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May 19, 2023

Uno scudo termico per il ghiaccio più importante della Terra

By Rachel Riederer On a clear morning in late March, in rural Lake Elmo,

Di Rachel Riederer

In una mattinata limpida di fine marzo, nelle zone rurali del lago Elmo, nel Minnesota, ho seguito due scienziati dei materiali, Tony Manzara e Doug Johnson, mentre scendevano da una collina invernale dietro la casa di Manzara. La temperatura era sui trenta gradi; trenta centimetri di neve coprivano il terreno e scintillavano in modo quasi insopportabile alla luce del sole. Entrambi gli uomini indossavano occhiali da sole scuri. "Non hai bisogno di un parka", mi ha detto Johnson. "Ma ti servono gli occhiali da sole: cecità da neve, sai?" Ai piedi della collina, dopo aver superato alcune tracce di tacchini, raggiungemmo uno stagno rotondo e ghiacciato, largo circa trenta metri. Manzara, un uomo socievole con le sopracciglia folte, e Johnson, un robusto sciatore di fondo con una voce tranquilla, salirono con sicurezza sul ghiaccio.

Manzara e Johnson volevano che io vedessi il luogo dove, in una serie di esperimenti, avevano dimostrato che era possibile rallentare il disgelo annuale dello stagno. A partire dall’inverno del 2012, lavorando con un collega di nome Leslie Field, avevano coperto parte del ghiaccio con microsfere di vetro, o minuscole bolle cave. Nel corso di diversi inverni, hanno dimostrato che il ghiaccio rivestito si scioglieva molto più lentamente del ghiaccio nudo. Una serie di strumenti scientifici ne spiega il motivo: le sfere aumentano l'albedo del ghiaccio, ovvero la porzione di luce solare che il ghiaccio riflette verso il cielo. (Le superfici luminose tendono a riflettere la luce; approfittiamo dell'albedo, che in latino significa "bianco", quando indossiamo abiti bianchi in estate.)

In riva allo stagno, Manzara e Johnson iniziarono a ricordare. Inizialmente, avevano applicato bolle di vetro su alcune sezioni quadrate dello stagno ghiacciato, aspettandosi che il ghiaccio più brillante durasse più a lungo. Ma hanno scoperto che, sotto la superficie ghiacciata dello stagno, l’acqua circolava ancora, cancellando qualsiasi differenza di temperatura tra le sezioni di test e di controllo. Negli anni successivi, affondarono muri di teli di plastica sotto la superficie dello stagno e il ghiaccio ricoperto iniziò a durare più a lungo. Inizialmente, Johnson misurò manualmente lo spessore del ghiaccio indossando una muta e racchette da neve, legandosi una corda intorno alla vita e camminando sulla superficie ghiacciata con un trapano e un metro; si è sentito sollevato quando hanno invece capito come effettuare le misurazioni del sonar. Manzara diresse il mio sguardo su due alberi sulle sponde opposte. "Qui è dove abbiamo installato l'albedometro volante", ha detto. Un albedometro misura la radiazione riflessa; i loro "volavano" sul lago tramite una corda tesa tra due carrucole. A questo punto, stavo fissando il ghiaccio e la neve da quasi un'ora e la mia vista ha iniziato a diventare viola-rosa. Sbattei le palpebre forte mentre ci dirigevamo all'interno.

Manzara, Johnson e Field vogliono dimostrare che un sottile rivestimento di materiali riflettenti, nei punti giusti, potrebbe aiutare a salvare alcuni dei ghiacci più importanti del mondo. Gli scienziati del clima riferiscono che il ghiaccio polare si sta restringendo, assottigliando e indebolendo anno dopo anno. I modelli prevedono che l’Oceano Artico potrebbe essere libero dai ghiacci in estate entro il 2035. Lo scioglimento dei ghiacci non sarebbe solo una vittima del cambiamento climatico, ma provocherebbe un ulteriore riscaldamento. La fisica sembra quasi sinistra: rispetto al ghiaccio brillante, che funge da rivestimento fresco che isola l’oceano dalle radiazioni solari, un oceano scuro e privo di ghiaccio assorbirebbe molto più calore. Tutto questo accade sotto il sole ventiquattr'ore dell'estate artica. Ma la fragilità dell’Artico colpisce in entrambe le direzioni: per quanto la regione abbia bisogno di aiuto, i suoi ecosistemi sono abbastanza sensibili da far sì che interventi su larga scala possano avere conseguenze indesiderate.

Quel pomeriggio, Field è arrivata a casa di Manzara dalla California, dove gestisce un'azienda di consulenza microtecnologica e tiene un corso a Stanford su cambiamento climatico, ingegneria e imprenditorialità. Come una vecchia amica, entrò e gridò ciao. La Field ha lasciato che i suoi capelli lunghi fino alle spalle diventassero completamente argentati, "in solidarietà con l'Artico", ha scherzato; quando ci siamo seduti insieme, era ovvio che tutti e tre gli scienziati apprezzavano le sfide ingegneristiche, dall'applicazione delle bolle di vetro (scuoterle fuori da contenitori giganti? spruzzarle da una pentola a pressione?) alla misurazione dei loro effetti. Sono un gruppo creativo. Sia Johnson che Manzara erano scienziati senior presso 3M: Johnson, un fisico, ha lavorato su materiali avanzati come un cavo di trasmissione ad alta capacità, per stabilizzare le reti elettriche; Manzara, un chimico organico, si concentrò sui materiali energetici, producendo ingredienti per razzi e propellenti per razzi. Field detiene più di sessanta brevetti; Johnson intorno ai vent'anni; Manzara verso le dodici.