vengono poi sparati su una sottile lamina di plastica o metallo. In seguito, l’intensità di questi lampi emette fasci di elettroni, creando un forte campo elettrico che può raggruppare i protoni in impulsi ed accelerarli ad alte energia. Ci sono indicazioni che una somministrazione di una dose così rapida aiuta a risparmiare il tessuto circostante sano anche meglio di prima. Vogliamo quindi condurre studi preclinici per studiare quando e come questo metodo di irradiazione rapida dovrebbe essere utilizzato per ottenere un vantaggio nella terapia del cancro“.

Livio Milazzo

Bibliografia

Irradiazione protonica: la nuova frontiera per combattere il cancro (everyeye.it)

Tumour irradiation in mice with a laser-accelerated proton beam | Nature Physics

Wikipedia, l’enciclopedia libera

Linearbeam

È davvero possibile? Uno sguardo alla scienza dei supereroi

Posted on 18 Febbraio 202218 Febbraio 2022 by Redazione Scienza&Salute

Non importa se sei giovane o vecchio, uno studente o un avvocato di famiglia praticante, i film sui supereroi sono divertenti, stimolanti e pieni di riferimenti scientifici, che sembrano rendere il film ancorato alla realtà. Tuttavia, non significa che ogni riferimento sia del tutto veritiero. Diamo un’occhiata più da vicino alla scienza dietro questo fantastico mondo.

Indice dell’articolo:

Spider-Man ferma un treno in movimento
- Studi scientifici
- Il ragno
Entanglement quantistico
- Evidenze reali in fisica
L’armatura di Iron Man e il suo funzionamento
Conclusioni

Spider-Man ferma un treno in movimento

Spider-Man fa tutto ciò che un ragno può: ma la sua ragnatela sarebbe abbastanza forte da fermare un treno in movimento?

Fotogramma che ritrae la scena del film www.nerdburger.it

In questa scena, tratta dal film del 2004, l’arrampicamuri impedisce ad un treno sopraelevato in fuga di schiantarsi, lanciando una rete di ragnatele per rallentarlo. Quando l’abbiamo visto per la prima volta, siamo rimasti molto colpiti dalla resistenza alla trazione delle ragnatele.
Quanto sono forti davvero? Considerando la velocità del treno, le sue dimensioni, la massa, la distanza che ha percorso e quanta ragnatela è stata sparata, si può affermare che: affinché quel treno si fermi sui suoi binari, la ragnatela di Spidey dovrebbe avere una trazione di forza di 1.000 mega Pascal o 145.000 psi.

Studi scientifici

Gli studenti di fisica dell’Università di Leicester effettuando un calcolo, hanno dimostrato che la forza della ragnatela di Spiderman è proporzionale a quella dei veri ragni. Inoltre, hanno scoperto che la forza che le ragnatele di Spider-Man esercitano sul treno è di 300.000 Newton e che il modulo di Young (o rigidità) delle stesse è pari a 3,12 giga Pascal. Questo è molto ragionevole per la seta di ragno, che varia da 1,5 giga Pascal a 12 giga Pascal nei ragni tessitori. La tenacità della ragnatela è stata calcolata in quasi 500 mega joule per metro cubo. Ciò risulta essere in linea con la ragnatela di un Darwin’s Bark Spider, un ragno tessitore che vanta la ragnatela più forte attualmente conosciuta.

Il ragno

È stato concluso che la tessitura del supereroe è davvero un equivalente proporzionale di quella di un vero ragno e, di conseguenza, sarebbe possibile per lui fermare un treno in movimento. Analogamente, una ragnatela ridimensionata a un campo da calcio potrebbe facilmente fornire il lavoro per fermare un aereo in volo.
Alex Stone, 21 anni, uno degli studenti, ha affermato: “Si dice spesso che le ragnatele siano più forti dell’acciaio, quindi abbiamo pensato che sarebbe stato interessante vedere se ciò fosse vero per la versione ingrandita di Spiderman. Considerando l’argomento, siamo rimasti sorpresi di scoprire che la ragnatela è stata ritratta accuratamente.”
I ricercatori dell’Università del Wyoming hanno sviluppato un modo per incorporare i geni che filano la seta di ragno nelle capre. Sono stati in grado di raccogliere grandi quantità di proteine della seta dal latte delle capre. Chissà se in futuro potremo avere un vero Peter Parker.

Entanglement quantistico

In Ant-Man and the Wasp, siamo stati introdotti al concetto di entanglement quantistico attraverso la connessione di Scott Lang con Janet Van Dyne. Si ritiene che la sua psiche si sia impigliata con quella di Janet, il che gli ha permesso di vederla attraverso se stesso.
L’entanglement quantistico è un fenomeno della meccanica quantistica in cui gli stati quantistici di due o più oggetti devono essere descritti in riferimento l’uno all’altro, anche se i singoli possono essere spazialmente separati. Ciò porta a correlazioni tra le proprietà fisiche osservabili dei sistemi.
Ad esempio, è possibile preparare due particelle in un unico stato quantistico, così che si possa osservare sempre da un lato uno spin-up e dall’altro uno spin-down e viceversa, nonostante sia impossibile prevedere quale insieme di misurazioni verrà osservato.

