I primi segnali alieni!

Il satellite AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere) è stato lanciato nel 2007, ma il suo scopo recondito non è mai stato divulgato ai media, per cui la conferma dei risultati delle sue rilevazioni è giunta praticamente inaspettata. Le sorgenti aliene sono state osservate direttamente e lasciano ben pochi dubbi sulla loro identificazione. Anche l’intero meccanismo di formazione dei segnali luminosi è ormai quasi completamente compreso. I visitatori dello spazio hanno dimensioni estremamente ridotte (meno di un milionesimo di millimetro), ma talmente numerosi che ogni giorno arrivano sul nostro pianeta tonnellate di corpi alieni. Il loro numero è sufficiente per stabilire stretti contatti con materiale di origine terrestre, soprattutto l’acqua.

Beh… direi che è ora di smettere di scherzare. Anche se, in realtà, ho detto cose essenzialmente vere. Gli amici di cui parlo sono veramente alieni, ma non sono altro che i grani della polvere interplanetaria, il residuo dei meteoroidi che impattano continuamente la nostra atmosfera e rilasciano minutissimi frammenti solidi anche nei suoi strati più alti, come la mesosfera.

Prima di proseguire vediamo brevemente uno schema della nostra atmosfera e della sua temperatura (Fig. 1).

Come si vede bene, la mesosfera e la mesopausa sono le zone nettamente più fredde e questo è il primo punto da tenere in considerazione. Quando e dove questo strato molto rarefatto raggiunge la temperatura minore? Sembrerebbe un assurdo (a prima vista) ma la stagione migliore è a cavallo del solstizio d’estate o d’inverno, a seconda che si consideri l’emisfero nord o sud. Sì, fa più freddo durante l’inizio dell’estate e non è un controsenso, in quanto esistono ragioni di tipo geometrico e di bilanciamento di temperatura e correnti che giocano in tal senso.

Non andiamo per il sottile e crediamoci (non possiamo sconfinare troppo nella fisica dell’atmosfera…). Inoltre, la zona più influenzata da questo minimo di temperatura è quella compresa grosso modo tra i 50 e i 70 gradi di latitudine (nord e sud). Le zone più a nord (o più a sud) sono sfavorite dato che i raggi del Sole di taglio giungono comunque. Quelle più  sud (o nord) non raggiungono temperature sufficientemente basse nella loro mesosfera. Primo punto quindi è che ci si trovi nel punto e nel momento giusto. Sì, ma per vedere cosa? Il favoloso e irreale spettacolo delle nubi nottilucenti.

Esse si originano nella fredda mesosfera (si arriva fino a -120°C) e sono legate a un certo periodo dell’anno e a certe latitudini. Come dice lo stesso loro nome sono “nuvole” e quindi devono seguire i processi formativi di quelle ben più note e ben più basse. Come si formano le nuvole? In modo molto simile alle perle! E’ necessario che una qualche impurità entri nel mollusco e intorno a questa venga costruita la struttura sferica tanto luminosa e tanto ricercata. Un’autodifesa o qualcosa del genere; ai gioiellieri interessa poco: preferiscono il risultato.

Per le nuvole è lo stesso. E’ necessaria una qualche impurità sospesa nell’aria (in genere polvere, ma anche microrganismi) e immediatamente questa funge da catalizzatore e cattura goccioline d’acqua che cristallizzano attorno a lei, proprio come avviene nell’ostrica. Questo meccanismo prende il nome di nucleazione e permette di creare strutture cristalline sempre più estese. In questo sito abbiamo molti chimici e loro sapranno essere più precisi.

Le nuvole “normali” non superano normalmente i 12-14000 metri d’altezza e assumono forme diverse e ben conosciute, come rappresentato in Fig. 2. A seconda delle condizione di formazione i nuclei cristallizzati possono diventare troppo pesanti e cadere al suolo sotto forma di neve, pioggia e grandine. Le nuvole più alte sono normalmente i cirri, simili a pennellate bianche molto sottili e allungate. Ovviamente, per le altezze a cui si formano, sono visibili durante il giorno e poi spariscono con la prima oscurità.

E’ proprio a quel punto che iniziano ad apparire le nubi nottilucenti, incredibili drappeggi nuvolosi, estremamente sottili (le stelle si vedono perfettamente dietro di loro) dal colore normalmente blu elettrico: una visione davvero irreale e dall’apparenza aliena. Dopo circa un’ora dal tramonto del Sole raggiungono la massima luminosità.  In modo simile alla Stazione Spaziale che viene vista distintamente quando siamo già di notte, ma il Sole ancora la illumina, così il Sole già dietro all’orizzonte riesce a illuminare ancora a lungo nuvole che si formano tra i 60 e i 100 chilometri d’altezza, come illustra bene la Fig. 3.

