Vita, morte e miracoli dei metalli

Tutti sanno cosa sono i metalli… duri, brillanti e conduttori di calore ed elettricità.

Ferro, oro, rame, argento e alluminio sono alcuni esempi di questi elementi chimici con cui ognuno di noi ha grande familiarità. Tuttavia, se parliamo di sodio, o ancor peggio di astato, la familiarità scompare e scompare anche la certezza che stiamo parlando di metalli.

Il sodio, che comunemente ingeriamo, è un metallo abbondante, pur essendo soffice e ceroso. L’astato, creato artificialmente nel 1940 in laboratorio, è un metallo radioattivo di cui si pensa ne esistano meno di 30 grammi su tutta la Terra.

Ma, se non siete dei chimici, è impossibile che conosciate tutti i 118 elementi chimici esistenti, di cui 88 sono proprio i metalli.

Ciò nonostante, alzi la mano chi non si è mai domandato da dove provengano tutti questi metalli. E, soprattutto, come diavolo abbiano fatto ad avere tutte le proprietà che li contraddistinguono, molto diverse tra loro ma incredibilmente utili per chi vive su questo pianeta.

Così uguali ma così diversi

Tanto per non parlare in termini scentifici ma il più comprensibile possibile, sappiate che i metalli sono fatti tutti della stessa pasta: materiale atomico (elettroni, neutroni e protoni).

Certo, non tutti gli atomi sono uguali e, atomi di elementi diversi possono distinguersi per il numero di protoni come, per esempio, l’idrogeno che contiene un solo protone. Oppure come l’oro che ha 79 protoni.

Naturalmente, sarebbe bello prendere 79 atomi di idrogeno e schiacciarli facendoli diventare un solo atomo con 79 protoni. Avremmo ottenuto in un sol colpo un atomo d’oro! Purtroppo, qui sulla Terra, la cosa è maledettamente difficile, ma sulle stelle è qualcosa che accade tutti i giorni.

“Fare e disfare è tutto un lavorare”

Come spiegano gli scienziati, circa 13,7 miliardi di anni fa, la materia fece la sua apparizione sotto forma di atomi dei due elementi più leggeri: idrogeno (con un protone) ed elio (con 2 protoni). Ancor oggi, dopo tutto questo tempo, rimangono gli elementi più abbondanti nell’universo.

Con il passare dei milioni di anni, gli atomi di idrogeno ed elio si sono raccolti in nubi di gas e polvere. Queste nubi enormemente grandi (parliamo di anni luce), a causa della gravità, si sono condensate formando le prime stelle, che avevano temperatura e pressione sufficientementi per fondere gli atomi di idrogeno ed elio. Una zuppa bollente e concentrata di atomi da cui si sono formati atomi di elementi più pesanti… oro compreso!

“Fare e disfare è tutto un lavorare” potrebbe essere il motto delle stelle che continuano a produrre elementi più pesanti, compresi i metalli come il titanio (22 protoni), il ferro (26 protoni), l’oro (79 protoni) e l’uranio (92 protoni). Questa è una delle cose che le stelle fanno in continuazione, anche mentre le state guardando durante la notte di San Lorenzo!

A questo punto, non ci resta che scoprire come hanno fatto i metalli ad arrivare fino a noi.

Nei primi miliardi di anni dopo il Big Bang, nacquero miliardi e miliardi di stelle, alcune delle quali molto massicce, ma con vita breve: soltanto pochi milioni di anni. Morivano esplodendo come delle supernove. E quando una stella grande e massiccia esplode è meglio non essere nelle vicinanze! Infatti, espelle tutti gli elementi pesanti che ha in pancia, proiettandoli in tutto lo spazio circostante.

Un regalo delle stelle

In qualche modo, le stelle esplose hanno seminato l’universo con un’energia e una quantità di elementi, compresi i metalli, impossibile da comprendere: triliardi e triliardi e triliardi di megatoni. In questo universo popolato di elementi, sono nate nuove stelle ricche anche di metalli, come nel caso del nostro Sole. E la Terra, in tempi più recenti (4 miliardi e 567 milioni di anni fa), si è formata dalla nebulosa solare, costituita da polveri interstellari, gas e molti elementi pesanti, metalli compresi.

Ecco perché qua sulla Terra abbiamo un sacco di metalli. Quasi un terzo della massa del nostro pianeta è fatta di ferro, localizzato soprattutto nel nucleo della Terra. Un altro 14 percento è magnesio, l’1,5 percento è nichel e l’1,4 percento è alluminio. In tutto siamo ad un 49 percento di tutta la massa, ma mancano ancora tutti gli altri metalli come oro, argento e platino, presenti soltanto in piccole percentuali.

E il resto della massa terrestre? Il 30 percento è ossigeno, un altro 15 percento è silicio e il resto sono altri elementi non metallici.

Ma nonostante tutto questo ben di Dio, per almeno un paio di milioni di anni, gli umani hanno continuato ad usare legno, ossa e pietre. Soltanto 10.000 anni fa (circa) ci siamo accorti che esistevano anche altri materiali, i metalli e, dopo 2.000 anni, abbiamo imparato a lavorarli. Così è nata quello che oggi chiamano la metallurgia.

Adesso, che viviamo in una società che non potrebbe esistere senza metalli ma che dà per scontato di averne in quantità illimitate, ci possiamo rendere conto che le risorse minerali del nostro pianeta sono davvero un regalo delle stelle. C’è da sperare che non saremo così stupidi da sprecare un regalo tanto prezioso…