Di conseguenza, le misurazioni eseguite su un sistema sembrano influenzarne altri istantaneamente coinvolti con esso. Ma l’entanglement quantistico non consente la trasmissione di informazioni classiche più velocemente della velocità della luce.
Le correlazioni previste dalla meccanica quantistica, osservate sperimentalmente, rifiutano il principio del realismo locale, ovvero che le informazioni sullo stato di un sistema dovrebbero essere mediate solo dalle interazioni nelle sue immediate vicinanze.

Evidenze reali in fisica

La cosa interessante è che l’idea dell’entanglement quantistico è un fenomeno reale in fisica. Infatti, se un oggetto si sovrappone alle funzioni dell’onda quantistica di un altro oggetto, si parla di entangled. Pertanto, anche se le due entità fossero allontanate il più possibile senza ingarbugliarle, resterebbero connesse tra loro influenzandosi vicendevolmente.
L’entanglement quantistico ha applicazioni nelle tecnologie emergenti dell’informatica quantistica e della crittografia quantistica, ed è stato utilizzato per realizzare sperimentalmente il teletrasporto quantistico. Gli scienziati, oggi, stanno lavorando con questo principio nella speranza di creare un supercomputer quantistico.

L’armatura di Iron Man e il suo funzionamento

L’idea della tuta di Iron Man è plausibile e in qualche modo realistica. Il problema, tuttavia, è che la nostra attuale tecnologia non è così sviluppata da consentire le abilità mostrate da Tony Stark. Per volare Iron Man usa stivali da jet e raggi repulsori. Gli stivali jet forniscono la maggior parte della spinta necessaria tale da fargli raggiungere velocità supersoniche. I raggi repulsori, situati nei palmi delle mani, forniscono stabilità insieme a lembi dispiegabili posti in varie sezioni della tuta.

Rappresentazione dell’armatura di Iron Man ©Jacopo Burgio

La propulsione

La terza legge di Newton afferma che “per ogni forza c’è una forza uguale e contraria“. È proprio questo principio che fa avanzare gli aerei a reazione e i razzi che vanno sulla Luna. Affinché il razzo raggiunga la destinazione, ha bisogno di una forza opposta che sia più forte della gravità. In pratica, tale forza, si ottiene utilizzando gas ad alta velocità che vengono espulsi verso il basso.
Per Iron Man è la stessa cosa: affinché la tuta si muova verso l’alto, deve espellere i gas verso il basso. Questo sembra accadere nel momento in cui vediamo polvere e fogli di carta volare quando Iron Man è sospeso in aria, durante i primi test della sua tuta.

I gas

Ma da dove vengono quei gas? In un razzo, il gas è vapore acqueo che proviene dalla combustione dell’idrogeno e dell’ossigeno contenuto nel serbatoio del carburante, ma per Iron Man non c’è produzione di gas poiché la potenza dell’armatura deriva da un ordigno nucleare. Possiamo però notare alcune scie di fumo nero dietro la tuta volante: questo non è molto coerente.
Dal momento che non ci sono emissioni di gas con un reattore nucleare, rimane l’opzione dei turboreattori: un reattore che aspira l’aria dall’alto e la spinge verso il basso. Fondamentalmente è ciò che fanno gli elicotteri. Ma ancora una volta, questo non è possibile quando, nel primo film di Avengers, la tuta sta andando nello spazio dove non c’è aria per spingere o addirittura sott’acqua.

Propulsore ionico

L’unica opzione rimanente è quella di un propulsore ionico, che utilizza un elettromagnete per accelerare gli ioni (particelle cariche) e spingerli. Quindi, la propulsione del dispositivo è generata dalla spinta degli ioni. Questo potrebbe funzionare a patto che Stark abbia un’enorme riserva di ioni nella sua tuta e un propulsore ionico estremamente potente: una spinta tipica di un tale motore equivale a 50-250 millinewton, che è bassa quanto la forza di soffiare con la tua bocca!
Ci vorrebbero circa 4000 propulsori ionici per sollevare un uomo di 100 kg, senza alcuna corazza e senza le 500 tonnellate di carburante ionico che sarebbero necessarie a tutti questi propulsori.
L’ipotesi dell’utilizzo di un propulsore ionico non è quindi plausibile. Funzionano solo nello spazio, dove non c’è resistenza dell’aria: la spinta potrebbe essere molto bassa, ma se alimentata abbastanza a lungo, accumula la velocità e dopo alcuni giorni la navicella si muove a velocità letteralmente astronomiche.

L’alimentazione

Il problema, tuttavia, è l’energia necessaria per il volo sostenuto. Non solo volare in giro costa una notevole quantità di energia, ma anche la tuta stessa. Il computer con cui Stark parla (Jarvis) deve costantemente utilizzare tonnellate di energia oltre a quella necessaria per far muovere l’armatura. Una versione reale dell’armatura di Iron Man richiederebbe più energia di quella che può produrre una centrale nucleare. Ma le tecnologie di oggi non sono sicuramente a quel livello di complessità ed efficienza. Tanto è vero che lui utilizza come fonte di energia un reattore Arc, un reattore nucleare a fusione fredda, che abbiamo già trattato in un precedente articolo.

