giovedì 20 febbraio 2014

Ma dove sono le nevi di un tempo?

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Messaggi da cristalli e fiocchi di neve: ma dove sono le nevi di un tempo?

lunedì, 23 dicembre 2013

Articolo di NoGeoingegneria

Molti avranno sentito dire che non esistono in natura due fiocchi di neve identici, come non esistono due persone uguali. Ma è vero? Simbolo di unicità irripetibilità e singolarità, i fiocchi di neve sono davvero unici, come lo sono tutti gli esseri viventi, esseri umani compresi. Siamo come i cristalli di ghiaccio che formano i fiocchi di neve, apparentemente uguali ma solo se visti da lontano.
La neve è fatta di acqua che è formata da un atomo di ossigeno e due di idrogeno. Questa è la base. La fisica ci dice che due atomi di acqua sono esattamente uguali, ma non è così. In un singolo fiocco di neve ci sono 1.000.000.000.000.000 molecole disposte in infinite possibili combinazioni che formano disegni sempre diversi. Ma c’è anche un altro aspetto a rendere i fiocchi unici. Durante la loro breve vita ogni fiocco cresce e si sviluppa incontrando condizioni di pressione, umidità e temperatura e nuclei di condensazione diversi dai cristalli vicini e la loro storia, così come il loro sviluppo e crescita, non sarà mai uguale ad un altro.
Nella discesa dal cielo ogni fiocco farà percorsi in condizioni differenti per atterrare come autentico capolavoro!
Lo garantisce la matematica e Kenneth G. Libbrecht, professore di fisica del Caltech e forse la maggiore autorità in questo campo.
La magia dei fiocchi di neve è descritta molto bene in questo breve Video.
La curiosità verso l’affascinante mondo dei fiocchi di neve non è nuova.
Già nel 1681 il matematico toscano Donato Rossetti, a servizio della corte dei Savoia, fece accurate osservazioni al microscopio sulla forma dei cristalli di neve, pubblicandole nel volume La figura della neve (Torino 1861).

Un’altra eccezionale testimonianza che dimostra l’unicità dei cristalli di neve sono le migliaia di fotografie scattate dall’americano Wilson Bentley (1865-1931).
Wilson “Snowflake” Bentley nel 1925 scrisse: “Sotto il microscopio ho scoperto che i fiocchi di neve sono miracoli di bellezza ed è un peccato che questa bellezza non debba essere vista e apprezzata da altri. Ogni cristallo è un capolavoro di design e nessun motivo è mai stato ripetuto. Quando un fiocco di neve si scioglie, il suo disegno è perduto per sempre”.
Il fatto che tanta bellezza sparisca senza lasciare alcun ricordo dietro di sé lo spinse a trovare un rimedio e così “Snowflake” Bentley si mise a Fotografare i fiocchi di neve.

