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Archivio Marzo 2013

Il ciclo dell’azoto negli ecosistemi

     Negli ecosistemi del nostro pianeta c’è un continuo riciclaggio della materia, sia nelle sue componenti abiotiche, come acqua, aria e suolo, sia in quelle dei viventi. Anche l’energia, alla base del funzionamento di qualsiasi ecosistema, è sottoposta ad un flusso continuo e, a parte quella che deriva dal calore interno della Terra, proviene quasi tutta dal Sole. Di azoto (N2) è ricchissima l’atmosfera, ne contiene il 78%, ma solo i batteri azotofissatori presenti nel suolo e quelli che vivono in simbiosi nei noduli radicali delle leguminose sono in grado di utilizzarlo come molecola biatomica. Tutti gli altri viventi devono assumerlo in altre forme.

     I batteri azotofissatori sono in grado di trasformare le molecole di azoto atmosferico in ioni ammonio (NH4+). Altri tipi di batteri, detti nitrificanti, sono in grado di trasformare gli ioni ammonio in ioni nitrati (NO3-). Alcune piante possono assumere direttamente gli ioni ammonio in soluzione, altre assumono per via radicale gli ioni nitrato. In questo modo i vegetali (produttori) utilizzano l’azoto per sintetizzare amminoacidi e proteine, iniziando la fase organica di questo importante elemento. Attraverso i consumatori primari e quelli secondari (eventualmente quelli terziari), l’azoto prosegue il suo percorso nella materia vivente.

     Alla morte dei viventi, gli organismi detritivori che comprendono i saprofagi (animali) e i decompositori (soprattutto batteri e funghi) trasformano i loro resti organici in sostanze inorganiche: acqua, sali minerali, CO2 , NH4+. Da questi ultimi si formano nuovamente i nitrati e il ciclo continua.

Bisogna ricordare che solo una parte dei nitrati del suolo o delle acque vengono assorbiti dalle piante, gli altri, grazie all’azione dei batteri denitrificanti del terreno liberano nuovamente N2 nell’aria.

     Come interviene l’uomo in questo ciclo? Soprattutto con la produzione industriale di ammoniaca e dei suoi principali derivati: i fertilizzanti agricoli. I fertilizzanti costituiscono un’aggiunta di azoto che alcuni ecosistemi non sono in grado di riciclare. I composti azotati in eccesso spesso si accumulano nelle acque dei laghi e in quelle dei mari chiusi determinando fenomeni di eutrofizzazione.

Lo schema è stato ricavato dal sito http://users.rcn.com 

Video sulle caratteristiche dell’azoto: http://www.periodicvideos.com/videos/007.htm

 

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L’efficienza energetica è in Europa

    

     In questo periodo di recessione economica che ha colpito i Paesi europei da qualche anno, segnalo un aspetto positivo. 

 

Le principali nazioni europee sono ai primi posti al mondo per efficienza energetica. Si ricava dai dati pubblicati nel rapporto E12A della ACEEE, l’American council for an energy efficient economy.

     L’ACEE è un’organizzazione no profit che promuove programmi, tecnologie, investimenti e comportamenti per favorire un uso più efficiente dell’energia e  venne fondata nel 1980 da esperti in campo energetico. 

Il rapporto in inglese, di circa 100 pagine, si può consultare qui. Il sito è: http://aceee.org

     In questa graduatoria l’Italia è terza, dopo Gran Bretagna e Germania. Una magra consolazione in un periodo di profonda crisi economica e sociale, con un’altissima percentuale di disoccupati giovani.

     Quali fattori sono stati analizzati dal rapporto? La riduzione dell’inquinamento nei trasporti, nell’industria e negli edifici utilizzando 27 parametri. Le dodici economie dei Paesi analizzati rappresentano il 63% del consumo mondiale di energia e circa lo stesso valore di emissione di sostanze inquinanti.

 

Conferenze scientifiche a Grugliasco

     Ho ricevuto la segnalazione di due interessanti conferenze scientifiche che si terranno a Grugliasco nei prossimi giorni, presso l’auditorium dell’ITIS Majorana.

     La prima il 22 marzo prossimo: Qualia et Quantum -Viaggio nella coscienza e nel tempo (Dr. Marco Luppi, Alma Mater Studiorum dell’ Univ. di Bologna). Come le moderne neuroscienze supportate dal contributo della fisica quantistica siano in grado di dare una risposta, almeno parziale, al “body-mind problem”.