Considerazioni finali

Detto questo, la forza richiesta per dare sollevamento a un oggetto di diverse centinaia di libbre sarebbe considerevole. Con l’equazione F=ma, sappiamo che per accelerare l’oggetto la forza dovrebbe essere più forte. Di conseguenza, con il progredire del volo, l’accelerazione dovrebbe essere ancora continua se non più forte. Dato che l’energia che la tuta richiede è enorme e considerando la legge di conservazione dell’energia (nessuna energia può essere prodotta o distrutta), non è possibile avere abbastanza energia da produrre/convertire per l’uso dell’armatura.
Concludendo, la propulsione dell’armatura di Iron Man come viene fissata nei film rimane un mistero per la scienza, ma non ancora per molto. Infatti Adam Savage qualche anno fa, ha creato un prototipo funzionante dell’armatura formata da quattro minisuperturboreattori.

Conclusioni

I film sui supereroi ci hanno fatto e continueranno a farci sognare e ad essere fonte di ispirazione per la scienza. È solo questione di tempo che tutto ciò che non è ancora realtà, lo diventi.

Ogni grande progresso scientifico è scaturito da una nuova audace immaginazione.

Gabriele Galletta

Il giro del mondo: alla ricerca dei luoghi più pericolosi

Posted on 11 Febbraio 202211 Febbraio 2022 by Redazione Scienza&Salute

Siamo abituati a meravigliarci di fronte a paesaggi fiabeschi, acque incantevoli e pianure interminabili. Tuttavia, il nostro pianeta riserva per noi non solo luoghi magici. Alcuni sono spaventosi e, soprattutto, pericolosi, che destano sgomento e inquietudine. La Terra è anche questo.

Il Lago della Morte
Sable Island
Il Camino de la Muerte
Un luogo segnato da stragi
Il Lago Kivu
Conclusioni

Il Lago della Morte

Il primo luogo non si trova molto lontano. Il “Lago della morte” è considerato uno dei posti più pericolosi della Terra, e si trova proprio in Sicilia, nei pressi del comune di Palagonia, a Catania. Qualsiasi organismo vivente provi a sopravvivere all’interno di questo lago, fallirà. Infatti, sono presenti quantità notevoli di acido solforico, noto per le sue proprietà corrosive, accentuate dalla reazione di dissociazione con l’acqua, a cui si aggiunge il pericolo di disidratazione della pelle a seguito del contatto con il calore di dissociazione. I vapori emanati possono provocare danni alle mucose, al tratto respiratorio e agli occhi. Tra le testimonianze raccolte, lo scienziato Francesco Ferrara parlò inoltre della presenza di metano e di anidride carbonica. Appare chiaro come non sia il luogo migliore dove poter abitare.

Ancora oggi, però, sono molti i dubbi attorno all’esistenza stessa del lago, e gli abitanti del luogo restano un po’ scettici al riguardo. Ciò che è certo è che questa storia diventa ancora più affascinante se immaginata tra mito e realtà.

Storia, miti e misteri della Sicilia: scomparso il lago Naftia - Men's Enjoy — Fonte: www.mesenjoy.com

Sable Island

Se pensiamo a navi scomparse in mare vengono in mente le storie legate al triangolo delle Bermuda. Ma in questo caso si fa riferimento ad un altro luogo, al largo della Nuova Scozia, in America Settentrionale. Si tratta di Sable Island, un “banco di sabbia” a forma di mezzaluna pronta a divorare navi. Si parla di circa 350 navi scomparse dalla fine del XVI secolo. Bastava un piccolo errore per far sì che la sabbia le inghiottisse, aiutata anche dalla scarsa visibilità dovuta alle nebbie, che costituiscono una costante dell’isola. La spiaggia è infatti al centro dell’incontro tra tre correnti: la corrente del Labrador, la corrente di Belle-Island, la corrente del Golfo. Nel 1801 si decise di creare una stazione di salvataggio permanente per aiutare i naufraghi, ma questo non impedì i 230 morti del 1872, a seguito dell’incagliamento del piroscafo SS Hungarian. Oggi, fortunatamente, i sistemi di navigazione satellitare permettono di avere una migliore percezione delle rotte. Sable Island è diventata il luogo delle storie passate e dei suoi relitti.

Visualizza immagine di origine — Fonte: www.sperimentalradio.it

Il Camino de la Muerte

Spostandoci un po’ più lontano giungiamo in Bolivia, dove si trova “Il Camino de la Muerte”, la strada più pericolosa del mondo. Fu costruito agli inizi degli anni Trenta da operai imprigionati durante la guerra del Chaco. Il percorso si estende per circa 60 km, attraversa tre province, fino ad arrivare a Coroico. 3640 metri di dislivello, con un’altitudine massima di 4700 metri in corrispondenza del passo della Cumbre. Oltre all’altezza, ciò che fa tremare è che non ci sia alcun guardrail o muro a delimitare la strada, che è per di più totalmente sterrata, coperta di vegetazione e attraversata da corsi d’acqua che scendono a cascata. È costeggiata da precipizi, spesso sono presenti nebbia e pioggia che rendono il cammino più complesso di quanto già non lo sia.

