Secondo un nuovo studio dell’Università di Umea (Svezia), il ghiaccio può sciogliere i minerali di ferro più efficacemente dell’acqua liquida. La scoperta potrebbe contribuire a spiegare perché molti fiumi artici stanno diventando di un arancione ruggine a causa dello scioglimento del permafrost in un clima sempre più caldo. Lo studio, recentemente pubblicato sulla rivista scientifica Pnas, mostra che il ghiaccio a -10 C rilascia più ferro dai minerali comuni rispetto all’acqua liquida a 4 C. Questo mette in discussione la convinzione di lunga data secondo cui gli ambienti ghiacciati rallentano le reazioni chimiche.
Le parole degli autori
“Può sembrare controintuitivo, ma il ghiaccio non è un blocco congelato passivo”, afferma Jean-Francois Boily, professore all’Università di Umea e coautore dello studio. “Il congelamento crea microscopiche sacche di acqua liquida tra i cristalli di ghiaccio. Queste agiscono come reattori chimici, dove i composti diventano concentrati ed estremamente acidi. Ciò significa che possono reagire con i minerali di ferro anche a temperature fino a -30 C”. Per comprendere il processo, i ricercatori hanno studiato la goethite, un minerale di ossido di ferro molto diffuso, insieme a un acido organico naturale, utilizzando microscopia avanzata ed esperimenti. Hanno scoperto che ripetuti cicli di gelo-disgelo rendono il ferro più efficientemente dissolto.
Con il congelamento e il disgelo del ghiaccio, i composti organici precedentemente intrappolati nel ghiaccio vengono rilasciati, alimentando ulteriori reazioni chimiche. Anche la salinità gioca un ruolo cruciale: l’acqua dolce e salmastra aumenta la dissoluzione, mentre l’acqua di mare può inibirla.
Il ghiaccio come attore attivo nei cicli naturali
I risultati si applicano principalmente ad ambienti acidi, come i siti di drenaggio minerario, la polvere congelata nell’atmosfera, i terreni solfatati acidi lungo la costa del Mar Baltico o in qualsiasi ambiente ghiacciato acido in cui i minerali di ferro interagiscono con le sostanze organiche. Il passo successivo è scoprire se lo stesso vale per tutto il ghiaccio ferroso. Questo è ciò che la ricerca in corso nel laboratorio di Boily rivelerà presto.
“Con il riscaldamento climatico – ha spiegato Angelo Pio Sebaaly, dottorando e primo autore dello studio – i cicli di gelo-disgelo diventano più frequenti. Ogni ciclo rilascia ferro dai terreni e dal permafrost nell’acqua. Questo può influire sulla qualità dell’acqua e sugli ecosistemi acquatici in vaste aree”. I risultati dimostrano che il ghiaccio non è un mezzo di stoccaggio passivo, ma un attore attivo. Con l’aumento del congelamento e dello scongelamento nelle regioni polari e montuose, l’impatto sugli ecosistemi e sul ciclo naturale degli elementi potrebbe essere significativo.