Cristalli e fiocchi di neve

Di fianco: alcuni tipi di cristalli di neve.
I singoli cristalli di neve possono assumere una varietà di forme squisite, ma si vedono raramente dato che i fiocchi di neve che raggiungono il suolo sono di solito agglomerati di cristalli in frammenti.
La forma più comune di precipitazione gelata è il fiocco di neve, una struttura composita formata da molti minuti cristalli esagonali congelati insieme. Alcuni cristalli sono come stelle piumate, altri hanno una struttura più simile a una piastra e non ne esistono due uguali.
Wilson Bentley (1865-1931), un agricoltore del Vermont (USA), era affascinato dai cristalli di neve e ne condusse lo studio per tutta la vita. Egli scattò fotografie a più di 5000 fiocchi di neve, usando un microscopio, e pubblicò una raccolta di 2500 strutture. Egli era un ricercatore attento e perspicace: durante i mesi estivi misurava le dimensioni delle gocce di pioggia e nel 1904 ebbe l’idea che la pioggia potesse formarsi nell’una o nell’altra di due modalità, una delle quali sono i fiocchi di neve. Sebbene oggi la sua idea sia largamente accettata, Bentley fu ignorato dagli studiosi della sua epoca.
La combinazione di basse temperature e di precipitazioni può produrre una varietà di risultati. Una di questi è la neve tonda, che consiste di granuli bianchi e opachi di ghiaccio (diametro tra 2 e 5 mm) che cadono velocemente e rimbalzano in alto sul terreno. Questa idrometeora è una forma comune di precipitazione dai cumulonembi, che si sviluppano in correnti polari instabili durante l’inverno e la primavera, e si ha per collisione di cristalli di ghiaccio con goccioline d’acqua soprafuse.
Un’altra forma è nota come nevischio, granuli molto più piccoli della neve tonda, generalmente con diametro inferiore a 1 mm, di solito piatti e allungati; consistono di minuti aghi di ghiaccio o cristalli di neve che si sono ricoperti di ghiaccio opaco. Essi sono l’equivalente congelato della pioviggine e provengono di solito da sottili nubi del genere strato o da nebbia soprafusa.
A temperature molto basse, una parte delle goccioline d’acqua della nebbia pur congelare e, quindi, i cristalli di ghiaccio crescono a spese delle gocce rimanenti, che evaporano. Il risultato è una nebbia di cristalli di ghiaccio: un cirro al livello del suolo. A causa dell’assenza di goccioline d’acqua, pur mancare ogni somiglianza con la nebbia. I minuti cristalli di ghiaccio cadono molto lentamente, luccicando alla luce solare: perciò hanno il nome di polvere di diamante. Questi aghi di ghiaccio possono produrre altri fenomeni ottici, quali i pareli e le corone solari, e si hanno di solito in condizioni stabili, a temperature molto al di sotto dello zero; ma talvolta possono cadere da strati bassi, se la temperatura è inferiore a 40C.
Ancora, un’altra variazione sul tema sono i granuli di ghiaccio. A differenza della neve tonda, questi sono grumi di ghiaccio duro, trasparente, spesso di forma irregolare e con diametro fino a 5 mm. Essi sono in realtà` gocce di pioggia congelate, che si formano quando la pioggia originatasi da una massa d’aria calda cade attraverso un profondo strato a temperatura sotto zero.
Quando la pioggia, o la pioviggine, cade attraverso l’aria fredda, non necessariamente si congela, ma pur raggiungere il livello del suolo in forma di liquido soprafuso. Se lo stesso terreno h sotto zero, la pioggia si solidifica istantaneamente su tutto quel che tocca, ricoprendo strade, erba, alberi, automobili, cavi sospesi e ogni altra cosa, di uno strato di ghiaccio liscio e trasparente. Questo tipo di precipitazione (pioggia soprafusa) può produrre condizioni cosi pericolose sulle strade che ogni movimento all’aperto viene virtualmente a fermarsi.
Il ghiaccio prodotto dalla pioggia soprafusa viene chiamato vetrone. Questo termine comprende anche il ghiaccio, trasparente e invisibile, che si forma quando le strade bagnate si congelano di notte. Ciò si verifica più di frequente dopo un’ondata di freddo, quando aria calda e umida giunge al di sopra di una massa stagnante di aria molto fredda. Di solito il vetrone dura poche ore prima di disgelarsi nuovamente; talvolta, però, l’aria fredda persiste. Nel gennaio 1940, l’Inghilterra fu per tre giorni sotto una bufera di pioggia soprafusa durante i quali le strade si trasformarono in piste di pattinaggio, le porte si bloccarono e il peso del vetrone abbatti cavi telefonici, pali e alberi in tutta la nazione. I piccoli animali perirono a migliaia e si registrarono casi di uccelli uccisi in volo dalla pioggia sotto zero. Il solo caso che si ricordi di vetrone durato più di una settimana fu quello del Connecticut (USA), quando la pioggia soprafusa cadde nel dicembre 1969 e il ghiaccio rimase sugli alberi per sei settimane.
Chi lavora sulle navi da pesca è abituato alle burrasche e al mare in tempesta, ma se a questi si aggiungono temperature sotto zero e veloci ondate di spruzzi sorge un pericolo micidiale: il ghiacciamento delle sovrastrutture e delle manovre. Nel febbraio 1968, una flotta di pescherecci fu colta al largo dell’Islanda da venti di uragano e temperature di -11°C. Gli equipaggi lavorarono 24 ore su 24 per spezzare le spesse croste di ghiaccio che serravano tutte le parti delle navi esposte agli spruzzi, per impedire che le navi si appesantissero in alto. Durante tre settimane di questo tempo terribile, parecchie si capovolsero e affondarono, con perdita di quasi 60 vite umane. Numerose tecniche sono state tentate per alleviare gli effetti di queste vere e proprie bufere di ghiaccio, tra cui elementi riscaldati e cinture pneumatiche, che si espandono per rompere le croste di ghiaccio appena formate, ma il ghiacciamento delle strutture resta la minaccia più grave alla navigazione nelle acque polari.
Nell’Artide e nell’Antartide ci sono molti ghiacciai che raggiungono il mare. Qui essi ‘partoriscono’: grandi blocchi di ghiaccio si distaccano e vengono trasportati via dalla corrente formando gli iceberg, che costituiscono un serio pericolo per la navigazione, specie nella zona di Terranova (Canada). Quando la parte sommersa di un iceberg si scioglie, l’iceberg può diventare troppo pesante in alto e inclinarsi d’un tratto su un fianco per trovare un nuovo equilibrio, il che spiega perché è pericoloso per le navi trovarsi nelle vicinanze. Gli iceberg non segnalati hanno causato l’affondamento di molte navi, compreso quello della famosa nave di linea “inaffondabile” Titanic avvenuto nel 1912.
FONTE