Un luogo segnato da stragi

Già tra i suoi edificatori ci furono delle vittime e da allora continuarono a perdere la vita molte altre persone. La strada era ed è soggetta alla caduta di enormi massi dall’alto e a frane. Nell’incidente più grave, accaduto nel luglio del 1983, un autobus precipitò, provocando 100 morti. Da quel momento si è cercato di prendere più precauzioni e di definire delle regole stradali, tra cui l’obbligo della guida a sinistra. Nonostante ciò, ogni anno si registrano almeno 200 morti tra autisti e ciclisti. Alla meraviglia dei paesaggi del luogo si accompagna la temerarietà della morte.

Il Lago Kivu

Ritornando ai laghi, in Congo ne è presente uno altrettanto pericoloso. Si tratta del lago Kivu. Al confine con il Rwanda, è uno dei grandi laghi africani, con una superficie di 2700 km^2.Ospita alcuni isolotti, tra cui l’isola di Idjwi (340 km²). Da molti è stato definito una vera e propria “bomba ad orologeria”. Varie operazioni di carotaggio hanno rilevato la presenza di depositi di monoidrocalcite (un minerale raro) coperti da diatomee (alghe unicellulari). Andando ancora più in giù troviamo infine sedimenti sapropelici con elevata quantità di pirite. Si stima che, in profondità, vi siano almeno due trilioni di metri cubi di gas metano e di biossido di carbonio. La miscela di questi elementi può provocare esplosioni di tipo limnico (dal gr. λίμνη: acqua stagnante), che prevedono, appunto, rilascio di biossido dalle acque dei laghi. Esplosioni di questo tipo sono già avvenute in passato. Le enormi quantità di gas porterebbero alla morte per asfissia. A tutto ciò si aggiunge la possibilità di uno tsunami.

Conclusioni

Quelli appena visti sono luoghi immortalati tra fascino e orrore. Ma questi sono solo alcuni dei territori considerati tra i più pericolosi al mondo. Ve ne sono altri, forse ancora più rischiosi, pronti per essere scoperti.

Giada Gangemi

Per approfondire:

Sable island, la sabbia che non perdona

Lago di Morte in Sicilia: verità o mito?

TEDx Capo Peloro 2021: R-Evolution

Posted on 6 Dicembre 20216 Dicembre 2021 by Redazione Recensioni

La caratteristica principale delle buone idee è la loro capacità di migliorare la realtà una volta diffuse. Per questo, da anni, l’organizzazione no profit TED, acronimo di Technology, Entertainment and Design, si occupa di condividere “Ideas worth spreading”, idee che meritano di essere divulgate, attraverso una serie di interventi eccezionali e ospiti d’eccezione.

Dalla prestigiosa conferenza annuale Ted, che si svolge a Long Beach in California, per permettere alle idee di circolare liberamente, è nato il progetto Tedx: organizzazioni indipendenti, nelle città di tutto il mondo, che offrono la possibilità di partecipare, a livello locale, alla magica esperienza di una conferenza TED.

Così dalla California TED arriva in Sicilia, passando per una piccola x.

*Antonio Micari, TEDx CapoPeloro – I presentatori dell’incontro al Palacultura – Messina, 2021*

Il 4 Dicembre, infatti, il Palazzo della cultura di Messina, ha ospitato l’edizione Tedx Capo Peloro 2021, tornata a svolgersi dopo una pausa di un anno, con il titolo: “R-evolution”.

Il titolo prende le mosse dalla riflessione sugli interrogativi e le sfide che il periodo storico che stiamo vivendo ci pone. Solamente negli ultimi due anni, infatti, tutto il mondo è stato costretto a confrontarsi con significativi e inaspettati cambiamenti: proprio per questo, il tema di questo Tedx ruota attorno al bisogno di comprendere quali strade percorrere e quali risorse utilizzare, perché dall’inaspettato e dal cambiamento si possa trarre qualcosa di sorprendente. Leggiamo sul sito dell’evento:

È necessaria un’evoluzione o una rivoluzione? Oppure dovremmo parlare di qualcosa di diverso che incarni entrambe le soluzioni?

L’evento, organizzato da Startup Messina e patrocinato dal Comune di Messina, ha visto come ospiti 7 speakers, incaricati di illuminare queste domande attraverso il racconto di sorprendenti ed emozionanti soluzioni, passando dall’ambito scientifico a quello artistico, dall’ambito sociale a quello ambientale, sorprendendo continuamente l’ascoltatore con esperienze e contenuti sempre differenti.

*Antonio Micari, TEDx Capopeloro – Mario Mirabile durante il suo intervento sul palco – Messina, 2021*

Gli ospiti dell’evento

Il primo degli ospiti, Mario Mirabile, cofondatore, vicepresidente esecutivo e project manager di South Working (lavoro agile dal sud) ha ottenuto un cambiamento nel modo di concepire il lavoro a distanza, donando nuove possibilità alla propria comunità, con un focus su sostenibilità e diseguaglianze socioeconomiche, presentando le testimonianze di ragazzi e ragazze che sono rimasti o sono tornati, con nuove possibilità lavorative, nel proprio territorio.
Anche Lelio Bonaccorso, tra gli speakers, fumettista ed illustratore per Marvel, DC comics e Disney, pubblicando oltre che in Italia in Francia e negli Usa, ha scelto di spendere le proprie risorse artistiche ed economiche nel suo territorio, rimanendo a Messina. Durante l’intervento ha chiarito quanto questa decisione sia stata per lui di vitale importanza: nonostante il contesto non sembrasse il più adatto per la sua crescita professionale, è riuscito a far crescere il suo territorio attraverso la sua creatività e a realizzarsi internazionalmente raccontando le sue storie. Ha dedicato quindi una parte del suo discorso al potere della narrazione e a come essa guidi la nostra esistenza.
Di narrazioni ci hanno parlato Letizia Bucalo Vita, comunicatrice sociale, fundraiser e creativa che ci ha raccontato una storia nuova sul dono, dalla parte di chi non ha voce, sul no profit e le possibilità offerte dal fundraising; e Rocco Rossitto, giovane Communication e Marketing Manage, presentandoci il Brand activism, un’evoluzione dell’idea di impresa: una riflessione sulla volontà delle aziende di impegnarsi a favore di una giusta causa.

