La scienza può essere complessa e controintuitiva, ma l’alternativa è una rassicurante bugia
di Valerio Rossi Albertini
Non aveva ancora compiuto 20 anni e poteva già vantare di essere una dei parolieri del cantante più in voga del tempo, Domenico Modugno. Il grande Mimmo, prima di intonare una delle melodie che lo resero celebre, spiega in un recitativo che la "Lontananza è come il vento". Perché mai? Perché la lontananza, al pari del vento, spegne i piccoli fuochi ma fa divampare i grandi incendi. Una metafora che tutti riconosciamo per vera. Però, se ci riflettiamo, come è possibile che la stessa causa – il vento –, sullo stesso processo fisico, – il fuoco – possa avere due effetti antitetici?
Eppure dobbiamo riconoscere che è proprio così. Se soffiate su un fiammifero, lo spegnete; se invece soffiate sulla fiamma azzurrina e sonnolenta che aleggia sulla brace di un camino, la ravvivate. Quindi è proprio vero, ma non tutti troveranno immediatamente la spiegazione (che comunque vi darò io alla fine, come fosse la Settimana Enigmistica!).
Per ora non mi interessa tanto la spiegazione di questo particolare fenomeno, quanto ragionare con voi sul fatto che il rapporto tra causa ed effetto non è sempre immediatamente comprensibile. Tanto più se il sistema che si sta osservando è caotico. In fisica un sistema caotico non significa genericamente che al suo interno regna la confusione, quanto che il suo stato, la sua condizione, dipende da tante variabili che è difficile conoscere e tenere simultaneamente sotto controllo. E basta che alcune di queste variabili, al limite una soltanto, non siano considerate nel modo corretto perché le previsioni sull'evoluzione del sistema si rivelino completamente sbagliate.
L'esempio classico di comportamento di un sistema caotico è quello che va sotto il nome di "effetto farfalla", di cui avrete probabilmente sentito parlare. È il paradosso per cui il battito d'ali di una farfalla in una parte del mondo può provocare sei mesi dopo un uragano dall'altra parte del mondo. In questo caso il sistema caotico è l'atmosfera. È per la natura caotica dell'atmosfera che le previsioni del tempo sono attendibili soltanto a breve distanza di tempo. Solitamente dopo due, massimo tre giorni, le previsioni diventano inattendibili. E non perché i meteorologi non siano degli scienziati competenti e qualificati, ma perché il sistema stesso diventa rapidamente indecifrabile.
I complottismi, i negazionismi, le teorie eterodosse sul clima, discendono dalla incapacità, o dalla volontà deliberata, di non tenere in considerazione la complessità. Il negazionista medio richiede che ad una certa causa segua un certo effetto, sempre e comunque, immancabilmente. E che questo effetto sia facilmente correlabile alla sua causa.
È arrivata un'ondata di gelo? Questa, dice il negazionista, è la dimostrazione che il riscaldamento climatico è una teoria destituita di fondamento. Se oggi ho freddo, significa che non può essere vero che fa più caldo. Questo atteggiamento soggettivo e miope ha fatto molti proseliti, forse perché è molto più rassicurante pensare in termini semplici ed elementari. I ragionamenti complessi richiedono impegno, concentrazione, studio, approfondimento. I ragionamenti superficiali, invece, richiedono solo di sapersi accontentare.
Nell'epico film di Sergio Leone "Per un pugno di dollari" al protagonista viene detto che «quando un uomo con una pistola incontra un uomo con un fucile, l'uomo con la pistola è un uomo morto». Qualcuno ha così parafrasato: «quando un uomo con un ragionamento incontra un uomo con uno slogan, l'uomo con ragionamento è un uomo morto». Ma la scienza non si occupa, allegoricamente, di chi sopravvive e di chi soccombe. La scienza segue le proprie regole, il metodo galileiano, e spesso deve scavare in profondità per riuscire a trovare la spiegazione di un fenomeno. E questa spiegazione può essere del tutto controintuitiva.
Facciamo degli esempi per capire perché lo scienziato col ragionamento, a dispetto delle aspirazioni semplicistiche di alcuni, è in grado di giustificare il fatto che perfino manifestazioni di freddo intenso, ben lungi dal contraddire la teoria del cambiamento climatico, sono invece un'ulteriore prova.
Il primo esempio riguarda la corrente del Golfo, che abbiamo studiato tutti sui manuali di scuola media. È quel flusso di acqua calda che partendo dal golfo del Messico, attraversa l'oceano Atlantico e arriva a lambire le coste della Gran Bretagna, della Scandinavia e dell'Islanda, mitigandone i rigori invernali. Supponiamo che, a causa del riscaldamento globale, nell'Oceano Atlantico si inneschino dei vortici simili a quelli che si osservano nella pentola dell'acqua calda per la pasta. Se la corrente del Golfo, nel suo cammino, si imbattesse in uno di questi vortici, potrebbe essere bloccata o deflessa in altre direzioni, non arrivando più nel nord Europa. Ecco che il riscaldamento globale produrrebbe in alcune zone, in questo caso nel nord Europa, il gelo.
