L'acqua siamo noi

Simone Malacrida

• Editore: Simone Malacrida
• Anno: 2016
• ISBN:
  9781523477517
• Argomento: Tecnologia e ingegneria
• Categoria: Gestione ambientale

Il libro si inserisce nel filone di andare a delineare le caratteristiche del "pianeta acqua" assumendo però una differente visione di insieme. Al posto di approfondire solo un particolare aspetto (quello scientifico-tecnologico o quello sociale, ad esempio), si è preferito considerare tutti i legami che l'acqua ha nei confronti dell'uomo e della società, andando a delineare una serie di "viaggi", ciascuno corrispondente ad ognuno dei sette capitoli che formano la struttura dello scritto. Molto sommariamente, questi differenti e complementari punti di vista si possono riassumere in questo schema: L'indissolubile legame tra acqua e vita, dall'Universo al nostro Pianeta fino alla biosfera e alle nostre cellule. Le proprietà chimico-fisiche dell'acqua, da cosa dipendono e quali influenze hanno nel definire l'importanza di questa molecola. I fenomeni legati all'acqua come il ciclo dell'acqua, la geologia, la tipologia di acque e tutto quanto connesso alla morfologia del pianeta Terra. Quali usi, quanti consumi e quali trattamenti sono connessi all'acqua per comprendere i numeri, gli scopi e la qualità delle acque utilizzate. Quali sono gli aspetti sociali legati all'acqua da quelli storici, economici e politici fino a tutte le forme di espressione artistica e di vita quotidiana. In che modo stiamo aggredendo l'acqua tramite inquinamenti di vario tipo, il problema del riscaldamento globale e degli sprechi legati alla società attuale. Il concetto di diritto dell'acqua, la scarsità di risorse idriche con le relative disuguaglianze, il confronto-scontro tra visione di mercato e diritti essenziali dell'uomo. L'inizio e la fine del libro costituiscono i temi centrali attorno al quale svolgere tutte le argomentazioni. Il legame con la vita e il diritto all'acqua sono due facce della stessa medaglia che porteranno a delle conclusioni molto precise e dettagliate, come la presa di coscienza di un nuovo modello sostenibile di sviluppo, le necessarie azioni per combattere problemi globali come l'inquinamento, il riscaldamento globale e le scarsità di risorse idriche e la convinzione che i diritti e la vita siano più importanti e necessari di questioni di carattere puramente economico.

CAPITOLO 1

L’ACQUA E LA VITA

Come gioca

l'acqua

e canta

(indubbiamente

è viva!)

(“Acqua” di Walt Whitman)

Come già accennato nell’introduzione, tutte le tematiche connesse all’acqua, sia essa concepita nella sua accezione chimica e fisica, sia si faccia riferimento a quanto legato alla letteratura, all’arte e alla parte del pensiero umano non prettamente razionale, rimandano necessariamente al tema della vita.

Quest’affermazione ha in sé una duplice verità. La vita, come noi la conosciamo su questo pianeta, ha avuto origine nell’acqua primordiale e, proprio grazie all’acqua, continua a prosperare. Possiamo quindi vedere in questa molecola, l’origine e la fonte della vita sul pianeta Terra. Anzi, difficilmente riusciamo ad immaginare una vita extraterrestre senza la presenza di questo elemento. Inoltre, con un’analisi squisitamente scientifica, la presenza dell’acqua nei suoi tre stati (solido, liquido ed aeriforme) è uno dei motivi per cui si è sviluppata la vita proprio su questo pianeta (e non sugli altri del Sistema Solare), assieme alla presenza di un’atmosfera adeguata, di un campo magnetico consistente e di una stabilità dell’asse di rotazione terrestre.

Non deve stupire quindi che il viaggio intrapreso per carpire tutte le molteplici sfaccettature di questa molecola, parta proprio dalla base essenziale: il legame tra l’acqua e la vita.

In questo primo capitolo, si focalizzerà l’attenzione dapprima sulla presenza dell’acqua al di fuori di questo pianeta per poi andare a toccare con mano i “numeri” dell’acqua che invece caratterizzano lo stesso e scendere, piano piano, fino ai singoli individui e agli alimenti.

Un viaggio dall’universale al particolare che farà comprendere le reali dimensioni del legame inscindibile tra acqua e vita. Una visione da tenere sempre a mente quando si affronteranno altri argomenti e, per questo motivo, presentata in apertura, come una sorta di sfondo costante cui fare riferimento.

