Sembra di prevedibile ordinaria divulgazione il libretto dello storico della scienza Marco Ciardi (Università di Firenze) e del chimico-scrittore Silvano Fuso intitolato “H2O. L’incredibile storia dell’acqua” (il Mulino, 125 pagine, 13 euro), e invece sorprende il lettore mettendolo di fronte a una sintetica storia critica della chimica che spiega le molte “anomalie” nascoste sotto la formula più semplice e conosciuta. Altrettanto sorprendente fin dal titolo paradossale è “Il mare non è fatto d’acqua” (il Saggiatore, 364 pagine 26 euro) di Adan Nicolson, tradotto magistralmente da Elisa Favarelli.
Il ritardo della chimica
Pagato l’inevitabile tributo ai filosofi greci e agli alchimisti, Ciardi e Fuso mostrano come la chimica abbia faticato a decollare verso un autentico statuto scientifico anche dopo Newton, che infatti rimase alchimista pur avendo fondato la fisica moderna. Ritenuta per duemila anni un “elemento”, solo alla fine del Settecento Priestley e Sheele riuscirono a isolare una “aria deflogisticata” che Lavoisier chiamò “ossigeno”. Lo stesso Lavoisier, la cui testa cadrà sotto la ghigliottina della rivoluzione francese, descrisse l’acqua come un composto di due elementi nelle proporzioni di 85 e 15 parti. Fu la pila di Alessandro Volta, nel 1801, a separare i componenti – ossigeno e idrogeno – e a precisarne le proporzioni, facendo comprendere che, fatto uguale a uno il peso dell’idrogeno, l’ossigeno pesa 16. Dieci anni dopo, Avogadro enunciava la legge secondo cui volumi uguali di gas, in identiche condizioni di temperatura e pressione, contengono lo stesso numero di particelle gassose, ma ci vorranno Berzelius, Cannizzaro e il congresso del 1860 a Karlsruhe per chiarirne meglio il significato.
Mito infondato
Incidentalmente, peraltro, Ciardi e Fuso liquidano il falso mito, sostenuto ancora nel 1956 dal premio Nobel Linus Pauling e fatto proprio dallo psicologo-scrittore Oliver Sacks, che attribuiva ad Avogadro la scoperta della struttura biatomica delle molecole dei gas e la formula H2O. Il primo a scrivere la formula dell’acqua in una maniera simile a quella moderna fu in realtà Berzelius nel 1814.
Molecola polare
Nella seconda metà dell’Ottocento matura il concetto di valenza chimica, la cui comprensione fu piena solo dopo che, nel 1897, J.J. Thomson scoprì gli elettroni, le particelle elementari con carica elettrica negativa. Ci vorranno poi ancora la meccanica quantistica e il concetto di “orbitale” per spiegare la struttura delle molecole, e in particolare la struttura dell’acqua, nella quale i due atomi di idrogeno formano un angolo di 104 gradi con il vertice nell’atomo di ossigeno, conferendole una debole polarità.
Perché il ghiaccio galleggia
È questa debole polarità a spiegare le singolarità dell’acqua: la dilatazione allo stato solido, che fa galleggiare il ghiaccio; il grande calore specifico (che è all’origine della sua inerzia termica); la fusione del ghiaccio sottoposto a pressione; i colori dell’acqua e del ghiaccio; l’alta tensione superficiale (che permette a certi insetti di camminare sull’acqua); la capillarità, essenziale nella fisiologia delle piante; la parziale conducibilità elettrica; il potere solvente che ha su molte sostanze; e così via. “Stranezze” che hanno anche agevolato la diffusione di bufale pseudoscientifiche: la “poliacqua” (inesistente) “scoperta” in Russia nel 1962 e la (inesistente) “memoria dell’acqua” annunciata su “Nature” dal biologo francese Jacques Benveniste. Di qui, speculazioni commerciali come i cristalli del giapponese Masaru Emoto e i vari farmaci omeopatici.
Pozze delle meraviglie
Veniamo a Nicolson e al suo “Il mare non è fatto d’acqua”, che oltre ad essere un saggio scientifico è un testo narrativo di grande originalità e raffinatezza letteraria. A Nicolson non interessano le vastità oceaniche né gli abissi misteriosi. Gli bastano le pozze d’acqua lasciate dalla marea lungo le coste della Scozia. È la linea di sovrapposizione di acqua e sabbia il luogo più affascinante, è lì che si può studiare la biodiversità, la capacità delle specie viventi nell’escogitare soluzioni straordinarie. Due esempi per tutti: la pulce di mare Orchestia salta con l’incredibile accelerazione di 300 metri al secondo per secondo, i gamberetti hanno una reazione di fuga eccezionale perché nei loro neuroni i comandi elettrici si propagano direttamente fino alla coda in 5-10 millesimi di secondo senza dover attendere il comando un cervello centrale.
Le coste, fascinoso frattale
Ma, pozze di marea a parte, è la linea costiera in stessa ad affascinare Nicolson: analizzata a scale diverse, è un frattale (concetto matematico elaborato da Mandelbrot) che tende a una lunghezza infinita. Nessuna carta geografica può rappresentarla fedelmente, eccezion fatta per una mappa (impossibile, oltre che inutile) in scala 1 a 1. Un paradosso che già attirò l’attenzione di Borges, e poi di Umberto Eco.
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