Il 10 agosto ritornammo a prendere un campione di ghiaccio nella stessa località (dietro la Capanna Gnifetti): non ricorremmo più al crepaccio della prima volta, ma ad un altro più a monte in direzione della traccia che sale verso il Colle del Lys. La struttura del ghiaccio era la stessa già descritta, corrispondente allo stadio di passaggio fra il nevato delle vette e il ghiacciaio delle parti declivi e basse. Il residuo di un litro non era che di milligrammi 8,8 per litro; fra quante acque abbiamo esaminato nel 1894 non ne trovammo nessuna più povera di materiali sciolti.
Nel corso dellanno 1895 ho potuto ripetere alcuni dosaggi del residuo secco dellacqua di ghiaccio; la spedizione era munita di una bilancia di precisione che permise di operare a Lavez stesso, evitando di portare residui a Torino. Uno dei campioni di ghiaccio era stato ottenuto scavando alla base della Piramide Vincent, entro un grande masso di ghiaccio (serac), franato dalla vetta lungo il pendìo occidentale. Si ebbe cura di raccogliere ghiaccio profondo e quindi antico, presentante bene apparenti le strie orizzontali caratteristiche; era compatto, trasparente, molto poroso, disseminato di bollicine daria di dimensioni varianti da un grano di miglio ad un pisello, non friabile, a frattura cristallina.
Ghiaccio di aspetto eguale raccogliemmo più in basso al limite fra il ghiacciaio del Garstelet e il lembo superiore della morena dove finisce allestremità nord delle roccie dellHohes Licht. Il ghiacciaio del Garstelet non termina veramente in questo punto, ma ricompare più in basso, sbucando di sotto i detriti morenici, riunito con quello dIndren. Come dirò più innanzi a proposito della crioconite, il ghiacciaio del Garstelet nel punto là dove noi prendemmo il campione è continuamente lavato da un velo di acqua, che vi scorre sopra, e il ghiaccio sottoposto è molto compatto e probabilmente assai antico. Allanalisi chimica risultò che il ghiaccio preso alla base della Piramide Vincent, fuso e filtrato dai pochissimi detriti sospesi, svaporato e seccato a 110°, lasciava un residuo di milligrammi 2,4 e quello del Garstelet di milligrammi 1,6. Ciò proverebbe che in alcuni punti il ghiaccio è costituito di acqua quasi perfettamente pura.
Ecco qui radunate le cifre dei residui secchi ottenuti nel corso di mie ricerche:
11 Alla calcinazione si riduce a milligr. 16,0.
La differenza fra i residui di ghiacci provenienti da località vicine, quali sono quelle da cui si presero i saggi sia nel 1894 che nel 1895, dimostra con un argomento chimico che il ghiacciaio non è una massa omogenea, prodotto della miscela intima di tutte le correnti di nevato che vi scendono; ma è un miscuglio irregolare di filoni di varie nevi che per lorigine e la età diverse devono necessariamente avere composizione varia.
Se questo stato di cose si mantenga anche nelle porzioni più basse del ghiacciaio, e nel lembo terminale del così detto mare di ghiaccio, dopo che, per la continua rigelazione coadiuvata dalla pressione, il miscuglio dei varii filoni parrebbe dover essersi fatto più intimo, è ciò che rimane a stabilirsi con altre ricerche.
È noto che durante la congelazione di unacqua contenente materiali disciolti o sospesi, la distribuzione di questi si fa irregolarmente, non solo fra la porzione congelata e quella rimasta sciolta, ma nelle stesse masse congelate. Questo fatto che venne confermato recentemente da A. C. Christomannos11 non può tuttavia spiegare la varia composizione del ghiaccio in regioni vicine.
