Neanche in Antartide l’aria è pulita. Il viaggio degli inquinanti fino alle regioni polari

Prima di proseguire nella lettura di questo articolo, fermati un attimo. Fai un bel respiro con il naso. Cosa senti? 
Dipende da dove ti trovi: aroma di caffè in un bar, un odore pungente se sei a fine giornata tra la folla in metropolitana o magari un piacevole profumo di erba e fiori proveniente dal prato di montagna in cui stai camminando. 

Se ci pensi, sentiamo odori ovunque: nelle remote foreste tropicali come nelle grandi città, nei deserti aridi e nelle regioni polari remote. Il nostro naso è un sensore portentoso in grado di rivelare la presenza, in ogni ambiente, di tantissime sostanze chimiche presenti nell’aria. Ciò che respiriamo non è mai solo “aria”.

Da questa considerazione sorge una domanda: esiste l’aria pulita?
Secondo noi… no. 

La nostra risposta potrebbe suonare un po’ estrema, ma dipende da come definiamo il concetto di “pulito”. Se viene inteso come l’assenza di sostanze tossiche, anche in natura si possono trovare ambienti, ritenuti incontaminati, che ne sono naturalmente ricchi. Prendiamo, per esempio, l’aria nelle vicinanze di un vulcano attivo: sarà ricca di biossido di zolfo (SO2) in quantità paragonabili ai contesti urbani o ben superiori ai limiti di legge (125 μg/m3 di media giornaliera) [1].

Il concetto di “aria pulita” andrebbe quindi pensato considerando il fondo naturale di un determinato sito, cioè la composizione dell’aria dovuta solo all’effetto delle sorgenti naturali presenti (vulcani, foreste, deserti, torbiere…). Di conseguenza, l’aria risulta “non pulita” quando si discosta da questo valore di fondo per effetto di un’azione.

Nel caso di inquinanti atmosferici, questo accade abbastanza spesso, poiché le sostanze che vengono emesse in atmosfera possono viaggiare per migliaia di km trasportate dai venti, attraversando anche diversi continenti. Ad esempio, quando troviamo le nostre automobili ricoperte di polvere del Sahara [2] o quando la cenere prodotta dagli incendi boschivi in Nord America arriva fin da noi [3]. E questo accade anche per effetto delle attività umane: le sostanze che emettiamo viaggiano per migliaia di chilometri, raggiungendo anche i luoghi più remoti del pianeta.

Nei gruppi di ricerca MEDESP (Chimica analitica dei metalli: determinazione, frazionamento e speciazione) del Dipartimento di Chimica e Chimica Analitica del Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco, studiamo la composizione elementare del particolato atmosferico﹣cioè di cosa sono fatte le particelle solide e liquide sospese in aria ﹣ in località remote, quali l’Antartide o le Isole Svalbard, nell’Oceano Glaciale Artico. Dalla composizione chimica dei materiali raccolti in questi luoghi riusciamo poi a ipotizzare la loro provenienza geografica e quali sono le loro sorgenti principali (che possono essere naturali come quelle marine, o antropiche come le emissioni industriali).

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Grazie ai finanziamenti del PNRA (Piano Nazionale di Ricerca in Antartide) e del PRA (Programma di Ricerca in Artico) è stato possibile effettuare una serie di progetti in Antartide (LTCPAA, SIDDARTA, CATCH-O) e in Artide (Dirigibile Italia, ARCTICA, BETHA-NyÅ) che da più di dieci anni ci hanno permesso di studiare il trasporto del particolato atmosferico dai continenti limitrofi grazie a diverse tecniche di analisi e alla collaborazione con altre università e centri di ricerca nazionali. 

Per esempio, in Antartide siamo interessati a capire la provenienza della polvere crostale (cioè che deriva da suolo, rocce o detriti) che troviamo nelle regioni interne del continente (come in Antartide Orientale, dove si trova la stazione di ricerca Concordia). Dato che possiamo escludere ogni contributo di sorgenti locali﹣essendo la stazione di ricerca circondata solo da neve e ghiaccio per migliaia di km ﹣vogliamo capire se questa provenga prevalentemente dall’Australia o dalle regioni più meridionali del continente sudamericano.

Capire l’origine della polvere crostale in queste regioni permetterà di rendere più affidabili i modelli con cui simuliamo la circolazione atmosferica dell’emisfero australe. Inoltre potranno aiutarci nell’interpretazione dei risultati ottenuti dallo studio delle carote di ghiaccio campionate nella stessa zona [4]. I campioni di ghiaccio prelevati a diversa profondità, infatti, ricostruiscono la storia dell’atmosfera. Le differenze nella composizione chimica della polvere minerale che contengono, evidenziano la diversa origine del particolato tra i cosiddetti periodi glaciali e interglaciali.

I risultati che si otterranno dalle nostre ricerche vogliono valutare se queste stesse differenze si evidenziano a livello stagionale (tra estate polare e inverno polare). Nella regione artica, invece, i nostri studi hanno già evidenziato l’impatto delle attività umane condotte nelle regioni euro-asiatiche (industrie siderurgiche, combustione di carburanti) sulla qualità dell’aria delle isole Svalbard, soprattutto nei mesi dell’inverno polare [5][6].
 
Inoltre, analizzare i processi atmosferici in Artide è cruciale per comprendere meglio un processo noto come amplificazione artica: il suo riscaldamento a una velocità maggiore rispetto a quella del resto del pianeta [7]. 

Molteplici sono i processi che scatenano questo fenomeno, tra cui l’aumento della quantità del particolato atmosferico sembra avere un ruolo significativo.

Ora fai un secondo respiro. Hai appena percepito l'odore dell'aria attorno a te, e magari ti è sembrata pulita, familiare. Ma nascosta a quella sensazione c'è una realtà invisibile: nessun luogo è davvero isolato. Anche a migliaia di chilometri da qualsiasi insediamento umano, troviamo tracce delle nostre attività: particelle prodotte dall’utilizzo di combustibili fossili, metalli pesanti dell'industria, inquinanti che hanno viaggiato attraverso continenti. Perché l’atmosfera è un unico sistema che connette anche luoghi che consideriamo inviolati, data la loro inaccessibilità o distanza geografica, ma che possono essere impattati dalle nostre attività quotidiane.