Le Scienze, n. 482

2008·14.7 MB·Italian

Ambiente
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La domanda di acqua
cresce rapidamente,
mentre le riserve sono
sempre più a rischio.
Le tecnologie disponibili
possono scongiurare
una crisi idrica mondiale,
di Peter Rogers ma a patto di agire subito
in sintesi
n Le risorse globali di acqua
dolce sono minacciate dalla Un mio amico vive in un quartiere bene- diventerà sempre più importante in futuro, se con-
crescita della domanda. La stante di Nuova Delhi, una delle città più sideriamo che già adesso in molti luoghi la doman-
crescita demografica ricche dell’India. Anche se nella sua zo- da di acqua sta superando la disponibilità e non
richiede più acqua per usi
na le precipitazioni sono abbastanza abbondanti, assistiamo a inversioni di tendenza. Il fatto che il
potabili, igienici, sanitari,
ogni mattina una voce al megafono annuncia che problema sia noto non lo rende meno urgente: oggi
alimentari e industriali. Nel
l’acqua potabile sarà disponibile solo per l’ora suc- una persona su sei, cioè più di un miliardo di esseri
frattempo, si prevede un
cessiva. Il mio amico si affretta allora a riempire la umani, ha un accesso inadeguato all’acqua. Secon-
aumento dei fenomeni di
vasca da bagno e altri contenitori per affrontare la do i dati delle Nazioni Unite, entro il 2025 le risorse
siccità a causa del
cambiamento climatico. giornata. La carenza di acqua di Nuova Delhi è en- idriche di oltre la metà dei paesi andranno incontro
demica e in gran parte dipende da scelte fatte al- a problemi di approvvigionamento (per esempio, se
n I politici dovranno scegliere
cuni anni fa dai gestori delle risorse idriche, quan- la popolazione avrà bisogno di più acqua rispetto
come fornire acqua senza
do è stato deciso di destinare all’agricoltura grandi a quella disponibile o sicura) o a vere e proprie ca-
aumentare il degrado
quantità dell’acqua presente nei fiumi e nei bacini. renze. Entro la metà del secolo, la scarsità d’acqua
degli ecosistemi naturali.
Mio figlio vive invece nell’arida Phoenix e ogni potrebbe riguardare addirittura tre quarti della po-
n Le carenze idriche si mattina si sveglia al suono degli irrigatori che ba- polazione mondiale.
possono prevenire
gnano i prati di villette a schiera e campi da golf. Secondo gli scienziati, la scarsità d’acqua po-
applicando metodi già
Anche se Phoenix si trova al centro del deserto di trebbe diffondersi soprattutto a causa dell’aumen-
disponibili a bassa
Sonora, chi vi abita gode di una disponibilità d’ac- to demografico e dell’aumento delle disponibilità
tecnologia. Allo stesso
tempo si può incrementare qua praticamente illimitata. Gli amministratori, in- economiche delle persone (che quindi consume-
la disponibilità, per esempio fatti, hanno deviato parte dell’acqua usata per le ranno di più), ma anche perché il cambiamento
con i desalinizzatori. coltivazioni verso le aree urbane, e hanno adot- climatico contribuirà all’inaridimento di molte zo-
tato un sistema per riciclare le acque reflue desti- ne. A questo va aggiunto che molte riserve idri-
n I governi devono però
nandole all’irrigazione di aree verdi e ad altri usi che sono minacciate dall’inquinamento industriale
avviare fin da subito
politiche specifiche e non potabili. e urbano, dal dilavamento dei fertilizzanti usati in
ionrvieensttairtee ianl irnisfrpaasrtmruitot uidreri co. ticiA d iN ougonvia p Daretleh di eclo mmoen ad Poh hoaennnixo ,i il pdoecteisroe rdi ip soclei-- adge raiccoqlutuifrear ee vdiaal lv’aiaff lcuhses ol’ adci qaucaq udao lscaela vtaie nneel lper efalel-- Wolinsky LeA q uCerlElaS dCeIti Are ddEdLitLi Aa upmopenotLaAnZoI oseNmE p re più la
gliere come gestire le risorse idriche. Questo potere vata in superficie. Poiché la mancanza di accesso Cary pressione sulle risorse idriche del pianeta.
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nomici deviano le risorse idriche verso attività che
L’acqua è tanta, ma non sempre dove serve Cambiamento climatico
garantiscono alti profitti, a spese di quelle poco
e crescita demografica
redditizie. Quindi chi ha i soldi ha accesso all’ac-
ogni anno sui terreni di tutto il mondo piovono 110.000 chilometri cubi d’acqua. Questa enorme quantità sarebbe più che sufficiente a soddisfare le
qua, mentre gli altri restano a bocca asciutta.
esigenze idriche di tutti gli abitanti della terra, se solo arrivasse nel posto giusto al momento giusto. purtroppo la maggior parte di quest’acqua non
I modelli che hanno simulato gli effetti del cambiamento climatico e della crescita
Decisioni di questo tipo lasciano spesso ai po-
può essere catturata (in alto) e il resto si distribuisce in maniera non uniforme (in basso).
demografica ed economica sulla disponibilità d’acqua entro il 2025 indicano che il
veri e ai consumatori non umani (flora e fauna de-
cambiamento climatico sarà responsabile di carenze in varie parti del mondo (in alto). gli ecosistemi locali) una quantità insufficiente di
La crescita demografica, tuttavia, avrà effetti ancora peggiori. In assenza di azioni
acqua. E anche quando le intenzioni sono buone,
preci1pi0ta0zi%oni totali Anecllq’autmeo vsfeerrad; in (o6n1 d,1is%p odneilbleil ip preerc iipl pitraezliioenvio totali*): assorbite da suolo e piante, e poi reimmesse concertate per risparmiare acqua, la combinazione di questi due fattori (in basso) la realtà può finire per somigliare a quella descrit-
causerà una scarsità idrica molto diffusa.
ta dall’aforisma.
Acque blu (38,8% delle precipitazioni totali*): t dove finisce La pioggia?
raccolte da fiumi, laghi e zone umide; disponibili più della metà delle precipitazioni che Un caso emblematico è quello del bacino idro-
per il prelievo prima dell’evaporazione iL caMbiaMento cLiMatico RiduRRà La disponibiLità…
cadono sui terreni non è disponibile grafico dei fiumi Murray e Darling nel sud-est
o dell’arrivo nell’oceano
per la coltivazione perché evapora subito dell’Australia, tra i meglio gestiti al mondo. Deci-
o traspira dalle piante. Questa frazione è ne di anni fa, il governo e gli agricoltori di quel-
detta «acque verdi», e il resto costituisce
la zona hanno regolamentato l’uso dell’acqua ri-
le cosiddette «acque blu» (fiumi, laghi,
partendola fra diversi consumatori (coltivatori di
zone umide e falde sotterranee), che si
56% 36% possono prelevare direttamente. uva, coltivatori di frumento e allevatori di peco-
Fluisce attraverso il terreno defluisce in mare L’irrigazione delle coltivazioni è re) secondo un sistema molto sofisticato basato sia
responsabile della maggior parte del sull’equità sia sul libero mercato. Secondo il piano,
usata per colture, Conservata 0da, 1c%ittà ues iantdaustrie consumo antropico di acqua dolce. Città e i partecipanti potevano vendere e acquistare ac-
bestiame e irrigazione per irrigazione industrie consumano solo una percentuale
5,1% 1,4% 1,3%Evapora da minima delle risorse idriche, ma creano qua o i diritti di sfruttamento. Era prevista anche
acque aperte
una grande domanda locale che spesso l’allocazione di una parte significativa delle risor-
*Il totale può non essere 100% a causa di arrotondamenti. Solo l’1,5% è usato direttamente dalle persone sottrae acqua alle zone circostanti. se idriche agli ecosistemi e ai loro abitanti natu-
ddappGtiLnr’baoreraadoa mbr tsibòcnoacta ul nnseapunidoom radalsn a’reaAiLitno t edefài strlc ii uid diSocrsdpiilauic srpAse adiecicrmptrerieaeosovsen ire«tintretn à firadic i aabsms«a’lilaieiec laLoeacc,atid d qotipd»co uàn,aEio saoo pru,dpt. mvi rehùoidva ai andesiconvicreia baenomlq»i ro lsd,dseiu tudiieanàsanbo o.prvu cvAeu oeniougnlncatntitreea oete i nndna ais ie rone tee, Acqua sufficiente m International Water Institute ()cubo d’acqua …d(dpiose prmMcoenaanin btsudiloaeal M elod dcMi aia alamcctqqeouun ataae L)La cRescita deMogRafica potRebbe pRoduRRe una catastRofe rnspsdmaitaioaaialg n iTtnim,log uiit«s nitesudtct rcoatiraaa eorvsctarnsiaoqttactiliru i,ou,id » la pst eeameeti llic qbllcdeoh’ubhe eleaeactel otnlnco t’eo ietisinvi nimtddsitàttteiarp àe rdilpo mba u’laaru omartlciraue sqoalgncduo noitbeacoien e a ns.crnoliiheea sea.e e s s mP rsrisveie ppasarreoeuc tees rnldssio odreoisepa m c revgloi’npvelapinidec oiaqlagca,m u holtloaeee--