Scoprire i fiocchi di neve

L’artista russo Alexey Kljatov sa bene che non esistono al mondo due fiocchi di neve gemelli e li ha fotografati da vicino per svelare l’eccezionalità di ogni minuscola “gemma” caduta dal cielo (Una bella pagina con foto).
Grazie al lavoro del fisico americano Kenneth G. Libbrecht del California Institute of Technology è possibile ammirare tantissime belle fotografie di cristalli di ghiaccio realizzate con uno speciale foto-microscopio. Qui è pubblicata un’ampia galleria di immagini, mentre il sito www.snowcrystals.com è interamente dedicato ai fiocchi di neve .
Se volete fotografare questo mondo minuscolo, trovate tutte le informazioni necessarie Qui. Altre pagine vi portano in un MUSEO, c’è una Guida e non possono mancare VIDEO E FILMATI. Chi vuole può studiare come creare fiocchi di neve.
L’uomo ha voluto impadronirsi anche di questo elemento della natura creando neve artificiale. La neve artificiale presenta caratteristiche fisiche molto diverse dalla neve naturale. Viene prodotta con processi che imitano quello naturale. Alcune sostanze possono catalizzare e facilitare la formazione di nuclei di congelamento, come ad esempio una proteina prodotta per fermentazione in ambiente controllato dal batterio Pseudomonas syringae.

Neve artificiale

La foto mostra neve artificiale. La struttura delle particelle gelate è compatta e sferica, tutt’altro che simmetrica. Non mostra la bellezza del cristallo di ghiaccio naturale, che si forma in condizioni molto complesse e con i dovuti tempi in atmosfera. Il composto di particelle sparato con forza meccanica ci appare a prima vista come la neve di sempre, ma la maggior densità e quindi pesantezza e le cristallizzazioni rozze rispetto a quelle fantastiche di un cristallo cresciuto armoniosamente ci fanno intuire il calo di qualità di vita di tutti i processi connessi all’innevamento artificiale.
L’esempio della neve e dei fiocchi che lo compongono illustra brillantemente cosa significano certi tentativi dell’uomo di sostituirsi alla creatività della natura. Il suo artefatto è condizionato da formule riduttive e scopi ben precisi, e le molteplici conseguenze mostrano la limitatezza e la dannosità delle sue operazioni. Non può essere diversamente, dove l’uomo non considera la complessità del sistema in cui interferisce con prepotenza.

Chi ha inventato la neve artificiale?

66 anni fa in Massachussetts cade la prima neve artificiale. A fare questa magia è Vicent Schaefer, che semina le nuvole con cristalli di ghiaccio secco.

Non ha resistito neanche il tempo di scendere dalle nuvole e toccare le colline sottostanti, ma era fredda e bianca come quella vera. Era la prima neve artificiale, caduta sui Monti Greylock in Massachussetts il 13 novembre 1946. A creare il prodigio era stato Vincent Schaefer: uno scienziato della General Electric che a bordo di un aeroplano aveva seminato le nuvole con alcuni cristalli di ghiaccio secco super raffreddato, riproducendo il naturale meccanismo di formazione della neve.

