I deserti possono sembrare senza vita e inerti, ma sono molto vivi. Le dune di sabbia, in particolare, crescono e si muovono e, secondo un progetto di ricerca decennale, respirano anche aria umida
I risultati di una ricerca, pubblicati dal Journal of Geophysical Research-Earth Surface (1) mostrano per la prima volta come il vapore acqueo penetri nelle polveri e nei cereali e potrebbe avere applicazioni ad ampio raggio ben oltre il deserto: nella ricerca farmaceutica, nell'agricoltura e nella lavorazione degli alimenti, nonché nell'esplorazione planetaria.
Volendo misurare la materia con maggiore sensibilità, il dottor Michel Yves Louge, (2) autore principale e professore di ingegneria meccanica e aerospaziale alla Cornell University, ha sviluppato una nuova forma di strumentazione chiamata sonde capacitive, che utilizzano sensori multipli per registrare qualsiasi cosa, dalla concentrazione di solidi alla velocità al contenuto d'acqua, tutto con una risoluzione spaziale senza precedenti.
All'inizio degli anni 2000, Louge ha iniziato a collaborare con il dottor Ahmed Ould el-Moctar dell'Università di Nantes, in Francia, per utilizzare le sonde con lo scopo di studiare il contenuto di umidità nelle dune di sabbia per comprendere meglio il processo mediante il quale i terreni agricoli si trasformano in deserti, un interesse che è diventato sempre più urgente con l'aumento del cambiamento climatico globale.
La sonda alla fine ha rivelato quanto sia porosa la sabbia, con una piccola quantità di aria che filtra attraverso di essa. Ricerche precedenti suggerivano che questo tipo di infiltrazione esistesse nelle dune di sabbia, ma nessuno era stato in grado di dimostrarlo fino ad ora.
«Il vento scorre sulla duna e di conseguenza crea squilibri nella pressione locale, che costringe letteralmente l'aria a entrare nella sabbia e fuori dalla sabbia. Quindi, la sabbia respira, come respira un organismo», ha detto Louge.
Quella “respirazione” è ciò che consente ai microbi di persistere in profondità all'interno delle dune di sabbia iper-aride, nonostante l'alta temperatura. Per gran parte dell'ultimo decennio, Louge ha collaborato con il dottor Anthony Hay, (3) professore associato di microbiologia alla Cornell, per studiare come i microbi possono aiutare a stabilizzare le dune e impedire loro di invadere strade e infrastrutture.
Il professor Louge e il suo team hanno anche determinato che le superfici del deserto scambiano meno umidità con l'atmosfera e che l'evaporazione dell'acqua dai singoli granelli di sabbia si comporta come una lenta reazione chimica.
La maggior parte dei loro dati è stata raccolta nel 2011, ma al dottor Louge e ai suoi collaboratori c'è voluto ancora un altro decennio per dare un senso ad alcuni dei risultati, come l'identificazione di disturbi a livello di superficie che costringono onde di umidità evanescenti o non lineari a propagarsi verso il basso attraverso le dune molto rapidamente.
I ricercatori prevedono che la loro sonda avrà una serie di applicazioni: dallo studio del modo in cui i suoli assorbono o drenano l'acqua in agricoltura, alla calibrazione delle osservazioni satellitari sui deserti, all'esplorazione di ambienti extraterrestri che possono contenere tracce di acqua. Non sarebbe la prima volta che la ricerca di Louge si fa strada nello spazio. (4)
Ma forse l'applicazione più immediata è il rilevamento della contaminazione da umidità nei prodotti farmaceutici. Dal 2018, Louge collabora con Merck per utilizzare le sonde nella produzione continua, (5) che è considerata un sistema più veloce, più efficiente e meno costoso rispetto alla produzione in batch.
Riferimenti:
(3) Anthony Hay
(4) Astronaut conducts Cornell experiment on space station
Descrizione foto: Ricercatori che sondano le dune di sabbia. - Credit: Cornell University.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Deserts ‘breathe’ water vapor, study shows