Scienziati rilevano tracce di metalli inquinanti nella stratosfera: è colpa dei razzi
Spesso le conseguenze di alcuni comportamenti non sono evidenti e visibili, eppure ci sono e a un certo punto si manifestano inesorabilmente. La stessa cosa vale per l'inquinamento, in questo caso quello dell'atmosfera terrestre: ecco cosa hanno scoperto gli scienziati al riguardo.
Inquinamento terrestre, spaziale e ruolo della stratosfera
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Sappiamo molto riguardo all'inquinamento, contro il quale si cerca di adottare contromisure ecologiche e sostenibili. Pensiamo a quello atmosferico, marino e oceanico, provocato dall'immissione di sostanze nocive e non biodegradabili nell'aria e nelle acque, con inevitabili conseguenze a lungo termine. Ogni giorno si sente parlare, ad esempio, dello smog e degli elementi tossici che regolarmente respiriamo, causati dai veicoli a motore, dalla combustione, dagli impianti industriali, dalle centrali elettriche e via dicendo, che possono avere un impatto estremamente negativo sia sull' ecosistema che sulla nostra salute.
Ma per quanto riguarda l'inquinamento nello spazio? Quanto sappiamo davvero al riguardo? La spazzatura spaziale è composta principalmente da oggetti come vecchi satelliti e detriti rimasti nell'orbita terrestre in seguito alle missioni spaziali. Questo accumulo può rappresentare una minaccia per le future missioni, provocando possibili collisioni e generando ulteriore inquinamento. A questo proposito, gli scienziati che si occupano dello studio della stratosfera hanno fatto una nuova, sconcertante scoperta.
Rilevate tracce di metalli inquinanti nella stratosfera: la ricerca
Gli studiosi della NOAA, la National Oceanic and Atmospheric Administration, in Colorado, USA, hanno scoperto che l'atmosfera a circa dodici chilometri sopra la superficie terrestre è ricolma di particelle contenenti diversi metalli, che stanno inquinando in modo invisibile questo strato. La loro origine sembra appartenere ai razzi di rientro sulla Terra, surriscaldati dal calore del viaggio. La ricerca è stata svolta sulla base dei dati raccolti da un aereo in alta quota, sopra l'Artico, durante la missione SABRE, ovvero Stratospheric Aerosol Processes, Budget and Radiative Effects. Lo scopo era quello di spingersi più in là nell'individuazione degli aerosol, particelle solide o liquide presenti nell'aria, disseminate nella stratosfera, contenenti goccioline di acido solforico derivanti dall'ossidazione del gas solfuro di carbonile.
La stratosfera è uno degli strati dell'atmosfera terrestre, precisamente il secondo, collocato sopra la troposfera e al di sotto della mesosfera. La sua estensione va dai 10 ai 50 chilometri circa di altitudine sopra la superficie della Terra e ospita lo strato di ozono, responsabile dell'assorbimento dei raggi UV dannosi. Assorbendo gli ultravioletti, l'ozono li converte in calore, proteggendoci di fatto dalle pericolose radiazioni. Ecco perché, più aumenta la latitudine, più la temperatura diventa elevata, al contrario di quanto accade nella troposfera. La funzione e la salute della stratosfera, dunque, sono fondamentali per la nostra sopravvivenza e quella dell'intero ecosistema.
Per questo la scoperta degli scienziati è preoccupante: sfruttando un dispositivo altamente sensibile agganciato sulla parte anteriore dell'aereo da ricerca WB-57 della NASA, è stato possibile rilevare la presenza di alluminio e metalli presenti nel 10% circa delle particelle di acido solforico, che rappresentano la stragrande maggioranza di quelle presenti nella stratosfera.