Temi scientifici e artistici sembrano fondersi nel racconto di Salvatore Savasta, professore ordinario di Fisica presso l’Università di Messina e teorico di fisica della materia, che ci ha guidati nell’indeterminabile mondo della fisica quantistica, scortandoci sino alla porta delle nuove tecnologie e forme artistiche, mostrandoci come la tecnologia quantistica ci aiuti sia migliorando la nostra vita di tutti i giorni attraverso strumenti come gli smartphone e i pc.
Arte e natura nell’inaspettato legame artistico tra piante e suono nell’intervento e nelle sperimentazioni dello speaker Enzo Cimino, Sound designer, che ci ha mostrato come spesso il nostro legame con la natura sia più concreto di quello che pensiamo, mostrando come l’interazione tra piante ed uomo possa raggiungere un altro livello; e la riflessione sul tema fondamentale dell’acqua e del cambiamento climatico tenuta da Donatella Termini, professoressa ordinaria di Ingegneria Idraulica presso l’Università di Palermo, che ci ha parlato di come i rischi ricollegati all’innalzamento delle temperature possano portare a danni irreparabili sia per noi che per la natura che ci circonda.

*Gadget dell’evento. Fonte: Instagram TEDxCapopeloro*

Cosa ci è rimasto?

Ci si può sentire spaesati dall’insieme di tutti questi interventi, può sembrare di non riuscire a decifrare le coordinate del cambiamento e improvvisamente delle tante realtà che ci circondano. Potremmo azzardare un nome per questa sensazione, prendendo in prestito le parole della storica Tiffany Watt Smith nel suo Ted del 2017: Dépaysement, una parola che evoca il disorientamento che si prova quando si è in un posto sconosciuto, un posto familiare che diventa improvvisamente strano. Il Dépaysement è sconvolgente ed emozionante allo stesso tempo ci dice Tiffany Watt Smith e noi ci portiamo a casa dopo questo TEDx Capo Peloro lo spaesamento, ma anche quella meravigliosa sensazione di fiducia ed entusiasmo per una bella scoperta.

Oggi evoluzione e rivoluzione sono senz’altro temi importanti di cui discutere alla luce non solo della recente crisi sanitaria, ma anche del nostro dovere comune nel costruire un mondo futuro per le prossime generazioni, all’insegna di un equilibrio tra noi stessi e la natura intorno a noi.

Matteo Mangano, Martina Violante

Tempeste geomagnetiche: il sistema Sole-Terra tra incanto e tragedia.

Posted on 12 Novembre 202112 Novembre 2021 by Redazione Scienza&Salute

Il sistema che porta alla formazione di una tempesta geomagnetica è ricco di dettagli e, con essi, si realizzano alcuni dei fenomeni di cui sempre più spesso sentiamo discutere.

La scoperta da cui tutto prende forma
Cos’è una macchia solare?
Il Sole: una fonte di variabilità
Oltre le macchie solari: altri cambiamenti osservati
Verso la formazione della tempesta geomagnetica
Gli impatti sulla natura e sulla quotidianità
Le grandi tempeste geomagnetiche del passato
L’aurora boreale
Conclusioni

La scoperta da cui tutto prende forma

Secondo alcuni studiosi, una delle caratteristiche peculiari del Sole è il suo campo magnetico, il denominatore comune di molti degli eventi riguardanti la sua attività.
Fu George Hale, nei primi del Novecento, a comprenderne per la prima volta l’esistenza. Egli osservò che il Sole era permeato a tutte le scale da tale campo e che la sua manifestazione più evidente risiedeva nelle macchie solari. Esse erano note per la loro forte attività magnetica e per la diversa emissività termica rispetto alle regioni che le circondano, giungendo alla conclusione che il Sole fosse una stella magnetica.
È l’osservazione delle macchie solari che permette di fare previsioni sull’arrivo o meno di una tempesta geomagnetica.

Fonte: conoscenzalconfine.it

Cos’è una macchia solare?

Le macchie solari sono gigantesche strutture magnetiche che appaiono sul disco solare come regioni scure. La loro costituzione è molto particolare.
La parte più interna e più scura è caratterizzata da temperature più basse rispetto a quelle raggiunte nelle regioni più esterne che risultano essere più luminose (6000 K). Sono varie le situazioni a cui il campo può essere soggetto. Ad esempio, in alcuni casi potrebbe essere influenzato da accumuli di plasma caldo che prendono il nome di “light bridges”, e che si pensa rappresentino segnali di decadimento della macchia. E ancora, potremmo osservare intrusioni di “umbral dots”, anche questi luoghi dove il plasma emerge per poi ricadere in basso.

