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Lenti a contatto smart!

20 Gen

Diversi giornali in questi ultimi giorni hanno pubblicato una notizia veramente interessante e che merita di essere analizzata meglio. Come forse avrete letto, Google ha reso noto uno dei suoi progetti per il futuro. Si tratta di una lente a contatto intelligente dotata di sensori per la rivelazione del glucosio.

A cosa serve?

Misurazioni di questo tipo divengono dei veri e propri salva-vita per le persone affette di diabete. Questa e’ ormai una patologia diffusissima a livello mondiale, con un numero di persone diabetiche che sfiora i 20 milioni. Come saprete, nei casi piu’ gravi e’ richiesto un continuo monitoraggio degli zuccheri nel sangue necessari per impedire conseguenze che possono essere anche molto gravi.

Prima osservazione, chi ha sviluppato questa speciale lente? Come avrete letto, il progetto viene direttamente dai laboratori chiamati Google-X. Si tratta di una divisione ricerca di Google strettamente top secret e di cui non si conosce neanche l’esatta ubicazione. I progetti curati da questo laboratorio, molti sulla robotica, sono gestiti direttamente dai fondtori di Google. Nei nostri precedenti articoli, abbiamo gia’ parlato di alcune invenzioni provenienti da questi laboratori. Esempio noto a tutti sono i Google Glass:

Realta’ aumentata. Quella virtuale e’ gia’ preistoria!

cosi’ come il progetto per portare la connessione internet nei luoghi piu’ isolati del pianeta mediante palloni sonda:

Internet dalla stratosfera

Cosa possiamo dire invece per queste lenti?

Prima di tutto, vi segnalo la pagina ufficiale di Google in cui viene anunciata l’invenzione:

Google, smart lens

Come vedete, si tratta di una speciale lente composta da un doppio strato. All’interno di questo sandwich viene alloggiato uno speciale circuito dotato di sensori per la misura del glucosio nella pellicola lacrimale. Nello strato interno viene infatti previsto uno speciale forellino per permettere il passaggio del liquido all’interno dove viene analizzato. Sempre nel circuito sono presenti sensori wireless per il collegamento ad un dispositivo remoto di lettura e dei led che possono essere utilizzati per inviare un segnale di allarme direttamente nell’occhio del paziente. Quest’ultimo sistema non e’ affatto non rilevante. Molto spesso infatti le persone possono dimenticarsi di controllare il livello di glucosio rischiando di avere conseguenze. Avere un led di pericolo sicuramente visibile non puo’ che aumentare la sicurezza del monitoraggio.

Ecco il circuito contenuto all’interno delle speciali lenti:

Le lenti a contatto realizzate da Google per la misura del glucosio

Le lenti a contatto realizzate da Google per la misura del glucosio

Per quanto riguarda i vantaggi di questa invenzione, non credo che sia necessario spendere molte parole poiche’ sono evidenti a tutti, in special modo a coloro che soffrono di diabete. Inoltre, tenete conto che oggi, i dispositivi di controllo maggiormente utilizzati prevedono un’analisi del sangue compiuta con continui e fastidiosissimi buchetti ai polpastrelli.

Come dichiarato anche da Google pero’, questo dispositivo e’ ancora in fase molto prototipale. Per prima cosa c’e’ da dire che non e’ assolutamente certo che la misurazione del glucosio mediante lo strato lacrimale sia affidabile e precisa. Ovviamente, le lecrime hanno un notevole contenuto di zucchero. Quello che ancora deve essere valutato, soprattutto perche’ dal punto di vista medico ci sono risultati in contrapposizione, e’ la correlazione tra le percentuali nelle lacrime e quelli nel sangue. Inoltre, deve essere studiata molto bene l’efficacia della misura sullo strato lacrimale. Sistemi alternativi prevedono un incremento della lacrimazione in modo artificiale, ma questo comporterebbe a sua volta una diluizione delle concentrazioni ricercate.

Concludendo, quello delle lenti intelligenti per diabetici e’ un progetto molto interessante ma ancora in fase prototipale. La stessa Google cerca collaborazioni con soggetti esperti del campo per verificare la bonta’ di questa intuizione. Dal punto di vista medico, la societa’ lavora anche a stretto contatto con la FDA americana e, gia’ oggi, e’ partita una sperimentazione su un uomo per valutare alcuni di questi punti oscuri ancora prsenti nel progetto. A questo punto, non resta che attendere gli sviluppianche perche’ Google prevede di poter mettere sul mercato questo prodotto entro 5 anni.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Trovata plastica nello spazio?

14 Ott

Come sapete bene, oltre a commentare, o meglio lasciatemi dire, a smentire le tante notizie pseudoscientifiche che ogni giorno appaiono sula rete, scopo principale di questo blog e’ quello di cercare di fare, nei limiti delle nostre possibilita’, una corretta divulgazione scientifica. Ovviamente, prendere spunto dalle notizie catastrofiste ci consente di avere argomentazioni che, e sul motivo di questo ci sarebbe molto da scrivere, hanno sempre molto appiglio nelle persone e che spaziano sugli argomenti piu’ disparati.

Passando invece ora alla fase piu’ divulgativa di questo sito, vorrei parlarvi dei risultati di una ricerca apparsa solo pochi giorni fa sulla rivista Astrophyisical Journal. L’articolo rigurda l’evidenza di propilene nell’atmosfera di Titano, la piu’ grande delle lune di Saturno. Aspetto molto interessante di questa ricerca e’ che per arrivare a questo risultato si e’ utilizzato il CIRS, acronimo che sta per Composite Infrared Spectrometer, uno spettrometro infrarosso molto preciso e performante montato a bordo della sonda Cassini-Huygens. Questo strumento consente di poter isolare e identificare molecole con concentrazione anche molto ridotta rispetto alle altre.

Immagine con evidenza delle emissioni spettrali di Titano

Immagine con evidenza delle emissioni spettrali di Titano

Su molti giornali, senza mai dimenticare una buona dose di sensazionlismo, trovate articoli del tipo “trovata plastica su Titano”. Ovviamente, in questo articolo evitero’ di commentare le numerose leggende nate sulla rete riguardo alla presenza di plastica su Titano e da dove questa fosse venuta. A questo punto, conoscendo molto bene questa tipologia di siti, credo che siate in grado di poterlo immaginare da soli.

Perche’ si parla di plastica?

Per poter spiegare questa affermazione, e’ necesssario parlare di un po’ di chimica. Ovviamente, manterremo sempre un profilo divulgativo senza cercare di annoire i lettori.

Il propilene e’ alla base del polipropilene, molecola utilizzata nelle plastiche dei contenutori per alimenti e utilizzata anche per realizzare i paraurti delle macchine. Detto questo, capite da subito da dove e’ nata la storia della plastica trovata su Titano.

Parlare pero’ di propilene come plastica e’ formalmente sbagliato. Cerchiamo di capire il perche’. Molecole di questo tipo fanno parte degli idrocarburi, composti che hanno alla base catene piu’ o meno lunghe di atomi di carbonio. Tra questi composti possiamo distinguere tre famiglie principali: gli alcani, gli alcheni e gli alchini. I primi hanno atomi di carbonio legati da legami singoli e, dal momento che ciascun carbonio ha a disposizione quattro legami, i restanti saranno occupati da atomi di idrogeno. Negli alcheni e negli alchini, sono invece presenti anche legami carbonio-carbonio doppi e tripli, rispettivamente doppi negli alcheni e tripli negli alchini. Per quanto detto in precedenza, se due legami sono occupati legando un carbonio, ci saranno meno posti a disposizione per l’idrogeno e quindi, a parita’ di atomi di carbonio, gli alcani risulteranno piu’ pesanti degli alcheni e questi degli alchini.

Il propene, o propilene, e’ appunto l’alchene con tre atomi di carbonio in fila. Sempre con tre atomi di carbonio avremo poi il propano, l’alcano corrispondente, e il propino, l’alchino con legami tripli.

Fin qui niente di complicato. Negli anni precedenti, nell’atmosfera di Titano erano state trovate molecole sia di propano che di propino. Se volete, sempre con tre atomi di carbonio, mancava all’appello solo il propilene.

Bene, come mostrato dalla ricerca pubblicata in questi giorni, finalmente anche l’alchene con tre atomi di carbonio e’ stato trovato. Se volete, era l’unico che mancava all’appello ed e’ la prima volta che molecole di questo tipo vengono trovate fuori dal pianeta Terra.

Come detto all’inizio, identificare questa molecole nell’atmosfera di Titano non e’ stato assolutamente semplice. L’arduo compito del CIRS e’ stato proprio quello di identificare le emissioni del propilene, presente in concentrazioni molto piu’ basse di altri idrocarburi.

Perche’ sono presenti cosi’ tanti idrocarburi nell’atmosfera di Titano?

Titano e’ un corpo molto interessante per via di alcune caratteristiche che lo rendono in parte simile alla Terra, ha infatti un’atmosfera composita intorno e una pressione solo il 50% maggiore di quella della Terra. Vista la maggiore distanza dal Sole pero’, su Titano la presenza di acqua in forma liquida e’ fortemente svantaggiata. Su questo corpo sono presenti laghi e fiumi ma, al contrario di quelli terrestri, questi specchi sono composti da metano liquido. Sempre di metano liquido sono anche le numerose piogge che si registrano su Titano cosi’ come le nubi e le nebbie. Per analogia sulla Terra, si e’ sviluppato un ciclo del metano molto simile a quello dell’acqua che abbiamo da noi.