Lpaapal eiidsm rqucsoamseuoienu lnna slaq’fatacnafniu i. actocc piiQ1rqialnteseiàuunmtrin i e azmfbm tpdisa i0neaa t ieairdanoecnll en icsa litv v,’mchoz .roalo0iodeaialalnu n dvumcs moaninmesusere feos0clneacbe ieèt er ediienr s ei ci zsspl qhaueearue o nrrdti ivdeavlaoieucam ma nrlser iaiautecnanrn htendeaeboa ,b .lm’earacoSdgtnalsssspateclcig oaueetucl noiteerolonc r gàobr’istupoPtPvvag e euonsiueerpm deeatcznonoi orootorrinqrtlz nztgievg amoe la oourfpinanilee oia teia dniesitrtiivsclrrd t ro icisieitipphi es triina ul t eàp luiecvedpe cdvpcln ero oòoecremraeisaa einrnnte v p o pe,aedstoomcco ieenese orgbegrASSNli rlicernatee vroic iccs.goponr àtl n,titaaiancoigiSi aissner orre tot pindcisossreerpàano lcihiitneiòid oobctti erip ristmàà eso aeeog learep aee epe efia t rdin iaorl clgecmtscceedinepco ddoionrahuisrsc iucon mioòaocns aridee ronlqaaeaitt fneiemidrtitlcsmuitlnnsdcmueaz iitrihicctatceai etrieaotieeaàscheeinnr .ail t,m i,ne ified ngntGr i s es èdma ertitaeioisipoa i r ce rcgnsefaleaaeianvlataoedmr e t ocevonpmatsderecq trsbse itngpmeionlaeeiau nriasi srv itnearpùiasicii teiar den daea ea pce,ghpr trr orronhoa.iiariiteean m cooualee oe r iphsi v t tbsfaanlldtcoireiaifpaicgni.oem r.rs meahb iigisdnoDrrtrtiieilaaàee-------ii, ttncdvpcvltnèzsIdiannieioe uheaaieua ,brr oo gnlrrbeNem menFta sil sg rsvdi aitosauiliu aepenre oelasdbrteone rlata inl Giiclo itv,voudtnl ap.n iiueea saiian rmis Fr ae a.iscenTll ioda i, aDtio q euMeg ddvillraornf uu reimeiuecgdfWsbra eln ailqsarishanciu ll rvgisau ii u iiaoaecm zntlh,ihtadln ena o lie Plcadiu o einF’am ra nsieas olppn b nau bloecInpsveepeeonloriihlui nk re os ao.iss fpiidf leoso a,cn toLlf ad sceniaNgiil eoadoteenacd–l b un li sidnnilie adlee eei ntoeoodod l ienrpauqom sr,mi eg,q diz cipio ulinpsùsi iuolaqiaognimdeo d e lveGunanaocèet rrolapmeirdslcs ii ll fmidubolfil iearaeda oecreaonir c ruinlelaid dèdp,veoiatdS tn t triausi e–t naàairtdensooan r oil fsaaeapcttt dpoaoiciiat1m idhne i,or,ogd kv 0 esraemtealpsneuhi oe0oe vvcbonpileèo at 0q’ ielueYltt aolpl ’a oqem,uraumarram feez.bvsuntapnfnro,iiu eai ie cpcosnIgsdlnrlonnhtooaattntotirtlooaee-------iiii. 5W Infographics, fonte: International Water Management Institute, , 2007 (); Water for Food, Water for Lifepaesaggio e oceanoLucy Reading-Ikkanda, fonte: International Water Management Institute (); 5W Infographics, fonte: Malin Falkenmark Stockholmappa Peter Rogers (); fonte: , Peter RogersGlobal Water Resources: Vulnerability from Climate Change and Population Growthdi Charles J. Vörösmarty e altri in «Science», Vol. 289, 14 luglio 2000 ()mappe LcqstbwCbygalqpquria ruiluruoociaedaeoeeroeanaclAClmenesg olnn inv rsn,htdtlcor seataildàe11emeizoavii.ioralt02 r n .oede eNmoi sh ag00srlNc snt ooa%%oa ibaiereotodoidnlesma:e nlb id eo lcrclgvsmitlèc’’eaa iczoieaopasolac loarslliiioinbll ’vhùsi ea l8tslpstSn ditt ieoe 0ac tc ieep ltouase%t don aa’a saots mlnonaar std oties ddramiroo lmris p epleien Uscn aasqo oeedegeoinv pr nun ,rpèemlel dseooiiitea tii ootrsee aenSdspnidlsond ln,ttatieroc ciiilbaoospgeva gio hdduttii e hel litldeipluaildri nà ui a Utbi isl en-a e tàlnùa oda sona’pnse bor,gclsednev ioitdnarsaott limidesmpilecoifi r a»isa iolissas,zpci.etna citi eGi mii stisIiiqoduaopsmà ne.eeeiunelas,a mg io sialos aaed r a nsrMv epp np lidcgugiti tiroanir orliieisee deru aeet artdod eecui o srppde psge:reeen cp ie llifar«n ù.eo aist aLcrepdutE telt’fofPeaecoaraimmmir lnnoooccetrlleoaaeee---------, upeeÈphpddL d eaeieanpc ’i rlrtaioieonlv taeeinunxtgeln Rt tesrermetrii surfgRasnosiiilocnutguoehyRarerltngi,isbo pzreotdeei ai,eraio oR lano i nvddadsmraeeegrmo èi a elatncul bltnanphelroiat bireelgroz oaa1 Hnz lnfdont9taaeoeaeba6zrs.llla v i 6eslmoala o nW rorgdeenea adstetottir.io vnae irdissreedscdlsuGrsces’nniaaeoeiice sneaieentoiassrcigsotnslroogpvoig GSmiaoonuscc intberrpuarèsieo eraaeeifdl mtgoaorsta n nitf ntn àParor trrpci èl otozaoi eaceeadaseneavid eu emt osmivnt z etolovriaetsrors oeail o ood ,iicenafleesoeis dngs llr erilcceu tcnnt bem ti’iauiitirihlebiqanco i nrtdoaml,r t rneeaev ce’crunoatateci auce eeonctasemda rsa isqminaotdsorin enrit c imenudsnh neans if lootebnndi pviofai aigaieevo r cibniineereGn a zdner ic amdccoergunlvreccindietimeoeieenbo lleoaiqoatilot t i enl cànl nellrenrrr ue l eM uaiuiMtidaae,,,ldnadpea s rm a t lasmsciiglsort.uaLicstu .bi eoneiiahiasoiIhzr irctram u t ebpinise urizcèroemuca doieraa raii aoa it c,iaaasa.ifnciy no yenvz mvinsittnzttoIetm- -ocaui ieeetnia àoo. sDsDeuaout,viten b eaon t grnShnqat aaasiuqgr c etee iprr sanuedniopoutusr nl li oasieocidoiin agmiecrsanenoqtrl o leieinlatleor,totdgt.glpurl ’sraiur vitoIal u o trirI efaosahprs siisl reoittercls d t daaaceittltalCcmta hc oaoeaeteate ceèoenusoaae ns ol ,re ldonc rg l e rnmmriesntleafdianhafi,teea,sosi tmffr amt eupsief io Tole ouo.dnan tino omerbrrtuiilnh utaesrttslirstrlitnoooiaaaeeeee-------i,
46 LE SCIENZE 482 ottobre 2008 www.lescienze.it LE SCIENZE 47
Determinare la domanda
D’altra parte, un miglioramento del 10 per cen-
Conservare l’acqua di irrigazione
Al pari della disponibilità, anche i consumi va- to nell’efficienza dei sistemi di irrigazione consen-
riano da un luogo all’altro e crescono non solo con tirebbe di risparmiare più acqua rispetto a quanta
L’irrigazione delle coltivazioni assorbe enormi quantità di acqua; un taglio del dieci
l’aumento della popolazione, ma anche con l’au- ne viene sfruttata da tutti gli altri settori messi in-
per cento in questo settore farebbe risparmiare più di quanto consumato da tutti
mento dei livelli di reddito: comunità più ricche sieme. Questo obiettivo si potrebbe raggiungere eli-
gli altri settori. per raggiungere l’obiettivo sarebbe sufficiente riparare le perdite
in genere consumano più acqua, soprattutto nelle minando le perdite negli impianti, adottando meto-
delle reti idriche, immagazzinare acqua sottoterra per limitare l’evaporazione, adottare
aree urbane e industriali. Con la ricchezza, inoltre, di di immagazzinamento a bassa perdita e con un
sistemi di irrigazione a goccia e modificare le coltivazioni in modo che catturino meno
arrivano servizi come il trattamento delle acque uso più efficiente dell’acqua in agricoltura.
umidità. Nella foto, acqua del Fiume Colorado scorre in un canale a cielo aperto.
reflue e l’irrigazione per l’agricoltura intensiva. E Un esempio arriva dal sud della California, dove
in effetti in molte città, soprattutto nelle zone più le aziende fornitrici di servizi idrici alle città han-
popolose di Asia e Africa, la domanda di acqua sta no siglato un accordo con le loro controparti delle
crescendo rapidamente. zone agricole. L’accordo prevede che le aziende ri-
Oltre che dal reddito, l’uso dell’acqua è deter- vestano di materiale impermeabile i canali di irri-
minato anche dal prezzo di vendita. Alla fine degli gazione, riducendo le perdite, e che l’acqua rispar-
anni novanta, per esempio, insieme ai miei colle- miata sia destinata ai centri urbani.
ghi abbiamo simulato i consumi d’acqua dal 2000 Un altro approccio al risparmio idrico in ambito
al 2050, scoprendo che, se i prezzi fossero rimasti agricolo è immagazzinare in impianti sotterranei la
quelli del 1998, la domanda globale sarebbe pas- pioggia che cade quando non è stagione di crescita.
sata da 3350 a 4900 chilometri cubi. (Un chilome- Nella maggior parte del mondo pioggia e neve ca-
tro cubo equivale a 400.000 piscine olimpiche.) La dono sui campi (e finiscono nei fiumi) soprattutto
domanda, tuttavia, potrebbe quasi triplicare (9259 quando le colture sono a riposo e la richiesta di ac-
chilometri cubi) se i redditi dei paesi più pove- qua per irrigare è minima. Un obiettivo fondamen-
11 metri CUbi
ri continueranno a salire fino a raggiungere quel- Aumentare i prezzi tale sarebbe quindi trasferire l’acqua dalla stagione
li dei paesi avanzati e se i governi dei paesi poveri in cui le precipitazioni sono più abbondanti a quel-
La quantità d’acqua necessaria per
non adotteranno politiche specifiche per limitar- Negli Stati uniti e in altre potenze economiche la in cui c’è più richiesta da parte degli agricoltori.
produrre un paio di jeans. Equivale
ne l’uso. Un aumento di questa entità intensifiche- l’acqua ha tradizionalmente avuto un costo Attualmente la soluzione più diffusa prevede
al volume di un’autocisterna
rebbe enormemente lo sfruttamento delle risorse tanto basso che i consumatori dighe per trattenere l’acqua in superficie in atte-
di dimensioni standard.
idriche. Queste previsioni sono confermate anche non sono incentivati a sa che inizi la stagione agricola. Il problema è che
da uno studio pubblicato nel 2007 dall’Internatio- risparmiare. poche persone l’esposizione fa evaporare gran parte delle scor-
nal Water Management Institute (IWMI), intitolato si prendono il disturbo te, ma adottando una soluzione sotterranea si li-
Water for Food: Water for Life, che considera uno di conservare un bene che miterebbe l’evaporazione: sarebbe sufficiente in-
scenario business as usual in cui non viene fatto sembra praticamente gratuito. dividuare grandi bacini sotterranei da riempire
nulla per cambiare la situazione. prezzi più alti incentiverebbero facilmente e che consentano il recupero di acqua
sia il risparmio sia gli quando necessario. Queste «banche idriche» sono
Limitare gli sprechi
investimenti in operative in Arizona, California e altre località.