Dopo le acque di neve, le più povere in materiali disciolti sono quelle del torrente Indren; il che si spiega riflettendo che queste sono il risultato della fondita di quelle, e che il terreno su cui scorre il torrente, costituito da roccie impermeabili, non può aver ceduto nuovi materiali allacqua. Il giorno 9 agosto 1894 alle ore 15 (temp. 12°) raccolsi lacqua di cui ho già dianzi dato il tenore in materiali solidi sospesi. Un litro dellacqua conteneva sciolti milligr. 16,1. Il 10 agosto in cui, come pure dissi, si ebbe un enorme aumento nella fondita del ghiaccio, il residuo a 110° per un litro fu di milligr. 21,2; il quale residuo si annerì fortemente alla calcinazione e si ridusse a milligr. 16 come il primo. Questa cifra è dunque lespressione della quantità media di materiale sciolto contenuto nei ghiacci che alimentano il torrente. Le sostanze organiche trovate in di più nel giorno di piena possono provenire dal ghiacciaio stesso o dalle rive del torrente dove scorre tra sponde erbose.
I laghi hanno un residuo alquanto più elevato: più di tutti quello Salzia, chiuso allintorno da roccie e senza correnti che lo alimentino o che ricevano leccesso delle acque. Un litro lascia un deposito di milligr. 27,2. Il Lago Gabiet in due determinazioni ad epoche diverse mi diede milligr. 25,1 e 23,7 per litro.
Lacqua della sorgente Quintino Sella ha il residuo più abbondante: 30,8 milligr. per litro.
I residui tutti vennero analizzati qualitativamente. Vi si trovò acido cloridrico, acido solforico, calcio, sodio. Nelle acque di neve questi elementi erano in minimissima quantità, e le reazioni a parità di volume non indicavano una differenza che mostrasse il sopravvento di uno piuttosto che di un altro dei componenti. Lo stesso si dica per le acque dellIndren.
Nelle acque dei laghi i cloruri sono scarsi, e quasi tutto il deposito è fatto di solfati, prevalentemente di calcio. Non mi venne fatto di rinvenire magnesia.
I solfati sono pure abbondanti nel residuo dellacqua della sorgente Quintino Sella, mentre i cloruri sono in tenuissima quantità. Questacqua contiene anche dei carbonati in una piccola proporzione.
Delle acque di neve, due, cioè quella della vetta della Punta Gnifetti e quella raccolta il 10 agosto dietro alla Capanna Gnifetti, non contenevano traccia alcuna di ferro; ne trovai invece in tenue quantità (rivelabile col solfocianato potassico) nellacqua raccolta il 28 luglio alla stessa altezza della precedente, ma non precisamente nello stesso punto. Questo è una prova di più della non omogeneità delle masse ghiacciate. Il ferro manca pure nellacqua dellIndren che ho analizzato. Non potei analizzare il residuo lasciato dallacqua nel giorno di piena (10 agosto) perchè si ruppe il tubetto che ne conteneva la soluzione.
Tutte le altre acque, cioè dei due laghi Gabiet e Salzia e della fontana Quintino Sella, contengono piccole quantità di sali di ferro sciolti. Le soluzioni dei residui acidificate con acido cloridrico e trattate con solfocianato potassico dànno tutte una tinta rosea decisa. Credo superfluo il dire che i reattivi erano stati accuratamente purificati, e che in ogni caso si stabilivano delle controprove.
Mentre il ferro allo stato solubile si trova solo eccezionalmente nelle nevi e nel torrente, lo stesso metallo indisciolto è abbondante nei depositi di queste acque. Lacqua di fusione della neve della Punta Gnifetti conteneva per litro milligrammi 2,5 di materiali sospesi: esaminati al microscopio si mostravano composti di granellini di sabbia quarzosa, riganti il vetro, erano tinti in rosso ocraceo, e trattati con acido cloridrico davano chiara reazione di ferro col solfocianato. Ho pure accennato alle sabbie dellIndren ricche di ferro. Non è dunque che questo metallo faccia difetto, ma mancano le condizioni per cui si trasformi in composti solubili. Su tale argomento ritornerò fra poco.
La ricerca dellammoniaca, dei nitriti e dei nitrati si fece sul luogo e colle acque fresche.
La presenza di ammoniaca si accertava direttamente nelle acque mediante il reattivo di Nessler. 100 cc. dellacqua si trattavano in un cilindro a tappo smerigliato con ½ cc. di idrato sodico e 1 cc. di carbonato sodico. Trattandosi di acque che contenevano quantità piccolissime di sali dei metalli terrosi, non si osservò mai alcun precipitato dopo aggiunti questi due reattivi. Tuttavia si lasciava riposare mezzora, poi si travasava il liquido chiaro in un altro cilindro, e si aggiungeva 1 cc. di liquore di Nessler12.
