“Life Beyond 2020”: la scienza oltre la COVID

Sebbene quest’anno sia stato dominato da un grande e catastrofico evento, ci sono stati molti altri fatti importanti e sviluppi nella ricerca scientifica che ricorderemo in futuro come episodi fondamentali della nostra storia: dalle missioni spaziali ai superconduttori a temperatura ambiente, i vaccini a m-RNA, i grandi incendi e gli eventi climatici estremi. Ma anche eventi che riguardano la società: è stato un anno in cui abbiamo riscoperto una particolare attenzione alle diseguaglianze (di genere, di etnia e sociali) e in cui abbiamo avuto importanti cambiamenti politici. Un 2020 che difficilmente dimenticheremo, e di cui porteremo le tracce e i progressi scientifici anche negli anni a venire.

Di ghiaccio, fuoco e tempesta: l’anno degli eventi ambientali estremi
Quest'anno, il ghiaccio marino artico si è ridotto al suo secondo livello più basso in oltre 40 anni di misurazioni satellitari. Il 15 settembre, al suo minimo estivo annuale, il ghiaccio copriva meno di 4 milioni di chilometri quadrati di acque artiche. Record battuto solo dall’estate boreale del 2012.
In Antartide le cose non vanno meglio: gli scienziati si sono concentrati sul monitoraggio del ghiacciaio Thwaites (nella baia Pine Island, parte del Mare di Amundsen), che si trova ai margini del continente e di cui una lingua di ghiaccio finisce in mare. Si tratta di un sito particolarmente delicato data la sua vulnerabilità alle correnti marine e a venti tiepidi che possono comprometterne la stabilità. I dati raccolti da un sottomarino robotico suggeriscono che sotto il ghiaccio vi sia l’arrivo da più direzioni di acqua calda. Le correnti calde potrebbero destabilizzare ulteriormente il ghiacciaio, che è grande quanto la Gran Bretagna e il cui scioglimento porterebbe ad un aumento del livello globale del mare di circa 65 centimetri.

Il 2020 è stato fin dall’inizio l’anno degli eventi ambientali estremi. A partire da gennaio, con i devastanti incendi boschivi in Australia (cominciati nel settembre 2019 sulla costa est e nel sud Australia). Il fuoco e il fumo hanno ucciso centinaia di persone, distrutto migliaia di case e devastato interi ecosistemi. Alcune stime (professor Christopher Dickman dell’Università di Sydney) parlano di mezzo miliardo di animali morti a causa degli incendi nel New South Wales e della possibilità che la quota sfiori il miliardo in tutto il Paese. A proposito di numeri, va precisato che non esistono cifre certe, ma solo stime, come ricorda il professor Bradshaw dell’Università Flinders di Adelaide: “Non stiamo dicendo che il numero è sbagliato, è inestimabile. I media e il pubblico sono affamati di numeri, ma la realtà è che nessuno lo sa!”. Di fatto non ci sono dati basati su evidenze scientifiche. Nonostante questo, biologi e archeologi hanno compiuto un enorme sforzo per documentare gli impatti sulla biodiversità e su migliaia di siti indigeni antichi.

Anche la stagione degli uragani atlantici ha battuto ogni record, con oltre 30 tempeste nominate in totale. 

A causa della pandemia, i trattati internazionali sul clima sono stati rallentati e l’atteso vertice sul clima COP26 delle Nazioni Unite è stato rimandato al prossimo anno. Tuttavia, diversi governi hanno rafforzato il proprio impegno sul fronte clima. La Cina si è impegnata a diventare carbon-neutral entro il 2060 e il Giappone ha fissato l'obiettivo di zero emissioni nette di gas a effetto serra entro il 2050. L'Unione Europea, che mira anche a essere carbon-neutral entro il 2050, ha proposto nuovi ambiziosi obiettivi a breve termine. 

Missione spazio: prossima fermata, Marte
L'esplorazione spaziale conta un capitolo importante nell’anno appena trascorso. A luglio sono state lanciate tre missioni su Marte: gli Emirati Arabi Uniti hanno lanciato la loro prima missione interplanetaria, Hope, che orbiterà attorno al pianeta rosso e ne studierà il meteo. Anche la Cina fa il suo primo tentativo di atterraggio su Marte con il rover Tianwen-1. Mentre gli Stati Uniti hanno inviato Perseverance, un rover che perforerà e raccoglierà campioni di roccia nel cratere Jezero, ancora inesplorato. La missione Perseverance è la prima fase di una partnership pianificata tra NASA e EASA (Agenzia spaziale europea) il cui obiettivo è portare, per la prima volta, rocce marziane sulla Terra.

