Perché la sabbia che piove dal cielo è magnetica: la spiegazione dell’esperto

Prima la raccoglie con una tessera, poi la attira con tre calamite una sopra l'altra. La sabbia rossa proveniente dal deserto del Sahara che nei giorni passati si è depositata sulle macchine in tutta Italia, dopo giornate di scirocco, ha attirato curiosità ma anche sospetti e teorie del complotto. C'è chi parla di scie chimiche, chi tira in ballo il cloud seeding (cioè una forma di "inseminazione" delle nuvole per forzare la pioggia, usando spesso ioduro d'argento o anidride carbonica solida), chi non si dà una risposta ma vede nel fenomeno un pericoloso segnale.

In realtà, però, si tratta di un fenomeno naturale, anche se poco comune. Non capita tutti i giorni di passare casualmente un magnete sulla macchina sporca di sabbia. Riccardo Bertacco, professore ordinario di Fisica al Politecnico di Milano, ha spiegato a Fanpage.it la ragione scientifica del curioso fenomeno.

Professore Bertacco, perché la sabbia che è arrivata in Italia nei giorni passati si può "catturare" con una calamita?

La ragione è abbastanza semplice. La sabbia del Sahara è rossa perché all'interno si possono trovare ossidi di ferro, che sono magnetici. Per questo motivo, in casi come questo, la sabbia ha un comportamento magnetico. In generale dove ci sono delle rocce rosse che si possono attribuire geologicamente al ferro, allora potremo supporre che siano magnetiche.

Può spiegare meglio?

A seconda della regione del deserto che si va a guardare, si possono trovare delle composizioni diverse. Tipicamente nelle sabbie come quella del Sahara possono contenere delle particelle di ferro, dell'ematite e altri composti che sono possono essere ossidi o anche idrossidi di ferro che alla fine portano un comportamento magnetico. Siamo portati a pensare cose astruse, ma alla fine la spiegazione del fenomeno che abbiamo visto in questi giorni è molto semplice. Si tratta solo di particelle di sabbia che arrivano da noi e che contengono dei minerali a base di ferro. Questo è uno dei materiali che è magnetico per antonomasia. Si parla infatti di materiali ferromagnetici perché, appunto, hanno un comportamento magnetico. Che è quello che ci aspettiamo, senza che sia bisogno di invocare scie chimiche o altre spiegazioni.

Quindi alla fine il magnetismo cos'è?

Stiamo parlando di un fenomeno quantistico. All'interno degli atomi di ferro ci sono gli elettroni che hanno una caratteristica peculiare: quella di avere uno spin. Per capirci, si tratta di quelle freccette che si disegnano tra gli elementi della tavola periodica quando a scuola si studia chimica. Ogni elettrone porta un "momento" magnetico, come fosse una piccola calamita. In alcune configurazioni gli elettroni negli atomi tendono ad avere degli spin paralleli. Quando questo succede l'atomo diventa veramente come se fosse una piccola calamita.

Cosa cambia quando si tratta dell'atomo di ferro?

Nel reticolo cubico del ferro, gli atomi si comportano tutti come tante piccole calamite, ma tutti hanno i poli che puntano nella stessa direzione. Quindi come effetto si comportano come un macro-magnete. Per quanto riguarda la sabbia del Sahara dentro ci sono dei nano-cristalli di ematite, che sono dei materiali che hanno atomi con spin allineati. Quindi se io ci avvicino una calamita dall'esterno, vengono attratti.

Utilizzare un solo magnete o usarne tre fa la differenza quando si cerca di "catturare" la sabbia?

Sì. Se io prendo dei magneti tipo quello da frigorifero, il campo che creano dipende dalla forma che costruisco con loro. Se ne impilo di più, tipicamente il campo si attenua meno rapidamente ed è un po' più intenso. Una delle regole fondamentali è la proporzione del magnete, cioè la lunghezza rispetto al diametro di un cilindro oppure, in un rettangolo, la lunghezza rispetto alla larghezza. Queste cose determinano alla fine quanto grande è il campo e quanto si spinge al di fuori del magnete stesso. Quelli che si vedono nei video che sono diventati virali, è un esempio di come si possa usare la forma di un magnete per amplificare il campo prodotto.

Lei come si spiega che si sia creata quest'aura di mistero attorno a un fenomeno in fondo così naturale come il magnetismo della sabbia?

In generale abbiamo sempre bisogno di trovare qualche cosa che stimola un po' la nostra curiosità e siamo poco inclini in alcuni casi ad accettare spiegazioni scientifiche. Fa parte dell'essere umano. Dopodiché è anche vero che ci sono delle cose che la scienza non spiega alla perfezione, perché magari non ha ancora avuto modo di studiarle molto bene. Questo capita anche nel campo del magnetismo.

Per esempio?

Come fanno i piccioni viaggiatori a trovare, alla fine, la direzione? In realtà hanno dentro l'equivalente delle navigation unit che abbiamo dentro il cellulare, cioè una bussola e un sensore di gravità. Ecco, adesso abbiamo scoperto che i piccioni hanno sistema molto particolare, che è stato studiato per anni, per sentire le direzioni del campo magnetico terrestre. In pratica hanno una bussola dentro. Per scoprire come funziona abbiamo dovuto studiare tanto. La natura ogni tanto segue delle logiche che non sono simili a quelle nostre, quelle umane. Sono tanti i fenomeni che ancora non abbiamo capito fino in fondo perché perché noi abbiamo studiati tutti perché non è che siamo messi a studiare tutti i piccoli dettagli. Però c'è sempre una fame di mistero.