     La seconda, il 12 aprile, ha come tema: Dal sorprendente mondo dell’atomo al teletrasporto quantistico. Relatore il Dr. Marco Genovese, Responsabile di Ottica Quantistica presso INRIM (Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica) di Torino. Saranno trattati in modo divulgativo alcuni settori della meccanica quantistica, la teoria che descrive il mondo microscopico e che presenta aspetti sorprendenti ed anti-intuitivi, conducendo a strani paradossi. Si discuterà di quanti e di possibili future applicazioni.
     La locandina si riferisce al primo dei due incontri.

 

ALMA: il più potente occhio che abbia mai scrutato l’universo

     È stato inaugurato oggi nel deserto cileno dell’Atacama, a 5000 metri di altitudine, sulle Ande cilene. Si tratta di un telescopio costituito da una batteria di 66 antenne già descritto circa un anno e mezzo fa. È il frutto della cooperazione di Europa, Nord America, Giappone e Cile. Le antenne mobili, motorizzate e montate su ruote, attualmente funzionanti sono 57 ma presto se ne aggiungeranno altre 9. Permetterà di indagare sull’origine delle galassie e sui corpi “freddi” dell’Universo, quelli che non emettono luce.

Per saperne di più: http://it.wikipedia.org/wiki/Atacama_Large_Millimeter_Array

http://www.youtube.com/watch?v=dBX466cQC3o 

http://www.youtube.com/watch?v=Tn8Udphi6JA&NR=1&feature=endscreen

http://www.youtube.com/watch?v=RphHwhVUzJA

 

Settimana mondiale del cervello 2013

     È iniziata ieri 11 marzo e proseguirà fino a domenica 17. La settimana mondiale del cervello di quest’anno, in Italia è promossa dalla Società Italiana di Neurologia (SIN). A livello europeo se ne occupa la “European Dana Alliance for the Brain”, negli USA la Dana Alliance for Brain. Il vasto tema proposto per quest’edizione è la diagnosi precoce delle malattie neurologiche. Quali sono le principali di queste malattie? Senza alcun dubbio le più diffuse sono il morbo di Parkinson, la malattia di Alzhaimer, la sclerosi multipla e la sclerosi laterale amiotrofica. Oggi la medicina dispone di strumenti che con periodici controlli consentono di diagnosticare precocemente chi è affetto da una di queste malattie degenerativa, con tutti i vantaggi che se ne possono ottenere per un loro rallentamento nella progressione o magari fino al loro arresto.

     La campagna d’informazione di questa settimana si concretizza in numerose iniziative rivolte a specialisti e al grande pubblico.

     Non sono certo un esperto di neurologia, perciò in quest’occasione mi limito solo a divulgare la notizia e a segnalare qualche informazione sul morbo di Parkinson, affrontato in una discussione di classe nel liceo dove insegno. Si tratta di una condizione neurodegenerativa che provoca in chi ne è colpito difficoltà di movimento, tremori e una rigidità muscolare più o meno grave. Da cosa è causato? Dalla morte di uno specifico gruppo di cellule nervose situate alla base del cervello. Contestualmente diminuisce la quantità di dopamina, una sostanza chimica di cui si servono i neuroni, e forse anche le cellule della glia, per comunicare tra loro e tra le varie aree dell’encefalo.

     Un’alunna mi ha chiesto se si possono utilizzare le cellule staminali per curare, in generale, i danni cerebrali. Sicuramente in vari laboratori nel mondo sono state fatte ricerche e sperimentazioni sull’uso di cellule staminali per ricostituire tessuto cerebrale. Ma il problema è molto complesso. Le cellule staminali sono cellule generiche, immature e molto versatili, che possono riprodurre cellule di altri tessuti, compreso quello nervoso. Però per inserire un gruppo di staminali in un cervello, magari in profondità, non si rischiano danni anche gravi al tessuto sano?  Le staminali inoltre sono cellule che si riproducono e specializzano. Siamo in grado di controllare la loro riproduzione una volta impiantate, senza che proliferino in modo indefinito, magari nella direzione del tessuto sano? Oppure verso altri distretti del corpo? C’è poi un problema più strettamente anatomico e fisiologico: sono in grado, queste cellule ormai differenziate, di ricostruire quei miliardi di connessioni scomparse o danneggiate? Saranno in grado di rilasciare dopamina nella giusta quantità e all’occorrenza? Il cervello è un vero e proprio universo, in gran parte sconosciuto. Questa settimana è l’occasione giusta per cercare si saperne un po’ di più.  

http://www.neuro.it/public/settimana_del_cervello.php

 

Polo museale della Federico II di Napoli

     Napoli scientifica non è (ormai era, purtroppo) solo Città della Scienza. Ci sono numerosi centri di ricerca scientifica e musei d’avanguardia. Ricordo i musei delle Scienze Naturali e di Fisica che, insieme all’orto botanico di via Foria, fondato nel 1807 e alla stazione zoologica Anton Dohrn, situata al centro della Villa Comunale di Napoli, meritano certamente la visita di studenti, scolari e turisti.