L’acqua al di fuori della Terra

Iniziando questo viaggio per l’Universo, si può dire che la molecola dell’acqua non può essere presente in nessuna sua forma e stato sulle stelle, come il nostro Sole, per la temperatura troppo elevata (sia in superficie, sia all’interno della stella) che non consente la stabilità della molecola e dei legami in essa contenuti. Non vi sono tracce di acqua nemmeno tra i più disparati oggetti celesti, quali i buchi neri, le stelle di neutroni, i quasar e le pulsar.

L’acqua è comunque presente nelle nubi interstellari delle galassie, come è stato osservato nella nostra Via Lattea, e nelle nebulose derivanti da una precedente attività stellare. La relativa abbondanza di questa molecola in tali formazioni celesti è da mettere in relazione al fatto che i componenti elementari (idrogeno ed ossigeno) sono tra i più profusi dell’Universo; in particolare l’idrogeno, essendo l’elemento più semplice, rappresenta più del 90% di tutti gli elementi esistenti, mentre l’ossigeno è un sottoprodotto delle reazioni nucleari che si hanno nella fase terminale di vita delle stelle. Inoltre, un altro fattore che gioca a favore della presenza dell’acqua nelle nebulose è la generazione di onde d’urto che caratterizzano la formazione stellare e che permettono la genesi di molecole stabili.

Detto questo, l’acqua è presente in modo massiccio sui pianeti. Su questi oggetti “secondari”, derivati o dalla fase iniziale di creazione delle stelle o dalla fase terminale di esplosione delle stesse (qualcuno, in modo molto poetico, ha detto che i pianeti, tra cui anche il nostro, altro non sono se non “polvere di stelle”), l’acqua esplicita una presenza considerevole.

La vita dunque non va cercata sulle Stelle, come a volte fatto erroneamente notare nella fantascienza, ma sui pianeti, dove un elemento come l’acqua può abbondare.

Le stelle, con la loro energia e il loro calore, sono il motore della vita e di ogni altra attività, mentre l’acqua presente nei pianeti diventa l’habitat ideale per la proliferazione delle forme viventi.

Il nostro sistema solare è formato da una serie di pianeti che sono sicuramente gli oggetti celesti meglio conosciuti e più osservati fin dall’antichità. Possiamo distinguere sostanzialmente i pianeti del sistema solare in due grandi famiglie. Quelli cosiddetti “terrestri”, posizionati nella parte più prossima al Sole, sono generalmente rocciosi, mentre quelli più esterni sono invece formati da ammassi gassosi o da liquidi congelati. Nella prima famiglia possiamo annoverare, in ordine di distanza dalla nostra stella, Mercurio, Venere, la Terra e Marte, mentre nella seconda famiglia vi sono tutti i “giganti” da Giove in poi fino ai confini in cui il sistema solare ha termine.

Sui pianeti rocciosi, la presenza di acqua è determinata da una serie di fattori concomitanti quali la vicinanza al Sole (che a sua volta influenza l’irraggiamento medio e la temperatura al suolo) e la grandezza del pianeta. In particolare, è proprio la grandezza che determina sia la forza di gravità sia la velocità di fuga e quindi la presenza e la composizione di un’eventuale atmosfera, requisito fondamentale per la vita e per la presenza di acqua allo stato liquido.

Proprio per questi motivi, su Mercurio non vi è presenza di acqua in nessuna forma e stato, in quanto la vicinanza estrema al Sole e la sua dimensione molto ridotta, non permettono né l’esistenza di un’atmosfera né la presenza di acqua liquida o solida (temperatura al suolo troppo elevata) e nemmeno gassosa (il vapore acqueo non sarebbe trattenuto dal pianeta). Pertanto la vita su Mercurio non è tecnicamente possibile, né probabilmente lo è mai stata.

Venere possiede una densa atmosfera, ma la presenza di acqua gassosa è trascurabile rispetto alle anidridi solforose. Le condizioni al suolo di questo pianeta sono terribili e inospitali per la presenza di vita, con una temperatura di circa 450 °C, un irraggiamento solare pressoché schermato dall’atmosfera, piogge di acido solforico; tutti elementi che indicano come la vita, oggi, sia del tutto impossibile su questo pianeta. La presenza dell’acqua liquida su Venere è data come ipotesi nel passato, poi un devastante effetto serra ha provocato queste condizioni inospitali e la scomparsa dell’acqua liquida sul suolo venusiano. Non vi è accordo (perché non vi sono ancora evidenze scientifiche) sulla presenza di ghiaccio o di acqua liquida sotterranea nel sottosuolo di questo pianeta.