Proprio la presenza del metano consente la creazione di idrocarburi a catena piu’ lunga. Quando il metano evapora, a causa della radiazione solare, puo’ essere scisso e gli atomi cosi’ slegati possono ricombinarsi in catene piu’ lunghe formando in questo modo gli altri idrocarburi, tra cui anche il propilene da cui siamo partiti.

Perche’ e’ cosi’ interessante studiare Titano?

Come detto, questo corpo ha delle caratteristiche che lo rendono in parte simile alla Terra. Proprio per questo motivo, la sua atmosfera e’ studiata gia’ da diversi anni, anche come palestra per testare gli strumenti piu’ evoluti, come in questo caso il CIRS della sonda Cassini. Inoltre, Titano e’ uno di quei corpi studiati per capire se siano presenti forme vitali, ovviamente mi riferisco a microorganismi, che basano il loro ciclo sul metano piuttosto che sull’acqua come qui sulla Terra.

Oltre a questi fatti, vorrei sottolineare ancora una volta come, anche se a distanza maggiore dal Sole, su Titano siano presenti reazioni chimiche complesse con la produzione di strutture molecolari a lunga catena, aspetto che rende questo corpo estremamente affascinante da studiare.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Il lago che pietrifica

6 Ott

In questi giorni e’ stato pubblicato un libro del fotografo professionista Nick Brandt, dal titolo “Across the Ravaged Land”. Questo libro contiene delle foto bellissime scattate sulle rive del lago Natron, al confine tra Tanzania e Kenia.

Perche’ parlo di questo?

In seguito alla pubblicazione sul web di alcuni scatti, si e’ sparsa una leggenda davvero incredibile, ma che merita di essere raccontata.

Il lago Natron e’ uno dei luoghi piu’ inospitali della Terra. La temperatura delle acque puo’ raggiungere i 60 gradi con un pH fortemente basico compreso tra 9.5 e 10.5. Visto dall’alto, il lago appare cupo e con una colorazione rossastra:

Foto aerea del lago Natron

Foto aerea del lago Natron

Il perche’ di questi colori e’ da ricercarsi nei cianobatteri ed in altre alghe che popolano queste difficili acque, davvero poco adatte alla vita.

Il nome Natron non e’ assolutamnete causale. Con questo termine si intende il carbonato idrato di sodio. Infatti, le acque del lago Natron sono ricchissime di carbonato e bicarbonato di sodio, responsabili anche del pH cosi’ basico.

Da dove proviene il Natron?

Poco lontano dal lago e’ presente il vulcano Gelai. Il carbonato di sodio viene proprio da residui delle eruzioni del vulcano che poi vengono trasportate nel lago delle precipitazioni. L’alta temperatura della zona favorisce poi una notevole evaporazione delle acque che dunque aumentano sempre piu’ la concentrazione dei sali presenti. A complicare ed amplificare questa caratteristica c’e’ poi la profondita’ del lago che non supera i 3 metri di altezza.

Questo spiega molto bene le condizioni del Natron, ma cosa c’entra il libro fotografico?

Vi mostra una delle foto, a mio avviso, piu’ belle del libro:

Fenicottero pietrificato sulle acque del lago Natron. Credits: Nick Brandt

Fenicottero pietrificato sulle acque del lago Natron. Credits: Nick Brandt

Si tratta di un fenicottero mummificato che galleggia sulle acque del lago. La foto e’ incredibilmente bella quanto inquietante. In rete potete poi trovare altre foto, tutte con animali mummificati sulle sponde e sulla superficie del lago.

La pubblicazione di queste foto ha creato la voce secondo la quale gli animali che finirebbero nelle acque del Natron verrebbero mummificati all’istante.

Questa leggenda e’ anche amplificata proprio dalla presenza del Natron. Come sapete il simbolo chimico del sodio e’ appunto “Na”, che deriva dal termine latino Natrium. Natrium a sua volta deriva dal greco nitron, che deriva a sua volta dal nome egizio Natron.

Il Natron era molto conosciuto nell’antico Egitto, perche’ utilizzato nella mummificazione dei cadaveri. Questo sale ha infatti le proprieta’ di assorbire l’acqua dei tessuti, lasciandoli come pietrificati e ben conservati.

L’insieme di questi due aspetti ha dunque creato la leggenda del lago Natron.

Ovviamente, di leggenda si tratta.

Come racconta lo stesso Brandt nel suo libro, i corpi ritratti nelle foto appartengono ad animali ritrovati nei pressi del lago. Molto probabilmente, questi animali sono morti per cause naturali ed i loro corpi sono poi finiti all’interno del lago. Il fotografo si e’ limitato a raccogliere i corpi e metterli in posa per le fotografie di cui stiamo parlando.

Da quanto detto circa la presenza del sale e delle tecniche egiziane per la mummificazione, capite bene che questi animali, in seguito alla loro morte, sono rimasti mummificati grazie alla presenza del carbonato di sodio dell’acqua.

A riprova dell’assurdita’ della leggenda, pensate che circa il 75% dei fenicotteri rosa del mondo vivono in Africa. Tutti questi animali vanno poi a nidificare sulle rive del lago Natron e di altri specchi d’acqua della zona. Se fosse vera la leggenda, sarebbe impossibile per questi animali anche solo entrare in contatto con le acque del lago. Il perche’ di questa scelta per deporre le uova e’ da ricercarsi nella scarsita’ di predatori, grazie (o a causa) delle caratteristiche del lago, e alla condizioni climatiche ottimali.

Concludendo, non e’ assolutamente vero che gli animali restano mummificati entrando in contatto con le acque del lago Natron. Questo specchio d’acqua ha la caratteristica di essere ricco di carbonato e bicarbonato di sodio proveniente dal vicino vulcano. La presenza dei sali e le alte temperature delle acque rendono il lago inospitale per moltissime forme di vita. Gli animali ritratti nelle foto viste, sono morti per cause naturali e sono stati poi mummificati dai sali, conosciuti ed utilizzati anche nell’entico Egitto proprio per la conservazione dei cadaveri.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Metano su Marte: c’e’, non c’e’, c’era?

26 Set

Nella sezione:

Hai domande o dubbi

e’ stato richiesto un argomento molto interessante e attuale. Come potete vedere, si chiede un aggiornamento sulle ultime misure fatte da Curiosity, il rover che sta eplorando Marte, alla luce della notizia, tanto pubblicizzata, della concentrazione minore rispetto alle aspettative di metano. Come anticipato, si tratta di un argomento molto interessante e scientificamente importante. Purtroppo, anche questa volta, molti giornali e siti si sono lanciati in notizie eclatanti, senza pero’ spiegare in dettaglio qual e’ il significato di questo risultato, ma soprattutto cosa ci si aspetta per il futuro.

Per chi volesse maggiori informazioni sulla missione e sulle scoperte fatte, abbiamo parlato di Curiosity in questi post:

Curiosity: scoperta sensazionale?

– Curiosity e gli UFO

– Curiosity e gli UFO: dopo le foto, il video. 

Ecco la scoperta di Curiosity

Detto questo, e’ interessante ripercorrere la storia del metano su Marte, ragionando soprattutto su che cosa questa misura significihi.

Cerchiamo di ragionare insieme. Come sapete, a parte per il discorso ufo e avvistamenti vari che lascia il tempo che trova, uno degli obiettivi dell’esporazione spaziale e’, tra i tanti altri, quello di capire se c’e’ vita sugli altri pianeti del Sistema Solare o anche se in passato ci sono state le condizioni affinche’ una qualche forma di vita si sia sviluppata.

Fin qui ci siamo. Ogni qual volta si parla di condizioni adatte alla vita, qual e’ il primo parametro che viene citato? Ovviamente la presenza di acqua. Il motivo di questo e’ scontato per tutti e non c’e’ bisogno di replicarlo. Molte missioni osservative di Marte hanno dimostrato come in passato ci fosse molta acqua sul pianeta rosso. Addirittura sono stati ossservati i segni tipici lasciati da fiumi, laghi e mari, come solchi, ammassi di fanghi essiccati, letti di fiumi ormai asciutti, ecc. Inoltre, sulle calotte di Marte e’ presente ghiaccio. Queste distese hanno anche una variabilita’ stagionale cosi’ come avviene sulla Terra. Anche oggi ci sono evidenze di acqua in forma liquida, anche se in misura estremamente minore in superificie.

Bene, dunque su Marte c’e’ acqua. Questo significa che c’e’ vita? Assolutamente no. Per dirlo in termini matematici, la presenza di acqua sul pianeta e’ una condizione necessaria per sviluppare determinate forme di vita. Questa condizione non e’ pero’ sufficiente, cioe’ se c’e’ vita c’e’ acqua, ma non e’ vero il viceversa.

A questo punto, non avendo visto nessun marziano salutarci attraverso le telecamere dei rover, dobbiamo cercare qualche altro parametro. In questo caso, quello che possiamo vedere e’ se c’e’ metano in atmosfera.

Perche’ e’ importante la presenza di metano?

