Clair Patterson, il geochimico che salvò il mondo

Quante scoperte accadono per caso?

In questo articolo vi racconterò una storia che ho scoperto per caso, di una scoperta avvenuta per caso, ma che per scelta sono qua a raccontare. Quella di Clair Patterson.
Parliamo di serendipità, ovvero la capacità di arrivare a scoperte importanti per puro caso.

Un esempio?

La scoperta della penicillina fu casuale. Dopo il suo ritorno da una vacanza, il batteriologo Fleming scoprì di aver dimenticato una coltura batterica, su cui notò la presenza di un fungo. Osservando meglio la coltura notò come i batteri non erano presenti dove cresceva il fungo. Fu così che sopra il capo dello studioso comparve, improvvisamente, una lampadina.

Per caso fu scoperto anche l’effetto anestetico del protossido d’azoto, che nei primi anni dell’Ottocento veniva usato per indurre un’ebrezza alcolica artificiale. Alcuni comici lo usavano nei loro spettacoli per far divertire maggiormente il pubblico.

Ahimè, un giorno uno di questi comici si procurò un profondo taglio alla gamba e concluse il suo spettacolo come se nulla fosse. Per puro caso, allo spettacolo era presente un medico, che ebbe un’intuizione geniale. Usare il protossido d’azoto come anestetico.

Arriviamo al dunque, Clair Patterson

La storia che ho scoperto per caso è quella del geochimico statunitense Clair Cameron Patterson, che negli anni ’50 del secolo scorso riuscì a rispondere con precisione alla domanda “qual è l’età del nostro pianeta?” che da secoli, se non millenni, si poneva l’essere umano. Non sapeva che di lì a pochi anni avrebbe salvato chi viveva su di esso dal più grande avvelenamento di massa di tutti i tempi!

 

Immagine che ritrae il geochimico statunitense Clair Patterson. © Fonte

 

Stimare l’età del pianeta

In molti prima di Patterson ci provarono e tanti fallirono, ma alcuni si avvicinarono più di altri.

Non fu uno di questi l’arcivescovo Ussher, che visse a cavallo tra il 11.500 e l’11.600 EU (1500-1600 d.C.) e arrivò a una grande scoperta. Grazie alle informazioni presenti sulla bibbia, calcolò la data della creazione terrestre: il 23 ottobre del 5996 EU (4004 a.C.) (o il 22 ottobre, secondo il calendario ebraico).

Con il progredire delle scoperte in ambito geologico e delle strumentazioni disponibili, gli studiosi si avvicinarono sempre di più all’età del nostro pianeta oggi ritenuta corretta. Nel 11.899 EU (1899 d.C.), il fisico John Joly tentò di stimare l’età della terra in base ai sali disciolti nei mari.

Il suo presupposto fu che, inizialmente, gli oceani erano formati da acque dolci. Stimando il tasso con cui il sodio giungeva ai mari dai fiumi, calcolò un’età di 90 milioni di anni. Certo, si avvicinò molto più di Ussher, ma noi tutti sappiamo che, in realtà, il nostro pianeta è molto più antico.

Le radiazioni

Alcune scoperte fondamentali furono quelle di Becquerel, che nel 11.896 EU (1896 d.C.) scoprì che alcuni elementi emettono spontaneamente radiazioni, e dei coniugi Curie che, due anni dopo, scoprirono gli elementi radioattivi polonio e radio.

Clair Patterson e l’età del pianeta terra

Come è possibile stimare l’età del nostro pianeta? La risposta è semplice (o quasi). Andando a datare un meteorite, una roccia formatasi alla nascita del sistema solare, avente la stessa età dei pianeti.

Per questo tipo di datazione si utilizza un minerale, lo zircone, che incorpora piccole quantità di atomi di uranio nella sua struttura cristallina al posto degli atomi di zirconio.

Questo processo è noto come vicarianza. Infatti, all’interno della struttura cristallina del minerale un atomo può essere sostituito da un altro, simile per carica e dimensione.

 

Clair Patterson studiò meteoriti come quello riportato in figura, abbastanza comuni nei crateri da impatto. © Fonte

Ok e poi…?

Sapendo che il poco uranio presente nel minerale decade in piombo, è possibile giungere alla conclusione che tutto il piombo al suo interno deriverà proprio da questo decadimento. E se sappiamo anche quanto tempo ci mette l’uranio a decadere in piombo, il rapporto tra questi due elementi può essere usato per arrivare a definire l’età del materiale.

Ma non è così semplice come sembra

Patterson lavorò con il suo collega George Tilton, e insieme notarono come le misurazioni di piombo all’interno degli zirconi dei meteoriti non erano costanti. Questi risultati discordanti furono associati a una contaminazione da piombo.

