Fortuna che c’è

5 Dicembre 2023

Fortuna che c’è

Quando ero bambino ero affascinato dalla Fortezza delle Scienze: la base segreta de Il Grande Mazinger. E così sognavo difendere la mia cameretta con laser e missili, senza immaginare di averla già, una barriera protettiva…

“Fu la prima volta della mia vita che vidi … Era delimitata da una sottile linea… Ovviamente non era l’oceano di aria che avevo sempre pensato che fosse tante volte nella mia vita. Fui terrorizzato dalla sua apparente fragilità”. Queste le parole pronunciate da Ulf Merbold, astronauta tedesco, per descrivere la Terra vista “da fuori”. E “terrore” fu la sensazione che provò vedendo l’atmosfera, perché era consapevole della sua importanza, se vogliamo, multifattoriale. Oltre infatti a contenere l’ossigeno che ci serve per respirare, quella “sottile linea” azzurra è una barriera protettiva a tutti gli effetti!

Cattura

Innanzitutto, grazie all’effetto serra, (“Il troppo stroppia”, Sapere 1/2021) trattiene la radiazione infrarossa emessa dal pianeta, portando la temperatura media a un confortevole 15 °C, e mitiga l’escursione termica! Dai +50 °C massimi diurni, ai -85 °C notturni registrati in Antartide: un gap di soli 135 °C (per Mercurio è di 600 °C, Venere 450 °C e Marte 180 °C). Inoltre protegge il suolo dall’arrivo di meteoriti: grazie al surriscaldamento dovuto all’attrito con l’aria quelli sotto i 10m bruciano completamente prima di toccare terra. Infine trattiene gran parte della radiazione ionizzante (UV), pericolosissima per la nostra salute.

Le diverse molecole, come tutti i sistemi fisici, sono caratterizzate da diverse frequenze proprie: se investite da una radiazione avente una di quelle frequenze la assorbono, altrimenti la lasciano passare. Quindi, opacità (che corrisponde a un assorbimento di energia e a un conseguente aumento di temperatura) contrapposta a trasparenza. E così la radiazione conosciuta come UV-C (10,7 – 29,9 · 1014 Hz) è assorbita in uno degli strati più alti della atmosfera (la ionosfera), gli UV-B (9,5 – 10,7 · 1014 Hz) sono quasi completamente assorbiti dalla stratosfera, mentre solo gli UV-A (7,5 – 9,5 · 1014 Hz) arrivano sino a terra (assorbiti dal vapore acqueo solo per un 15%).

Nella stratosfera, quando un fotone UV-B investe una molecola di O2 la dissocia in due atomi di ossigeno che possono rapidamente ricombinarsi con altre molecole di O2 dando origine ad una molecola di O3, noto come ozono. Quest’ultimo, opaco agli UV-B, può assorbire un altro fotone dissociandosi in O + O2 o combinarsi con un atomo di ossigeno dando vita a due molecole di O2. Questa serie di reazioni è conosciuta come ciclo di Chapman e dà giustificazione al nome “stratosfera”: appena la radiazione ionizzante incontra l’ossigeno molecolare viene assorbita e scalda l’atmosfera che tende così a stratificarsi (dato che gli strati più alti sono quelli a temperatura più elevata, i moti convettivi non hanno luogo).

Ma attenzione ad un pericoloso nemico: i clorofluorocarburi! Una singola molecola di CFC può dissociare fino a 105 molecole di O3 prima di essere riassorbita e smaltita con le piogge: sono stati i CFC a causare il “buco nell’ozono”. Grazie però alla messa al bando, la nostra barriera protettiva dovrebbe essere risanata entro il 2050.


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Il presente articolo è stato pubblicato sulla rubrica “Fisica? Un gioco.” – Sapere, febbraio 2021 – ed. Dedalo.

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1 commento

  • Molto interessante e sintetico. Un bello scudo che diventa pensante se sproporzionato dei gas serra. Speriamo che prevalghi la volonta di direzionare ogni sforzo verso il nucleare come il COP 28 ha appena indicato. E grazie

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