Vista l’importanza degli aspetti economici e del I prELIEvI d’ACQuA dal fiume Colorado per irrigare vicine località desertiche come Las vegas (in alto) infrastrutture più Anche un uso più esteso di sistemi di irrigazione
reddito, in materia di risorse idriche è consigliabi- sono diventati tanto intensi che nel lago Mead (sopra), il bacino artificiale più grande degli Stati uniti, efficienti. a goccia, che minimizzano i consumi consentendo
le adottare politiche dei prezzi che incentivano gli livelli di piena sempre più bassi hanno disegnato una striscia bianca sulle pareti del canyon. all’acqua di penetrare lentamente dalla superficie
utenti domestici e industriali a risparmiare. In pas- o direttamente alle radici, contribuirebbe a taglia-
spgsdcducevPanzfaoia coioeinoronraateqrngt unaQon eerèezudls t e l enuizppitasilil d ai el’ziseoio ds a nleg p epncvtl iuaurdi iar roizieataàrnmiùelbiiasescruc cca uitpeue oeqaplahop siannrnlupp i i ratiecrn dtoaoesriotsmo h,aode maib e rdn pestlru ieldil(te isioecec’lfsancleaalamerl: ath liuep cr nde mecnceiipieqri ta ,soo avep. irpeueelsvmsezterinarmaoui,aziznad etm eprznome nptsd atria osireie eaglèa nodpo e gstt ri m,odtpe,vttlcal a auissovpphirti lnsttuesS aooeeuitoscutim c ot ceptoè bauarqha amp oneanptup.bicia sl ceep oaccaasstUhrlrai hissonloge eenssdpes o r ip opeiie rnbgi tre g eii piirledalùqro liaa ui ecaear ui c nfò ic dnp) aaccif pdo enpacautniaoipmctoeer ppdiatllcsurrboeoapao laiiriut rtn .nl lgair tdlisesnÈoaàe----iii. GtppelagÈpaee lciaoe la làpicr’qrls ac iesin dtusszccrtioiiaaecorsrò l rr iuoen p d eenv msgsoonse eciesnleces ccedruiinebee vribe nti saelsi iitzs r .o oiea an rl oei palvprShnddcrseeethcieleeatir titaqrelnic sauirIMlrn t i unoiegCmitiii ctlrld eta onoeoei Uoiueddr lnrsvnmdimitnrnvoae cfraoeictngetrieu hpt oi tstano uin rniieaecsdes ,ai e.omr nitotrc rl cvinprNe e’ohin sciueicp ez g ieezs oanpht reepu lilatll lti e r eurttlbgiao2ed rra edirri gr 0d eez mitpcrefamp roi0iizoh ao n acpaa 2ipSnuesiaiv drge rput dntrrialorceago,’iiilAi r up ozmlùtia crleeoistzaacni so etauariep crUptànm n nalf oritpe tantcforzrdriutaaeilmoci iitlcaennddnrtoalopi.inatmuiutnenel epv aeoerrtno leooe bede ra p tlCend n pcie aibells aheltzeri lrpplaamteerni edeyoeessn v aipcapslr santaeeOdo iaeenezern f a rn fècsieuu.eptdfe e o vUtidtisclnui.vecuneet ahndbneeIea rndrnieva eib zanuidd d v iielanndftfteoeieenoatrmcegnognlucartralllnloeeeee-----ii, Robert Cameron/Getty Images (); Christopher Morris/Corbis ()Las VegasLago Mead Bob Rowan/Progressive Image/Corbis (); 5W Infographics ()canalerubinetto e autocisterna mrtv2isatlsmtstmueoioaoeul5ercloe ntn gem ’ apneQnranalbq,n e to egoaonutdbiouotrla rltgainae det ooi ra2dagnl cii uegrildl.a0inoidna ti ei:rlm.i5uelt oft i.tdse p Iar0cnu dSoon oalhta sar’icentdg ot eea iqsicirqodl bs er:eidaou3 riuiv titra tiaineeà6tidar getolstsr d0engteoadtiptrumoi0s oiztvieavspaia i .rcterosmoo ca làamtèoSni nari nsè in2memdzsclieo niaca7osr’o,adaei iuoro0 ,gnasra ced nl0 ddplrlcq evsiaies deiase pnuae ua lfrondppe rzlaaglm4o intlaia rmlr ’ùr0q odri eidisaBrc a0tu i ocearreoisgr0oaiosrllc etgl lli esodurqtfia c aio saoszaeu dhrpozducr rlbiiaiAe ii a qoiolbon la r oateulcpg nineolmdvolshpaerieen oern oen,li e pa oelagrc seu tlniri H so’rn nsarnoeIsiinniWpoa lt sp’sccqaotasems peuuobau elMitbettmabtnnlioarttiililIiaa---------ii., ➥Ilipclwlala oenv wnpnroo orswplsouus rt.pmtomrSwrordaiei aauas it drumtmieirm’leareopf pcl .rmod orqÈ oioenu Wvpntrtapiacott arani s ii ed seinddi rctbseeir.eceiitoclsearerasbvr,g m aciosz.ravuiii lnov:cc ae ho rle oa r e Arrltqcczgurteeoieeoihulsdro i lalfeniii ieCÈttni nna t ucn epr oareebdooplrcir , inlbi ad peon roos c piè.e ueidls s solc smT’ruacsoaioanvc mui amgluteirtbis’tttnleeninmptiàiuirsm saol ortr,apieae iovi di a gp pgi n dabirdt cdraooaivt eiaqiel c,arz canico biduaimvrio i lieoe rniabaelul carie nni elgogdmes lc oaesurci al ecd iiam bhirolmlcoon emlraaevdoarleaelg tsa e’l aniplnipaiips lr s.ogtevnaioec oiteaUne ei aqro p,rlunsai er’neu rsloetties vg oo’eeaefeleatcofai dtrra molaoiàidelztdc icnn frbdie.piiaoaqoesibsserg rufnntuleeainarlidaze mernirpaecea i esaednr ioao maùid tied lsd illèe e od aoareec alirticin ll rcnla s«’ sheiltarhaee.vr’eseeac crmiceni deiqgqdtesgesdoiruurtnaatriiiiliaae--------,
48 LE SCIENZE 482 ottobre 2008 www.lescienze.it LE SCIENZE 49
virtuale» a queste zone. L’espressione si riferisce inveStimenti riSpArmiAre:
Scambiare Sfruttare le più avanzate tecnologie
alla quantità d’acqua necessaria per produrre cibo neCeSSAri GoCCiA A GoCCiA
o beni commerciali. Se una regione arida impor- «acqua virtuale» di desalinizzazione
per AreA
ta questi prodotti, allora non ha bisogno di sfrut- un numero sufficiente di persone
L’acqua virtuale è la quantità d’acqua Il 97 per cento dell’acqua sulla terra è salata. un nuovo tipo di impianti di desalinizzazione a basso costo che ripetono piccole azioni
tare le proprie risorse idriche per produrli. In que- 2005-2030
usata per produrre un determinato potrebbe aumentare la disponibilità idrica delle città costiere. In pratica si applica una pressione all’acqua quotidiane può avere effetto anche
sto senso, le merci rappresentano un trasferimento (in migliaia di miliardi di dollari) sui grandi problemi globali. quelli
virtIul acloen dcie attcoq udai avceqrsuoa l ovciratluitaàl ec opnu òca sreemnzbar aidrrei cuan. 9,0 Asia/oceania pfrruomdoetntoto. ,p preord uesrreem upni oc,h riilcohgireadme mciorc dai dpie mr paorie a (vae srien iasctrqau)a i nd omlcoed od aclhl’ea llter om laolteoc (oal ed eds’atrcaq).u Aan pcahses sineo i la pttrroacveesrssoo ruicnhai espdeec giaralen dmi eqmuabnratintàa dsie elentetirvgaia, , crihsep asremguiaorneo a scoqnuoa .s uggerimenti per
trucco contabile, ma la fornitura di merci (e del lo- 4,5 Europa 1000 litri d’acqua, per cui si può dire membrane di nuova generazione e altre innovazioni dovrebbero consentire di ridurre i consumi energetici.
ro contenuto virtuale di acqua) in realtà sta aiu- 5,0 America Latina che ogni chilogrammo ne n usate solo lavatrici e lavastoviglie
tando molti paesi a non impiegare le proprie ri- 3,6 Stati uniti/Canada «Ecsopnotriteanree »f rquumeellna tqou inan utnit à. pompe iFnilvterir saa osmosi post-trattamento de ia c lpaisesneo ecnaerircgoe.tica elevata
sorse in agricoltura, rendendo l’acqua disponibile 0,2 Africa Serbatoi
per altri usi. Il concetto di acqua virtuale e la cre- 0,2 Medio oriente paese arido significa che i pre-trattamento di acqua dolce n Installate uno sciacquone con il
scita del commercio hanno anche risolto molte di- suoi abitanti non doppio pulsante di scarico (che usa
dovranno usare acqua meno acqua per i bisogni liquidi) o
spute internazionali causate dalla scarsità idrica. La manutenzione delle infrastrutture
per coltivarlo e un riduttore di flusso e un sistema
In Giordania, per esempio, l’importazione di ac- idriche è fondamentale per prevenire
per il recupero delle acque grigie.
ridurranno la
qua virtuale nelle merci ha ridotto le probabilità di il deterioramento, le perdite e
pressione sulle presa acqua
conflitto con il vicino Israele. le rotture. Allo stesso tempo, i paesi di mare n usate un diffusore della doccia a
Il volume di acqua virtuale scambiato ogni an- con popolazioni in crescita e redditi risorse locali. Scarico acqua salmastra flusso ridotto e innaffiate le piante
con l’acqua usata per fare il bagno.
no sui mercati mondiali supera gli 800 miliardi di sempre più elevati necessitano di reti
metri cubi, l’equivalente di dieci volte la portata del idriche nuove e più efficienti. per
n Innaffiate il giardino la mattina
Nilo. La liberalizzazione degli scambi di prodotti contribuire a conservare le riserve vi di desalinizzazione che permettono di sfruttare Gli ingegneri hanno ridotto i costi di questa si deve leggere nel giusto contesto: si tratterebbe presto o di notte, in modo da evitare
agricoli e la riduzione dei dazi doganali che oggi li- di acqua, nei prossimi 25 anni i paesi l’enorme risorsa costituita dall’acqua di mare. Re- tecnologia applicando una serie di miglioramenti dell’1,5 per cento circa dell’attuale prodotto inter- le perdite per evaporazione.
mitano la circolazione degli alimenti migliorereb- più sviluppati e alcuni tra quelli meno centemente si è ottenuta una sostanziale riduzio- tra cui membrane che necessitano di minore pres- no lordo globale, ovvero circa 120 dollari per abi-
bero significativamente i flussi di acqua virtuale. sviluppati dovranno spendere ne dei costi per una delle tecnologie di desalinizza- sione, e quindi minore energia, e una modularità tante del pianeta. Tutto sommato si tratta di una
Se lo scambio di prodotti agricoli fosse veramen- migliaia di miliardi di dollari per zione più efficienti, la membrana a osmosi inversa, dei sistemi, che semplifica la costruzione degli im- spesa accettabile.
te libero il volume di acqua virtuale in circolazione la manutenzione e la creazione e molte città costiere presto potranno disporre di pianti. Questa nuova ed economica tecnologia è Sfortunatamente, a partire dalla fine degli anni
supererebbe il valore di 1700 miliardi di metri cubi. di infrastrutture più efficienti, sia nuove fonti di acqua potabile. già impiegata in desalinizzatori costruiti a Singa- novanta gli investimenti nel settore idrico, calcola-
Anche se l’acqua virtuale porta benefici, le po- al loro interno sia all’estero. Nei sistemi a osmosi inversa, l’acqua salata en- pore e a Tampa, in Florida. ti come percentuale sul prodotto interno lordo, so-
polazioni delle città che stanno crescendo neces- tra nella prima di due camere separate da una Attualmente gli ingegneri stanno lavorando no crollati quasi della metà nella maggior parte dei
sitano di acqua per usi potabili, igienici e sanita- membrana semipermeabile, mentre la seconda ca- a filtri a osmosi inversa composti da nanotubi di paesi. Se si dovesse presentare una crisi nei prossi-
ri. La continua crescita della domanda d’acqua per mera contiene acqua dolce. Aumentando la pres- carbonio, una soluzione che offre una separazione mi decenni non sarà certo a causa di una mancan-
i sistemi fognari urbani si può ridurre adottando sione nella prima camera, le molecole d’acqua flui- più efficiente e promette di abbattere i costi di un za di know-how, ma a causa di scarsa lungimiran-
strumenti come i WC con deviazione delle urine scono lentamente nella seconda camera. ulteriore 30 per cento. Questa tecnologia a nano- za e mancati investimenti.