Diverso è il caso di Marte che sembra essere il pianeta più simile al nostro, benché la distanza maggiore rispetto al Sole provochi un irraggiamento e una temperatura media più bassa e le dimensioni più ridotte, un’atmosfera molto più rarefatta rispetto alla nostra. L’acqua su Marte è presente sotto forma di ghiaccio nelle calotte polari e, in misura molto minore, in forma gassosa nell’atmosfera. Va detto che l’acqua immagazzinata nelle calotte polari di Marte è relativamente poca se confrontata con quella presente nelle corrispettive terrestri e che la presenza di acqua liquida in superficie è impossibile per le condizioni di pressione e temperatura del pianeta. Detto questo, proprio su Marte si sono incentrate le esplorazioni scientifiche moderne per la ricerca di acqua liquida o solida nel sottosuolo, ma soprattutto per l’eventuale presenza, in passato, dell’acqua liquida in superficie e della possibilità di vita su questo pianeta, non solo come pura idea di fantascienza come nel ben noto libro di Ray Bradbury “Cronache marziane”. Potrebbe quindi trovare una definitiva risposta scientifica, la diatriba sorta fin dai tempi di Schiapparelli circa i famosi “canali” marziani. Di tutti i pianeti del sistema solare, Marte è praticamente l’unico in cui potrebbe essere concepita una forma di colonizzazione da parte della vita terrestre.

Un’interessante ricerca attuale si pone l’obiettivo di scoprire l’eventuale esistenza del ghiaccio lunare. Il nostro satellite, difatti, non avendo atmosfera, non possiede alcun tipo di acqua liquida o gassosa, ma in qualcuno dei crateri formati dai numerosi impatti di asteroidi, potrebbe trovarsi del ghiaccio che era presente in questi asteroidi e che, posizionato sul fondo di questi crateri, non riceve l’irraggiamento del Sole e quindi si mantiene in forma solida, essendo le zone in ombra della Luna ben al di sotto dei 0°C.

Sui pianeti gassosi, la presenza di acqua è abbondante in atmosfera. Si trova vapore acqueo solidificato nelle atmosfere di Giove e di Saturno e acqua sotto forma di ghiaccio negli anelli e nei numerosi pianeti satellite, tra cui Europa, Titano, Encelado e Tritone. Sotto la superficie di Encelado ed Europa, potrebbe trovarsi dell’acqua liquida, in particolare il secondo satellite citato rappresenta un caso più unico che raro nel panorama del sistema solare e sta attirando le attenzioni di molti studi astronomici. La presenza di acqua è anche prevista sia su Urano sia su Nettuno sottoforma di vapore acqueo nell’atmosfera.

Concludiamo questa panoramica sulla presenza dell’acqua al di fuori del nostro pianeta considerando le comete, oggetti celesti provenienti da una zona esterna al sistema solare (la nube di Oort) e che, periodicamente, incrociano le loro traiettorie fino in vicinanza del Sole. Come sono state più volte definite, le comete sono “palle di neve sporche” intendendo che sono delle formazioni rocciose unite in un unico conglomerato con del ghiaccio. Proprio la presenza di ghiaccio forma la caratteristica coda delle comete, quando esse transitano nei pressi del Sole e, per il calore irradiato, parte di questo ghiaccio si scioglie. La presenza dell’acqua nelle comete è tutt’altro che irrilevante per la vita, dato che si pensa che una delle possibili origini dell’acqua terrestre sia stata proprio dovuta all’impatto di comete ed asteroidi nella fase iniziale di formazione della Terra, con successivo scioglimento di questo ghiaccio in acqua liquida. Vi sono ancora dei dubbi invece sulla possibilità di avere vita direttamente sulle comete, sotto forma di qualche batterio primordiale. Per questo, sono state predisposte missioni spaziali con prelievo da parte di alcune sonde artificiali di campioni di materiale delle comete, programmando i passi di avvicinamento alle previsioni sulla traiettoria dei prossimi oggetti celesti di questa tipologia.

La vita è pero legata all’acqua in un modo del tutto particolare. Il fatto che su nessun altro pianeta del sistema solare attualmente vi sia vita, è da mettersi in correlazione alla seguente, quanto fondamentale, osservazione:

La vita sembra essere possibile solamente quando l’acqua è presente contemporaneamente nei suoi tre stati, con un’abbondanza di acqua liquida in superficie che permette l’innescarsi di un ciclo dell’acqua.

Questo fatto è, oggi, ascrivibile solo al pianeta Terra, almeno nel nostro Sistema Solare. Al di fuori di esso, la ricerca della vita deve essere incentrata quindi su pianeti extra-solari, in cui vi è la possibilità della condizione sopraesposta.

In gergo astronomico, si parla di “zona di abitabilità”, una parte molto ristretta di fascia orbitale in cui l’irraggiamento da parte della stella irradiante è tale che, assieme alle condizioni di pressione e temperatura al suolo e alla grandezza del pianeta, permette la presenza di acqua liquida in superficie con un’atmosfera tale da poter creare un ciclo dell’acqua, base essenziale per lo sviluppo e il sostentamento della vita come noi la intendiamo e la conosciamo.

