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.
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
Esplorare l'Interazione dei Raggi Cosmici con l'Acqua
Utilizzando un Rivelatore Old-Style e il Metodo di Rossi 30.08.2023
In un lavoro di mesi, anzi diciamo anni, abbiamo osservato e provato che i raggi cosmici anche nell'acqua si moltiplicano e creano sciami di elettroni e fotoni. Miliardi di queste perticelle colpiscono l’acqua in ogni istante. L'osservazione delle cascate elettromagnetiche nell'acqua ha implicazioni significative per l'astrobiologia. Questi tipi di esperimenti enfatizzano il potenziale ruolo delle radiazioni ionizzanti ad alta energia nell'origine e nell'evoluzione della vita sulla Terra e possibilmente su altri pianeti.
Pubblicato su: Particles 2023, 6(3), 801-818; https://doi.org/10.3390/particles6030051
Energia gamma proveniente dal Sole superiore alle previsioni
Gli scienziati hanno scoperto che il Sole emette raggi gamma con energie superiori a 1 teraelettronvolt (TeV), cioè cinque volte più energetici di quanto precedentemente ritenuto. Nel 2011, il Telescopio Spaziale Fermi per i Raggi Gamma della NASA aveva rilevato raggi gamma fino a 200 giga elettronvolt (GeV), ma l'Osservatorio Cherenkov ad Alta Quota (HAWC) ha rivelato raggi gamma ancora più energetici nell'intervallo di TeV, con alcuni che raggiungono quasi 10 TeV. Questa scoperta inaspettata evidenzia la nostra scarsa comprensione sulla produzione di raggi gamma da parte del Sole, e ulteriori ricerche indagheranno sui meccanismi con cui il Sole genera tali raggi gamma ad alta energia e sul possibile ruolo del suo campo magnetico...
Osservatorio High-Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC)
Fonte PRL
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Introduzione alle AstroParticelle |
Tardigradi sulla Luna
Una sonda schiantata sulla Luna ha probabilmente seminato migliaia di tardigradi sulla sua superficie...
Il libro AstroParticelle
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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