     Dove si trovano i musei? Quelli di Mineralogia, Zoologia e Antropologia sono ubicati nell’antico Collegio massimo dei Gesuiti sito in via Mezzocannone 8, cuore delle facoltà scientifiche; il Museo di Paleontologia nel seicentesco complesso monastico di San Marcellino e Festo con il suo bel chiostro, in Largo San Marcellino, 10. Luoghi che ricordo con nostalgia e piacere.

Una videointervista alla prof.ssa Maria Rosaria Ghiara, direttore del Centro Musei dell’Università Federico II di Napoli: http://www.musei.unina.it/videounina/ 

     Poco distante da Napoli c’è l’Osservatorio Vesuviano, fondato nel 1841 da Federico II di Borbone, è il più antico osservatorio vulcanologico del mondo: http://www.ov.ingv.it/ov/ . Oggi fa parte dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia.

Per saperne di più e conoscere le numerose iniziative previste per le prossime settimane: http://www.musei.unina.it/index.php

http://www.szn.it/   http://www.ortobotanico.unina.it/ 

L’immagine riguarda la copertina di una delle pubblicazioni relative ai musei.

L’immagine dei due minerali ritrovati nei blocchi calcarei eiettati dal Vesuvio è tratta da: http://www.musei.unina.it/m_minerali_dei_blocchi_calcarei.php

 

Homo Sapiens a Novara

     Ha aperto oggi e proseguirà fino al 30 giugno 2013. Non si tratta del gruppo musicale che divenne famoso negli anni ’70, ma di una mostra sul genere Homo e sulla nostra specie, sulla “grande storia della diversità umana”, curata da paleontologi, genetisti, evoluzionisti, antropologi, linguisti. Analizza nelle sue linee generali tutto il percorso che dalla comparsa dei primi ominidi ha portato fino ad oggi. Si tratta di una mostra, arricchita da installazioni interattive e laboratori, che ha già fatto tappa a Roma e Trento ed è stata visitata da 300.000 persone.

     Curatori della mostra sono Luca Cavalli Sforza e Telmo Pievani, due studiosi di fama, autori di pubblicazioni scientifiche, testi divulgativi e testi scolastici. 

La foto è tratta da: http://www.homosapiens.net/galleria-fotografica/lang/it/

Per saperne di più: http://www.homosapiens.net/lang/it

http://scienzenatura.blog.tiscali.it/2010/07/12/la-culla-degli-ominidi/

 

La Città della Scienza in fiamme

 

    Questa notte quattro dei cinque padiglioni della Città della Scienza di Napoli sono finiti in fumo. Era una delle più belle strutture interattive volte alla divulgazione della scienza per giovani e adulti. Veniva visitata mediamente da circa 350.000 persone all’anno. Ho avuto modo di visitarla e apprezzarla anch’io. Era composta anche da un planetario, un centro congressi, un centro di formazione e un’area espositiva per eventi artistici. Sembra si sia salvato solo il padiglione del teatro. Si trovava in un’area simbolo della rinascita di Napoli, nell’ex Italsider di Bagnoli, di fronte al mare.

     L’operazione di spegnimento è stata lunga e difficile e questo fà pensare che il rogo possa aver avuto un’origine dolosa. Se così fosse, il dispiacere sarebbe ancora maggiore. Una volta le persone che si occupavano e/o scrivevano di scienza venivano perseguitate e in alcuni casi giustiziate (Giordano Bruno, il grande filosofo originario di Nola nel napoletano, docet), i loro libri messi all’indice o bruciati. Oggi i nuovi barbari distruggono anche le strutture in grado di appassionare i più giovani e indirizzarli verso lo studio scientifico.

     La città della Scienza, come altre strutture museali interattive presenti in Italia e molto di più all’estero, con le sue numerose attività permetteva di andare facilmente oltre l’apprendimento meccanico e mnemonico di regole, fatti e nozioni scientifiche. Consentiva di arrivare alla concettualizzazione, alla comprensione profonda e duratura. Da oggi ci sarà una struttura di divulgazione e apprendimento scientifico in meno, soprattutto nel mezzogiorno dove queste non abbondano.