Prendiamo come esempio la Terra, dove non credo di dover dimostrare che c’e’ vita. L’atmosfera terrestre e’ molto ricca di metano. Da dove viene? Circa il 90% del metano che troviamo nella nostra atmosfera viene da forme vitali. Che significa? Una frazione viene dalla decomposizione di specie che rilasciano questo gas, mentre gran parte viene prodotto direttamente dal metabolismo di alcuni animali. Come sicuramente saprete, monitorare il metano nella nostra atmosfera e’ molto importante per via dell’effetto serra portato da questo gas. Uno dei contributi maggiori al metano viene dalla digestione delle mucche.

Detto questo, capite bene come la presenza di metano in atmosfera puo’ essere in qualche modo legato alla presenza di vita su un pianeta.

Fin qui ci siamo, ma torneremo su questi discorsi a breve per continuare a portare avanti il nostro ragionamento.

Prima di Curiosity, c’erano delle misure della quantita’ di metano nell’atmosfera di Marte? Certamente si, misure, anche se tra loro abbastanza discordi, venivano da osservazioni con telescopi da Terra e da satelliti in orbita intorno al pianeta rosso. Tra queste, vi erano alcune misurazioni che mostravano dati abbastanza entusiasmanti.

Senza troppi giri di parole, vi mosro un’immagine in falsi colori ottenuta partendo dai dati della sonda Mars Express nel 2004:

 

Metano nell'atmosfera di Marte. Fonte: Mars Explorer

Metano nell’atmosfera di Marte. Fonte: Mars Explorer

Cosa rappresenta? Le diverse colorazioni indicano la concentrazione piu’ o meno alta di metano nell’atmosfera di Marte. Come vedete, seguendo la scala in basso, ci sono dei punti che appaiono molto rossi, cioe’ con concentrazioni anche fino a 30 parti per miliardo (ppb) di metano.

Dunque? Su Marte c’e’ o c’era acqua, su Marte c’e’ metano quindi su Marte c’e’ vita!

Questo ragionamento potrebbe esssere azzardato e scientificamente non corretto. Come detto prima, sempre in termini matematici, avere acqua e’ una condizione necessaria, avere metano e’ una condizione necessaria, avere acqua e metano e’ una condizione necessaria, ma nessuna delle due, neanche simultaneamente, e’ una condizione sifficiente.

Non poter gridare alla scoperta del secolo, non significa non fare ricerca. L’evidenza di questi rilasci in atmosfera meritano di essere studiati in dettaglio per vedere se effettvamente sono sinonimo di vita oppure no.

Detto questo, cosa facciamo? Mandiamo Curiosity a vedere direttamente sulla superficie di Marte. Tra i tanti strumenti, il rover ha a disposizione spettrometri pensati proprio per misurare le concentrazioni di gas in atmosfera.

Cosa troviamo?

Come annunciato in questi giorni, Curiosity non ha trovato le concentrazioni sperata di metano. I valori misurati, ponderati su diverese analisi fatte in periodi diversi dell’anno marziano, hanno mostrato valori massimi intorno a 2 parti per miliardo, cioe’ molto meno di quello che si pensava e che e’ stato mostrato nei dati di Mars Express.

A questo punto, un po’ con l’amaro in bocca, cosa dobbiamo dire?

Molte fonti chiudono il discorso dicendo che non c’e’ vita su Marte, mentre altre si appellano al fatto che ci sono errori nella misura o che la vita c’era in passato.

Per ragionare su queste affermazioni e’ necessario riprendere il discorso metano in atmosfera.

Abbiamo detto che sulla Terra abbiamo una concentrazione di circa 1700 ppb di metano. I dati di Mars explorer mostravano picchi da 10-20 ppb. Confrontate tra loro i due numeri. Come vedete, sono profondamente diversi tra loro. Questo non deve portarvi fuori strada. Come detto prima, sulla Terra ci sono, ad esempio, le mucche, su Marte vi aspettate di trovare al massimo qualche batterio.

E’ vero pero’ che Curiosity sta osservando una frazione molto ristretta della superficie marziana, il cratere Gale. Per quanto esteso, questo campione non e’ rappresentativo di tutto il pianeta. Questa e’ una riflessione ragionevole. Notiamo pero’ che se ci fossero forme di vita batteriche, queste si dovrebbero sparpagliare per tutto il pianeta, non solo in determinati punti specifici. Tra l’altro, il cratere Gale e’ stato scelto per le sue proprieta’, per la presenza in passato di corsi d’acqua, insomma se c’e’ vita, dovrebbe essere anche in questo punto.

Torniamo pero’ ai dati di Mars Explorer. Su questa mappa abbiamo visto dei rilasci molto localizzati di metano, non certo un’atmosfera uniforme. Bene, proprio questa particolarita’, ci porta a pensare che il rilascio potrebbe essere causato da altro, non necessariamente da forme di vita.

Come anticipato, sulla Terra il contributo maggiore al metano in atmosfera viene, in qualche modo, da forme di vita. Queste pero’ non sono le uniche sorgenti di questo gas. Esistono processi geologici in grado di produrre metano e scaricarlo in atmosfera. Si tratta, nel nostro caso, di contributi minori rispetto a quelli delle forme di vita, ma comunque presenti e conosciuti. Se su Marte non c’e’ vita, ci potrebbero pero’ essere fenomeni analoghi, e questo spiegherebbe anche la minor concentrazione di metano in atmosfera. Altra ipotesi possibile e’ che su Marte sia presente “olivina”, un minerale che a contatto con l’acqua produce un altro minerale detto “serpentina”. In questo processo viene emesso metano. Abbiamo prove di questo? Certo, l’olivina e’ molto abbondante su Marte sia in superificie che nel sottosuolo. Perche’ pero’ in punti localizzati? Semplice, perche’ in quei punti ci potrebbero essere ancora serbatoi di acqua che sono andati in contatto con il minerale rilasciando metano.

Altra ipotesi che si sta facendo strada in queste ore e’ che oggi non ci sia vita su Marte, ma che magari ci fosse stata in passato.

Possibile questo? Come abbiamo visto, il metano prodotto in qualche modo arriva in atmosfera. Poi? Se il metano rimanesse stabile per sempre, allora sulla Terra, per fare un esempio, la sua concentrazione in atmosfera dovrebbe aumentare linearmente grazie ai continui apporti dagli esseri viventi. In realta’, il metano ha un tempo di vita abbastanza lungo, ma a causa della radiazione proveniente dal sole, viene scisso formando altri gas. La vita media di una molecola di metano in atmosfera e’ intorno a 300-400 anni.

Attenzione, allora e’ possibile che in passato ci sia stata la vita su Marte ed ora non c’e’ piu’ e anche il metano prodotto e’ scomparso. Questo non e’ del tutto vero dal momento che un organismo vivente produce metano ma anche un organismo in decomposizione produce metano. Inoltre, organismi decomposti nel sottosuolo, formano giacimenti di olii che non sono stai assolutamente osservati su Marte, pensate anche solo alla formazione di petrolio.

Detto questo, Curiosity non ha trovato la quantita’ di metano che ci si aspettava. I valori precedenti osservati, come visto rilasci localizzati, possono essere dovuti a fenomeni di natura geologica, che nulla hanno a che fare con la vita.

E’ altresi’ vero che Curiosity ha fatto le sue misure su una superficie ridotta di Marte e inoltre che si e’ limitata a raccogliere campioni a sua portata, cioe’ fino ad 1 metro di altezza da Terra.

Fatte queste considerazioni, la matassa non e’ ancora sbrogliata del tutto. Fatte salve le misure degli anni precedenti e queste di Curiosity, ci deve essere un processo non biologico che ha prodotto metano in atmosfera. Mi sento quasi di escludere del tutto che i rilasci osservati siano di natura biologica, ma questa e’ una mia considerazione personale.

Come studiare il problema?

Semplice, sono gia’ in fase di studio nuove missioni per Marte. La missione Exomars prevede nel 2016 la messa in orbita intorno al pianeta rosso di un satelite per misurazioni dei gas e nel 2018 due nuovi rover in superficie. Questa missione e’ gestita sia dalla NASA che dalla nostra ESA. Oltre a questo, il contributo italiano a questa missione e’ davvero notevole sia dal punto di vista della ricerca che di componentistica realizzata dalle nostre aziende.

Missioni di questo tipo potrebbero aiutarci a capire meglio l’origine del metano e dare una risposta definitiva sulla presenza o meno di vita su Marte.

Ultimissima considerazione, dire non c’e’ metano e’ equivalente a dire non c’e’ vita? Assolutamente no. Anche qui sulla Terra conosciamo diverse forme batteriche che non producono questo gas nel loro metabolismo. Questo ci fa capire nuovamente che questa non e’ una condicio sine qua non. Anche avere tantissimo metano non significa necessariamente avere vita. Pensate, ad sempio, a Titano, satellite di Saturno. Qui l’atmosfera e’ pregna di metano, ci sono laghi di metano, precipitazioni di metano, eppure, a nessuno verrebbe in mente di cercare la vita su Titano.

Come vedete, il discorso e’ sempre aperto, e, al momento, non possiamo certo escludere o dare per certa una qualche forma di vita su Marte. Le ricerche future potranno aiutarci a meglio comprendere questi aspetti o magari anche solo a capire se in passato si possano essere sviluppate forme di vita su qualche pianeta del Sistema Solare.

