Mercoledì, 13 Febbraio 2013

Se ne sono accorti in America, nei giorni scorsi. Ce ne stiamo accorgendo, sia pure per fortuna a scala ridotta, noi in queste ore: mezz'Italia è sotto una coltre di neve che va trasformandosi in ghiaccio. Mentre scriviamo in alcune regioni c'è ancora il blocco dei Tir. E, dunque, è chiaro a tutti: l'acqua solida gioca un ruolo importante nella meteorologia dei nostri inverni.

Tuttavia neve e ghiaccio hanno un ruolo persino più importante nella scala dei tempi e dello spazio del clima. Le bianche calotte polari riflettono il 90% della radiazione solare incidente. I ghiacci ricoprono, in media, il 7% della superficie di mari e oceani, contribuendo a determinare il gioco delle correnti che a sua volta contribuisce agli equilibri dinamici del clima. La neve e il ghiaccio coprono in maniera permanente il 10% delle terre emerse (oltre il 50% in inverno nell'emisfero settentrionale).

Davvero non c'è dubbio alcuno: l'acqua solida è uno degli attori principali di quel dinamico teatro a scala planetaria che chiamiamo clima.

Il fatto è - sostiene Thorsten Bartels-Rausch, ricercatore in chimica del ghiaccio e della neve presso il Paul Scherrer Institute di Villigen, in Svizzera, in un commento pubblicato nei giorni scorsi su Nature - che, sebbene sia così presente sulla Terra e sebbene l'acqua in ogni stato di aggregazione sia da sempre oggetto di studio da parte dei chimici, dell'acqua solida sappiamo ancora poco.

Mentre per tutte le implicazioni che ha, dovremmo saperne molto di più. E avanza la richiesta alle istituzioni politiche europee e non di mettere a disposizione cinque milioni di euro - non moltissimo - per cercare di scoprire le dieci cose principali che dovremmo sapere e che ancora non sappiamo sul ghiaccio e sulla neve.

Ecco le dieci domande cui dovremmo rispondere.

1. Come si forma il ghiaccio? Non abbiamo ancora una teoria predittiva, è il caso di dirlo, solida. Non sappiamo come e quando si innesca il processo e dunque non sappiamo prevedere con esattezza quando si formano nubi di ghiaccio in atmosfera. Un'ignoranza che si riflette sulla capacità predittiva dei modelli generali del clima.

2. Il ghiaccio ha differenti strutture. Alcune cristalline, altre amorfe. Come si formano? Come si trasformano l'una nell'altra? E che ruolo hanno nelle dinamiche del clima?

3. L'acqua è una molecola molto reattiva. Con i suoi legami a idrogeno interagisce con quasi tutte le altre sostanze cui viene in contatto. Cosicché la superficie del ghiaccio è qualcosa di estremamente ricco e complesso, di cui occorre sapere di più.

4. Come le impurità si dispongono nel ghiaccio? Domanda decisiva per comprendere il comportamento dell'acqua solida sia in atmosfera sia a Terra.

5. Come si sviluppano le reazioni nel ghiaccio? L'acqua, abbiamo detto, è un reagente piuttosto dinamico. E anche nel ghiaccio si verificano vere e proprie reazioni chimiche con altre sostanze. Ma, mentre conosciamo abbastanza bene la chimica dell'acqua in fase acquosa, sappiamo ancora troppo poco sulle reazione in acqua solida.

6. Vi sono gocce di acqua liquida nel ghiaccio? Quando e come si formano? Che ruolo hanno nel comportamento del ghiaccio?

7. Come i fenomeni fisici influenzano il rapporto tra impurità e acqua solida?

8. Come la crescita dell'acqua solida influenza le impurità?

9. Come ghiaccio e neve diventano liquidi?

10. Come possiamo rispondere a queste e ad altre domande sull'acqua?

Le domande sembrano banali. E elencate così come facciamo noi ci dicono poco. Tranne due cose. Da un lato ci ricordano che l'acqua, una delle molecole più diffuse sulla Terra e più studiate, è una sostanza che agli occhi di un chimico appare non solo bizzarra, ma ancora abbastanza misteriosa. Secondo: che nell'anno internazionale dedicato all'acqua, trovare cinque milioni di euro per cercare una risposta a queste domande non è davvero troppo. Anzi, è il minimo. (Pietro Greco)