La ricerca dellammoniaca, dei nitriti e dei nitrati si fece sul luogo e colle acque fresche.
La presenza di ammoniaca si accertava direttamente nelle acque mediante il reattivo di Nessler. 100 cc. dellacqua si trattavano in un cilindro a tappo smerigliato con ½ cc. di idrato sodico e 1 cc. di carbonato sodico. Trattandosi di acque che contenevano quantità piccolissime di sali dei metalli terrosi, non si osservò mai alcun precipitato dopo aggiunti questi due reattivi. Tuttavia si lasciava riposare mezzora, poi si travasava il liquido chiaro in un altro cilindro, e si aggiungeva 1 cc. di liquore di Nessler12.
Prima di ricercare lammoniaca nelle acque, mi accertai che non ne esistesse nellatmosfera del nostro laboratorio in modo che potesse assorbirsi. Lasciai aperti diversi recipienti contenenti acqua distillata nella camera e vi ricercai lammoniaca. I risultati furono assolutamente negativi.
Le indagini sulle acque eseguite nel 1894 mi diedero per risultato: presenza quasi costante di ammoniaca nelle acque delle nevi, tanto della vetta del Rosa, quanto del ghiacciaio del Lys. Lacqua dellIndren (proveniente dalla fusione di un ghiaccio che conteneva ammoniaca) nelle condizioni ordinarie non ne mostrava traccia; ma nella piena del 10 agosto, lammoniaca apparve pure in questacqua per scomparire il giorno dopo; in tutte le altre acque non trovai traccia alcuna di ammoniaca.
Questanno potei riprendere questargomento in condizioni migliori, avendo meco come dissi la bilancia di precisione, e il necessario per preparare acqua distillata; ebbi così mezzo di fare qualche dosaggio quantitativo secondo il metodo di Frankland e Armstrong13.
Le acque ottenute dalla fondita del ghiaccio o della neve contenevano sempre ammoniaca; in un solo caso non ne trovai traccia, e fu nel ghiaccio che scavai al Garstelet, e di cui dissi dianzi che non lasciava che un residuo di milligrammi 1,6.
Ecco le cifre ottenute:
I. Ghiaccio della porzione terminale del grande ghiacciaio del Lys, punto in cui scaturisce il torrente a m. 2150 circa; si raccoglie nella grotta stessa della sorgente del Lys; alla superficie delle masse ghiacciate la fusione è continua, la temperatura 0°; il ghiaccio racchiude granelli di sabbia; è formato di numerosi frammenti compatti e trasparenti, incastonati gli uni negli altri irregolarmente, in modo da ricordare le suture delle ossa craniane.Ammoniaca per litro milligrammi 0,3.
II. Ghiaccio della porzione superiore del ghiacciaio del Lys a 3600 metri circa, dietro i sassi su cui sorge la Capanna Gnifetti.Ammoniaca per litro milligr. 0,05.
III. Ghiaccio del Garstelet, porzione discendente verso lHohes Licht (3400 m. circa).Ammoniaca per litro un po meno del precedente; il dosaggio esatto non si può eseguire perchè si è presso al limite inferiore della sensibilità della reazione.
IV. Ghiaccio di una balza alla base occidentale della Piramide Vincent (a 3700 m. circa), di cui si è determinato il residuo solido (v. pag. 54).Ammoniaca per litro milligr. 0,10.
V. Neve profonda e compatta di una valanga che scende nel piccolo lago azzurro sotto al Colle dOlen; è dellinverno scorso: ammoniaca per litro milligr. 2. Unaltra porzione della stessa neve conservata nei recipienti chiusi ed analizzata lindomani dava solo 1 milligr. di ammoniaca per litro. Lacqua del laghetto in cui scendeva il nevato non conteneva più se non traccie di ammoniaca inferiori a 0,05 milligr. per litro. Rinvenni invece traccie di nitriti (non determinate) che mancavano affatto nella neve. In questo lago sono numerosi organismi: insetti, crostacei (Daphnia) e alghe.