 

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E quindi uscimmo a riveder le stelle

10 Set

Nella sezione:

Hai domande o dubbi?

e’ stata fatta una richiesta davvero molto interessante. Come potete leggere, si chiede come vengano ricostruite le immagini astronomiche che spesso ci vengono mostrate e catturate dai tanti telescopi a terra e in orbita. Questa richiesta sembra apparentemente molto semplice, ma nasconde in realta’ una vera e propria professione. Oggi come oggi, molti astronomi dedicano il loro lavoro proprio alla visione e all’elaborazione di immagini astronomiche. Cerchiamo di capire meglio come funzionano queste tecniche per poter meglio apprezzare anche il lavoro che c’e’ dietro una bella immagine che troviamo sulla rete.

Come sapete bene, al giorno d’oggi, per esplorare l’universo non si utilizzano piu’ solo telescopi nel visibile. In questo caso, come facilmente immaginabile, questi sistemi catturano immagini esattamente come farebbe il nostro occhio. Oltre a questi, si utilizzano telescopi, sia a terra che in orbita, sensibili all’infrarosso, ai raggi X, all’ultravioletto, oltre ad enormi antenne pensate per catturare segnali radio provenienti dal cosmo.

Che differenza c’e’ tra queste radiazioni?

Per capire bene il concetto, vi mostro quello che normalmente si chiama lo spettro della radiazione elettromagnetica:

Spettro della radiazione elettromagnetica

Diverse lunghezze d’onda vengono accorpate in famiglie. Come vedete, la parte visibile, cioe’ quella a cui i nostri occhi sono sensibili, e’ in realta’ solo una strettra frazione dell’intero spettro. Per fare un esempio, tutti conosciamo le immagini infrarosse utilizzate per esempio per identificare le fonti di calore. Bene, questo e’ un esempio di immagine fuori dallo spettro visibile. Si tratta di particolari che i nostri occhi non sarebbero in grado di vedere, ma che riusciamo a visualizzare utilizzando tecnologie appositamente costruite. Non si tratta di immagini false o che non esistono, semplicemente, mediante l’ausilio di strumentazione, riusciamo a “vedere” quello che i nostri occhi non sono in grado di osservare.

Bene, il principio dietro l’astronomia nelle diverse lunghezze d’onda e’ proprio questo. Sfruttando parti dello spettro normalmente non visibili, si riesce ad osservare dettagli che altrimenti sarebbero invisibili.

Per dirla tutta, anche le normali immagini visibili, subiscono un’opera di elaborazione pensata per ricostruire i dettagli e per ottimizzare la visione. Cosa significa? Nella concezione comune, un telescopio nel visibile e’ paragonabile ad una normale macchina digitale. Questo non e’ esattamente vero. Molto spesso, le immagini catturate da questi sistemi sono ottenute mediante una sovrapposizione di dati raccolti utilizzando filtri diversi.

Cosa significa?

Prendiamo come esempio il telescopio Hubble. In questo caso, il sistema acquisisce immagini a diverse lunghezze d’onda, o isolando una particolare frequenza piuttosto che altre. Si tratta di immagini in bianco e nero che poi vengono colorate artificialmente e sovrapposte per formare l’immagine finale. Attenzione, non dovete pensare che la colorazione artificiale sia un trucco per far apparire piu’ belle le foto. Questa tecnica e’ di fondamentale importanza per far esaltare dei particolari che altrimenti verrebbero confusi con il resto. Questa tecnica si chiama dei “falsi colori”, proprio perche’ la colorazione non e’ quella originale ma e’ stata creata artificialmente.

Per capire meglio, proviamo a fare un esempio.

Prendiamo una delle foto piu’ famose di Hubble, quella della galassia ESO 510-G13:

ESO 510-G13 da Hubble

Questa immagine e’ ottenuta con la tecnica del “colore naturale”, cioe’ esattamente come la vedrebbero i nostri occhi se fossero potenti come quelli di Hubble. In questo caso dunque, la colorazione e’ quella che potremmo vedere anche noi ma anche questa immagine e’ stata ottenuta sovrapponendo singoli scatti ripresi dal telescopio.

In particolare, si sono sovrapposte tre immagini in bianco e nero, ognuna ottenuta selezionando solo la radiazione visibile blu, rossa e verde:

ESO 510-G13 immagini a colore singolo

Perche’ viene fatto questo?

Selezionando solo una piccola parte dello spettro visibile, cioe’ il singolo colore, e’ possibile sfruttare il sistema per catturare al meglio i singoli dettagli. In questo modo, come visibile nelle foto, ciascuna immagine e’ relativa ad un solo colore, ma al meglio della risoluzione. Sommando poi le singole parti, si ottiene il bellissimo risultato finale che abbiamo visto.

Analogamente, in alcuni casi, si amplificano determinate lunghezze d’onda rispetto ad altre, per rendere piu’ visibili alcuni dettagli. Anche in questo caso vi voglio fare un esempio. Questa e’ una bellissima immagine della Nebulosa dell’Aquila:

Nebulosa testa d'aquila

Cosa significa amplificare alcuni colori?

Nella foto riportata, oltre ad ammirarla, gli astronomi riescono a vedere le emissioni di luce da parte dei singoli gas costituenti la nebulosa. Questo studio e’ importante per determinare la concentrazione di singoli elementi, e dunque identificare particolari tipologie di corpi celesti. Per capire meglio, nella ricostruzione a posteriori dell’immagine, e’ stato assegnato il colore verde all’emissione degli atomi di idrogeno, il rosso agli ioni di zolfo e il blu alla luce emessa dall’ossigeno ionizzato. Perche’ questo artificio grafico? Se non venisse elaborata, nell’immagine la luce emessa dalla zolfo e dall’idrogeno sarebbero indistinguibili tra loro. Se ora rileggete l’assegnazione dei colori riportata e rivedete l’immagine della nebulosa, siete anche voi in grado di determinare quali gas sono piu’ presenti in una zona piuttosto che in un’altra. Ovviamente questi sono processi che devono essere fatti analiticamente, elaborando le informazioni di ogni singolo pixel.

Analogo discorso puo’ essere fatto per la radioastronomia. In questo caso, come sapete e come anticipato, quelli che vengono registrati sono dei segnali radio provenienti dai diversi settori in cui viene diviso l’universo. Non avendo delle immagini, nei radiotelescopi si hanno degli impulsi radio che devono essere interpretati per identificare il tipo di sorgente, ma soprattutto la zona da cui il segnale proviene.

Per farvi capire meglio questo concetto, vi racconto la storia dell’inizio della radioastronomia. Nel 1929 un radiotecnico americano che lavorava in una stazione di Manila, mentre era al lavoro per eliminare disturbi dalle trasmissioni, si accorse che vi era un particolare rumore di fondo che si intensifica in determinati momenti della giornata. Nello stesso anno, Jansky, un ingegnere della compagnia americana Bell, anche lui al lavoro per cercare di migliorare le comunicazioni transoceaniche, arrivo’ alla stessa conclusione del radiotecnico. L’ingegnere pero’ calcolo’ il momento preciso in cui questi disturbi aumentavano, trovando che il periodo che intercorreva tra i massimi corrispondeva esattamente alla durata del giorno sidereo, 23 ore e 56 minuti. Solo anni piu’ tardi, riprendendo in mano questi dati, ci si accorse che la fonte di questo disturbo era il centro della nostra galassia. I segnali radio captati erano massimi quando il ricevitore passava davanti al centro della galassia, emettitore molto importante di segnali radio.

Oggi, mediante i nostri radiotelescopi, riusciamo ad identificare moltissime sorgenti radio presenti nell’universo e, proprio studiando questi spettri, riusciamo a capire quali tipologie di sorgenti si osservano e da quale punto dell’universo e’ stato inviato il segnale. A titolo di esempio, vi mostro uno spettro corrispondente ai segnali radio captati nell’arco del giorno con un semplice radiotelescopio:

Spettro giornaliero di un radiotelescopio con antenna da 3.3 metri. Fonte: Univ. di Pisa

Come vedete, sono chiaramente distinguibili i momenti di alba e tramonto, il passaggio davanti al centro galattico e quello corrispondente al braccio di Perseo. Come potete facilmente capire, si tratta di misure, chiamiamole, indirette in cui i nostri occhi sono proprio le antenne dei telescopi.

Concludendo, ci sono diversi metodi per pulire, migliorare o amplificare le immagini raccolte dai telescopi sia a terra che in orbita. Quello che facciamo e’ amplificare la nostra vista o utilizzando sistemi molto potenti, oppure ampliando lo spettro delle radiazioni che altrimenti non sarebbero visibili. I telescopi divengono dunque degli occhi sull’universo molto piu’ potenti e precisi dei nostri. Metodi diversi, ottico, UV, IR, radio, ecc, possono aiutare a capire dettagli o strutture che altrimenti sarebbero invisibili in condizioni normali. Detto questo, capite quanto lavoro c’e’ dietro una bella immagine che trovate su internet e soprattutto perche’ la foto ha una specifica colorazione o particolari sfumature.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Geyser di 5 metri a Fiumicino

29 Ago

Sicuramente tutti avrete letto la notizia del geyser che e’ comparso a Fiumicino vicino Roma. Vi confesso che avevo lasciato passare la notizia perche’ considerata non troppo di rilievo. In questi ultimi giorni pero’, si sta assistendo ad una speculazione mediatica, anche ad opera di alcuni giornali, che tende a creare un caso dove questo non esiste.