➥ Letture
e compostaggio a secco. Questa tecnologia sepa- tubi è già stata adottata in una serie di prototipi e Tuttavia, c’è almeno un motivo per essere otti-
ra l’urina per poi usarla in agricoltura e converte presto sarà pronta per la fase commerciale. Nono- misti: i paesi più popolosi e con maggiori necessi-
Sanitari a bassi consumi
balancing Water for Humans and
il materiale rimanente in compost organico da im- stante i miglioramenti dal punto di vista dell’effi- tà di infrastrutture idriche, ossia India e Cina, so-
nature: the new approach in
piegare come fertilizzante. Il funzionamento è so- I sistemi fognari delle aree urbane di tutto il mondo cienza energetica, l’applicazione dell’osmosi inver- no anche paesi con economie in rapida crescita. ecohydrology. Falkenmark M. e
stanzialmente analogo a quello delle compostiere consumano molta acqua, circa 100 chilometri cubi. sa è limitata dal fatto che è ancora una tecnologia La parte del pianeta che continuerà a soffrire di un Rockström J., Earthscan Publications,
dasqePtleauraeor eInvgojnseazibt acatoipart crd n tdahdiioipntee niSoon ct t ,tars sooaie,otc ss àgsncsff,oloio rcicrlu ammoistn imtrcaaagiu cne eelcr oag edam n g ipadmoelrniierl oticnssi sceh cuataneirtlvrazrt tiriia ineili ilnu dp aGpmtirri oo.meea gsTbenisee ecuoitcrr tinrsnoinb oropH agu linooilanomugneat isiap cesis.ionm oedng--ii eccarSLe’oosltu socrmnsiicrtsdoepecpu mnoodaosilirtem tsomWineoratieCrli oi sa d e gat io ddar pba narvoiaz nciigies ooeuinsa . sso aerIap ld rclcte’ieeoaonrs nzmiocimisd.oo pueLemnomnenese tt outiad af rdniecti enodmorlte on iiiGln ctivurz ereiunzobbnn aruesgg niiarosartspeetnn epHb oiamsobo gmsseuarei siti ppc.soi neaoi msgrloaa ip ltnleeritqo eadujme aiudcgenotln ai.d t Iiel W Infographics ()tubature e annaffiatoio UcfbfuuhastnseCuis o oocrinono mce nvos esidse utèivopsm ef.etraaniicf mdmiiceleh oed ilinantmalotl ma eoc nadr reigissreiipgn dioiadanrdr,e iiiebc,t hipqilezieut iràsio n aedrdviài ie tlnalaeer tecst urecisachs iaedtà riiif noa- imfppcnreiaaùiaselLss.dis taaaDierr r ugpcidiv tuoioptùemau en dtrrruoti iea sc na,oa c qbieschtui tàcitnei e amnniosnndensettorii et n p ter–aaeuns ln tsòallrp’aoze ape imccaoneqr nardedummsaeiacs lep eepi–ttn ooatè tecls. e’irhAin zsiifiim so rgsdinrpicimaoe asd ,ropi ot c aefp oodnnennitdr e dreil ileicrd e hsnuiu needro ---ii LWPTtbP..aohiPHaeyne..lt,nd o eeWLnrrr al iaa aoa,cl mnrtl2rrl didRia0s, s’F0eiIsss rp4M laW:ao. nM.nrRactdyt.i s eoteP,hrn rA M e 2ofbs0arrisn re0R,tg s6iWendh-aeoa2wzlns0i-at,hC0 yt2i?n7oe0gr r:R .t0tt iooGnh6ngael.e,e Lirc.sk,
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gaecpre hbiegosrebOta odacaslet et uèntrnleme latser otaae eus l ndoalrr’taiestudaatllslearu.’oe .narP rczldeeaqeri u i ddfflae ioics rrsppottcironulaeinnsrzsutieazbomna,i tpnlpoieotte ,àis rt sr uòpdae,lrib r o cpàabdii c eaiosmq noctuteonpiatn ooad. tr aSrdètia o ibpdsnluepoottioel rric seloae i tl,tanir iiode--l dfLe’erustniri olibsinnziiadzotin aào tp rnn saiateiie ttbpnti a aeidi ttgvriaa ergc itèncolii gvom ueolasospna.c.o otQrsa eptu macoaogrnetmgndaittooeii . seurbrianteoio Bidone escrementi Fonte: Booz Allen Hamilton (box investi 5W Infographics anrsmrcieth o es aaee unnli lnfsptu’fieavei t nccerep ihnnsleuateoznòi i rczo fpesoaane evs grempt ol rleoe’ubrar bizr lpstaaaicupo lrosmtleniotn cieeus oa gtnndz iltitiaiilue o nu zcrn1uisiies0ofio rp n0dnvaa0eie e ri t lmmdmre 2eecpiti0lnolilr i3eo efai 0olsidrons,gdr gisfniiorici ae ndaod rsiag,io t endirpvà.uto er eAtelar,tl s nnualliaa----- vdvmtmteaieen raanrae giectpa glacmlooriaes oel soseqr pi n ruaupeaumnetartos erroivtto mile eoa f dp ad ntdereeeecligcllf e ainnfmdlu aoosrso e liiscocntoeoeagdn .sc i oenteia ,odsa nsantiti tre qiàtsv.ur a Iiacernaotlàmt lsc aeutao resnse sesoatimut s casbtpo efiaintlndidotcta ireae.a mf fRrmafiireocsoani,o lnntlelane---, WcMMPW2wu0owoaaab0mlttndwle7eiapecr.r. g anri MDfwete oDiihaomsmr.nenp f(eaisona.ong,ncs coLetigib uvdomiiineran,lae e rWdaa). n,sorg staauEr srIt,glan ie eecs/rsrsat iutI htsnifsoltsomttus cueIrtnea ererLtsnen,nei sa. fCrt metn oioo:e lefaont :nWma tl a.btoe, r
50 LE SCIENZE 482 ottobre 2008 www.lescienze.it LE SCIENZE 51
astronomia
iL ritorno GRANDE
deLLa
AURORA
di sten F. odenwald e James L. Green
d
nel 1859 una omenica 28 agosto 1859, mentre sul- ma. La luce cremisi e verde era abbastanza inten- ri. Ma se un evento simile si ripetesse oggi, potreb- nomeni, chiamati collettivamente tempeste solari, in sintesi
le Americhe calava la notte, apparvero sa da permettere di leggere il giornale. I minatori be danneggiare gravemente i satelliti, interrompere sono dovuti all’incessante turbolenza del gas che
tempesta solare le fantasmagoriche luci delle aurore. Dal delle Montagne Rocciose si alzarono e fecero co- le comunicazioni radio e provocare blackout elet- costituisce la nostra stella. Per certi aspetti, si tratta n La supertempesta solare
Maine alla punta della Florida, vivide cortine lu- lazione all’una di notte, pensando che fosse sor- trici su interi continenti che richiederebbero diverse di versioni ingigantite delle tempeste terrestri, con del 1859 fu la più violenta
di incredibile
minose invasero il cielo. Gli abitanti di Cuba vi- to il Sole in una giornata nuvolosa. Le linee tele- settimane per essere riparati. Fortunatamente, tem- l’importante differenza che i gas solari sono perva- documentata nella storia.
violenza fece dero con stupore le aurore proprio sopra di loro; i grafiche di tutta Europa e Nord America divennero peste solari di quella entità si verificano in media si da campi magnetici che li modellano e infondo- Le aurore apparvero persino
ai Caraibi, le bussole
diari di bordo delle navi che si trovavano nei pres- inutilizzabili. una volta ogni 500 anni; ma fenomeni con intensi- no loro energia. I brillamenti sono analoghi ai ful-
impazzirono e i telegrafi
impazzire i si dell’equatore descrivono luci cremisi che si in- La stampa cercò qualche scienziato in grado di tà pari alla metà di quella dell’evento del 1859 si ve- mini: sono eruzioni di particelle ad alta energia e
cessarono di funzionare.
nalzavano fino a metà della volta celeste. In tutto spiegare quello che stava accadendo, ma all’epoca rificano ogni 50 anni circa. L’ultimo, avvenuto il 13 di raggi X di grande intensità, dovuti a variazioni
telegrafi di
il mondo, gli strumenti scientifici che registravano le conoscenze dei fenomeni aurorali erano scarse. novembre 1960, provocò perturbazioni geomagne- del campo magnetico a scala relativamente picco- n Fenomeni di simile violenza
mezzo mondo. pazientemente piccole variazioni del magnetismo Si ipotizzava che fossero dovuti a materiale me- tiche e interruzioni delle comunicazioni radio in tut- la per lo standard solare, con ampiezza di alcune si verificano solo una volta
ogni 500 anni, ma anche
terrestre balzarono di colpo fuori scala, e correnti teoritico proveniente dallo spazio, alla luce rifles- to il mondo. Secondo alcune stime, se non ci prepa- migliaia di chilometri. Le cosiddette espulsioni di
tempeste meno intense, che
ma se un simile elettriche spurie si generarono nelle linee telegra- sa da iceberg delle regioni polari o a lampi di al- reremo opportunamente, i costi diretti e indiretti di massa coronale (CME) sono paragonabili agli ura-
avvengono ogni mezzo
fiche. A Baltimora gli operatori del telegrafo im- ta quota. Fu proprio la «Grande Aurora» del 1859 una futura supertempesta solare potrebbero egua- gani: si tratta di colossali bolle magnetiche, con
evento si secolo, possono danneggiare
piegarono 14 ore, dalle 22.00 alle 10.00 del giorno a inaugurare un nuovo paradigma. Nel numero di gliare quelli di un grande uragano o terremoto. diametro di milioni di chilometri, che scagliano
i satelliti, interrompere le
ripetesse oggi, le dopo, per trasmettere un notiziario di 400 parole. «Scientific American» del 15 ottobre di quell’anno nello spazio nubi di plasma con massa di miliar- comunicazioni radio e
La tempesta (solare) perfetta
Il giovedì successivo, 1° settembre, l’astronomo si leggeva che «ormai è pienamente dimostrata una di di tonnellate a una velocità di alcuni milioni di provocare blackout a scala
conseguenze per inglese Richard C. Carrington stava disegnando un connessione tra le luci del nord e le forze dell’elet- Il numero di macchie solari, così come altri se- chilometri all’ora. continentale.
gruppo di macchie solari davvero insolito, incu- tricità e del magnetismo». Da allora la ricerca ha gni dell’attività magnetica solare, aumenta e dimi- La maggior parte di queste tempeste produce so-
la nostra civiltà n I costi di un evento del
riosito dall’enorme estensione delle aree scure. Al- appurato che i fenomeni aurorali sono generati nuisce seguendo un ciclo di 11 anni. Quello in cor- lo aurore nei cieli delle alte latitudini: l’equivalente
genere giustificano un
tecnologica le 11.18, osservò un intenso lampo di luce bianca da eventi solari di grande intensità, che emettono so è iniziato lo scorso gennaio; nei prossimi 5-6 di un modesto temporale pomeridiano. Di tanto in controllo più sistematico
sarebbero ben cdahmuereò pr isrcooavlnoe on5,i vmuani nadu ast egi;cr o1un7pd poaor eod pni imdùa attcaacr ddhiii ,ea n. uLerolo crsoepn ettrtitanascefonolrtoe- emneoLnr’itmme iip ln acutatbomi dpdeoi l plmal aatsegmmneapt eiecs otpa ed rdeteul lnr 1bo8as5ntr9oo ntpeoimann pfeoutra ma. noelato- wlings Saic aqpneurnifeiit celi’ eaa tstttoiuvlaaitrlàee . s sNoolneagorl eis tc1ar1te isa ecnmenreià s psrrii se2pc1ee.td0te0on0 at bil,lr adi lralaelllmaa tesinvuta-i tssaeunrpete our,tm epmearnpòoe, s ivtla iSv soeonlelta esr ceha,a tm emnaaa s ieu agnsn suii srdtaiigt qoau naeo su.t niN ’faeeusnstouemnnt eeicnsa-i dpsaerotllet’elaltittttiiiv veei t làpin isùeo eel afefrlieec taetcr miic phiseeur. re
più drammatiche mò la notte in giorno fino alla latitudine di Pana- pesante: la civiltà tecnologica era ancora agli albo- Pat Ra e 13.000 nubi di gas ionizzato, o plasma. Questi fe- sono stati scoperti in luoghi sorprendenti.