Metalli inquinanti nella stratosfera destinati ad aumentare
Daniel Murphy, chimico del Chemical Sciences Laboratory, e il suo team sono riusciti anche a collegare gli elementi osservati alle leghe speciali usate nei razzi e nei satelliti, confermandone l'origine: metallo vaporizzato del veicolo spaziale di ritorno sulla Terra. "Due degli elementi più sorprendenti che abbiamo visto in queste particelle erano il niobio e l'afnio, entrambi gli elementi rari che non sono previsti nella stratosfera. Era un mistero la provenienza di questi metalli e come finissero lì." Ora il mistero è risolto: gli aerosol, che hanno appunto la funzione di assorbire e riflettere i raggi del sole proteggendo la vita sulla Terra, sono stati inquinati dai detriti spaziali. Sia il nibio che l'afnio, infatti, non possono essere riscontrati come elementi liberi in natura, ma sono raffinati da minerali, come appunto nelle superleghe dei razzi. Alcune particelle, inoltre, contengono rame, alluminio e litio in quantità nettamente più elevate rispetto a quelle rilevate nei meteoriti, che fanno parte della cosiddetta polvere spaziale. "La combinazione di alluminio e rame, oltre a niobio e afnio, utilizzata in leghe resistenti al calore e ad alte prestazioni, ci ha indirizzato verso l'industria aerospaziale."
In totale, il team è riuscito a identificare più di venti elementi diversi nelle particelle associabili al rientro di satelliti e razzi, compresi ferro, piombo, argento, titanio, zinco e magnesio. Questo è stato possibile grazie a PALMS, acronimo di Particle Analysis by Laser Spectrometry, uno strumento in grado di assimilare ed esaminare chimicamente ogni particella presente nell'aria mentre l'aereo è in movimento. Una volta entrata, la particella di aerosol viene analizzata da due raggi laser, che ne rivelano dimensione e velocità. A questo punto, un terzo potente laser procede a vaporizzarla ei residui finiscono in due spettrometri di massa, in grado di identificare con precisione il "DNA" di ogni particella.
La maggiore preoccupazione è ora quella di comprendere come questi detriti possano impattare sull'aumento futuro del traffico spaziale. Un'ipotesi è quella di disseminare la stratosfera con milioni di tonnellate di aerosol di zolfo, così da rallentare il riscaldamento globale riflettendo la luce solare nello spazio. Se attualmente circa il 10% delle particelle stratosferiche contengono metalli di razzi e satelliti, questa percentuale potrebbe salire al 50% nel prossimo futuro. "Ci sarà molto lavoro da fare per comprendere le implicazioni di questi nuovi metalli nella stratosfera” ha dichiarato Murphy.
Inquinamento della stratosfera per colpa dei razzi: le conseguenze sono sconosciute
Martin Ross di The Aerospace Corporation e coautore dello studio, ha affermato che “Al 10%, l’attuale frazione di aerosol stratosferico con nuclei metallici non è grande, ma negli ultimi cinque anni sono stati lanciati oltre 5.000 satelliti. La maggior parte di essi ritornerà nei prossimi cinque, e dobbiamo sapere come ciò potrebbe influenzare ulteriormente gli aerosol stratosferici." Razzi e satelliti sono infatti stati progettati per essere lanciati nello spazio e finire fuori orbita al termine della missione. Nella fase di ritorno, i materiali bruciano nell'atmosfera superiore per non schiantarsi sulla Terra, ma le conseguenze del rilascio di vapori metallici in questo strato. “Si prevede che la quantità di alluminio nelle particelle di acido solforico stratosferico diventi paragonabile o addirittura superi la quantità di ferro meteorico, con conseguenze sconosciute per le inclusioni e la nucleazione del ghiaccio”. Ciò significa che i detriti dei veicoli spaziali a fine vite potrebbero influenzare il modo in cui l'acqua si congela diventando ghiaccio nella stratosfera, modificando potenzialmente le dimensioni delle particelle di aerosol.
"L'industria spaziale è entrata in un'era di rapida crescita. Con decine di migliaia di piccoli satelliti pianificati per l'orbita terrestre bassa, quell'aumento di massa sarà suddiviso in molti più eventi di rientro" hanno dichiarato i ricercatori. Dunque, la spazzatura spaziale progettata per lo smaltimento è in realtà inquinante per lo strato superiore della Terra e questo fenomeno richiede ulteriori ricerche per comprenderne gli effetti a lungo termine. Di certo, le esplorazioni spaziali sono destinate ad aumentare, ma quanto ci costerà andare alla scoperta dell'universo?