Mi spiego meglio, facendo un sunto delle notizie, da molte fonti trovate che si tratta di un geyser alto ben 5 metri che e’ comparso da un momento all’altro. La zona e’ conosciutissima e mai si erano verificati fenomeni di questo tipo. Qualcuno, vista l’enorme altezza del rilascio di gas, parla di pericolo per la circolazione aerea. Secondo alcuni fonti, il soffione si troverebbe addirittura dentro all’aereoporto. Vi tralascio tutte le notizie piu’ barzelletta che parlano di fuga di gas da depositi sotterranei di stoccaggio per scie chimiche. Fortunatamente notizie di questo tipo non sono diffuse.

Detto questo, forse e’ il caso di capire un po’ meglio quello che sta accadendo.

Prima cosa, il geyser e’ comparso negli ultimi giorni, vero. E’ assolutamente falso che il soffione si troverebbe all’interno dell’aeroporto Leonardo da Vinci. Il luogo preciso del rilascio di gas e’ in Via Coccia di Morto, strada che costeggia l’aeroporto ma che non e’ all’interno dello stesso.

Seconda precisazione, questa necessaria per rispondere a tantissimi giornali, il geyser e’ alto ben 5 metri. Senza dire nulla, vi mostro un video girato sul posto che mostra la situazione reale:

5 metri? Forse, e dico forse, si sta un po’ esagerando giornalisticamente parlando.

Detto questo, e come da buona tradizione italiana, l’uscita di gas dal terreno ha innescato immediatamente una polemica politica all’interno del comune di Fiumicino. Come avrete letto, maggioranza e opposizione hanno creato un botta e risposta sui giornali senza fine. Qualcuno parla di carotaggi per valutare la possibilita’ di un sottopassaggio, i diretti interessati smentiscono, poi pero’ si parla di ruspe intente a sondare il terreno, ma la cosa viene smentita perche’ erano lavori del gas. Qualcuno parla anche di voler deviare il corso del Tevere e dunque aver innescato la fuoriuscita del gas, anche questa smentita. Insomma, come siamo abituati da troppo tempo, un continuo rincorrersi di dichiarazioni e smentite basate sul nulla se non sulla chiacchiera di paese.

Lasciamo stare lo scontro politico all’interno del comune per parlare invece del geyser. Le analisi fatte sul gas, hanno dimostrato che la fuoriuscita e’ composta al 90% da anidride carbonica con l’aggiunta di metano e idrogeno solforato. Come e’ noto, l’anidride carbonica e’ dannosa per l’uomo, per cui la zona e’ attualmente recintata e presidiata da una pattuglia dei vigili urbani. Questa misura e’ stata necessaria per impedire ai molti curiosi di avvicinarsi troppo alla bocca del geyser. Solo per farvi un esempio, testimoni locali raccontano di un pullman di turisti giapponesi accorsi a fotografare il gas prima di diregersi all’aeroporto.

Da dove proviene questo gas?

Vi dico subito che si tratta di un fenomeno assolutamente naturale. In molti comuni della zona, di origine chiaramente vulcanica come noto per i cosiddetti castelli romani, da tempo e’ stata segnalata la presenza di gas nel terreno a concentrazione maggiore rispetto ad altre parti d’Italia e dovuta proprio all’origine vulcanica. A volte, questi gas possono risalire fino in superficie lungo faglie e fratture, incontrando anche, come e’ ovvio, falde acquifere.

Fenomeni di questo tipo si sono gia’ verificati numerose volte anche nella stessa zona. Nel 2005, ad esempio, si verifico’ una fuoriuscita analoga durante dei lavori di costruzione. Proprio per questo motivo, per qualsiasi lavoro di edilizia all’interno del comune, viene richiesta l’analisi della concentrazione di gas nel terreno. Questo proprio per evitare che possano verificarsi fughe di gas pericolose per la popolazione e per gli operai al lavoro.

Oltre a queste direttive edilizie, i sindaci dei comuni interessati, di concerto con la regione Lazio, hanno predisposto norme di sicurezza atte a prevenire incidenti dovuti anche a minime fuoriuscite di gas. Per farvi qualche esempio, bisogna areare i locali interrati o semiinterrati prima di accedervi, e’ necessaria la presenza di un’altra persona prima di accedere in piscine svuotate, questo per evitare che ci siano strati bassi di gas pericoloso, e’ vietato creare luoghi di svago o camere da letto a livelli semiinterrati, ecc. Capite bene che queste norme servono proprio per evitare che gas uscito, anche in minima parte dal terreno, possa depositarsi all’interno di zone in cui poi si dovra’ accedere.

Concludendo, e’ assolutamente falso parlare di geyser di 5 metri e tantomeno pensare che questo fenomeno sia all’interno dello scalo aeroportuale o che rappresenti una minaccia per la circolazione aerea. Come abbiamo visto, si tratta di un fenomeno gia’ accaduto in passato e comprensibile alla luce della conoscenza geologica che abbiamo sulla zona in questione. Detto questo, il geyser e’ del tutto naturale, non presenta un pericolo per la popolazione e, come riportato anche da alune fonti aggiornate, sembrerebbe che in queste ore il fenomeno si stia riducendo notevolmente.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Una riflessione sulle sigarette

5 Mag

Un affezionato lettore del blog, mi ha lasciato un commento molto interessante nella sezione:

Hai domande o dubbi?

La richiesta e’ apparentemente semplice: visto che molte persone sono in ansia per la fine del mondo, perche’ non parlare invece di quanti fumatori ci sono e, invece di preoccuparsi dei danni che si arrecano, si preoccupano di pseudo-profezie?

Ora, come detto, questa e’ una domanda lecita, apparentemente molto semplice, ma che mi ha portato a fare una riflessione diversa. Per prima cosa, tutti, anche i fumatori, sanno bene quanto siano dannose le sigarette e del danno che arrecano alla loro salute. Dico questo da “esperto” del settore, dal momento che anche io appartengo alla categoria dei fumatori. Con questo, non voglio certo sminuire i problemi di salute apportati dal fumo. Nessuno dira’ mai che fumare fa bene, magari troverete qualcuno che si giustifica dicendo che l’aria che respiriamo e’ piu’ inquinata e dannosa, ecc. Personalmente la trovo una giustificazione debole. E’ come dire “stanno per spararmi in testa” per evitare questo “mi taglio le vene”. Forse l’esempio e’ un po’ forte, ma fa comprendere l’assurdita’ di affermazioni di questo tipo.

Detto questo, non direi nulla di nuovo parlando dei danni del fumo, ma, come anticipato, la richiesta fatta mi ha spinto a fare una riflessione diversa e legata, tema che spesso trattiamo, invece all’inquinamento dovuto alle sigarette.

In particolare, vorrei concentrare il discorso su due aspetti, in primis sul contributo all’inquinamento dell’aria dovuto al fumo ma anche sul danno ambientale dovuto ai mozziconi, cioe’ a quelli che chiamiamo comunemente “cicche”.

Partendo dall’inquinamento dell’aria, non e’ semplice ottenere un quadro completo della cosa. Molto spesso, quando si fa questo tipo di ricerca, si trovano due filoni opposti, i fondamentalisti anti-fumo e i fumatori. Come potete immaginare, i primi vedono il fumo come un male supremo causa di ogni possibile forma di inquinamento, i secondi invece tendono a sminuire del tutto gli effetti da loro stessi apportati all’ambiente.

In questo articolo, cerchero’ di mantenere un profilo super partes cercando di fare considerazioni oggettive basate, ovviamente, su dati scientifici ma soprattutto cercando di fare un po’ di chiarezza nelle tante ipotesi opposte che si trovano in rete.

Come tutti sanno, il fumo di sigaretta contiene circa 4000 sostanze, di cui circa 3500 considerate tossiche, cancerogene o irritanti. In questo mix entrano ovviamente la nicotina, il catrame, tantissimi metalli pesanti, piccole concentrazioni di polonio assorbito dalle radici del tabacco ma anche moltissimi additivi chimici, diversi da marca a marca, aggiunti per dare alle sigarette un sapore personalizzato e unico.

Quando si parla di inquinamento dell’aria, molto spesso si tende a calcare la mano non distinguendo tra inquinamento all’interno di luoghi chiusi o all’aperto. Tutta la comunita’ scientifica e’ d’accordo infatti che il fumo rappresenta uno degli inquinanti maggiori e potenzialmente pericolosi all’interno delle nostre case. Importante contributo a questo effetto viene ovviamente dallo scarso ricambio d’aria delle stanze che fa aumentare notevolmente la concentrazione di inquinanti nell’aria.

Una ricerca molto interessante in questo senso e’ stata fatta dall’Istituto dei Tumori di Milano che ha provato a confrontare l’inquinamento dovuto al fumo di sigaretta con quello di un motore a combustione. Per questo confronto, in un ambiente chiuso, si e’ confrontato l’apporto di polveri sottili dovuto ad una sigaretta fumata con quello di una Harley Davidson tenuta accesa per lo stesso tempo. Bene, la ricerca ha evidenziato che le polveri sottili prodotte dalla moto erano tre volte inferiori a quelle della sigaretta.