52 LE SCIENZE 482 ottobre 2008 www.lescienze.it LE SCIENZE 53
L’impatto di un’espulsione di massa coronale (CMe) La supertempesta del 1859 Nelle carote di ghiaccio prelevate in Groenlan- stro pianeta, e questo ne minimizzò gli effetti. La Piovono
dia e in Antartide, sono stati scoperti picchi del- CME compresse la magnetosfera terrestre – la re- Protoni
CONDIZIONI NORMALI: Il campo magnetico terrestre generalmente deflette le particelle cariche espulse Gli autori dell’articolo hanno ricostruito gli eventi del 1859
la concentrazione di gas nitrati intrappolati, che gione dello spazio in cui il campo magnetico del
dal Sole, creando un volume detto magnetosfera, il cui confine dalla parte del Sole, detto magnetopausa, è basandosi su eventi simili (ma meno intensi) osservati dai
negli ultimi decenni sembrano associati a eruzio- nostro pianeta prevale su quello solare – e fu regi- Alla pari di uragani e grandi
a circa 60.000 km dalla Terra. Il campo intrappola anche particelle nella fasce di Van Allen. satelliti moderni. UTC sta per Coordinated Universal Time,
in pratica il Greenwich Mean Time. ni documentate di particelle solari. Un picco corri- strata dalle stazioni magnetometriche al suolo co- temporali, le tempeste solari
possono provocare danni in vari
spondente al 1859 si distingue dagli altri perché è me un improvviso prodromo di tempesta, nel gergo
modi.
Magnetopausa 26 agosto il più grande degli ultimi 500 anni, e ha un’inten- degli studiosi del Sole. Per il resto, passò inosserva-
Linea di forza Un grande gruppo di macchie sità quasi equivalente alla somma di tutti gli even- ta. Tuttavia, mentre il plasma oltrepassava la Terra,
del campo magnetico appare sul Sole a una n I brillamenti solari sono esplosioni a
Terra longitudine di circa 55 gradi ti principali degli ultimi 40 anni. il suo campo magnetico ruotò lentamente. Dopo 15 scala relativamente piccola che
ovest; la prima CME forse è Per quanto violentissima, la supertempesta del ore risultò opposto, anziché concorde, a quello ter- emettono impulsi di radiazione.
espulsa in questo momento. 1859 non è qualitativamente diversa dagli eventi restre, mettendo a contatto le linee di forza orien- Essi aumentano l’assorbimento
delle frequenze radio nel cosiddetto
Sole Fasce di Van Allen minori. Insieme ad altri ricercatori, abbiamo rico- tate verso nord del campo del nostro pianeta con
28 agosto strato D della ionosfera terrestre,
La prima CME colpisce la struito quello che accadde basandoci su cronache quelle orientate verso sud del campo del plasma. A interferendo con i segnali del Global
Vento solare Terra di striscio a causa della dell’epoca e su misurazioni satellitari di tempeste questo punto vi fu una riconnessione delle linee di Positioning System (GPS) e con la
longitudine della sorgente; il MACChIE SOLARI più lievi degli ultimi decenni. forza in una configurazione più semplice, che libe- ricezione delle trasmissioni a onde
Magnetosfera suo campo magnetico è 1. avvisaglie di tempesta. Le condizioni che pre- rò enormi quantità di energia. È questo il momento corte. Inoltre i brillamenti riscaldano
orientato verso nord. l’alta atmosfera, provocandone
pararono la supertempesta del 1859 si manifesta- in cui iniziarono i disturbi alle comunicazioni via
l’espansione e aumentando la forza
28 agosto 07:30 UTC rono intorno al picco del ciclo solare con la com- telegrafo e i fenomeni aurorali. In un giorno o due
di attrito sui satelliti.
L’Osservatorio magnetico di
parsa sul Sole di un grande gruppo di macchie in il plasma oltrepassò la Terra e il campo geomagne-
PRIME FASI DELL’IMPATTO: Quando si verifica un’espulsione di massa coronale (CME), questa bolla di gas Greenwich rileva una
ionizzati comprime fortemente la magnetosfera. In caso di eventi estremi come una supertempesta, può perturbazione che segnala posizione quasi equatoriale. Le macchie erano co- tico tornò alla normalità. n L e espulsioni di massa coronale
spingere la magnetosfera all’interno delle fasce di Van Allen, spazzandole via. una compressione della sì estese che astronomi come Carrington riusciro- 3. il brillamento X. Le CME più violente tipicamen- (CME) sono gigantesche bolle di gas
magnetosfera. no a osservarle a occhio nudo (naturalmente con te coincidono con uno o più brillamenti di grande ionizzato. Quando colpiscono la
Terra, possono indurre correnti
opportune protezioni). Al momento dell’emissione intensità, e la supertempesta del 1859 non fece ec-
28 agosto 22:55 UTC elettriche in cavi di distribuzione
Inizia la fase principale della della prima CME, questo gruppo di macchie fron- cezione. Il brillamento nel visibile osservato il 1° dell’elettricità e trasformatori.
tempesta, con grandi teggiava la Terra, collocando il nostro pianeta al settembre implicava temperature di quasi 50 mi-
CME
anomalie magnetiche, centro nel mirino. Tuttavia, non è necessario che lioni di kelvin. E di conseguenza, emise con ogni n G li impulsi di protoni solari sono
interruzioni delle trasmissioni la mira del Sole sia così precisa. Quando una CME probabilità non solo radiazione visibile, ma an- piogge di protoni ad alta energia che
telegrafiche e avvistamenti di arriva all’altezza dell’orbita terrestre, generalmen- che raggi X e gamma. Fu il brillamento solare più accompagnano occasionalmente i
Macchie aurore molto a sud. brillamenti e le CME. Possono
Espulsione di te si è espansa fino a un’ampiezza di circa 50 mi- luminoso mai registrato, il che testimonia la li-
solari massa coronale 30 agosto corrompere i dati nei circuiti
lioni di chilometri, migliaia di volte più del diame- berazione di quantità di energia colossali nell’at-
elettronici e colpire astronauti
Terminano le perturbazioni
tro del nostro pianeta. mosfera solare. La radiazione raggiunse la Terra e passeggeri dei voli di linea con
geomagnetiche provocate
dalla prima CME. 2. La prima eruzione. La supertempesta emise non alla velocità della luce, in 8,5 minuti, anticipan- una dose extra di radiazioni.
Campo magnetico una, ma due CME. La prima potrebbe aver impie- do di parecchio la seconda CME. Se all’epoca fos-
della CME (S) Campo magnetico terrestre (N) 1° settembre 11:15 UTC
gato le usuali 40-60 ore per raggiungere la Ter- sero esistite le radio a onde corte, la deposizione
L’astronomo Richard C.
Carrington osserva un ra. I dati magnetometrici del 1859 fanno pensare di energia nella ionosfera (lo strato di gas ionizza-
brillamento di luce bianca; il AVVISTAMENTI AURORALI che il campo magnetico del plasma espulso aves- ti ad alta quota che riflette le onde radio) le avreb-
RICONNESSIONE MAGNETICA: Il gas solare ha un suo campo magnetico e mentre fluisce oltre il nostro grande gruppo di macchie se una conformazione elicoidale. Quando colpì la be messe fuori uso. L’energia dei raggi X inoltre
pianeta causa turbolenze nel campo magnetico terrestre. Se il campo solare punta in direzione opposta a solari ha ruotato a una
Terra, il campo puntava verso nord. Con questo riscaldò l’alta atmosfera e la fece espandere di de-
qpuaretrliilccoRoe ednlgleneiole lcnsarse eTi odeanirn redao, icL dionuseeìe a pduoir sfoosrroezna bo tru illrelbaAgonualtreriosn erite,e poo rtiecnotni nceotrtreernsti,i reilleatstcriicCahonredr.oen ePtenla esrmgaia d melalarg iCcnRMoeentgEincioeans seci hodeni e accelera le slvoveac1eGngegcu2alr7GgillTeCoearmsio m,e ioosrnotMoot5ceirrmumepmdt si maesEutodoatspàealuna drtiii e re nd egnmCedwgidaarrnei,na;nMmdvigtpa ia e p u cebaee2dgtplgE 3rahratbrttlm3iiaoinbloi.i u m -cecr l1f8iepeaCrlaon4aeh oa2i 0eaptzgo nKgse . nim ing es0cnneogekoe Ltdgtraoei te5 ar mnwae tpfliorna fttuangii :o aern i,vs/tddd0 rrcu nirsdTensueonbiiaoia0ael ,eeieocm tec oals antce rnngdmoivviiczUr pooc tobuinuaiaeaaa aoeTan ir1indn g srllottdnindlll Ce8tnooaaeaeails.iilii. bRILLAMENTO A RAGGI X A fronte: illustrazioni di Melissa Thomas; Carnegie Institution of Washington (); macchie solariSOHO/NASA (); in questa pagina: Arctic-Images/Corbis ()CME e brillamentoaurora orieLNpQapiIesrad ne’ogcvlpieuujaeùgatvonarpreuma ir aelosfalosrdoomonn oertndrgvt iitgrnipior ieeee as koecticg lnnpù i,uln obi e ’aerce tinaordonncnorhtrla raiut iiqtc,i Icesa avm lsmhgumrapac eleraaaai loopnacdee ntfnnlnomtnin,efad dodeloddfltraoo aloeioisier’ r vs,tac nfpzoi loefe,tètiioòa leeemgtmarn irl rmslarvraotiiaiaaie il ti m.tcpe t acf , trcàp Laemeeotocea oeetlsrsnopnlaims r etoslsaiaie aslc q sleilulcsa podaluiusgeratornloomooriui ern o en lari.eaimic. e o n ndrh oeczaie s.aog, i n n etico del no- cine o addirittura centinaia di chilometri.
avvistamenti sparsi di aurore,
ma di intensità molto ridotta. AVVISTAMENTI AURORALI www.lescienze.it LE SCIENZE 55
4. La seconda eruzione. Prima che il plasma del all’anno e interferiscono con i circuiti elettronici. ta operativa è aumentata dai 5 anni circa del 1980 della tempesta del 14 luglio 2000, che scatenò una GLI AUTORI
normale vento solare avesse il tempo di riempire Molti satelliti per comunicazioni, come Anik E1 ed ai quasi 17 anni di oggi. Per aumentare la produ- serie di problemi di assetto e di perdite di poten-
la cavità formata dal passaggio della prima CME, il E2 nel 1991 e Telstar 401 nel 1997, sono stati dan- zione di energia e ridurre la massa, i pannelli so- za che alcuni mesi dopo ne provocarono il rientro
Sole emise una seconda CME che, non incontrando neggiati o addirittura perduti in questo modo. Una lari in silicio sono stati sostituiti con altri in arse- anticipato. Se vi fosse una supertempesta, i satelli-
quasi alcun ostacolo, raggiunse la Terra in appena grande tempesta solare può «invecchiare» un satel- niuro di gallio e germanio, ottenendo così anche ti in orbita bassa correrebbero un notevole rischio
17 ore. Questa volta il campo magnetico della CME lite di 1-3 anni in poche ore, provocando centinaia una migliore resistenza a danni prodotti dai rag- di bruciare nell’atmosfera entro alcune settimane o
era orientato verso sud al momento del contatto e di anomalie, da comandi erronei ma innocui fino a gi cosmici. Inoltre gli operatori satellitari ricevo- mesi dall’evento.
