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Cryoconite

Una materia affine ai raggi cosmici 14.08.2020

Il vento trasporta particelle di polvere, microrganismi, polline, granelli di sabbia, tutti questi elementi si identificano generalmente come particolato che si diffonde in atmosfera sotto forma di aerosol. Il particolato si deposita ovunque, ma quando si deposita su neve o ghiaccio prende il nome di cryoconite (o crioconite). La presenza di elementi a base di carbonio come la fuliggine rende questo composto scuro, tanto da essere facilmente visibile sulla superficie dei ghiacciai. Se il deposito di questa sostanza si accumula in abbondanza, il suo colore scuro tende a trattenere l'energia solare e a scaldarsi a sufficienza da fare sciogliere il ghiaccio sottostante, tendenzialmente il materiale si concentra a macchie e così si producono quelli che vengono detti fori crioconitici e il materiale poi precipita sul bedrock, ovvero il fondo del ghiacciaio.


Fronte del ghiacciaio del Lys, il ghiaccio è "sporco" di cryoconite.


Esempio di foro crioconitico.

Cryoconite e astrobiologia

Recentemente la cryoconite ha interessato gli scienziati per diversi motivi. I microrganismi che si trovano al suo interno sono tra i più resistenti in natura come i tardigradi e i rotifera, i primi famosi per il loro paffuto aspetto, possono sopportare temperature estreme, radiazioni elevate di diverso tipo (ionizzanti e UV) e pressioni altissime. Entrambi i gruppi hanno la capacità di entrare in criptobiosi, una specie di "ibernazione" in cui i processi metabolici si arrestano a fronte di problemi ambientali, come la mancanza di acqua, per poi riprendere a vivere quando le condizioni ambientali tornano favorevoli. Dal punto di vista astrobiologico la cryoconite fornisce un campo di studio dove valutare la possibilità di trovare queste forme di vita anche su altri pianeti del sistema solare o lune che possiedano una criosfera, come Europa, il satellite di Giove.


Depositi di cryoconite - ghiacciaio di Indren.


Prelievo di campioni superficiali di cryoconite.

Cryoconite e isotopi radioattivi

Come detto, la cryoconite non contiene solo forme biologiche ma anche minerali, compresi isotopi cosmogenici e radioattivi. I raggi cosmici in atmosfera producono diversi isotopi stabili e instabili come il carbonio-14 e il berillio-10. Questi si legano con gli aerosol in atmosfera e precipitano sia al suolo che sui ghiacciai legati alla cryoconite. Allo stesso modo altri isotopi radioattivi, questa volta antropogenici subiscono lo stesso destino. I ghiacciai che si sciolgono per il cambiamento climatico riversano la cryoconite nei fiumi, i ricercatori stanno osservando che la quantità di cesio-137, americio-241 e bismuto-207 - elementi radioattivi prodotti dai disastri nucleari o dai test atomici - è molto alta nei campioni di cryoconite analizzata. Quindi tutto quello che finora era intrappolato nel ghiaccio si riverserà nell'ambiente. Gli istituti coinvolti in questa ricerca sono: il Plymouth Marine Laboratory e l'Università di Sheffield (Regno Unito); L'Istituto di fisica nucleare PAS, AGH e l'Università della scienza e tecnologia in Polonia; L'Università Milano-Bicocca in Italia; l'Università del Northern British Columbia in Canada.


Prelievo di campioni superficiali di cryoconite e misure sui raggi cosmici.


Campione di crioconite vista al microscopio, ci sono evidenti tracce biologiche, minerali (punti scuri), crostacei e spore dell'alga rossa Chlamydomonas nivalis che a volte può letteralmente colorare di rosso la neve.

Cryoconite e micrometeoriti

I sedimenti crioconitici depositati sul badrock, oltre a microrganismi sono costituiti da bozzoli di siderobatteri filamentosi con dimensioni fino a circa 1 mm, in cui sono incapsulati grani di minerali, un gruppo di scienziati dedito alla ricerca di micro meteoriti in Antartide e Groenlandia, ha combattuto non poco per disgregare i fitti filamenti in laboratorio, al fine di estrarre sufficiente sabbia glaciale con dimensioni maggiori di 100 μm. In una quantità di circa 120 grammi di sabbia estratta da 20 kg di cryoconite, hanno recuperato circa 750 sferule cosmiche e 250 micrometeoriti non completamente fuse, queste micrometeoriti provengono prevalentemente dalle condriti idrocarboniose.


