Tra i primi a notare un simile fenomeno figura il celebre esploratore norvegese Adolf Erik Nils Klaus Waldemar Freiherr von Nordenskiöld (1832-1901) durante i suoi viaggi nella provincia cilena di Última Esperanza. Navigando in uno stretto canale, mentre annotava dei rilevamenti in merito al plankton marino presente al suo interno, restando improvvisamente affascinato da una vista indubbiamente rara: la grande quantità di agglomerati circolari di sabbia di ardesia, silicati ed altri materiali granulari, dalla forma circolare simile a quella di un paramecio. Ma un diametro di 15, 20 cm ciascuna, intente a galleggiare mantenendosi rigorosamente ad una valida distanza di sicurezza. Quasi come se una forza misteriosa, frutto del volere divino della Provvidenza, si occupasse del mantenimento dello strano disegno, replicato a qualche metro di distanza sul fondale limpido, tramite le ombre delle strane zone di offuscamento. Storia singolare eppure in qualche modo spiegabile, come può essere apprezzato dalla sua capacità di offrire repliche in diversi momenti storici dell’osservazione scientifica o documentata degli eventi. Così una descrizione simile compare nell’articolo di Cecil Carus-Wilson ed R. C. T. Evan intitolato Floating Stones per la rivista Nature del primo febbraio 1900. E qualcosa di assolutamente simile può essere ammirato in questo video della giornata di ieri, registrato e pubblicato su Internet dall’utente di Reddit/Youtube dal nome di Clarissa Tzeng. Ma cosa stiamo osservando, esattamente? Fermo restando che l’esatta posizione della contingenza non viene fornita, forse per ragioni di privacy, è piuttosto semplice qualificare la particolare configurazione acquatica come appartenente ad una regione particolarmente del bagnasciuga. Dove al termine di un periodo di bassa marea, l’acqua salmastra sembrerebbe essersi nuovamente sollevata con un singolare tipo d’accompagnamento: chiazze individuali di sabbia, con un’ordinata disposizione paragonabile a quella delle macchie di leopardo. Tanto immobili da far pensare che qualcuno le abbia disegnate, tramite l’impiego di un magico pennarello. Eppure non c’è niente di più spontaneamente armonico, di ciò che la natura tende a produrre sotto i nostri occhi ostinatamente increduli rispetto all’evidenza. Particolarmente nella sua accezione frutto delle leggi della fisica, che ogni cosa condizionano in maniera tante volte opposta ai nostri preconcetti “logici” acquisiti. Tanto da richiedere definizioni che ci rassicurano, citando cose come ciotole di cereali per la prima colazione. Piccole ciambelle, sospese nella lucida sostanza dello spaziotempo…
Essendo la questione per quanto siamo inclini a ipotizzare l’effettiva risultanza di due processi distinti. Il primo è la tensione di superficie, che grazie al reticolo d’idrogeno facente parte del sostrato di molecole dell’acqua stessa, forma una sorta di pellicola capace di far stare in superficie oggetti dalla densità o dislocamento non necessariamente sufficienti ad evitare l’affondamento, né pesanti abbastanza da discendere al di sotto di questa tenue barriera. Lo stesso principio, in altri termini, che permette all’insetto pattinatore (fam. Gerridae) di muoversi rapidamente grazie al metodo che gli fornisce il nome. Il che spiega in brevi termini il galleggiamento di sabbia, piccole pietre ed altri oggetti quando la superficie dell’acqua è calma a sufficienza e il vento non accelera le forze traversali in grado di prevenire la contingenza. Ma per comprendere perché, nei fatti, le minute particelle tendono a formare isole ed agglomerati tanto caratteristici, imitando almeno in apparenza un pattern ripetuto dalla funzionalità mimetica o decorativa, dobbiamo spostarci a tempi decisamente più recenti della ricerca scientifica, con lo studio pubblicato nel 2004 da scienziati dell’Università di Harvard (Vella, Mahadevan) su qualcosa di apparentemente mondano come il comportamento delle ultime ciambelline d’avena, alias Cheerios, che galleggiano all’interno di una tazza di latte. Le quali, avrete forse avuto modo di notarlo anche voi, tendono autonomamente a spostarsi verso il bordo della tazza o avvicinarsi l’una all’altra, come se fossero dotate di una sorta d’inspiegabile forza magnetica inerente. Laddove l’effettiva spiegazione risulta essere al tempo stesso più semplice, ma anche maggiormente stupefacente. Giacché siamo di fronte, anche nel caso di oggetti dal galleggiamento positivo in funzione della propria bassa densità, ad una disposizione dettata dal cosiddetto menisco o piegamento della superficie dell’acqua. Che poi sarebbe la formazione di un perimetro convesso, o vera e propria salita verso l’alto, delle già citate molecole di H₂O come reazione alla presenza di un “peso” che preme verso il basso sull’effimera membrana prodotta dal loro imprescindibile stato di tensionamento. Dal che deriva, in una versione diametralmente speculare nel celebre modello dimostrativo della gravità realizzato con biglie metalliche ed un telo elastico, la spontanea tendenza ad attrarsi. Ma c’è un aspetto ulteriore da tenere in considerazione, quello dimostrato da tanti sperimentatori su Internet, mediante l’aggiunta nella tazza di oggetti normalmente inclini ad affondare come puntine o graffette. Le quali, analogamente alla sabbia osservata da Nordenskiöld e Clarissa Tzeng, tendono piuttosto a fabbricare un tipo di menisco “negativo” ovvero concavo attorno a ciascuna equivalenza della prototipica ciambella galleggiante. Ed è qui che le cose iniziano ad assumere proporzioni decisamente più surreali: poiché le leggi naturali vogliono che nella stessa ciotola (o bagnasciuga) gli oggetti galleggianti e quelli mantenuti a galla si attirino tra loro. Ma non a vicenda, a causa della non compatibilità dei rispettivi menischi.
Ed ecco qui la conseguente, risolutiva spiegazione dell’intera faccenda: poiché non è forse vero che al formarsi di ciascuna “isola”, o “zattera” di sabbia che dir si voglia, esse guadagnano una massa sufficiente a contrastare la spinta verso il basso della gravità, mediante quella opposta offerta dal dislocamento dell’acqua sottostante… Iniziando, in questo modo a galleggiare. Per respingersi, al di sopra di una certa estensione, almeno finché l’abbassarsi della marea non le porterà di nuovo ad adagiarsi sul fondo.
Così la storia della Terra e di coloro che ci abitano ci ha progressivamente insegnato, un secolo dopo l’altro, la maniera in cui da fatti semplici può essere creato un universo di soluzioni complesse. Dirette risultanze del potere della comprensione, supremo strumento in grado d’imbrigliare e mettere al nostro servizio la natura stessa. Come fatto nel fin qui discusso contesto, in un prototipo di robot microscopico progettato dal Max Planck Institute, la Cornell e la Jiao Tong University nell’aprile del 2022. Finalizzato nello specifico alla creazione di un consorzio d’esseri artificiali fatti muovere letteralmente grazie ad un’applicazione del Cheerios’ effect. Comando indotto in questo caso non mediante il piegamento della superficie dell’acqua, bensì una forza magnetica veicolata nei confronti di un liquido, all’interno del quale dovevano spostarsi queste “macchine” non più grandi di 300 micrometri, creando figure e compiendo evoluzioni idealmente utili a risolvere dei problemi, come formare o liberare ostruzioni all’interno di un angusto condotto o possibile vena del corpo umano. Eventualità, quest’ultima, senz’altro ancora oggi remota. Ma chi può dire cosa ci riserverà il domani?