Perché sono blu e non bianche e grigie? Presto detto. I loro cristalli sono dalle 10 alle 100 volte più piccoli di quelli dei cirri e quindi permettono di essere “scavalcati” dalla luce a grandi lunghezze d’onda (arancione, rosso), mentre bloccano e rifrangono quelle a bassa lunghezza d’onda, proprio come il blu. Lo stesso motivo che ci fa vedere il cielo blu, a causa della rifrazione e diffusione della luce sui grani piccolissimi sospesi nella bassa atmosfera. Nelle nuvole più basse, i cristalli sono grandi e rifrangono tutte le lunghezze d’onda producendo luce bianca.

Torniamo ai nostri “alieni”. Beh, sicuramente esistono dato che si vedono, soprattutto dalla stazione spaziale che non ha problemi di luminosità diffusa, ma anche nelle regioni sub-polari. La Fig. 4 mostra queste nubi viste proprio dal’ISS. Mentre la Fig. 5 una fotto scattata da Terra.

Tutto bello, magnifico e abbastanza semplice da spiegare? Assolutamente no. I problemi erano duplici fino a poco tempo fa, ossia prima delle osservazioni dell’AIM. Innanzitutto ci voleva qualcosa che facesse da impurità per le nostre ”perle” atmosferiche e poi ci voleva dell’acqua. Entrambe cose ben difficili da trovare a quelle altezze.

Va ricordato che il fenomeno delle nubi nottilucenti non è sempre esistito, o almeno così si dice. Esse apparvero in modo macroscopico dopo l’eruzione del vulcano Krakatoa, a fine ottocento. Insieme a stupefacenti colori di tutta l’atmosfera permeata dalle ceneri del vulcano trasportate a grandi altezze, apparvero chiarissime queste nubi azzurre.  L’impurità era ovviamente la cenere, mancava solo da spiegare la presenza di acqua. Ma, in fondo, un po’ di vapore poteva anche spingersi fino a quelle quote, dove solo temperature prossime ai -100°C potevano trasformarlo in ghiaccio.

Il vero problema apparve dopo molti anni dalla fine dell’eruzione: le nubi continuarono a ripetersi e lo fanno tuttora, anzi sono aumentate in estensione e frequenza. Vi doveva e vi deve essere un’altra fonte di impurità che ha preso il posto della cenere. Si era già pensato alla polvere interplanetaria, ma perché solo dopo la fine del XIX secolo?

Più recentemente, molti hanno cominciato a dirigersi (tanto per cambiare) verso il riscaldamento globale e verso l’inquinamento crescente. Le impurità dovevano essere di origine umana e ovviamente un presagio nefasto.

Le osservazioni di AIM tagliano la testa al toro. Altro che umane, sono proprio aliene! Resta tuttavia aperto un problema, anche se ribaltato: perché la polvere portata dai meteoroidi sembra aver creato queste splendide nuvole solo negli ultimi due secoli? Le risposte possono essere due: o prima non erano state notate e/o erano state confuse con i normali cirri, oppure perché qualcosa di “biologico” aveva trasportato in mesosfera ciò che mancava prima, ossia l’acqua. La prima spiegazione non sembra stare in piedi e allora si è studiata la seconda possibilità.

Il vapor d’acqua può difficilmente raggiungere altezze così grandi, dove l’aria risulta estremamente secca. Può riuscirci però il metano, sottoprodotto della vita biologica e in aumento considerevole per le varie azioni dell’uomo sia industriali che fisiche, legate entrambe alla sua proliferazione esponenziale. Il metano, però, non è acqua. Tuttavia, contiene quattro atomi di idrogeno che non vedono l’ora di essere ossidati. A quelle altezze non vi è acqua, o al limite pochissima, ma esiste il radicale OH, ansioso di catturare un atomo di idrogeno in più. Il gioco è fatto: il metano regala i suoi atomi di idrogeno e crea molecole d’acqua che nella polvere interplanetaria trovano la “casa” ideale per cristallizzarsi.

Funziona proprio così? Forse sì, ma altri studi sono ancora necessari. Per il momento godiamoci (soprattutto se facciamo le vacanze nel nord Europa) queste fantastiche presenze aliene. Non scordiamoci, però, che potrebbero rappresentare un’ottima cartina di tornasole per lo studio dell’alta atmosfera.

Un regalo a chi ci manda una SUA foto delle nubi nottilucenti (non presa da internet, ovviamente…).