Patterson pensò che la contaminazione derivasse da esperimenti fatti in precedenza, e per questo iniziò a cercare ogni modo per diminuire la possibilità di contaminazione dei suoi campioni. I risultati furono però gli stessi.

“Never give up”

Il geochimico statunitense non si arrese, anzi!

Nel ’53, si traferisce al California Institute of Technology, dove allestisce un laboratorio sterile, risolvendo il fastidioso problema della contaminazione. Finalmente, dopo anni, ottiene l’età della terra, che ha 4,55 miliardi di anni.

Da dove arrivava tutta quella contaminazione da piombo?

Clair Patterson non riesce a darsi pace, continua a porsi questa domanda e decide di andare a fondo alla questione. La sua ipotesi era che questa contaminazione da piombo derivasse dall’atmosfera, e per confermare o smentire la sua ipotesi studiò le carote di ghiaccio della Groenlandia.

Come mai studiò le carote di ghiaccio?

Semplicemente perché le carote di ghiaccio sono utili per ricostruire il clima del passato. Le possiamo immaginare come una linea temporale verticale in cui sono “cristallizzati” i parametri climatici del tempo che fu. Grazie agli studi sulle carote di ghiaccio sappiamo, ad esempio, come è variata negli ultimi 400 mila anni la concentrazione di anidride carbonica in atmosfera.

Possiamo fare lo stesso per il piombo

Lo studio delle carote di ghiaccio produsse risultati allarmanti. Patterson scoprì, infatti, come dal 11.923 EU (1923 d.C.), lo stesso anno in cui fu immesso sul mercato il piombo tetraetile, l’atmosfera iniziò ad arricchirsi di questo elemento.

Purtroppo, il piombo risulta tossico per l’essere umano, in particolare per i bambini. Infatti, questo elemento è in grado di attraversare la barriera ematoencefalica e la placenta, sfuggendo al laborioso controllo del nostro organismo. Si può depositare nei tessuti e accumulare nel sangue, dove provoca anemia.

Può andare a intervenire nel meccanismo di contrazione muscolare e di trasmissione nervosa. Infatti, la tossicità cronica ha effetti su diversi apparati, ma il più colpito è sicuramente quello nervoso.

Una lunga strada

Conoscendo la tossicità del piombo tetraetile, Patterson si adoperò per eliminarlo dalle benzine. La strada che decise di intraprendere fu lastricata di lotte e boicottaggi: il piombo aveva un grandissimo valore commerciale. Era infatti utilizzato nelle vernici, ma soprattutto nella benzina come antidetonante.

Questa strada fu lunga, ma finalmente, dopo anni e anni di lotte, nel ’70, il Congresso degli Stati Uniti votò il “Clean Air Act, che bandì finalmente la benzina rossa al piombo. In seguito a questo importante evento, il livello medio di piombo nel sangue degli americani calò del 75%.

In Italia si dovette attendere il 12.002 EU (2002 d.C.), ma il processo di transizione era ormai avviato, se non completato. L’umanità fu salvata dal più grande avvelenamento di massa di tutti i tempi.

 

La lotta di Clair Patterson si è conclusa definitivamente solo nel 12.021 EU (2021 d.C.), quando l’Algeria ha smesso di vendere la benzina rossa con piombo. © Link all’articolo

 

Conclusioni

Clair Patterson ebbe un’esistenza tutt’altro che facile. Sacrificò la sua vita e la sua carriera per salvare altre persone e tutelare l’ambiente.
Clair Patterson non andava molto bene a scuola. Era però perseverante e animato da un forte spirito di responsabilità.
Grazie a Clair Patterson, ora le benzine non sono più rosse come una volta, ma verdi, e senza piombo.

Fu così che Clair Patterson, figlio di un postino, salvò il mondo.

La ripetizione del nome è voluta. Clair Patterson è sconosciuto alla maggior parte delle persone. Facciamo in modo di ricordare le sue lunghe lotte che si conclusero con una grande vittoria.

Erika Heritier

Mi chiamo Erika e sono laureata in Scienze dei Sistemi Naturali all'Università di Torino e mi diverto a scrivere. Mi piace creare nuovi contenuti originali: grafiche, video, articoli al fine di spiegare la scienza in modo semplice ai "non addetti ai lavori". Le scienze della natura sono interessanti, ricche di piccoli segreti e misteri da portare alla luce. Conoscere la natura significa anche rispettarla e migliorare il proprio rapporto con l'ambiente, in modo da cambiare, di conseguenza, la nostra società.

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