Per la Terra, si stima che questa zona di abitabilità sia solamente il 5% della distanza dal Sole. Ciò vuol dire che basterebbero “solamente” otto milioni di chilometri di distanza in più o in meno per limitare di molto la possibilità della presenza simultanea dei tre stati fisici dell’acqua con la predominanza di quello liquido.

Ovviamente, questo concetto dipende molto dal tipo di stella, dalla sua dimensione, dalla grandezza e dal suo stato di evoluzione. Lo stesso Sole, ad esempio, tra circa 5 miliardi anni, tenderà a diventare una stella gigante rossa e quindi, se la Terra manterrà l’orbita attuale, non sarà più possibile avere alcuna forma di vita sul nostro pianeta dato che i parametri di irraggiamento e di flusso di calore cambieranno drasticamente, provocando, quasi certamente, la scomparsa dell’acqua allo stato liquido, una temperatura molto più elevata al suolo e probabilmente anche la scomparsa dell’atmosfera (in dipendenza dall’attrazione gravitazionale che il Sole “espanso” eserciterà, la stessa Terra potrebbe scomparire come pianeta).

In considerazione di tutti questi fatti, le stelle messe sotto osservazione che potrebbero ospitare un sistema solare con zona abitabile sono principalmente quelle di temperatura media e che hanno un’evoluzione abbastanza lenta di modo che si dia tempo ad eventuali forme di vita di sviluppare anche sistemi complessi. Per questo, stelle molto piccole o molto grandi o stelle che presentano una combustione “veloce” (generalmente con alte temperature in superficie, quindi stelle che ci appaiono di colore blu) non si pensa che siano adatte. Allo stato attuale, le maggiori ricerche ricadono su stelle di classe spettrale F, G ed anche K, che rappresentano, secondo una stima, tra il 5 e il 10% di tutte le stelle della nostra galassia (ricordiamo che lo studio delle stelle di altre galassie è pressoché non fattibile per le distanze astronomiche troppo elevate).

Come già detto, la vita va però cercata sui pianeti di queste stelle e non sulle stelle stesse. I pianeti “adatti” per la presenza di acqua liquida in superficie e dei tre stati contemporanei dell’acqua, sono quelli presenti nella zona di abitabilità e con dimensioni tali che la gravità superficiale sia in grado di trattenere un’atmosfera adeguata.

Di tutti questi pianeti “adatti”, l’unico di cui abbiamo una certezza sullo sviluppo della vita è il nostro. Ed è sempre il nostro pianeta, l’unico a presentare abbondante acqua liquida in superficie e, contemporaneamente, tutti e tre gli stati di questa molecola, uniti in un unico ed interconnesso ciclo.

Il pianeta Acqua

Da una qualunque immagine satellitare del nostro pianeta, vi è da chiedersi perché l’umanità abbia chiamato questo oggetto celeste con il nome di “Terra”. Un qualunque visitatore extraterrestre, sapendo il nome di quella sostanza che appare blu vista dallo spazio siderale, non esiterebbe a definire il nostro pianeta con qualche termine legato all’acqua. Si può affermare che, a favore del nome scelto dalla nostra specie, l’essere umano è tipicamente terrestre e che, in antichità, non vi era conoscenza della vastità delle acque superficiali; ma, di fatto, i numeri sono nettamente a favore dell’acqua.

Dei 510 milioni di chilometri quadrati della superficie terrestre totale, ben 361 milioni sono occupati da oceani e mari, circa il 71%; in fondo, i continenti non sono altro che immense isole in questo unico grande oceano. Inoltre, anche in quella misera parte del 29% di terree emerse, ben 18 milioni di chilometri quadrati sono coperti da ghiaccio (cioè acqua allo stato liquido) e 2 milioni di chilometri quadrati da laghi, fiumi e lagune. In totale, l’acqua nei suoi stati liquido e solido, occupa quasi tre quarti di tutta la superficie terrestre.

La distribuzione delle acque non è però uniforme, e troveremo spesso queste differenze quando si parlerà di ciclo dell’acqua, di usi e di consumi. L’emisfero boreale è coperto “solamente” per il 61% da oceani e mar...

Indice dei contenuti

• Copertina
• L'acqua siamo noi
• Indice dei contenuti
• INDICE ANALITICO
• INTRODUZIONE
• CAPITOLO 1
• CAPITOLO 2
• CAPITOLO 3
• CAPITOLO 4
• CAPITOLO 5
• CAPITOLO 7
• BIBLIOGRAFIA