il caos geomagnetico fu immediato. La sua violen- scariche elettrostatiche distruttive. no le previsioni su possibili tempeste solari diffuse
Le luci si spengono
za fu tale da comprimere la magnetosfera terrestre, Per capire che cosa potrebbe accadere ai satelliti, dalla National Oceanic and Atmospheric Admini- STEN F. ODENwALD è professore di
cmffTtsbmàiaiheent eosraergoctrlo tritae neg aie ,s of ad npprfurnieiemai rnsterlorepalogatn’sidai la acnomdlirh ta gesetaeezeoel n ilrmalmdoelitta ienpm7 oi pnea0osnor ilt0rdd loesae’0ioiftnns n oeV.ctsertneheaaeani irnm. al dneoQ udeeAomur n pleodelteleeeresteren rtlte lei tc ’ lra croiipoomrhl tcasfneaosairi n etr c si6fsa ticuoerr0teacer s.alo0ot,sl doeene0nds r 0odpqfvi earoucdairntahttearteonpi.uel tLoboirlinaae---- ats1gmllcaaàpab8nrn oapb5viilcf.zai9at iaiiiEccro.a m siia È latcqedtào beui re v (niidseailsea iesivums r taprvdlioti,uteea sa eslprne taalqdorrlutrievuio etttcsaeiobe hu 1l b sld0eiepiaela ec0p l2sdione0o u0 ent ontsrp leo uolaese’mmnpenttrtaviedspooitrepcoebirtn hoese rpctt nmeeaeorh: de 1 pe2ppeiv9 el0rriai s8où sc ltemt9d o e igm)ud, si rdltcarioiao iaro u vmeq runtenbduone ibi dent nm’deaalettlrilmolaea oeldnr ’, peddgo ssirieeiiilnaa----ll mes Green (); JPL ()Greensatellite danneggiato scdtgbsialratoguor errargm sbaiecntsitb ’iupcidèi,eo lhni eè ruenvi og orspn o eec(s oalrNda etse aatnilOs a eiugizs Amb.c’gls atPiaaAipleloeerttre)reir i,sic doo lnrtehl eraeisr ieitn iqt iid aspnd ueiulmasle liearantnrraetrredentrmen r iiie lvo o s’ilpsic oslvmadiotu. rta issdpQee tosbi laiuo laclctpiaenhocttirosikùoem it au e dpisepnp nipsev lc utcereeior onsts adrarsns taeiiereem,t nev r gpa qodeiiidbnenùuleibl urt aapraoefitnooar s eiae----rl, flvgtcpoeuarilncigonloIDiesib zradvesulii ae oie;rsp mtrcnaspeesoinaailar rlsrdtzd,irt eetiaeesiia mon l,au lc ntt ecaniuedr.oo a tciceL mts afho petrb uee ae8nll mnagti0outncqi gopolkmeuin ev oedeaisii ule .,ntdi a taiIasci n l ocgrhodsndanreocioaipso a lnn tdra llridsie’irci.e tlei bdccal ,etuioo tr sizandlc ilipsoe oaofmrlnrmonloiadra egiam ian mze e ciaitslfoetateteaotnautsettrtistiroiu aa miprsnc noodeaiio----ri, JSCFlmaonsdaAelsfeiyoi ve MttrgAsllurlttlath’amoeoEleidgtnbronSmi eiafCoaro rrdoLtrszemiaoaicl.i n or dorr aiGocteagini ec sRoe iGesaraesnE rcsl orcd Elesceiia oeelpNeean slGnCan liimèdaotoz abfi i ridfteediN a ihcOdsnlcilAtaroedcoao,eS l.ie.rdnmite AcdntIien o e wpfUlSctr onriMoenpasniinm ialtadddvd ccdreieoe i eysepr l llo slaaalnia lntioy dS .P
5lanzscethici.o e ciidP nlnepoiretl maeeeo drrlnteeateositttlcetrni ri c efi Coa elialnnMm eddvo epE po apao elpl ot tne.mrsa noeNi taetveaergronarlgnlocereieaoenr zt rgnopiooci oaaunno r.le ofi tti Ie eonallrr ’ roiebrstoemu irrcasipelthi lres uaeeesrn,nm ii èoodae enrmor iqnge vaiuit enado o3 oil n t0asrpaeo e prm l,ldol raaqiotirl uoiiet5ooene 0e----i nibdofpriereo obr uFdntoineotit as airsa i ti d gncu7miue0nn eeor oamenvs tzdioeainzinl m aoictat urteidrto tndiaetmnitil ceaiddi a ssiiistd e aoisdcectaneoihnt lopleezlli el,aatm lrilri e tdipco,i e epelppctnreoie ertùcr odnor iocnemptos eaemium lrsse nteilu, e’ni aecnnevona itlv cezial raiien cogz lieeoniinainori e..ocnt rCro ieav onbitinne--- Illustrazioni di Melissa Thomas Susan Clermont (); cortesia JaOdenwald sdpsqpofoaiueffrnoAfrttiwaetecle,st ia d relairii enu eAedi fm fmSaerfar CeeesigtnAonvtgtireo a iiidn nnsXaituc da u o6soprncen0 rela.ot0’ t raLvt sòtciauobt h srpcidiiilaetmleeoo r pltaim ’eolselimluss eacpiit pz orcasieinonao.s rdtsnItreliaiue ozl sl zsinidaootieoitinn e neidioln nelen i peltodelere’lriga r bgcdòtiioamia tap artdposii .ùoaa-- nbgtptprinoriogalorei rs imvatfdzioodczierc iaasdm amzsoariia e onepat nnnoip ùtteriiee ec c ndrc iardneehaualgdi s lloedciailqt aiteta uivettv eti.id drv mQaciooco up lcaldgeeolmsieirr mtagrreeatean eucfntntfroietr atirae i re,dlcde ocdsinq uana2tuuiomt0i ifsnl0nloeaud un ngieiets dr osc paoguo doe esnlis oca aoscem ro evtrnntnoaaeio-----l PNIpsMcllAaaiASennGnAeeEtt.ti aa.fH irrcaiyei sS detceudild elèaina ucmtneoio sDl esdi ivmeoiins arieoge nsnsop edlotaeonrlslseafa e breil i
nosfera. Secondo Brian C. Thomas della Washburn
University, la pioggia di protoni associata alla su-
sotto tiro Le particelle di alta energia deteriorano i pannelli solari.
pertempesta del 1859 ridusse l’ozono della strato-
Inoltre penetrano nei circuiti e generano segnali
sfera del cinque per cento: furono necessari quattro L’ambiente spaziale mette a dura prova i satelliti anche spuri, che possono corrompere i dati o
anni perché lo strato di ozono tornasse alla nor- nelle migliori condizioni. Una supertempesta addirittura far precipitare il satellite
malità. I protoni con energie più elevate, superio- provocherebbe in poche ore danni corrispondenti ad fuori controllo.
alcuni anni di funzionamento.
ri a un miliardo di elettronvolt, reagirono con i nu-
clei degli atomi di azoto e ossigeno dell’atmosfera, Come
ComPuter
generando neutroni e dando origine alle anomalie
prepararsi
«FuLminati»? nell’abbondanza dei nitrati. Una pioggia di neutro-
ni raggiunse il suolo in quello che oggi viene chia- Nell’imminenza di una
Una supertempesta potrebbe avere
mato «evento di superficie», ma allora non esiste- tempesta, si potrebbero
strani effetti sugli apparecchi
vano tecnologie in grado di rilevare il fenomeno. prendere le seguenti
elettronici. I protoni ad alta energia
che raggiungono il suolo producono Fortunatamente, non era pericolosa per la salute. misure:
neutroni in grado di passare 6. Correnti elettriche colossali. Via via che le
attraverso le schermature dei aurore si diffondevano dalle alte latitudini ver- n Gli operatori dei satelliti
rimandano le sequenze di
sistemi di avionica e dei satelliti. (La
so quelle più basse, le correnti elettriche ionosfe- comandi più delicate, e
maggior parte dei computer, in
riche e aurorali che le accompagnavano indussero tengono sotto controllo i
realtà, non è schermata per nulla.)
Secondo approfonditi studi sulla nel suolo intense correnti elettriche a scala conti- veicoli per annullare ogni
comando spurio.
radiazione di fondo condotti dall’IBM nentale, che penetrarono nei circuiti dei telegrafi.
negli anni novanta, un computer in Scariche di eccezionale potenza provocarono casi
genere sarebbe soggetto a errori n Gli utenti del GPS passano
di folgorazione e, secondo le cronache, causarono a sistemi di navigazione di
causati dai raggi cosmici una volta
l’incendio di parecchie stazioni telegrafiche. backup
per ogni 256 megabyte di RAM per
Le particelle e la radiazione provenienti dal
mese. Una supertempesta, con i suoi
flussi di radiazione incredibilmente satelliti alla brace Sole fanno espandere l’atmosfera e n Gli astronauti non
aumentano l’attrito sui satelliti in effettuano passeggiate
elevati, potrebbe quindi provocare Quando avverrà di nuovo una grande tempe- orbita bassa. Gli elettroni possono accumularsi spaziali.
problemi a una quantità incredibile
sta geomagnetica, le prime vittime saranno i satel- sui satelliti e provocare scariche
di computer. Fortunatamente, la
liti. Anche in circostanze normali, le particelle dei di elettricità statica che
maggior parte degli utenti dovrebbe
danneggiano fisicamente i circuiti.
semplicemente riavviare il raggi cosmici erodono i pannelli solari e riducono
calcolatore. la generazione di energia del due per cento circa
56 LE SCIENZE www.lescienze.it LE SCIENZE 57
gli Stati Uniti. Dagli anni cinquanta, invece, que-
scende l’oscurità
ste notizie sono sepolte nelle pagine interne.
Eppure anche le tempeste relativamente lievi
Le correnti elettriche nella ionosfera inducono correnti elettriche al suolo e nelle linee di distribuzione.
hanno costi elevati. Nel 2004, Kevin Forbes, della
Catholic University of Amer ica, e Orville Chris St.
Cyr, del NASA Godd ard Space Flight Center, han-
no analizzato l’andamento del mercato dell’energia
elettrica dal 1° giugno 2000 al 31 dicembre 2001,
Correnti elettriche
nella ionosfera concludendo che le tempeste solari avevano incre-
mentato il prezzo industriale dell’elettricità di circa
500 milioni di dollari. Dal canto suo, lo U.S. Depart-
ment of Defense ha stimato che i danni ai satelliti
militari provocati dall’attività solare ammontano a
circa 100 milioni di dollari all’anno. Inoltre, tra il
1996 e il 2005, le compagnie di assicurazione han-
Trasformatore no speso quasi due miliardi di dollari per coprire
Corrente perdite e danni di satelliti commerciali, molti dei
indotta quali dovuti a eventi meteorologici spaziali.
