Un aerosol è una miscela in cui un liquido o un solido sono dispersi in un gas. Il diametro delle particelle disperse è compreso fra 1 µm e 1 nm, ma nel caso in cui vi siano moti turbolenti possono far parte di un aerosol anche particelle di dimensioni maggiori.
Gli aerosol “naturali” sono ad esempio: le nuvole, la nebbia, la foschia e il pulviscolo atmosferico. Altri tipi sono quelli prodotti dalle bombolette spray. Quando gli scienziati si riferiscono a queste sostanze, di solito si riferiscono a quelli presenti nell’aria che respiriamo.
Alcuni degli aerosol più comuni che si trovano in natura sono la fuliggine prodotta dagli incendi boschivi, il polline delle piante e le spore fungine.
Le onde che si infrangono nell’oceano immettono sali in sospensione nell’aria e i venti nelle regioni aride soffiano polvere, mentre le eruzioni vulcaniche generano la cenere.
Anche lo starnuto infetto causato dall’influenza o dal COVID-19 può rilasciare aerosol carichi di virus che possono rimanere sospesi nell’aria per molte ore.
Anche le attività umane ne producono e in questo caso vengono chiamati “aerosol antropogenici” (AN-throh-poh-JEN-ik). Uno degli esempi è la combustione dei combustibili fossili come il petrolio e il carbone. Anche la combustione della legna utilizzata nei camini li produce.
Quando estraiamo i minerali dal sottosuolo, fabbrichiamo prodotti o coltiviamo la terra immettiamo nell’atmosfera grandi quantità di aerosol. Vengono prodotti anche quando si utilizzano detergenti per la casa o quando si utilizzano spray o sostanze che deodorano gli ambienti.
Gli aerosol antropogenici oggi rappresentano circa il 10% di quelli presenti nell’atmosfera.
Aerosol antropogenici e cambiamento climatico
Il climatologo Nicolas Bellouin dell’Università di Reading (UK) studia come gli aerosol influenzano il clima del nostro pianeta. Questo studio è molto complesso perché esistono molte fonti che ne possono generare con dimensioni diverse e fatti di sostanze diverse.
Le differenze nella composizione apportano un’influenza diversa sul clima. Ad esempio, quelli di colore chiaro, come il sale marino possono riflettere la luce. In questo modo, la luce e il calore del Sole rimbalzano nello spazio, il processo raffredda la superficie della Terra
La fuliggine nera prodotta da un incendio, invece, assorbe il calore del Sole.
Quando gli aerosol scuri assorbono il calore del Sole ad alta quota, una quantità inferiore di luce e calore raggiungono la superficie della Terra che in questo modo si raffredda. Quando finiscono sul ghiaccio e sulla neve ne abbassano l’albedo, cioè il potere di riflettere la luce, in questo caso la temperatura aumenta causando lo scioglimento dei ghiacciai o delle coltri di neve.
Nel complesso, osserva Bellouin, “la maggior parte provoca il raffreddamento”.
Anche la chimica influenza il modo in cui gli aerosol influenzano la temperatura terrestre. Alcuni intrappolano il calore vicino alla superficie, favorendo un processo noto come effetto serra. Ma nel loro complesso gli effetti di raffreddamento sono i principali.
Se un aerosol cade a terra o permane per molto tempo in alto nel cielo, dipende in parte dalle sue dimensioni. Alcuni sono così piccoli da essere invisibili. Altri sono grandi quanto i granelli di sabbia delle spiagge.
Le particelle più piccole possono rimanere sospese nell’atmosfera per ore o anche per settimane, quelli più grandi e pesanti possono cadere a terra in pochi secondi o anche in pochi minuti.
Le particelle di cenere vulcanica, ad esempio, sono frastagliate, mentre le goccioline di liquido tendono ad essere sferiche. Queste differenze di forma influenzano il comportamento che assumono gli aerosol nell’atmosfera.
Gli aerosol svolgono un ruolo importante nel ciclo dell’acqua. Attirano il vapore acqueo nell’atmosfera favorendo la condensazione delle molecole d’acqua attorno a piccoli granelli ‘di polvere, fuliggine, sale o cenere, formano goccioline d’acqua che alla fine diventano nuvole.
Se all’interno di una nuvola ci sono molti aerosol, essa tenderà ad avere più gocce d’acqua del normale. In queste nuvole, ogni goccia tenderà ad essere più piccola rispetto a quelle presenti in una normale nuvola.
Questo può rendere le nuvole più luminose, facendole riflettere maggiormente il calore del Sole. Quindi, anche queste nuvole sono in grado di abbassare la temperatura della Terra.
Il numero di nuvole e la loro posizione nell’atmosfera possono quindi influenzare i modelli di pioggia e le precipitazioni nevose.
Molti aerosol che inquinano l’aria comportano molti rischi per la nostra salute. “Ogni anno“, afferma Bellouin, “milioni di persone vedono la loro vita accorciarsi di diversi mesi a causa della scarsa qualità dell’aria. Questo è spesso causato dagli aerosol“.
“Gli aerosol nocivi contengono polvere, fuliggine prodotta dagli incendi e sostanze chimiche emesse dagli impianti industriali. Tuttavia, possono anche svolgere un ruolo positivo nei cicli naturali. Ad esempio, la polvere trasportata dal Sahara fornisce nutrienti alle piante nella foresta pluviale amazzonica e all’oceano“.