Il risultato di questa ricerca ci fa capire quanto alto sia l’inquinamento all’interno degli ambienti chiusi dovuto al fumo. Attenzione pero’, questo risultato va contestualizzato nell’ambiente in cui e’ stato realizzato. Come detto, stiamo parlando di ambienti chiusi e senza ricambio d’aria. E’ assolutamente sbagliato pensare che i fumatori siano la causa principale di inquinamento delle nostre citta’, scagionando i motori a combustione. Dico questo perche’, in alcuni casi, il risultato ottenuto viene utilizzato in modo sbagliato puntando il dito contro i fumatori piuttosto che contro i veicoli. Nelle nostre strade, oltre alle moto, ci sono automobili, camion, in un numero sicuramente molto alto e con motori che vano da euro 2 a euro 4, almeno nelle citta’ in cui e’ fatto divieto di circolazione per le euro 0 e 1, tenuti accesi per un tempo molto piu’ lungo di quello di una sigaretta. Inoltre, se parliamo di inquinamento dell’aria, oltre alle polveri sottili, dobbiamo puntare il dito contro i gas serra, il riscaldamento degli strati piu’ bassi che favosriscono l’ozono a bassa quota, ecc. Tutti parametri a cui le sigarette non contribuiscono.

Come anticipato, non voglio scagionare le sigarette. Il risultato dimostra quanto sia alto l’inquinamento indoor ma assolutamente non va utilizzato per dimostrare che l’inquinamento dei motori a combustione sia non determinante. Inoltre, quando si pensa all’inquinamento delle nostre case, non dobbiamo mai dimenticare i possibili danni arrecati anche ai non fumatori a causa del fumo passivo.

Molto poco dibattuto e’ invece il discorso dei mozziconi. Vi invito prima di tutto a fare una riflessione: in Italia, ci sono circa 15 milioni di fumatori. Supponendo che ognuno di loro fumi, in media, 15 sigarette al giorno, ci sono piu’ di 82 miliardi di mozziconi da smaltire ogni anno. Molto spesso, anche se come visto prima e’ preferibile, la maggior parte di queste sigarette verranno fumate all’aperto e, dunque, in larga percentuale, i mozziconi saranno abbandonati nell’ambiente. Se rapportiamo il discorso a livello mondiale, ci rendiamo conto di quanto importante sia questo rifiuto.

Ora, dal punto di vista tecnico, i filtri delle sigarette sono fatti con fibre di  acetato di cellulosa incollate con glicerolo triacetato. Nonostante i nomi chimici terrificanti, non sono sostanze pericolose. Attenzione pero’, i filtri delle sigarette non sono biodegradabili. Anche su questo punto, trovate ricerche molto controverse. Gli ambientalisti parlano di dissolvimento nell’ambiente con periodi tra 7 e 12 anni, le compagnie produttrici, che dispongono di laboratori molto sofisticati per valutare i loro prodotti, parlano di tempi compresi tra 1 e 3 anni. Anche se i numeri sono in disaccordo, e’ necessario fare una considerazione aggiuntiva, quando si parla di “dissolvimento nell’ambiente” non si parla di degradabilita’, bensi di riduzione in nanoparticelle. Questo solo per specificare che, come anticipato, i filtri non sono biodegradabili.

Facciamo una considerazione aggiuntiva: questi discorsi, per quanto importanti, riguardano i filtri nella loro composizione. Un fumatore che butta una cicca, disperde nell’ambiente un prodotto che, per sua stessa definizione, ha trattenuto sostanze chimiche. Questo e’ il vero punto su cui ragionare quando si parla di inquinamento.

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Come detto in precedenza, ci sono migliaia di sostanze contenute nel fumo di sigaretta. Fare una stima di tutte sarebbe molto difficile e dispendioso. Nonostante questo, prendiamo il veleno piu’ conosciuto contenuto nelle sigarette, la nicotina,  e facciamo qualche semplice calcolo. In media, una sigaretta contiene 15 mg di nicotina. Di questi, circa 1/3 rimane nel filtro, dunque circa 5 mg per mozzicone. Poiche’ prima parlavamo di 82 miliardi di mozziconi all’anno in Italia, ci saranno piu’ di 400 tonnellate di nicotina che, potenzialmente, possono raggiungere l’ambiente. Senza ovviamente considerare tutte le altre sostanze, in quantita’ minore, ma, in alcuni casi, molto piu’ tossiche.

Da questi pochi numeri si capisce bene l’entita’ del fenomeno. Inoltre, dobbiamo considerare che il fenomeno dell’abbandono delle cicche e’ altissimo nelle spiagge, dove, se non gettato direttamente, puo’ facilmente raggiungere il mare. Vista l’alta concentrazione di sostanze inquinanti e la massa relativamente piccola di molte specie marine costiere, ciascun mozzicone puo’, potenzialmente, uccidere un pesce, una tartaruga o altre specie viventi, oltre a diluire inquinanti in mare.

Ora, vorrei spezzare una lancia, seppur minima, nei confronti dei fumatori. In moltissimi casi, e non solo in Italia, gli stabilimenti balneari non sono attrezzati con posacenere sotto l’ombrellone. Ovviamente questo non giustifica il fumatore dal gettare la cicca in mare o seppellirla nella sabbia, ma sicuramente avere un contenitore apposito ridurrebbe molto il problema. In molti stati europei, ed in rari casi italiani, alcuni stabilimenti si stanno attrezzando fornendo ai clienti piccoli posacenere portatili, richiudibili e ignifughi. Esattamente lo stesso discorso vale per le nostre strade. Molto semplicemente, basterebbe attrezzare i secchi della spazzatura con appositi contenitori per le cicche. In questo caso, sarebbe allora giustificato prevedere serie sanzioni per chi getta mozziconi a terra, come avviene in molti stati europei. Certo, molto spesso, nelle nostre strade non troviamo nemmeno secchi per la spazzatura, figuriamoci porta-cicche, ma questo e’ un discorso che va ben oltre quello che stiamo trattando.

Per concludere, vi correi parlare anche di un’iniziativa molto importante che e’ stata lanciata in alcuni paesi da una compagnia chiamata TerraCycle. L’iniziativa, chiamata appunto “No Butts”, prevede la raccolta dei mozziconi delle sigarette per riciclarli industrialmente. Questi scarti possono infatti avere una seconda vita differenziando le parti che li compongono. Il tabacco e la carta possono essere utilizzati per produrre compost, mentre i filtri possono essere utilizzati, dopo averli fusi e trasformati in polimeri, per produrre sedie, tavoli e altri prodotti in plastica. Tra l’altro, la TerraCycle prevede la spedizione dei mozziconi raccolti direttamente a loro spese. Il progetto No Butts e’ stato lanciato inizialmente negli Stati Uniti e ora si pensa di estenderlo anche ad alcuni paesi europei, per il momento non ancora in Italia.

Concludendo, il fumo di sigaretta sicuramente rappresenta la principale fonte di inquinamento negli ambienti chiusi per via delle sostanze inquinanti rilasciate, pericolose non solo per i fumatori. Confrontare invece il contributo delle sigarette con quello dei motori a combustione, e’ azzardato e rischia di distrarre l’opinione pubblica dal problema degli inquinanti rilasciati soprattutto nei centri abitati. Notevole fonte di inquinamento, dovuto anche ai grandi numeri coinvolti, e’ dovuto ai mozziconi, specie se rilasciati nell’ambiente. Come visto, sia le sostanze inquinanti che il materiale stesso di cui sono costituiti i filtri, rappresentano un problema ambientale notevole e assolutamente non trascurabile. Iniziative volte al riciclo di questi inquinanti sono senza dubbio lodevoli e vanno incoraggiate ed esportate in tutto il mondo.

 

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Acqua su Giove?

26 Apr

Come sapete, ogni tanto e’ interessante dare uno sguardo al nostro sistema solare, anche per presentare gli ultimi lavori scientifici pubblicati che, di volta in volta, ci permettono di capire meglio alcune caratteristiche dello spazio in cui viviamo.

Questa volta, la mia attenzione e’ stata attrata da un articolo pubblicato proprio in questi giorni, in cui viene presentata la scoperta fatta dagli scienziati dell’ESA che sono riusciti finalmente a dimostrare l’origine dell’acqua osservata nell’atmosfera di Giove. Come ipotizzato gia’ diversi anni fa, questa acqua non appartiene a Giove ma e’ stata portata sul pianeta dall’impatto con la cometa Shoemaker-Levy nel 1994.

Forse, piu’ di qualcuno ricordera’ l’attenzione mediatica su questa cometa quasi 20 anni fa. La Shoemaker-Levy venne scoperta nel 1993 e attiro’ subito l’attenzione degli astronomi perche’ per la prima volta venne osservato un corpo di questo tipo orbitare intorno ad un pianeta invece che al Sole. La cometa infatti, durante un passaggio all’interno del Sistema Solare, venne catturata dall’interazione gravitazionale di Giove e quindi inizio’ ad orbitare intorno al pianeta. La stretta orbita seguita dalla Shoemaker-Levy face subito capire che a distanza di poco tempo, la cometa avrebbe finito per impattare contro il pianeta. Dalle simulazioni del tempo, fu possibile infatti determinare con precisione il periodo dell’impatto, ipotizzato tra il 10 e il 20 luglio 1994.