Questo è un modello ipotetico. Veniamo a un caso reale. Sappiamo che il surriscaldamento riguarda tutte le aree geografiche, ma si avventa particolarmente sulle zone più fredde, in particolare i circoli polari. È stata coniata a questo proposito una locuzione, "stratwarming", che sta per "riscaldamento della stratosfera". In pratica, è la formazione di enormi bolle di aria calda in alta quota. A causa dello stratwarming si sono registrate in prossimità del Polo Nord anomalie termiche di oltre 20 gradi sopra la media stagionale. Chi conosce la fisica dell'atmosfera sa che, a causa della rotazione terrestre, intorno al Polo Nord girano delle correnti gelide solitamente confinate sopra il circolo polare. Tali correnti però possono essere violentemente perturbate dall’interferenza con la bolla di stratwarming e frange di queste correnti possono essere sospinte fuori del circolo polare, scendendo fino alle nostre latitudini. Molte delle ondate di gelo che si sono registrate in Europa negli ultimi anni sono state prodotte da questo meccanismo. Ancora una volta il caldo eccessivo ha prodotto il gelo.
Voglio farvi ancora un altro esempio. Le grandinate eccezionali che si sono verificate durante le estati scorse, con chicchi di dimensioni anomale, grandi perfino come pesche. I negazionisti-complottisti si sono precipitati a proclamare che i soliti professoroni non avrebbero potuto negare l'evidenza che, se cade tanto ghiaccio dal cielo, significa che fa più freddo. Il sillogismo è: tutti sanno che il ghiaccio è freddo. Quindi, se c'è ghiaccio, significa che fa freddo. E, se c'è tanto ghiaccio, significa che fa tanto freddo...Ancora una volta l'associazione facile e ingenua è ingannevole.
Conoscendo la fisica, si può mostrare che, al contrario, affinché i chicchi di grandine possano raggiungere queste dimensioni eccezionali, non solo deve fare caldo, ma deve fare caldissimo!
Infatti il chicco di grandine si forma quando una corrente di aria ascendente, dovuta al riscaldamento del suolo, si solleva per “effetto mongolfiera” e spinge in alto i piccoli cristalli di ghiaccio presenti nelle nubi ad alta quota. Il piccolo cristallo di ghiaccio attraverserà quindi la nuvola dal basso verso l'alto, raccogliendo su di sé altre goccioline di acqua che, a contatto della superficie, ghiacceranno, ingrossando il cristallino e trasformandolo in un chicco di grandine.
A questo punto, in condizioni ordinarie, il chicco di grandine così creato cadrebbe a terra. Ma se la corrente ascendente è davvero molto forte, può opporsi alla caduta e continuare a respingere in alto il chicco che vorrebbe cadere, facendolo ripassare più e più volte all'interno della nuvola, replicando così il meccanismo di ingrossamento e aumentandone a dismisura la dimensione. Oltre un certo limite la spinta della corrente ascendente non basterà più a sostenere il peso del chicco di grandine, che quindi precipiterà a terra. Ma a quel punto il chicco può essere diventato grande come una ciliegia, un’albicocca, o addirittura come una pesca! Quindi, più è grande il chicco di grandine, maggiore deve essere stata la forza della corrente ascensionale e quindi più torrido doveva essere il suolo.
Ancora una volta, perché cadano grossi pezzi di ghiaccio dal cielo, non deve fare freddo, ma caldissimo! Perciò, diffidiamo sempre delle scorciatoie e delle soluzioni troppo semplici.
Prima di congedarmi, devo però onorare il mio debito. Il fuoco si spegne o si ravviva soffiandoci sopra, perché in realtà il soffio ha due effetti antagonisti sulla fiamma. Infatti, da una parte, il soffio abbassa la temperatura dell'oggetto che sta bruciando ma, d'altra parte, arreca nuovo ossigeno che alimenta la fiamma. Se il corpo che sta bruciando è piccolo come un fiammifero, prevale il primo effetto, quello di raffreddamento: La temperatura si abbassa sotto il punto di innesco del fuoco e il processo di combustione si interrompe.
Se invece il corpo che sta bruciando è massiccio, come ad esempio un ciocco nel camino, l'effetto di raffreddamento è trascurabile e prevale l’apporto di ossigeno, che attizza la fiamma. Ancora una volta, per interpretare correttamente i processi, bisogna studiare la scienza. Ah, quasi dimenticavo. Non vorrei lasciarvi con l'ultimo dubbio. Quella ragazza di non ancora venti anni è la mia meravigliosa amica Enrica Bonaccorti.
Valerio Rossi Albertini è laureato con lode in fisica atomica e molecolare, è stato il primo Dottore di Ricerca d'Italia in Scienza dei Materiali. È autore di 130 articoli su riviste scientifiche internazionali. Docente di Chimica Quantistica e di Divulgazione della Scienza all’Università La Sapienza di Roma In quest'ultimo ambito, ha collaborato nel corso degli ultimi 15 anni con decine di trasmissioni. Conduce due programmi di scienza e nuove tecnologie, Quasar su Rai2 e Gigawatt su La7. Ha ricevuto una decina di premi per l'attività di divulgatore scientifico. È autore del Ted Talk più visto in lingua italiana.
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