Tutto era cominciato 14 anni prima, nel 1932. Al tempo Schaefer era solo un naturalista autodidatta che era stato costretto a lasciare il liceo a metà per mantenere la sua famiglia.
Non aveva mai abbandonato la sua passione per la montagna e la neve, che nel tempo lo aveva portato a fondare una rivista, un corso di scienze naturali per adulti, un gruppo di appassionati scalatori. Grazie a queste attività la sua cerchia di conoscenze si era progressivamente allargata tanto da includere il neo Premio Nobel per la Chimica Irving Langmuir dei General Electric Research Labs. Colpito dalla conoscenza dei fenomeni naturali di Vincent, Langmuir lo convinse a unirsi al suo team e lo introdusse allo studio della chimica delle superfici. L’unione di queste due competenze diede un nuovo impulso agli studi di Langmuir sulla fisica delle nuvole.
Per i primi quattro anni Schaefer si concentrò sulla nebbia artificiale: la General Electric collaborava con l’esercito per trovare un sistema che nascondesse alla vista le navi da guerra. La corsa alla neve artificiale cominciò nel 1936, quando alcuni scienziati giapponesi annunciarono di aver prodotto i primi cristalli di neve in laboratorio. Il risultato scatenò la fantasia di Vincent che, incoraggiato dal suo mentore, cambiò il suo campo di ricerca. Ripagò la fiducia concessagli nel 1940, quando mise a punto un metodo per replicare individuali fiocchi di neve sintetici usando un piccolo rivestimento plastico.
L’ingresso degli States nella Seconda Guerra Mondiale lo costrinse però a concentrare di nuovo il suo lavoro su ghiaccio e nubi, allontanandosi dai fiocchi sintetici. Tuttavia fu proprio grazie a questo evento drammatico che riuscì a raggiungere il suo obiettivo. Un giorno d’estate del 1946, all’Osservatorio di Mount Washington in New Hampshire, mentre tentava di creare una nuvola artificiale in una scatola refrigerata, trovò infatti la strada giusta verso la neve artificiale.
Poiché riteneva troppo alta la temperatura nella camera perché il suo esperimento avesse successo, vi introdusse alcuni cubi di ghiaccio secco per abbassarla un poco. Creò poi una nuvola con il suo fiato. Subito cominciarono a formarsi migliaia di microscopici di cristalli di ghiaccio: Vincent Schaefer aveva casualmente riprodotto il meccanismo naturale di formazione della pioggia e dei fiocchi di neve. Dopo diversi tentativi in laboratorio, si convinse che raffreddando delle nubi con pellet di ghiaccio secco sarebbe stato possibile far nevicare; il suo tentativo del novembre 1946 gli diede ragione e fama.
Passato l’entusiasmo iniziale cominciarono a sorgere in seno all’opinione pubblica e alla comunità scientifica numerose perplessità in merito all’opportunità di interferire con il lavoro di Madre Natura. I possibili guadagni legati alla neve artificiale misero tuttavia presto a tacere ogni dubbio, e nel giro di tre anni quasi ogni stazione sciistica degli Stati Uniti cominciò a sperimentare la neve sintetica. Fu solo nel 1952 però che il primo cannone per neve artificiale, messo a punto da Wayne Pierce, Art Hunt e Dave Richey, entrò in funzione sulle Catskill Mountains nello stato di New York.
FONTE
La storia non finisce certo qui: sono molti i settori interessati a pioggia e neve artificiali e sempre più numerosi gli studi sull’impatto ambientale dell’innevamento programmato (a breve sarà pubblicato un approfondimento).
Concludiamo con la magia dei racconti dei cristalli di acqua di Masaru Emoto
Masaru Emoto è uno scrittore e scienziato giapponese. E’ conosciuto per aver messo a punto una tecnica che gli ha consentito di scoprire i segni e il linguaggio con cui l’acqua risponde agli stimoli esterni. Attraverso i suoi studi e la sua tecnica è possibile fotografare i cristalli ottenuti dal congelamento di campioni d’acqua.
Emoto ha dimostrato scientificamente come la cristallizzazione dell’acqua cambia a seconda delle informazioni che essa riceve, proprio come una persona. La prima serie di fotografie di Masaru Emoto proveniva da acqua presente in natura: acqua di fiumi, laghi, sorgenti e ghiacciai raccolta da lui stesso e da amici.
Nelle grandi città, dove l’acqua è fortemente carica di sostanze chimiche provenienti da detersivi, cosmetici, scarichi ed emissioni di sostanze tossiche di ogni tipo, l’acqua non forma dei bei cristalli, ma strutture amorfe che comunicano la mancanza di chiarezza e bellezza presenti invece nell’acqua in natura. L’acqua sembra veramente mostrare nella sua struttura la differenza fra acqua buona, non inquinata, ed acqua oppressa da sostanze chimiche e maltrattata dall’uomo.

La comunità scientifica non ha avvallato questi studi, reputandoli insufficienti e non scientifici, ma finanziamenti e interessi possono essere molto lontani dalla bellezza della “memoria dell’acqua” ipotizzata da Emoto.
L’acqua ha memoria e i fiocchi di neve lo dimostrano.
Forse l’insegnamento da trarre è che l’uomo sa essere riduttivo e distruttivo nel suo tentativo di copiare o addirittura migliorare la natura.

Questo VIDEO (in italiano) presenta il lavoro di Emoto.

Versione in inglese: Messages From Water Crystals In Motion