Alla notizia dell’impatto, non solo molte sonde in orbita, ma anche molti telescopi a terra, di cui un numero enorme di stazioni amatoriali, vennero puntate verso Giove per osservare in diretta l’evento. L’impatto avvenne esattamente il 16 Luglio 1994, ma purtroppo nel lato non visibile a Terra di Giove. L’evento venne comunque registrato in diretta dalla sonda Galileo che pote’ osservare dal vivo l’ingresso in atmosfera dei 27 frammenti principali del nucleo cometario, che si era frantumato a causa di un precedente passaggio intorno al pianeta. La rapida velocita’ di rotazione di Giove, permise dopo pochi minuti di osservare i residui dell’impatto anche da Terra. Nell’atmosfera di Giove erano presenti delle vaste macchie nere causate appunto dall’ingresso ad alta velocita’ dei frammenti della Shoemaker-Levy.

Impatto della Schoemaker-Levy su Giove

Impatto della Schoemaker-Levy su Giove

Oltre alla spettacolarita’ dell’evento, la collisione della cometa, permise di ottenere notevoli informazioni astronomiche. Prima di tutto, fu possibile studiare gli strati piu’ profondi dell’atmosfera del pianeta, non raggiungibili con gli strumenti dell’epoca, inoltre, l’impatto apri’ nuovi scenari scientifici sugli studi del nostro sistema solare.

Successivamente, analizzando le macchie nere ancora oggi presenti su Giove, si capi’ che queste erano dovute ad una concentrazione anomala di acqua nell’atmosfera del pianeta. L’origine di questa acqua, rimase un mistero fino ai giorni nostri.

Come anticipato, il nuovo studio dell’ESA pubblicato in questi giorni, ha evidenziato come le tracce d’acqua presenti nell’atmosfera di Giove siano proprio dovute all’impatto con la Shoemaker-Levy. Detto in altri termini, l’acqua non appartiene a Giove, ma e’ stata proprio portata dalla cometa. Questo risultato e’ stato possibile sfruttando le osservazione nell’infrarosso del satellite Herschel. Questa sonda e’ stata in realta’ lanciata per studiare le proprieta’ degli Esopianeti, di cui abbiamo parlato in questi post:

Nuovi esopianeti. Questa volta ci siamo?

A caccia di vita sugli Esopianeti

ma si e’ rivelata una strumento molto preciso anche per analizzare i corpi del nostro sistema solare.

Come anticipato, l’ipotesi che l’acqua fosse stata portata dalla cometa era stata formulata gia’ nel 1994, proprio da un gruppo di astronomi italiani del nostro istituto di astrofisica. In questo caso, sfruttando la particolare emissione delle molecole d’acqua, si era ipotizzata l’origine di quanto osservato. Solo per completezza, vi dico anche che questa innovativa tecnica per l’epoca, e’ esattamente la stessa utilizzata oggi per cercare eventuale acqua sui pianeti al di fuori del sistema solare.

Immagine di Giove dopo l'impatto

Immagine di Giove dopo l’impatto

L’osservazione della Shoemaker-Levy e’ stato, come detto, il primo caso di cometa caduta su un pianeta del sistema solare. Come visto in questo post:

Adesso e’ il turno di Marte

sappiamo che anche nel 2014 un’altra cometa, la Siding Spring, cadra’ invece su Marte ed anche in questo caso, l’evento consentira’ sicuramente di raccogliere nuove ed importanti informazioni sul nostro sistema solare.

Concludendo, l’osservazione condotta dall’ESA ha consentito, a distanza di 20 anni, di determinare con certezza che l’acqua osservata nell’atmosfera di Giove e’ stata portata dall’impatto con la cometa Shoemaker-Levy. Questo genere di eventi sono sempre possibili all’interno del nostro sistema solare ed infatti nel 2014 un evento di questo tipo e’ atteso per Marte. La storia della Shoemaker-Levy ci consente anche di ricordare il ruolo di Giove come scudo per i pianeti del sistema solare interno. La sua grande massa infatti attira molti oggetti provenienti dallo spazio profondo di fatto proteggiando anche il nostro pianeta.

 

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Energia solare nel deserto

9 Mar

Parlando scientificamente di promesse politiche, in un post precedente avevamo discusso insieme alcuni dei futuri verdi utilizzati dai nostri politici in campagna elettorale:

Elezioni, promesse verdi e protocollo di Kyoto

Successivamente poi, sempre parlando di green economy, abbiamo analizzato invece il grande progetto Masdar che gli Emirati Arabi stanno portando avanti con decisione per creare la prima citta’ ad emissioni zero:

Il futuro verde comincia da Masdar

In questi giorni, un nostro lettore ha invece lasciato un interessante commento per chiedere quali potrebbero essere i risvolti futuri dell’utilizzazione delle rinnovabili, anche alla luce del progetto Masdar.

Prima di parlare di questo, vi ricordo che potete in ogni momento porre domande o chiedere delucidazioni su argomenti specifici, lasciando un commento in questa pagina:

Richiedi e suggerisci argomenti!

In questo post, vorrei continuare a concentrarmi sull’energia solare, dal momento che questa fonte rappresenta in larga parte quella piu’ utilizzata ma anche quella meglio conosciuta anche dai non addetti ai lavori.

In tal senso, ripartiamo sempre dai paesi arabi ed in particolare dall’Arabia Saudita. In questo paese infatti, e precisamente nella citta’ di Riyad, si sta costruendo il piu’ grande impianto solare termico del mondo.

La struttura occupera’ un’area di 36000 metri quadri, corrispondenti a circa 5 campi da calcio, e servira’ per dare energia alla Princess Nora Bint Abdul Rahman, la prima universita’ al mondo per sole donne e che vanta qualcosa come 40000 iscritte.

Per darvi un’idea dei numeri, l’investimento totale ammonta a circa 4,7 milioni di dollari.

Per un non esperto, sembrerebbe scontata l’idea di utilizzare l’energia solare direttamente nel deserto, dove l’intensita’ dei raggi e’ molto elevata. Questo in realta’ e’ completamente falso.

Al contrario di quanto si pensa, l’alta temperatura di queste zone, riduce notevolmente l’efficienza dei pannelli al silicio. Inoltre, le continue tempeste di sabbia, opacizzano la superficie dei vetri, diminuendo ancora la produzione di energia. Proprio per questo, parliamo invece di soluzioni che utilizzano sali fusi per alimentare turbine elettriche e produrre energia.

Come discusso nei post precedenti, anche se a prima vista puo’ sembrare strano, i paesi arabi, i piu’ ricchi di petrolio, gia’ da tempo stanno investendo notevoli risorse nelle energie rinnovabili. Il perche’ di questo e’ facilmente intuibile. In primis, questi paesi meglio di chiunque altro sanno che il petrolio e’ una risorsa non infinita e prima o poi la sua disponibilita’ comincera’ a venire meno. In questo scenario completamente diverso da quello a cui siamo abituati, le rinnovabili non saranno piu’ un’alternativa, ma una necessita’. Detto questo e’ ovvio che chi oggi investe in queste risorse, domani potrebbe avere un ruolo di controllo favorito rispetto agli altri. Altro punto importante e’ che i paesi arabi sanno molto bene che e’ molto piu’ conveniente vendere il petrolio piuttosto che utilizzarlo in casa. Nell’ottica di un prezzo sempre crescente, preferiscono utilizzare metodi alternativi in casa e destinare il petrolio alle esportazioni.

Piccola parentesi scientifica, dal momento che spesso sento una gran confusione sulle diverse soluzioni, nel prossimo post cercheremo di fare un po’ di chiarezza distinguendo tra fotovoltaico, solare termodinamico e a concentrazione. Tecniche che spesso vengono confuse, parlando semplicemente di pannelli solari. Nel prossimo post cercheremo dunque di fare un po’ di chiarezza, presentando le diverse soluzioni e confrontando pregi e difetti di ciascuna di queste.

Messo da parte l’impianto di Riyad, l’atro grosso progetto di cui vorrei parlare e’ invece DESERTEC.

Il progetto Desertec e’ un progetto globale basato su diverse energie rinnovabili sfruttate nelle zone in cui queste sono maggiormente disponibili per la produzione di energia elettrica per tutta l’Europa. La parte principale del progetto e’ ovviamente quella che viene dal solare e che verrebbe sfruttata direttamente nelle zone vicine al Sahara. La corrente elettrica verrebbe poi trasportata madiante cavidotti in Europa.

Questo e’ un schema del progetto, con le diverse fonti rinnovabili e le linee di trasmissione dell’energia dai luoghi di produzione all’Europa:

Schema di produzione e distribuzione dal Sahara in Europa

Schema di produzione e distribuzione dal Sahara in Europa

Il progetto e’ sponsorizzato da 21 societa’ e 36 partner in 15 paesi per un investimento totale di 400 miliardi di dollari. Il progetto e’ stato lanciato nel 2009 con lo scopo di incrementare anche l’economia di molti paesi emergenti soprattutto nel nord Africa.

L’ambizioso progetto prevede la fornitura di circa il 20% dell’energia necessaria all’Europa.