In complesso appare chiaro che lammoniaca esiste quasi costantemente e in quantità variabili nel ghiaccio dei ghiacciai e nelle nevi e che vi si conserva inalterata; anche per lunghi periodi di tempo; ma collo struggersi delle masse ghiacciate, lammoniaca passata nellacqua di fusione, sparisce in poco tempo sì da non trovarsene più traccia a due soli chilometri dalla sorgente, come si verifica nel torrente Indren. Solo quando la fusione dellacqua avvenga rapidamente, lammoniaca si trova ancora nellacqua del torrente.
I nitriti si sono ricercati colle reazioni della metafenilendiamina, con quella dellacido solfanilico e solfato di [Greek: a] naftilamina, i nitrati colla salda damido e joduro di zinco, e colla soluzione dindaco14. In ogni caso e per tutte quante le acque le reazioni furono negative. Ciò per quanto riguarda il 1894; nel 1895 trovai traccie di nitriti nel lago dellOlen, come dissi più sopra.
Il comportarsi dei composti tanto ossigenati che idrogenati dellazoto nelle nevi del Rosa è interessantissimo. Se i risultati da me ottenuti, in base ad accurate reazioni sottoposte sempre a controprove, sono di un valore positivo, non è perciò meno desiderabile che possano essere confermati da un numero maggiore di osservazioni estendentisi su più larga zona. La questione importante dellorigine e della distribuzione dei composti azotati alla superficie del globo e nellaria dalle indagini che ho esposte riceve un nuovo contributo, per cui si rischiarano alcune circostanze finora meno note.
È generalmente ammesso che i composti azotati (ammoniaca, nitriti e nitrati) che si trovano in piccolissima quantità nellaria e che da questa passano nelle acque meteoriche si formino sotto linfluenza delle scariche elettriche o di vive combustioni. Dallepoca della celebre esperienza di Cavendish questo fatto è stato confermato in numerosi e varii modi15; e si potè constatare che i composti azotati sono tanto più abbondanti nellatmosfera quanto più elevata è la temperatura e intensi i fenomeni elettrici, come avviene sopratutto nelle zone tropicali. Dei tre composti azotati accennati, lammoniaca essendo gazosa si diffonde nellatmosfera e si rinviene anche negli strati più elevati; mentre invece i nitriti e nitrati (dammonio) tendono a precipitare nelle zone più basse, essendo solidi.
In un modo o nellaltro, sia che (come avviene per lammoniaca) siano diffusi nellatmosfera, o (come succede dei nitrati e nitriti) vi siano sospesi, questi composti devono necessariamente essere imprigionati nelle goccie dacqua o nei fiocchi di neve, e soffermarsi sui ghiacciai. E se nelle nevi delle alte vette non si trova se non ammoniaca, ciò deve riferirsi che in quelle altezze non si verificano quelle condizioni che sono necessarie perchè gli elementi dellacqua si combinino collazoto atmosferico.
La questione muta dunque daspetto; a rischiararla diventa necessario verificare se ad una certa altezza i fenomeni elettrici mutino di natura, o dintensità, il che per ora non è facile per la scarsità dei dati, le osservazioni continuate nelle zone elevate essendo ancora nellinizio.
A tutta prima parrebbe che sulle alte vette si dovessero avere importantissimi fenomeni elettrici; è noto che ogni picco alpino ha numerose impronte di fulminazione, e spesso si mostra magnetico in conseguenza appunto delle scariche che ha subìto16. Sulle vette alpine alcuni viaggiatori hanno assistito a fenomeni elettrici imponenti; il sig. Galli il 16 agosto 1889 trovandosi alla Capanna del Bergli (3299), alla base del gruppo della Jungfrau, fu leggermente ferito da un fulmine penetrato nel rifugio. Si è in vista di questi pericoli che uno fra i principali intenti della Commissione nominata dal Club Alpino Italiano per dirigere la costruzione della Capanna Margherita sulla Punta Gnifetti, fu di trovare il modo di renderla sicura dal fulmine17. Si adottò il sistema di rivestirla di fogli di rame, armandola di punte agli spigoli, da cui scendono gomene metalliche che la mettono in diretta comunicazione col nucleo granitico del monte.