Il Sole: una fonte di variabilità

Il moto del Sole attorno al suo asse di rotazione non è uniforme. Conosce diverse velocità a seconda di quale punto si consideri. Questo fa sì che il campo magnetico si avvolga con più rapidità attorno all’equatore, raggiungendo un momento in cui, per la forte intensità, il plasma che lo circonda viene “espulso”, formando così una sotto-densità. Il plasma in questa zona avrà una densità più bassa di quello che la ricopre: esso galleggerà sino alla fotosfera. È qui che creerà le macchie solari. Le variazioni che coinvolgono il campo magnetico solare si ripercuotono sull’intero sistema, il quale lega ciò che avviene sul Sole a ciò che potrebbe avvenire sulla Terra.

Oltre le macchie solari: altri cambiamenti osservati

Ulteriore conseguenza delle variazioni è osservabile nella forma della corona solare, che passa dall’essere regolare nei periodi di minima attività solare, all’essere irregolare e abbastanza estesa in quelli di massima. Questa instabilità porta al rilascio di grandi quantità di energia. È ciò che avviene attraverso i “flares” (brillamenti), seguiti da un eventuale espulsione della massa coronale nello spazio interplanetario.
Questo evento avviene durante un massimo solare, e in prossimità delle macchie solari. Un ciclo solare comincia con un numero minimo di macchie, che aumenteranno sino al massimo, per poi ridiminuire.
Se teniamo conto del numero delle macchie presenti possiamo comprendere quanto sia possibile che si realizzi una nuova espulsione.

Verso la formazione della tempesta geomagnetica

Il flusso di particelle cariche prodotto dal Sole (“vento solare”) riesce ad annullare la “schermata” magnetica della Terra. Penetra nell’atmosfera terrestre e si producono le GIC, le correnti elettriche indotte geomagneticamente.
Queste fluiranno nelle zone con conducibilità elevata e ad alta latitudine.
Ma le conseguenze di una tempesta geomagnetica potrebbero essere talmente dannose che anche i Paesi localizzati a latitudini medio-basse hanno ormai iniziato a seguire gli studi in merito.

Gli impatti sulla natura e sulla quotidianità

L’impatto che la tempesta geomagnetica può avere su alcuni animali interessa il loro senso dell’orientamento.
Lo scorso 19 giugno è stata osservata la scomparsa di alcune centinaia di Columbidi dal Sud del Galles e dal Nord-Est dell’Inghilterra. Non sono mancati coloro che hanno ricondotto tale fenomeno a una tempesta geomagnetica.
Una situazione simile si ebbe nel 2015, quando due tempeste disorientarono alcuni cetacei del Mare del Nord, facendoli arenare.

Recente è poi la notizia di una tempesta abbattutasi sull’America Latina lo scorso 29 ottobre, causando un potente black-out radio. Per il giorno seguente era stata annunciata la cosiddetta “tempesta di Halloween”, che si sarebbe abbattuta sull’Europa alla velocità di 1.260 km/s.

Le grandi tempeste geomagnetiche del passato

Nel 1859 la tempesta di Carrington portò a un guasto dei telegrafi durato 14 ore e alla produzione di un’aurora boreale che fu visibile in aree inusuali, come a Roma e a Cuba.
Altra tempesta molto forte fu quella del 1989, in Québec: la popolazione restò al buio per giorni.
Ancora, nella notte tra il 18 e il 19 settembre 1941, si registrò una delle tempeste geomagnetiche più violente a basse latitudini. Nel clima teso della Seconda Guerra Mondiale, in cielo apparvero aurore in diversi luoghi del mondo. Molte navi, illuminate dalle aurore, furono scoperte, e si pensa che per tale motivo un sommergibile tedesco riuscì ad affondare la nave canadese SC44 Corvette HMC Levis.

Riproduzione artistica delle macchie solari sull’Illinois State Journal,21 settembre 1941. Fonte: blueplanetheart.it

L’aurora boreale

L’ aurora boreale, australe o polare, è un fenomeno ottico dell’atmosfera terrestre. Esso è caratterizzato principalmente da bande luminose di diverse forme e colori rapidamente mutevoli, che suscitano nello spettatore stupore e meraviglia. Si formano dall’interazione tra le particelle cariche di origine solare con gli strati più esterni dell’atmosfera; una tempesta geomagnetica rappresenta quindi il momento perfetto per la loro comparsa.
Alcuni studiosi pensano che proprio la presenza di un’aurora boreale sia stato uno dei motivi per cui il Titanic affondò.

«Non c’era la Luna, ma l’aurora boreale risplendeva come raggi lunari sparati all’impazzata dall’orizzonte settentrionale»

Queste furono le parole scritte da James Bisset, ufficiale della RMS Carpathia, una delle navi giunte in aiuto.
La ricercatrice Mila Zinkova ritiene inoltre che la tempesta di cui si discute potrebbe aver interferito con la bussola della nave.

Conclusioni

Oggi si sta provando ad approfondire il più possibile le dinamiche delle tempeste geomagnetiche, a tutte le latitudini. Si sta capendo come a esserne coinvolto sia tutto il mondo. Studiarne più a fondo gli effetti rappresenta il solo modo per proteggere la Terra.