Avere previsioni più accurate delle tempeste so-
lari e geomagnetiche sarebbe di grande utilità. Con
un preavviso adeguato, i controllori dei satelliti
possono rimandare manovre delicate e porre rime-
dio ad anomalie che potrebbero sfociare in emer-
Elettrodotto
genze critiche; le compagnie aeree potrebbero pre-
parare in anticipo una programmazione ordinata
di spostamenti delle rotte; le aziende elettriche po-
Queste correnti Tutta la costa orientale e molte altre zone degli Stati Uniti
penetrano nei resterebbero al buio. La mappa mostra le aree che trebbero individuare i componenti vulnerabili del-
trasformatori e rimarrebbero senza energia elettrica a causa di una le reti e minimizzare le interruzioni del servizio.
possono bruciarli. Le Corrente tempesta della stessa intensità di quella avvenuta nel 1921, La NASA e la National Science Foundation la-
riparazioni durerebbero indotta inducendo differenze di potenziale al suolo di circa 20 volt vorano da tempo per migliorare le capacità pre-
settimane o mesi. per chilometro.
dittive nel campo della meteorologia spaziale. Og-
gi lo Space Weather Prediction Center della NOAA
stendo letteralmente il trasformatore. E anche se vulnerabili, ma il Nord America è più a rischio per alle alte latitudini. La United Airlines tiene costan- fornisce bollettini quotidiani a oltre 1000 aziende ➥ Letture
quest’ultimo riesce a evitare un simile destino, la la sua vicinanza al Polo Nord magnetico. A causa temente sotto controllo le condizioni meteorologi- private ed enti statali. Il suo budget annuale di sei
corrente indotta può saturare il nucleo magnetico dei danni fisici ai trasformatori, per riparare o so- che spaziali e in diverse occasioni ha dirottato vo- milioni di dollari è ben poca cosa in confronto ai The 23rd Cycle: Learning to Live with
astronauti durante una metà del ciclo della corrente alternata, stituire tutti i componenti guasti potrebbero occor- li in rotta polare a quote e latitudini più basse per quasi 500 miliardi di entrate dalle industrie che si a Stormy Star. Odenwald S., Columbia
University Press, 2001.
distorcendo le forme d’onda a 50 o 60 hertz. Una rere settimane o addirittura mesi. Nel 2003 Kap- evitare interferenze radio. Una supertempesta po- servono di quelle previsioni, ma la sua attività de-
a risChio?
parte della corrente è trasformata in frequenze che penman dichiarò al Congresso degli Stati Uniti che trebbe costringere a cambiare la rotta di centinaia ve basarsi su satelliti progettati più per scopi di ri-
La furia delle tempeste spaziali.
Una buona notizia sulle i dispositivi elettrici non sono in grado di filtrare «soccorrere e assistere una popolazione colpita che di voli non solo sopra il Polo, ma in tutto il Canada cerca che per condurre osservazioni efficienti e a Burch J.L., in «Le Scienze» n. 392,
sradLauasodtpwvrireaorereznbtinaeobcumneeti pi c wcieanh.su eTtose orca bwèorie ltncpa sghi rebreeana blvdsabis edda oa gnsnloein n id. i eilt ardtarr esaef.sl oifEmro mprimnoaaitacortheroi.ér As iu ucnn oszacmi catihelnaméc cerpoorenensbttzibaan eremreno aat aga ul nebne,a atèli b ctpoeartn otianablrfaieltbu àeie l pens utzcrrahial e-i, prgàno tauUrlneni baraa b ssdefuii doepsa,e si raneterrcdmelu udpsaiei » soq.tluate rielnl it1 ed0re0fie mrsiirsietlibeombneii addnii cnphaeevr sicgooannze ii o ssnaee-- )matore e mappa USA eaC vnoveemgrlsiee S ptpoarttire eUbpnbaietriro sa eprtetsredniutrriaorne aplei.r Suinmai lsie ctotinmdainziao.ni pfluraoncSngiettoaàc bo tdeinlriidm pcoiro neanevl c ilduseii n opminr reeeivtc eiieosnrirc ooqanlutoioe gdrsiieta,o l l s etpse enamtzotpisoaotrlr eeea. tsamottnouosaf lecir ocincao-- DSaIlp cwprieiaivlnereaz d2edi0» oB 0ns.1Ns. .3o. 9ed 4Pe,hl lgialilu icpgosn roKo .n2Ja0.H 0s.1,o .ilna r«eL.e
dheal cl’aUlnciovleartsoi tcàh dee lla T deonsnee sssaereeb be di szii ovneeri fdiic htein insi obnreev seu t epmiùp roe tui nn aczoilolansasloi. dI eslilsat ermegio plae-r ssaot ecluliit asri ep. rOolptraeg aa npoe rit usrebganrael lia d iio tneomsfpeorrai,z aztatzraiovnere-, man (trasfor nosSttrraa snooc iae tdài arsllie, ltae mcrpeesscteen stoel avrui lèn aecrcaobmiliptàag dnealtlaa dneitgolria agngnioi , coinccqouraronntao. sDoanld peu snptaoz idail iv pisotcao d ceols mtoose- The Great Historical Geomagnet ic
ccpiTcnuiooer tnr3rctr 0aalii’s velg2piismai0oop, n irroqtandisu diesi.ez rt( isea0otbb,no2bie l sieg tic inrc uadgomyaom)llu,lo uacl an eoNtqvniAvuefSareno A t ano t uanbail e lurMaen red eStmibaesbtatcereroicg bnmhiudn oCzoeilo otdgornipl iepso iesdrctrauiu tsredioeonizp nezdrr,aai gs f iJcefaoao orheslgìlni e.gr tiiGtd rao.i cvtKatvoa ef pucnphniseezsn ienom onunaann nao o cdt ceceomollrna-- grrruaeolnbid aebii ronter etroaemorlnl iepq sd ieuf irsba etpsraqoii lussilnaeoiznmluiazotreieneln e eubt iisdll ao sisto cei5csl a0tdòer a mmiil l a GeaWut.Pr mIiiSdl eo.e2 n N 9pAte iaorù nret,ita osco u hAbilletr uere rgur e2emmnb0edbo0neer3e---, mas; cortesia John Kappen drnatoibaoc b otuuiilznanoi mea.c Aadocmi nos mnacblosieiaapztmpzeeaoeretvnronood tlcloooeh gzieslzii aigarn i nslstipioeefamrvizncoiapoa trd liaeeavl t poa1oi. 9 pùdP5a arr0riiitdm isgroieai toè tdd ravnai e dlaa re1lililfl8 oiapc4rlae0ale--,, ecrdsio hied lep.au eDrnrrie’e acvellol otopmrl rais ep cppvrhaaeeezrnd itredoeire, l nuerseveso a inagnn olofdio noelneef ds fcceeoeotm stlnsaip.ad flSriiizicse iiai oc vnsanotc irdgo umelrmialael emetm entooeotmr ils otdaipl iolse vtsgsuaetie---- SMi1Lna1t .oS 7emrp- mCa1isc1l atoe8euf ,Rr e 1i2ero8 0sCs5e0a.9aR6 o:r.. c Ar(hai gM» ci,n uoVerdoa led)., re 3nini8 bL,« ronAio.ld lk2av.a,m pnSepchne.e stai
dpamoesrbseio esnnuatp aael irt ineorarrteau arrai qclieu nveeelll a dc acolhrleseo fu odnnia t7 i 0 pcaeustsae rmebabgen uetnic bal accokmoeu tq suue lmlae tdàe ld 1el5 N moardg gAiom 1er9i2c1a., ttaeztizoan d Seyllset esmtim, uen dae rl eGteP rSa,d ei og lcih aee rmeii gdlii olirnae la’a dccouvreat-- Melissa Tho lreo teefmfepttei sstpee mssaog rniceetvicehvea,n i ob grirlalanmdee nattit esnozlaiorni ee, ic loon- gvrueamrdoa rraed ldao npopsitarrae ignlfi riansvtreusttitmurean ttei cnneolllao gpirceav,i sdioo-- s4o5l4a,r gi.i uHgonlmo a2n0 0G6.D.., in «Le Scienze» n.
asqanurneeil.lba Ib pdeair ous sneeasg pTgoAesCrt.ii dai uunna a deorseeo pari a U1te8n e5al9 et,te tpmriocptaer.es Atbabn mec hroeel ntaodl tperreiùe z ivoninouelt eiilnniztdazu,a scbtoriilmael eilz ’qiznuatteeelrl aaso drneeo-l tleer coLo eam fpfuaidrnatiirccsaei zlalieio snaidsi t reaamldtaii o de ind beeargcglkiia ua pien rdteiei ,rb fsoeprrdeirocai.nalnmo ecnotne Illustrazioni di amtimtaorplzoio na e1r t9iin4c o0al,p ii eli nr«tB uporrasitm:o Tnae mpGalpogebisnetaa» .a mPneanrgu nenescteiimacvapa ci oco,ol pinli su2cn4e ndraie r,be na aselellla,a ip nmr omessossidamo aa d psauu ppnoetrtote erdmcii pmceoosntdace rsleloit laeam rnee.e nlltae rpirceeprcaan- Pdweewlrl ewin t.fesomormlpaaerzssittoeon rsim oglsea.nroie:r r ga.li sull’impatto
58 LE SCIENZE 482 ottobre 2008 www.lescienze.it LE SCIENZE 59
sanità pUbbliCa
Cina:
i figli dello smog
Gli epidemiologi stanno scoprendo le
tracce molecolari dell’impatto
di Dan Fagin dell’inquinamento atmosferico sui bambini
Q
alche pila di rottami metallici e un depo- lare nei bambini che sono stati esposti ad agen- surazione di molti biomarcatori, l’uso di routine di biochimiche, per molte malattie. «Direi che inizial- ArIA pErICoLoSA. Un bambino con
in sintesi sito di carbone coperto di ruggine sono ti inquinanti quando erano nell’utero. In qualità di strumenti del genere potrebbe, almeno in teoria, mente l’idea è stata accolta con eccessivo entu- una mascherina sul volto per le strade
tutto ciò che rimane della centrale elettri- direttore del Center for Children’s Environmental salvare vite umane, identificando le popolazioni a siasmo. Sono state fatte affermazioni premature», della città cinese di Linfen, una delle
n Un obiettivo centrale ca che fino a poco tempo fa troneggiava come un Health della Columbia University, Perera ha con- rischio a causa di inquinanti specifici. ammette Perera. «La possibilità di usare i biomar- località più inquinate del mondo. Gli
dell’epidemiologia
immenso dragone sputafumo nel cuore di Tong- tribuito a fondare il campo dell’epidemiologia mo- La disciplina, tuttavia, è ancora controversa, catori per la diagnosi precoce e una cura persona- studi preliminari condotti a Tongliang,
molecolare è collegare
liang, una grigia città di 100.000 abitanti nella Ci- lecolare, che usa gli strumenti dell’analisi moleco- perché sono relativamente pochi i possibili bio- lizzata si è rivelata non tanto semplice». di cui si parla in queste pagine,
i fattori ambientali ai
na centro-meridionale. Mentre camminiamo ver- lare per identificare i fattori genetici e ambientali marcatori molecolari di suscettibilità, esposizione Ma oggi, a Tongliang, Perera è convinta di aver rivelano che i bambini esposti
cambiamenti genetici
so il deposito, un cane inizia ad abbaiare furioso, che contribuiscono alle malattie. Gli epidemiologi o malattia precoce di cui si è accertata l’affidabilità trovato il caso ideale per testare l’epidemiologia a elevati livelli di inquinamento
che contribuiscono alle
malattie. strattonando la sua catena di ferro. Un volto da- molecolari che si occupano dei legami tra ambien- — vale a dire che hanno preceduto future malattie ambientale a livello di molecole: insieme al colle- atmosferico durante la gravidanza
gli occhi scuri fa capolino dalla porta aperta: è una te e malattie svolgono una parte sempre maggiore — e perché è molto difficile escludere variabili con- ga della Columbia Deliang Tang, sta ottenendo ri- hanno un numero maggiore di
n Alcuni biologi hanno
ragazzina con una maglietta sudicia e un gatto ti- del proprio lavoro nei paesi in via di sviluppo, do- comitanti come la dieta e la predisposizione gene- sultati che alimentano il suo ottimismo. Il modo in mutazioni nel DNA e un rischio più
criticato questo approccio,
grato in braccio, che balza via per nascondersi sot- ve l’inquinamento è così diffuso che le sue com- tica, che potrebbero avere almeno la stessa impor- cui sono giunti alle loro conclusioni è interessante alto di problemi dello sviluppo.
dato che pochi indicatori
to una lastra di cemento quando ci avviciniamo. plesse connessioni con la salute possono essere tanza dell’esposizione agli inquinanti nel causare almeno quanto ciò che hanno scoperto.