Purtroppo, negli ultimi anni, complice anche la crisi globale, il progetto ha subito notevoli ritardi. La prima istallazione che avrebbe ufficialmente dato il via a Desertec era attesa per quest’anno, con la costruzione di una centrale solare termica da 150MW, interamente finanziata a realizzata dalla Spagna. Questo progetto e’ stato completamente cancellato.

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Oltre alla Spagna, altre due grandi societa’, la Siemes e la Bosch, si sono ufficialmente ritirate dal progetto, a causa dei notevoli ritardi e del non sicuro ritorno degli investimenti fatti.

Nonostante queste defezioni, il progetto sembra andare avanti anche se con notevoli punti interrogativi.

Oltre alle difficolta’ tecniche e alla ricerca necessaria per costruire un impianto cosi’ all’avanguardia, quello che da sempre rappresenta un problema nella realizzazione di Desertec sono gli equilibri politici della zona. Come vedete dalla mappa, il progetto prevede una stretta collaborazione tra i  paesi europei e quelli del nord Africa. Non diciamo nulla di nuovo sostenendo che gli equilibri politici di questi paesi sono da sempre precari e molto a rischio. In un impianto del genere, molti paesi europei diverrebbero dipendenti energeticamente da altri paesi non propriamente liberi. Inoltre, nello schema attuale, alcuni impianti si troverebbero in zone di confine molte delicate e che separano paesi da sempre non in buoni rapporti tra loro.

Concludendo, i paesi arabi si stanno dimostrando sempre piu’ innovatori ed investitori nelle energie rinnovabili. Come visto anche negli articoli precedenti, molto probabilmente questi paesi continueranno a tenere lo scettro energetico mondiale grazie anche ai massicci investimenti fatti oggi in questi settori. Per quanto riguarda Desertec, il progetto e’ estremamente affascinante dal punto di vista tecnico ed offrirebbe una valida alternativa verde al futuro energetico dell’Europa. Purtroppo, complici gli equilibri politici africani e la crisi che sta interessando molte aziende europee, il progetto sembrerebbe essersi arenato. Questo ovviamente non esclude una futura ripresa e la continua ricerca in questi settori per lo studio di soluzioni sempre migliori e sempre piu’ sostenibili.

 

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Curiosity: scoperta sensazionale?

22 Nov

Dopo qualche settimana di silenzio, torniamo finalmente a parlare di Curiosity, il Rover che sta esplorando la superficie di Marte e invia in continuo i suoi dati verso la Terra.

Nei post precedenti, molte ipotesi di avvistamenti alieni erano state fatte sulle foto scattate:

Curiosity e gli UFO

Curiosity e gli UFO: dopo le foto, il video. 

ma la notizia che sta circolando proprio in queste ultime ore, e’ completamente diversa.

Andiamo con ordine.

Ieri, in un’intervista rilasciata da John Grotzinger alla radio pubblica america NPR, si e’ annunciata una straordinaria scoperta, letteralmente una scoperta tale da cambiare i libri di storia, fatta da Curiosity e attualmente al vaglio degli esperti. Nell’intervista non si fa nessun riferimento al tipo di scoperta, in attesa della verifica dei risultati.

Disegno del rover Curiosity

Che significa? Chi e’ John Grotzinger? Di che scoperta si tratta?

Queste sono le domande che vengono in mente leggendo questa notizia, e a cui cercheremo di dare una risposta.

Ma prima di addentrarci nel discorso, dobbiamo chiederci: la notizia e’ reale o si tratta di una montatura?

A questo punto, molti di voi si aspetterebbero che dicessi che si tratta di una montatura, in realta’ la notizia sembra proprio reale. Inoltre, il giornale italiano focus scrive nelle sue pagine di aver verificato anche in maniera indipendente la notizia, da una fonte NASA tenuta anonima, e di poter confermare quanto riportato da NPR.

Premesso questo importante particolare, cerchiamo di fare un po’ di chiarezza.

John Grotzinger e’ professore di geologia presso il California Institute of Technology, esperto nell’interazione chimica e fisica dell’ambiente sulla formazione della vita. Grotzinger e’ attualmente impegnato nelle missioni di esplorazione marziana da parte della NASA, appunto per la ricerca di forme di vita sul pianeta rosso.

Bene, la notizia sembra reale e la presunta fonte e’ altrettanto reale e autorevole.

Stando a quanto riportato da NPR, la sensazionale scoperta fatta da Curiosity sarebbe il risultato di un’analisi condotta attraverso il rivelatore SAM. Questo acronimo sta per Sample Analysis at Mars, cioe’ analisi dei campioni su Marte. Il SAM, realizzato dal Goddard Spece Flight Center della NASA, e’ composto da uno Gascromatografo-spettrometro di massa e da uno spettrometro laser. Compito del SAM e’ quello di analizzare i composti organici eventualmente presenti nei campioni atmosferici e di suolo.

Attenzione, la scoperta e’ fatta con il SAM e il ruolo del SAM e’ quello di analizzare campioni organici?

Come potete facilmente immaginare, mettendo insieme questi due pezzi, sul web si e’ scatenata la corsa alle ipotesi piu’ fantasiose per la scoperta fatta da Curiosity.

Come nostra abitudine, prima di sbilanciarci in una direzione, cerchiamo di capire meglio.

Per prima cosa: come funziona il SAM?

Per rispondere alla domanda, dobbiamo capire cosa si nasconde dietro quei due strumenti dal nome impronunciabile di cui abbiamo parlato prima.

Un Gascromatografo-spettrometro di massa, anche detto GC-MS, e’ uno strumento basato sull’accoppiamento dei due pezzi che compongono il nome. Il Gascromatografo serve per separare la miscela da analizzare in una fase stazionaria ed una fase mobile. Le due fasi vengono poi fatte uscire separatamente pronte per essere analizzate con lo spettrometro di massa. Questo componente permette di determinare la composizione di una miscela, misurando, in modo indiretto, la massa degli ioni che la compongono. In questo modo si possono identificare le molecole presenti nel campione.

Curiosity puo’ utilizzare in accoppiamento con il SAM anche il ChemCam, cioe’ un piccolo raggio laser in grado di vaporizzare una quantita’ di roccia mediante impulsi molto energetici. Questo bombardamento puo’ vaporizzare rocce fino a 7 metri, permettendo un’analisi molto precisa mediante gli Spettrometri di massa.

Se rileggiamo attentamente il funzionamento degli strumenti, ci rendiamo conto di una cosa, gli spettrometri possono misurare la presenza di particolari ioni, come potrebbero essere l’ossigeno, il carbonio, l’azoto. Tutte  molecole che, in un modo o in un altro, possono essere messe in relazione con la vita.

Quanto detto dovrebbe essere sufficiente a smorzare le speculazioni che potete leggere in rete su questa notizia. Come potete facilmente immaginare, su molti siti non si fa altro che parlare di forme di vita extraterrestri, alieni e complotti per tenere tutto nascosto. Questo e’ assolutamente falso.

Facciamo una riflessione insieme.

Si parla di una scoperta rivoluzionaria per la scienza. Ora, non vorrei fare il bastian contrario, ma a volte quella che e’ una scoperta sensazionale per la scienza, passa del tutto inosservata nei non addetti ai lavori. Commentando la notizia, possiamo ipotizzare che Curiosity abbia trovato, ad esempio, tracce di carbonio. Questa sarebbe una scoperta sensazionale perche’ significherebbe che su Marte ci sono i mattoni per formare, o per aver ospitato, la vita. Non lasciatevi trasportare dalle tante ipotesi-bufala che girano in rete, la scoperta sensazionale non sara’ mai una foto di Curiosity a fianco di un omino verde!

Detto questo, sembrerebbe che la NASA voglia annunciare questa scoperta durante l’incontro annuale dell’unione geofisici americani, che si terra’ tra il 3 e il 7 Dicembre a San Francisco.

Il fatto che ci sia tutta questa prudenza nel divulgare i dati non deve sorprendervi. E’ del tutto normale che si voglia verificare la scoperta senza lasciare il minimo dubbio negli addetti ai lavori. In passato la NASA ha gia’ fatto proclami che ha dovuto rimangiarsi. Nel 2010, ad esempio, si annuncio’ la scoperta di forme di vita extraterrestri in grado di sfruttare una biochimica basata sull’arsenico invece che sul carbonio. Tutti pensarono agli alieni, ma si trattava soltanto di batteri. Tra l’altro poi, questo annuncio si rivelo’ sbagliato solo pochi giorni dopo.

L’esempio appena fatto, ci fa riflettere nuovamente su due aspetti. Il primo e’ che i dati vanno sempre verificati con cura prima di annunciarli. Detto tra noi, mi meraviglia che John Grotzinger si sia lasciato sfuggire questa notizia. L’altro aspetto importante e’ di non caricare di attese questo annuncio. Come nel caso precedente, quella che per la scienza e’ una grandissima scoperta, potrebbe smentire le attese dei non addetti ai lavori.

Concludendo, non ci resta che aspettare qualche giorno prima di sapere qual’e’, e se veramente e’ stata fatta, questa importantissima scoperta di Curiosity.

Per analizzare in dettaglio le profezie sul 2012, imparando prima di tutto a ragionare sulle notizie senza lasciarsi trasportare, non perdete in libreria “Psicosi 2012. Le risposte della scienza”.