Esempio di micrometeoriti sferiche (repertorio AP)

Cryoconite e raggi cosmici

In sostanza si può notare come la crioconite rispecchia la natura multidisciplinare dei raggi cosmici, per noi salire in alta quota è sempre un'opportunità per misurare il flusso dei raggi cosmici al variare dell'altitudine e come di consueto un piccolo strumento ha permesso facilmente e semplicemente di visualizzare tale relazione.


Un punto di misura sul Col d'Olen nei pressi dell'istituto Angelo Mosso (sullo sfondo) a 2900 m di quota.


Andamento dei raggi cosmici al variare della quota raggiunta.

Fonti:
https://www.unimib.it/node/9480
https://www.plymouth.ac.uk/news/nuclear-disasters-could-leave-a-lasting-legacy-of-contaminants-in-glaciers
https://tc.copernicus.org/articles/14/657/2020/tc-14-657-2020.pdf
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F3-540-34335-0_5.pdf


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Raggi cosmici e Fulmini

Conferenza di Marco Arcani, a cura del Gruppo Astronomico Tradatese

Quando un divulgatore o uno scienziato deve descrivere i raggi cosmici, non ha molto spazio per interpretazioni, essi sono formati da particelle subatomiche accelerate quasi alla velocità della luce che provengono dal cosmo e piombano come proiettili in atmosfera. Eppure basta cambiare punto di vista per scoprire molte analogie con un fenomeno molto più familiare quali sono i fulmini. Particelle elettricamente cariche che si spostano in un mezzo, questa è la descrizione della corrente elettrica che vale tanto per i fulmini, quanto per i raggi cosmici. Le particelle cosmiche sono infatti per il 99% nuclei di atomi privati dei loro elettroni, ovvero ioni positivi che fluiscono nello spazio. Questi due fenomeni sono intrecciati sia dal punto di vista fisico, sia dal punto di vista della ricerca scientifica. Entrambi hanno a che fare col plasma, uno stato della materia a cui non siamo molto abituati, ma che in realtà è lo stato in cui si trova quasi il 99,9% della materia che compone l’universo. Allo stesso tempo tutti i fenomeni elettrici in atmosfera condividono coi raggi cosmici uno dei misteri più grandi che è la loro formazione. I progressi tecnologici stanno facendo scoprire nuovi aspetti, ma la loro origine e formazione rimane ancora lontano dalla nostra comprensione. L’essere umano è una macchina bioelettrica che conserva un retaggio di potenti scariche elettriche in un’atmosfera terrestre primitiva. Le scintille elettriche sono e sono state sicuramente un ingrediente per la formazione della vita, forse insieme a intense piogge di raggi cosmici su una Terra primordiale, ma questo è il mistero più grande della Natura e il suo segreto potrebbe essere ben custodito da Raggi Cosmici e Fulmini.

Rinviata a lunedì 3 maggio a causa di problemi tecnici sempre sul canale Youtube del GAT: nuovo indirizzo della diretta:https://youtu.be/fWhbTVfMwT0

26.04.2021 ore 21 sul canale Youtube del GAT:



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Capire l'evoluzione dei raggi cosmici nel sistema solare 08.05.2021

Per tentare di individuare pianeti abitati da forme di vita in altri sistemi stellari, bisogna prima capire come i raggi cosmici si sono evoluti nel corso della storia del nostro sistema solare. La possibilità di un pianeta extrasolare abitabile viene indagata analizzando la composizione chimica delle atmosfere. I raggi cosmici però modificano la chimica atmosferica, quindi prevedere come questo avviene nel corso di miliardi di anni, permetterebbe di valutare l'impatto dei raggi cosmici nelle atmosfere e stabilire se e quanto ciò sia favorevole o meno a rendere un giovane pianeta adatto a ospitare la vita.

Fonte: EOS


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26.09.2013 - Un viaggio scientifico tra i raggi cosmici raccontato attraverso la storia, le invenzioni i rivelatori e gli osservatori; senza trascurare gli effetti che essi producono coinvolgendo numerose discipline scientifiche tra cui astrofisica, geofisica e paleontologia.

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