Giada Gangemi

Sea in SHELL: l’evento dell’Ateneo messinese associato alla Notte dei Ricercatori Europei 2021

Posted on 24 Settembre 202124 Settembre 2021 by Redazione Scienza&Salute

Venerdì 24 Settembre 2021, a partire dalle ore 16:00 e fino alle ore 23:00, si terrà, presso il Campus di Scienze del Polo Papardo e il Parco Horcynus Orca, l’evento Sea in SHELL. Quest’ultimo termine è in realtà un acronimo che sta per: Science, Health, Environment, Literature, Law & economy. Si tratta delle tematiche attorno alle quali si svilupperà l’evento.

L’obiettivo è presentare l’attività di ricerca dell’Ateneo, che ha come fulcro l’ecosistema e l’ambiente marino, una delle maggiori risorse del nostro territorio. Lo Stretto di Messina è un luogo unico per le sue peculiarità e l’iniziativa ha l’intento di presentare l’attività scientifica prodotta dall’Ateneo sui nostri mari in ambito biologico, legale, economico, ambientale, letterario, chimico, fisico, ingegneristico, archeologico e geologico.

L’evento è associato alla Notte dei Ricercatori Europei 2021. Si tratta di un’iniziativa promossa dalla Commissione Europea fin dal 2005, che coinvolge ogni anno migliaia di ricercatori e istituzioni di ricerca in tutti i Paesi europei. La finalità della Notte dei Ricercatori è creare occasioni di incontro con tutti i cittadini per diffondere la cultura scientifica e la conoscenza delle professioni della ricerca in un contesto informale e stimolante.

Sea in SHELL ha come idea principale quella di illustrare con chiarezza al pubblico il ruolo del Mare come importante cornice ambientale, come fonte di energia, come snodo commerciale ed economico, come oggetto di numerose opere letterarie e come uno dei principali ambienti in cui si muove l’uomo.

Chi fa ricerca scientifica nel contesto di un ambiente così unico può essere in grado di produrre progresso e benefici per tutti i cittadini.

Per ulteriori informazioni, è possibile accedere alla pagina Facebook o al programma della giornata:

Antonino Micari

L’impronta di un’epoca dentro i ghiacciai: Groenlandia e Global Warming

Posted on 9 Luglio 20219 Luglio 2021 by Redazione Scienza&Salute

Desidereremmo che alcune circostanze restassero confinate. Invece si muovono facendosi strada. Quando sentiamo parlare di riscaldamento globale forse ancora fatichiamo a comprendere cosa significhi e forse ci sembra fin troppo incredibile come stia così tanto condizionando la vita sulla Terra.

La Terra: un corpo in continuo mutamento

Studi scientifici hanno rilevato diverse variazioni della temperatura nella storia della Terra. Il pianeta ha attraversato ere glaciali, ossia periodi molto freddi, alternate a ere interglaciali, periodi più caldi. E in questo alternarsi si sono rilevate varie cause, dal cambiamento di ellitticità dell’orbita terrestre all’inclinazione dell’asse di rotazione e ai suoi moti di precessione. Cause naturali a cui si sono aggiunte le perturbazioni legate alle eruzioni vulcaniche, e dunque alla dispersione di anidride carbonica e di polveri varie.

Attorno al 950 d. C il cosiddetto Optimum Climatique Médiéval (Periodo Caldo Medievale) investì la regione del Nord Atlantico, durando circa cinquecento anni. Tra il 1020 e il 1190 soltanto una volta l’Islanda si ritrovò circondata dai ghiacciai. È in quest’arco temporale che venne fondata la prima colonia groenlandese.

Dalla metà del XIV secolo alla metà del XIX secolo l’intero pianeta ha invece conosciuto la Piccola Era Glaciale (PEG), caratterizzata da un abbassamento critico della temperatura globale. I ghiacci polari raggiunsero il Nord della Scozia e a Londra il Tamigi rimase congelato per 14 settimane consecutive. Tra gli anni Settanta e gli anni Ottanta del XVII secolo numerose furono le nevicate in Italia e Torino si ricoprì di neve per 144 volte.

Oggi, dall’inizio del XX secolo, parliamo di riscaldamento globale.

Riscaldamento globale: cause e conseguenze del global warming — Fonte: ilnavigatorecurioso.it

Gli esperimenti e le scoperte di Miller

Lo scienziato Gifford Miller e il suo gruppo hanno ricondotto la PEG a una forte attività vulcanica tropicale tra il 1275 e il 1300 e replicatasi nel 1500. A questa seguì un intenso freddo nell’area settentrionale del globo, accompagnato dall’espansione del ghiaccio e dall’indebolimento delle correnti atlantiche.

Quest’ultimo problema è molto attuale. Uno studio pubblicato su Nature Geoscience a Marzo 2021 dimostra come una di queste correnti, la corrente del Golfo, si stia affievolendo. Questa fa parte dell’enorme ingranaggio che prende il nome di AMOC (Atlantic meridional overturning circulation) e che sposta l’acqua calda dai Tropici verso Nord. Durante il processo essa evapora, si raffredda e guadagna una maggiore quantità di sale. Tuttavia, l’acqua dolce dei ghiacciai che si sciolgono ha indebolito del 15% la corrente.