     Dispiace anche apprendere sulle notizie di stampa che ci fossero numerosi materiali di legno e altre sostanze infiammabili. Ma è molto improbabile che un incendio si sviluppi autonomamente e che si propaghi velocemente in diversi capannoni. La presenza di un custode e di un sistema antincendio avrebbe dovuto evitare o quantomeno circoscrivere la distruzione. A danno si aggiunge altro danno: cosa ne sarà dei 160 dipendenti della struttura? L’attuale periodo di recessione consentirà in pochi anni  di mettere in atto iniziative di ripristino? Certamente delle attuali strutture non è recuperabile nulla. Purtroppo non ci resta che ricordarla nella sua bellezza. L’immagine proviene dal sito napolike.it . Video del disastro e di una delle mostre ospitate  nella struttura in passato.

http://www.youtube.com/watch?v=F31ygfOWr5U

http://www.youtube.com/watch?v=87hUrRUHhdY

http://www.youtube.com/watch?v=st_NPtJcsv4

 

La cometa Ison promette un grande spettacolo

È l’evento astronomico più atteso del 2013: la cometa Ison (da International Scientific Optical Network, l’associazione di cui fanno parte gli scopritori) scoperta da alcuni astrofili russi il 21 settembre 2012 è stata indicata con la sigla C/2012 S1. Passerà vicino al Sole, a soli 1,2 milioni di km (la Terra ha una distanza media da questa stella di circa 150 milioni di km), alla fine del prossimo novembre e sarà visibile fino a metà gennaio 2014. Le previsioni ci dicono che avrà una magnitudine apparente negativa, perciò sarà visibile anche di giorno ad occhio nudo. L’entusiasmo che molti manifestano però potrebbe essere eccessivo: Passando così vicina al Sole, gran parte dei ghiacci che la formano potrebbero essere vaporizzati generando una coda molto luminosa, ma di lei resterà ben poco. Probabilmente non riuscirà neanche a sopravvivere. Per ora il suo percorso viene monitorato e studiato per capire come evolverà.

     Dopo la cometa di Hale-Boop del 1997, caratterizzata da una coda bianca di particelle di polvere e una coda gassosa azzurra, Ison sarà la prima cometa ben visibile dal nostro emisfero. Secondo alcuni, per splendore, potrebbe essere simile alla grande cometa del 1680 descritta in alcuni testi.

Ma in generale cos’è una cometa? Un corpo celeste formato da un nucleo, una chioma e una coda. Il nucleo ha un diametro di pochi km mentre la chioma, che si forma a mano a mano che il nucleo arriva nelle vicinanze del Sole,  può raggiungere facilmente i 100.000 km. Poiché il nucleo è costituito da un miscuglio di ghiaccio e polveri, le comete sono state anche definite “palle di neve sporca”. Il vento solare dà origine alla coda di polveri e gas diretti dalla parte opposta al Sole. La coda può raggiungere i 300 milioni di km di lunghezza.

Qual è la loro origine? All’esterno del Sistema solare, ad una distanza di circa 1000 volte quella esistente tra Plutone e il Sole, si ritiene che esista una zona costituita da miliardi di nuclei cometari. In onore di Jan Hendrik Oort (1900-1992), l’astronomo olandese che la previde per primo nel 1950, è stata chiamata Nube di Oort. Nonostante l’enorme distanza, la Nube di Oort è soggetta al campo gravitazionale del Sole perciò, periodicamente, alcuni nuclei vengono attirati verso il centro del Sistema solare, dove c’è il centro gravitazionale. Alcune comete, che si ritiene non provengano dalla Nube di Oort ma da molto più vicino, dalla fascia di Kuiper (Gerard Kuiper, 1905-1973) in prossimità dell’orbita di Nettuno, incontrando la forza gravitazionale di qualche pianeta, modificano la loro orbita e la trasformano in ellittica. In questo modo diventano comete “a breve periodo”. La più famosa di queste è la cometa di Halley (in onore di Edmund Halley, 1656-1742) che attraversa l’orbita terrestre ogni 76 anni. L’ultimo passaggio c’è stato nel 1986 e in quell’occasione, a Torino, partecipai ad una memorabile nottata nel palazzetto dello sport con gli interventi di diversi studiosi e i dati e le immagini trasmesse su grande schermo, in diretta dalla sonda spaziale Giotto inviata verso la cometa.

Nell’immagine la cometa di Hale-Boop. Tratta da: http://gallery.amesastronomers.org/album19/halebopp?full=1

Per saperne di più: http://it.wikipedia.org/wiki/Cometa_ISON

http://www.youtube.com/watch?v=qzAzeO1_98E