Intorno alla Terra c'è una fantastica atmosfera

In questo momento state inalando un po’ dell’aria che emise Giulio Cesare mormorando (forse) «Tu quoque Brute, fili mi». Ma anche un po’ di quella emessa dall’ultimo tirannosauro, da Gesù e dal vostro bisnonno, così come da ogni altro essere vivente del passato. È il bizzarro incipit scelto dal giornalista scientifico americano Sam Kean (Il pollice del violinista, Adelphi) per il suo nuovo saggio Caesar’s Last Breath (L’ultimo respiro di Cesare, Little, Brown & C, pp. 384, euro 19,09).Spiegazione: le molecole emesse con ogni respiro sono circa 25 mila miliardi di miliardi. Se immaginiamo che si siano diffuse intorno al globo è ragionevole pensare che almeno una finisca per trovarsi alla portata di ogni naso. «Dopo essermi occupato di elementi chimici, genetica e neuroscienze» ci dice il 38enne collaboratore del New York Times e New Scientist «volevo un nuovo soggetto, vasto e pieno di sorprese». Ha scelto il trasparente oceano di gas che circonda il nostro Pianeta. «Per millenni si è pensato che l’aria fosse un unico elemento. Furono i chimici del Settecento a scoprire che è una miscela di gas fatta al 78 per cento di azoto e al 21 per cento di ossigeno. Il resto sono gas in traccia».  

L’atmosfera è spessa un centinaio di chilometri, ma tre quarti della sua massa sono concentrati nei primi venti, ed è lì che avvengono quasi tutte le cose importanti per noi: meteo, vita, respirazione, volo. Comparata al diametro terrestre, l’aria è come la buccia per una mela, ma è questa buccia che ci fa sopravvivere, e non solo perché ci fornisce ossigeno: i gas serra, come il vapore e la CO₂, garantiscono alla Terra una temperatura di 33°C più alta rispetto a quella che avrebbe altrimenti; la pressione dell’aria mantiene l’acqua liquida e l’ozono, presente a 15-35 chilometri di altezza, ci ripara dai letali raggi solari Uv.

L’importanza dell’ossigeno fu scoperta solo alla fine del XVIII secolo. «Lo isolò il chimico e sacerdote inglese Joseph Priestley, seguace della teoria secondo cui la combustione rilasciava in aria il misterioso “flogisto”. Visto che l’ossigeno alimentava la fiamma, Priestley immaginò che attivasse la combustione perché era “aria deflogistizzata” che tendeva a riprendere il suo flogisto. Nel 1774 ne parlò con il chimico francese Antoine-Laurent de Lavoisier. Questi si appropriò della scoperta, ribattezzò ossigeno il nuovo gas e lo usò per dimostrare l’inesistenza del flogisto». Tutto ciò fece comprensibilmente infuriare Priestley che, contro il nobile Lavoisier, si buttò per così dire a sinistra, diventando un sostenitore sfegatato della Rivoluzione francese. «Alla fine però la Rivoluzione rovinò entrambi: Priestley perse casa e laboratorio, distrutti da una folla di controrivoluzionari inglesi che volevano linciarlo. Lavoisier, esattore delle tasse del re, ci rimise addirittura la testa».

Anche l’azoto è legato a una figura controversa: il tedesco Fritz Haber, colui che «trasformò l’aria in pane». «L’azoto è un gas indispensabile alla vita: niente azoto e niente proteine o Dna. Solo pochi batteri riescono però ad assorbire dall’aria questo gas e a trasformarlo in forme utilizzabili nelle cellule. Senza di loro il suolo sarebbe quasi sterile. Haber, agli inizi del ‘900, elaborò un sistema per produrre fertilizzanti azotati a volontà: due persone su cinque di quelle vive oggi, non esisterebbero senza di loro». Poi però, durante la prima guerra mondiale, lo scienziato promosse l’uso del cloro come arma, che uccise in modo orrendo decine di migliaia di soldati. «Per evitare di essere processato come criminale di guerra fuggì in Svizzera e, dopo aver ricevuto il Nobel nel 1919, cercò di emendarsi inventando nuovi insetticidi. Ma, orribile ironia della sorte, dalle ricerche dell’ebreo Haber derivò il tossico Zyclon B, il gas tossico usato nelle camere a gas naziste».

Tante altre furono le invenzioni derivate dallo studio della fisica e della chimica dei gas: dagli anestetici per le operazioni chirurgiche alla prima illuminazione artificiale grazie ai gas estratti dal carbone. Senza dire che proprio lo studio dei gas permise all’uomo di realizzare il suo sogno di volare. «Ai fratelli Montgolfier, titolari di una cartiera, l’idea venne quando uno di loro vide le mutande della moglie salire in aria nel fumo prodotto dal fuoco su cui erano state messe ad asciugare. Nel giugno 1783 i fratelli costruirono il primo grande pallone di carta ad aria calda, con animali come passeggeri. Il re Luigi XVI istituì allora un premio per il primo che avesse fatto volare un uomo. Nella gara entrarono i fratelli Roberts, che avevano realizzato il primo pallone pieno di idrogeno. I Roberts, scienziati, sembravano avvantaggiati: avevano capito che a far volare le mongolfiere era l’aria calda, meno densa di quella fredda, mentre i Montgolfier pensavano fosse il fumo, e gonfiavano i loro palloni con falò pestilenziali di scarpe e pellicce vecchie. Per sfortuna dei Roberts, però, l’idrogeno si rivelò un gas difficile da gestire, e il loro lavoro andò a rilento. Così il 21 novembre 1783 il fisico Jean-François Pilâtre de Rozier e il marchese d’Arlandes furono i primi a volare, per nove chilometri, su una mongolfiera. Il volo su palloni divenne una moda, ma l’età dell’innocenza finì presto: nel 1785 lo stesso Rozier morì mentre tentava di attraversare la Manica in mongolfiera. Il primo volatore umano fu anche la prima vittima del volo».

Purtroppo insieme all’uso industriale dell’aria arrivò il suo abuso. L’inquinamento chimico e il cambiamento climatico sono i due misfatti sull’atmosfera più noti, ma Kean ne ricorda uno ancora più eclatante. «Fra gli anni 40 e i 60 Usa e Urss fecero esplodere in aria centinaia di bombe nucleari. Per rassicurare la gente furono diffuse notizie bizzarre, come quella del “maiale 311” trovato a nuotare nel Pacifico in perfetta salute dopo un’esplosione atomica nell’atollo di Bikini. Smettemmo di illuderci quando si scoprì che i denti dei piccoli americani stavano diventando radioattivi: le mucche del Midwest mangiavano foraggio su cui era ricaduto lo stronzio 90 dei test nucleari. Questo passava nel latte e poi si fissava nei denti e nello scheletro dei bambini. La prospettiva di avere figli radioattivi convinse anche i politici più oltranzisti e, nel ‘63, Usa e Urss bandirono le esplosioni nucleari in aria».

Ora che sappiamo molto sull’atmosfera cominciamo addirittura a pensare di poter rendere l’aria di altri pianeti simile alla nostra. «Però l’unico tentativo di creare un’atmosfera artificiale dove far vivere a lungo delle persone è fallito: nel ‘91 otto scienziati si chiusero in una grande cupola sigillata chiamata Biosphere 2, con piante e animali. Ma ossigeno e CO2 fluttuarono in modo così incontrollato che dopo due anni l’esperimento fu chiuso» conclude Kean. In attesa di riuscire a cambiare aria, meglio tenerci stretta quella che abbiamo.

(28 luglio 2017)