In definitiva, ciò viene ricollegato al crescere della temperatura terrestre: i ghiacci si sciolgono, l’AMOC viene disturbato, il gelo si abbatte su alcune zone.

A lungo andare, questo porterà a un congelamento dell’Europa, perché la corrente non mitigherebbe più il clima, e a un aumento del livello dell’acqua lungo la East Coast americana.

Una fondamentale corrente oceanica dell'Atlantico si sta indebolendo - Focus.it — Fonte: focus.it

È sempre Miller con i colleghi a visitare l’Artico ogni estate da circa quarant’anni. Presso le isole Baffin in Groenlandia, gli scienziati hanno raccolto dai bordi di calotte in scioglimento alcuni campioni vegetali. La datazione al radiocarbonio ha permesso di determinare che le piante emerse sono state sepolte per un minimo di 40.000 anni fino a un massimo di 120.000 anni. L’entità del riscaldamento è tale da aver cambiato completamente la loro condizione. Nelle parole del ricercatore dell’INSTAAR (Institute of Arctic and Alpine Research) Simon Pendleton:

“everything is melting everywhere”.

Fonte: meteoweb.eu

Ma cosa succede in Groenlandia?

È la situazione groenlandese ad aver attirato molta attenzione. L’isola è sempre più vicina a uno scioglimento definitivo dei ghiacciai. È su questo punto che l’Istituto Potsdam per il clima e l’Università Artica della Norvegia si concentrano. Gli studiosi ritengono che, anche qualora il riscaldamento globale dovesse conoscere una fase stagnante, i ghiacciai della Groenlandia continuerebbero a disgregarsi. In mezzo ai timori, gli studiosi non smettono di fare ricerca. Concentrarsi sulla Groenlandia significa focalizzarsi sull’indicatore principale del riscaldamento a livello globale.

Maps of maximum annual surface melt on the Greenland Ice Sheet derived from the MOD29 MODIS monthly ice surface temperature (IST) product of Greenland (2000-2016). — *Rappresentazione grafica dello scioglimento dei ghiacciai nel territorio groenlandese dal 2000 al 2016*. Fonte: A Multilayer Surface Temperature, Surface Albedo, and Water Vapor Product of Greenland from MODIS

I blocchi di ghiaccio della Groenlandia si sciolgono ogni dodici mesi rilasciando tonnellate di acqua negli oceani. Ogni blocco corrisponde circa a un chilometro quadrato. Da ciò l’innalzamento del livello del mare, da ciò l’emergere di coste mai viste, da ciò la modifica dei modelli climatici globali.

Greenland Ice Sheet Today | Surface Melt Data presented by NSIDC — *Percentuale di scioglimento dei ghiacciai nell’anno corrente. Si può ben notare un aumento del fenomeno rispetto al periodo 1981-2010*. Fonte: http://nsidc.org/greenland-today/

Dall’inizio del 2018 gli esperti effettuano analisi in zone lontane dall’area groenlandese. In particolare hanno realizzato opere di carotaggio della crosta terrestre nel mare di Ross, in Antartide. Si tratta di operazioni simili a quelle di Miller nell’Artico. Mediante queste si è in grado di studiare le fluttuazioni di temperatura, e quindi quei problemi prima citati.

Tutto ciò ci rende ancor più consapevoli delle reali condizioni della Terra. In questi giorni a Banak, nel nord della Norvegia, si sono raggiunti i 34,4 °C, e temperature abbastanza elevate si sono registrate anche a Kevo, in Finlandia, e in Lapponia. L’Islanda sta attraversando una fase di eccessivo caldo anomalo. Il Canada è colpito da vasti incendi e molti sono stati i decessi ricondotti all’ondata di calore. È un’allerta fin troppo importante, e verso cui convergono deforestazioni, allevamenti intensivi, incremento di gas serra nell’atmosfera.

Ondata di caldo in Canada: I fulmini provocano incendi da record nella Columbia Britannica - Avanti live — Fonte: avantilive.it

Non solo scioglimento dei ghiacciai

Al momento in Groenlandia vi è anche un altro rischio per l’ambiente e per l’uomo. Jon Hawkings della Florida State University e i suoi colleghi hanno analizzato campioni di acqua dei fiumi della zona sud-occidentale, scoprendo come essa contenga una concentrazione di mercurio dieci volte superiore a quella di un normale fiume. I ghiacciai scorrono dalla terraferma verso il mare, intrappolando le particelle di mercurio contenute nelle rocce sottostanti, che vengono infine rilasciate in acqua. La quantità di mercurio raggiunge le 42 mila tonnellate all’anno.

Scioglimento Ghiacciai Groenlandia: alto inquinamento di Mercurio — Fonte: 3box.it

Allo scioglimento dei ghiacciai si accompagna quindi un fattore inquinante non meno rilevante. Ancora una volta è a rischio la natura con i suoi abitanti.

L’immagine che si presenta fa paura. È però proprio questa immagine a far riflettere su una situazione che non è distante da noi. Ciò che accade in Groenlandia, ciò che accade al polo, ciò che sembra a noi estraneo, bussa anche alle nostre porte. La natura non è invincibile, così come noi che l’abitiamo. Proprio per questo ricordiamo di batterci per lei. Ricordiamo di essere noi a non poter fare a meno di lei.

Giada Gangemi