Ma tra i traguardi dell’esplorazione spaziale del 2020 non si parla solo di Marte:
•    La NASA, con la missione OSIRIS-REx a ottobre ha raccolto polvere e rocce dall'asteroide Bennu. Il veicolo spaziale tornerà sulla Terra nel 2023, ma non sarà il primo a raccogliere materiale dalla superficie di un asteroide. 
•    All'inizio di dicembre la missione giapponese Hayabusa2 ha battuto OSIRIS-REx sul tempo, atterrando in sicurezza in Australia con una piccola quantità di polvere dell'asteroide Ryugu.
•    La Cina arriva sulla Luna, lanciando il suo primo veicolo spaziale volto a riportare la polvere lunare sulla Terra. La missione Chang'e-5 è atterrata sulla pianura vulcanica conosciuta come Oceanus Procellarum l’1 dicembre e ha riempito un container con frammenti di terreno lunare che saranno riportati sulla Terra da un satellite orbitale.

2020: l’anno della fisica
Superconduttori, “quasi-particelle” e computer quantici: la scienza è figlia della curiosità, dell’irrefrenabile istinto umano a guardare oltre l’orizzonte della conoscenza. È grazie a questa nostra innata sete di sapere che oggi possiamo dimostrare teorie proposte decenni fa. Questo è successo ai fisici dell’Università Purdue (Indiana, USA). Il team di scienziati ha riportato infatti quelle che potrebbero essere le prime prove dell'esistenza di insolite particelle chiamate anyon, la cui esistenza era stata ipotizzata per la prima volta più di 40 anni fa. Si tratta degli ultimi arrivati nella crescente famiglia delle “quasi-particelle”. Non sono vere e proprie particelle elementari (ossia particelle non divisibili, come gli elettroni, neutrini e quark che hanno una massa, o prive di massa come i fotoni) ma piuttosto un gruppo, una “famiglia” di oggetti legati fra loro che si comportano come se fossero una cosa unica, entità separate che vorrebbero essere una sola. Difficile immaginarle: stiamo parlando di una branca della fisica, chiamata fisica della materia condensata, poco nota al grande pubblico, ma forse la loro scoperta oggi rappresenta il primo passo verso la creazione dei computer quantistici.
 
Il 2020 è stato l’anno dei primati per la fisica della materia condensata: altri ricercatori sono riusciti a portare un superconduttore (un materiale che conduce l'elettricità senza resistenze, ossia senza sprechi di calore) a temperatura ambiente. Finora il fenomeno della superconduttività è stato possibile solo a temperature molto basse (-273°C, 0 Kelvin: il cosiddetto “zero assoluto”). Questo superconduttore ha però una grossa limitazione: nonostante il traguardo di aver raggiunto la temperatura ambiente, resiste solo sotto pressioni estremamente elevate, prossime a quelle al centro della Terra. Questo significa che non avrà applicazioni pratiche nell’immediato. Tuttavia, i fisici sperano che possa aprire la strada allo sviluppo di materiali a resistenza zero e che possano funzionare a pressioni più basse. I superconduttori hanno interessanti e importanti applicazioni tecnologiche: dalle macchine a risonanza magnetica alle antenne della telefonia mobile; si comincia inoltre a sperimentare generatori ad alte prestazioni per turbine eoliche. Ad oggi però la loro utilità è ancora limitata dalla necessità di basse temperature a pressione ambientale (come i comuni superconduttori) o, come in questo caso, temperature ambientali, ma pressioni elevatissime. La storia del progresso scientifico però fa ben sperare: aprire una strada e cominciare a percorrerla porta sempre un risultato.

Da un nuovo virus al suo vaccino: i tempi record della ricerca
I vaccini contro la COVID-19 sono stati sviluppati e testati con una velocità fuori dal comune. Uno sforzo scientifico storico, senza precedenti, ci ha permesso di avere un vaccino contro una malattia che un anno fa l'umanità non immaginava nemmeno. Attualmente i diversi vaccini in sperimentazione, e uno già approvato, usano diversi approcci: dall'inoculazione della “vecchia scuola” con virus SARS-CoV-2 chimicamente inattivato, alle nuove tecnologie ad m-RNA mai utilizzate nelle vaccinazioni prima d’ora (ma in studio e sperimentazione dagli anni ’90). Il vaccino a RNA messaggero approvato ha un’efficacia del 95% nel prevenire COVID-19, mentre l'efficacia di altri vaccini al momento richiede ulteriori approfondimenti. Nonostante rimangano ancora interrogativi importanti – in che misura i vaccini prevengono la forma grave della malattia? Quanto dura la protezione? Il vaccino impedirà il contagio da parte di chi lo riceve? – i passi compiuti dalla ricerca su questo fronte sono davvero stati da record.

L’anno che è appena cominciato forse ci fornirà queste e molte altre risposte. Starà a noi comprenderne e accoglierne il significato. Il nostro rapporto con il Pianeta è fragile: in una società globale e complessa come la nostra la pandemia da COVID-19 non sarà l’unica minaccia al nostro benessere e al nostro modo di vivere sulla Terra. Dobbiamo agire in modo integrato: scienza, logistica, formazione e governance verso l’obiettivo “One Health Approach” che integri la salute umana, la salute degli animali, del mondo vegetale e ambientale in genere. Qualunque approccio che guardi al miglioramento della nostra salute senza occuparsi del suo legame profondo con il Pianeta sarà destinato a fallire.