molecolari di suscettibilità,
esposizione o malattia La bambina non ha più di sei o sette anni e vive valutate anche in piccoli studi di popolazione. Ma diversi disturbi. Ciò che si è rivelato ancora più
Un «dosimetro biologico»
precoce si sono dimostrati nel deposito con il padre, che ci osserva con diffi- le loro conclusioni dovrebbero applicarsi anche a difficile da capire è come questi molteplici rischi
predittivi di una patologia denza dall’interno. luoghi come gli Stati Uniti, l’Europa e il Giappone, possano interagire nell’influenzare la salute. Da quando iniziò a studiare i biomarcatori nel
futura. I funzionari locali che ci stanno accompagnan- dove l’esposizione ambientale è meno evidente e i Così, più di venticinque anni dopo il primo ar- 1979, quelli che hanno interessato maggiormen-
do a visitare il sito sono imbarazzati; vorrebbero suoi effetti più difficili da determinare per mezzo ticolo di Perera sull’argomento, l’epidemiologia te Perera sono gli addotti IPA-DNA, che lei e Tang
n Forse il miglior banco di
prova per l’epidemiologia spingerci più avanti, verso un ufficio lì accanto, di studi a scala ridotta. molecolare ha progredito più lentamente di quan- stanno misurando nei globuli bianchi dei bambi-
molecolare ambientale è per mostrarci un elaborato modello in scala di uno Dovunque operino, ciò che contraddistingue to avessero sperato i suoi fondatori, ed è opinio- ni che sono stati esposti ai vapori di scarico della
una città cinese la cui stravagante (per gli standard di Tongliang) proget- l’approccio degli epidemiologi molecolari è la lo- ne comune che, malgrado il suo fascino teorico, centrale elettrica di Tongliang. Gli IPA, o idrocar-
centrale a carbone è stata to residenziale per la costruzione di 900 unità abi- ro ricerca di indicatori biologici che siano stretta- le complessità del mondo reale ne abbiano limi- buri aromatici policiclici, sono una vasta famiglia
chiusa nel 2004. tative nell’area. Ma Fred erica Perera è curiosa. Si mente legati alle esposizioni tossiche e alla malat- tato l’utilità. L’entusiasmo iniziale per l’idea che di composti formati dalla combustione incomple-
n Ainnenfiaa btlitasi imn pubrmienleiim rnoaisnteai qraiu nianondmdicaoal ineo ahrivasovo »ipc (ri«nicmaia aao ld»l)ai e rri atleigr asaorzsrzir iinndeael,.l ’dLoiamc ebb iarmam bciaoc nhrie civla opmlambdireaen .itle s o«nr-i tdsitiar .us Sottpsuterasasn ooz e qn uleeelsgl’taai ttmtei vaariltc àaD tdoNerAii pg oree nndidi a omsnsuoot claieaz stieeom naib pinaaenrltzliae- Getty Images cpeasreommtbepiinaioma iepmn5pt3io ,i rnuta npn ostceoh p—ip brpeioostmseosarsreec rtaout omersios sreaprelee ci,in fndiceii c èa— tu olna- tacaan rcdnhie em caoaltttetrair i caaolllema obgrurgisgatnliibaiic.l oiS :fo osnsoospi lrtiar,a tst iiug ptatiorùe ctdtaiefr fbeuo spnie eer,s nimnooa-
loap ceeranttirvaale. era ancora PqeuriIen braaam msie btnritonovi, a ad tqomupioo. s Sfttueart itccoeo,r cseao nnmdoao ll aad tertiai elge,i goiannm ep iap trertari ccinou--i ccscororleaaerrinr atiinyp gia d sDit aNcnoAnn,ot oa rmcehninidpae ngntedin oei cmais,a sela aait ltptireieù. Otfearcacn icolehl oelga i i mme dii--i Peter Parks AFP/ rdpiol ia csfaoftinedo,a cbshtialeit ecd oiid imnenvaotlialfgitctoianat eop eruzenicoaol ocmega ièer emsaf uodmlit oma tpuoiùt aq czuoiaomnn--i crsetivrruai tictnuoqrnuasi inmdaeonrlatei c paoitùlma ironest efaerprepiscisica caniltc emo dsoaen.g dMloi .oI PClAtiiò Iè Pc lAhae lf oPorero--
60 LE SCIENZE 482 ottobre 2008 www.lescienze.it LE SCIENZE 61
precedenti in Polonia e a New York, indicano che schio di malattia. La ricercatrice aveva iniziato
Prima e dopo la chiusura della centrale
le misurazioni degli addotti nei globuli bianchi so- i suoi studi – i primi realizzati su soggetti umani
no «dosimetri biologici» affidabili per stimare l’im- – misurando gli addotti nel tessuto polmonare di
I bambini di Tongliang nati nel 2002, quando la centrale elettrica locale a carbone era ancora patto degli IPA sullo sviluppo neurologico, afferma adulti affetti da cancro (si veda Biomarcatori nel-
in funzione, ottenevano punteggi peggiori nei test di abilità motorie e sociali rispetto ai Perera. Di conseguenza, in futuro i test per rilevare la prevenzione del cancro, di Frederica P. Perera, in
bambini nati nel 2005, un anno dopo che la centrale aveva cessato l’attività. I ricercatori «Le Scienze» n.335, luglio 1996) e poi nei bambini e
hanno attribuito ai bambini ritardi nello sviluppo quando ottenevano un punteggio inferiore a nelle madri dei quartieri più inquinati di New York
85 in un test di valutazione standard noto come test di Gesell. I bambini nati nel 2002 e della città industriale di Cracovia, in Polonia.
avevano concentrazioni più elevate di addotti IpA-DNA nei globuli bianchi. ovvero alterazioni Aveva così scoperto che le persone esposte
del DNA causate dall’esposizione a sostanze chimiche nocive, gli idrocarburi aromatici all’inquinamento atmosferico avevano livelli più
policiclici (IpA), nell’aria inquinata. Tra i bambini nati nel 2002, la frequenza degli addotti era alti di addotti nel sangue, e che quei livelli eleva-
strettamente associata al ritardo nello sviluppo. ti erano a loro volta correlati alla presenza di mu-
tazioni genetiche note come fattori di rischio per
LE DIFFERENZE TRA I BAMBINI NATI NEL 2002 E QUELLI NATI NEL 2005 il cancro e per problemi di sviluppo nei bambini. I
Percentuale di soggetti normali e di soggetti con ritardi
bambini delle città in cui l’aria era più pulita, sta-
100
bilì Perera, avevano meno addotti, e quindi mino-
80 ri probabilità di soffrire di deficit della crescita. Ma
60 i suoi studi erano su piccola scala, e non era possi-
40 bile escludere che le differenze nella salute e nei li-
velli di addotti riscontrati nelle madri e nei bam-
20
GLI EpIDEmIoLoGI moLECoLArI Frederica perera e bini che vivevano in città inquinate rispetto a chi
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ABILITÀ MOTORIE ABILITÀ SOCIALI SVILUPPO GENERALE Deliang Tang hanno esaminato 12 siti in Cina prima di viveva in luoghi più salubri fossero imputabili a
BAMBINI NATI NEL 2002 (110 SOGGETTI) BAMBINI NATI NEL 2005 (107 SOGGETTI) decidere di svolgere a Tongliang le loro ricerche sugli differenze nello stile di vita piuttosto che all’inqui-
NORMALI CON RITARDI NORMALI CON RITARDI addotti IpA-DNA. namento. Perera doveva trovare una città in cui le
emissioni di IPA venissero improvvisamente ridot-
te, permettendo così un confronto tra prima e dopo
i bambini mano spontaneamente legami stretti e covalenti due chilometri dalla centrale, esaminandone il gli addotti potrebbero essere usati per identificare in una popolazione singola e distinta.
con il DNA. Questi complessi fusi di inquinante e DNA e monitorandone lo sviluppo fisico e mentale i bambini ad alto rischio di problemi nello svilup- Con i suoi problemi ambientali estremi e un go-
delle città
DNA, o addotti, sono in grado di interferire con la dalla nascita. Le analisi preliminari mostrano che i po, e che quindi necessitano di un intervento tem- verno autoritario in grado di far chiudere di col-
dove l’aria è replicazione del genoma durante la divisione cel- bambini nati nel 2002, quando la centrale era an- pestivo, osserva la ricercatrice. po una fonte di inquinamento importante, la Cina
lulare, alterando le funzioni dei geni che favori- cora in funzione, hanno la testa più piccola e rag- era il posto più ovvio dove cercare. E Tang, medi-
più pulita il caso tongliang
scono o sopprimono le malattie. giungono punteggi più bassi nei test sullo sviluppo co nativo di Shanghai che aveva svolto il suo ti-
hanno meno La centrale elettrica a carbone che dominava rispetto ai nati nel 2005, un anno dopo la chiusu- Il mattino in cui arrivai a Tongliang con Perera rocinio nel laboratorio di Perera, e ne era diventa-
Tongliang era un vulcano di IPA, al punto che la ra della centrale. Ci sono anche differenze a livello e Tang la città era avvolta dalla foschia. Le colline to assiduo collaboratore, era la persona più adatta
probabilità
sua chiusura nel 2004 ha modificato le condizioni molecolare: le concentrazioni di addotti BaP-DNA che la circondano su tre lati erano velate come nei per dirigere lo studio progettato dalla ricercatrice.
di soffrire ambientali nella città praticamente dalla sera al- nei globuli bianchi dei neonati del 2002 erano di giorni in cui la centrale era ancora in funzione. In Tang avrebbe dovuto addestrare un piccolo eserci-
la mattina. Ciò fa di Tongliang un caso molto raro circa il 40 per cento superiori rispetto ai bambini questa parte della Cina la maggior parte dell’elet- to di medici e infermieri cinesi per raccogliere pla-
di ritardi
nel mondo dell’epidemiologia: un laboratorio do- venuti al mondo tre anni dopo. tricità proviene dalle centrali idroelettriche, ma centa e sangue placentare dalle madri e sommini- L’aUToRE
nello sviluppo ve misurare l’impatto degli inquinanti atmosferi- Il dato forse più significativo scoperto nei nati dato che lo scioglimento delle nevi non ingrossa strare test cognitivi ai loro figli durante la crescita.
ci confrontando il prima e il dopo. La città è ben nel 2002 è la stretta correlazione tra addotti BaP- il fiume Yangtze fino a primavera, per superare i Avrebbe inoltre dovuto trattare con una schiera di
lontana dal tornare salubre, ma le auto non sol- DNA, circonferenza cranica e sviluppo. In altre pa- mesi invernali molte delle cittadine più piccole si funzionari, dai burocrati di Pechino alle autorità
levano più nubi di fuliggine nera dalla strada, e le role, quanto più il DNA di un bambino aveva su- sono affidate a primitive centrali a carbone, prive provinciali, per assicurarsi la collaborazione degli
famiglie possono stendere il bucato all’aperto per bito danni nell’utero, tanto più era probabile che delle più elementari misure antinquinamento. La ospedali, ottenere spazio nei laboratori, importare
più di qualche minuto senza che le camicie bian- nascesse con la testa più piccola del normale e che centrale di Tongliang consumava oltre 4000 ton- gli strumenti per il monitoraggio dell’inquinamen-
che diventino grigie. I rilevatori dell’inquinamen- ottenesse punteggi inferiori nei test di abilità mo- nellate di carbone al mese tra novembre e maggio, to ed esportare campioni di sangue: tutte attività
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62 LE SCIENZE 482 ottobre 2008 www.lescienze.it LE SCIENZE 63