Zolfo S

Il contesto scientifico dell'epoca

Quasi tutti gli elementi che l'umanità usa hanno richiesto un'invenzione per essere ottenuti: una fornace, un riducente, una corrente elettrica. Lo zolfo no. È il decimo elemento per abbondanza nell'universo e il quinto sulla Terra, e appartiene alla ristretta compagnia di quelli che si trovano già puri, in forma nativa, senza che nessuno debba separarli da nulla. Sulla Terra la maggior parte dello zolfo sta legata dentro solfuri e solfati, ma là dove il gas vulcanico risale e si raffredda il minerale si deposita giallo e riconoscibile. Il nome che la tradizione gli ha dato in inglese, brimstone, dice esattamente questo: pietra che brucia. Non c'è stato bisogno di scoprirlo perché non c'era niente da scoprire: bisognava solo andare dove stava, e quello è sempre stato un posto scomodo.

L'abbondanza dello zolfo ha una ragione che sta dentro le stelle. Il suo nucleo si forma per fusione di un nucleo di silicio con uno di elio, una reazione che appartiene al processo alfa: la catena che costruisce gli elementi saltando di quattro unità in quattro unità e che produce, per questo, gli elementi più comuni dell'universo. Lo zolfo è uno dei suoi prodotti, ed è per questo che se ne trova ovunque si guardi. Nei meteoriti è di casa: le condriti ordinarie ne contengono in media il 2,1 per cento, e quelle carbonacee arrivano al 6,6, quasi sempre sotto forma di troilite, il solfuro di ferro. La materia da cui la Terra si è formata era già abbondantemente solforosa prima che la Terra esistesse.

La forma in cui lo zolfo si presenta normalmente è una molecola ad anello di otto atomi, l'ottazolfo, ciclo-S8: un ottagono increspato che sta impacchettato in un cristallo giallo limone, morbido e inodore. Fonde a 115,21 gradi e bolle a 444,6, temperature basse per un solido minerale, ed è questa docilità termica che tornerà decisiva quando qualcuno penserà di scioglierlo sottoterra invece di scavarlo. Già a 95,2 gradi, prima ancora di fondere, l'anello comincia a cambiare impacchettamento e la forma alfa passa lentamente alla beta, senza che la molecola si modifichi: cambia solo il modo in cui gli anelli si dispongono l'uno accanto all'altro.

L'anello di otto atomi è solo la forma più comune. Lo zolfo esiste in un numero di allotropi che nella tavola periodica ha pochissimi confronti, e ciascuno di essi si presenta a sua volta in polimorfi diversi, cioè in strutture cristalline distinte fatte delle stesse molecole: si distinguono con le lettere greche, alfa, beta e via elencando. A complicare il quadro c'è che lo zolfo è merce da secoli, e le sue forme hanno accumulato nomi tradizionali prima che qualcuno ne capisse la struttura. Il risultato è una nomenclatura stratificata in cui convivono il linguaggio dei cristallografi e quello dei mercanti.

Su quante forme abbia lo zolfo, e su come si collochi rispetto agli altri elementi, le fonti non dicono la stessa cosa. La nota di questo vault attribuisce allo zolfo il primato del maggior numero di forme cristalline; la voce di Wikipedia dedicata agli allotropi dello zolfo è invece esplicita nel collocarlo al secondo posto, dietro il carbonio. La divergenza non è capziosa, perché dipende da che cosa si conta: se si contano gli allotropi veri e propri, cioè le molecole diverse, oppure se si contano anche i polimorfi, cioè i modi diversi di impacchettare la stessa molecola, che nello zolfo sono numerosissimi. Nessuna delle fonti consultate esplicita quale criterio adotta. Questo approfondimento segue la voce sugli allotropi e dice secondo, non primo; il primato resta una questione aperta di conteggio, non di chimica.

Acceso, lo zolfo fa una cosa che nessuno che l'abbia visto dimentica: fonde in un liquido rosso sangue e brucia con una fiamma azzurra. È questa coppia di colori, insieme all'odore pungente di ciò che se ne sprigiona, ad avergli guadagnato per millenni una reputazione soprannaturale. Un minerale giallo che si liquefa in rosso e arde in azzurro non somiglia a niente altro nel repertorio dei materiali antichi, e l'immaginazione religiosa ci si è appoggiata sopra con notevole costanza.

Lo zolfo non è soltanto un minerale da raccogliere: è dentro ogni cellula vivente, ed è l'ottavo elemento per peso nel corpo umano, all'incirca quanto il potassio e un po' più del sodio e del cloro. Un uomo di settanta chili ne contiene circa centoquaranta grammi. Non li fabbrica: gli arrivano dagli amminoacidi solforati contenuti nelle proteine vegetali e animali che mangia, perché negli animali l'assimilazione dello zolfo passa essenzialmente per la dieta, a differenza delle piante, che il solfato lo assorbono dalle radici e lo riducono nei cloroplasti. Ogni volta che si sente dire che qualcosa «puzza di zolfo» conviene ricordare che si sta parlando di un componente strutturale di chi lo dice.

La vicenda umana

La vicenda umana dello zolfo non ha uno scopritore da raccontare, perché non c'è stata scoperta. Ha invece un luogo, ed è la Sicilia centrale: l'altopiano gessoso-solfifero che si stende fra le province di Caltanissetta, Enna e Agrigento, dove il minerale affiora e dove per un certo periodo si è estratto più zolfo che in qualsiasi altra parte del mondo. Non era una novità dell'Ottocento: nella zona si trovano tracce di coltivazione mineraria che risalgono al 200 avanti Cristo. Ma fino a che lo zolfo servì per medicina, fumigazioni e lucignoli, la raccolta restò una faccenda di superficie. A cambiare tutto fu la chimica europea.

Nel 1787 il metodo Leblanc rende possibile fabbricare la soda su scala industriale, e la soda serve a tutto: vetro, sapone, tessuti, carta. Il procedimento ha bisogno di acido solforico, e l'acido solforico ha bisogno di zolfo. Da quel momento il minerale giallo che i contadini raccoglievano sull'altopiano smette di essere un rimedio da farmacia e diventa una materia prima strategica. La voce dedicata alle miniere siciliane usa un paragone che vale la pena riportare per intero: lo zolfo assunse allora un'importanza strategica pari a quella che nell'età contemporanea ha avuto l'uranio. È una frase forte, ed è la chiave di tutto ciò che viene dopo.

I capitali arrivano prima degli operai. Durante le guerre napoleoniche diversi capitalisti britannici cominciano a interessarsi alle coltivazioni a cielo aperto vicine ai porti della Sicilia meridionale; dopo il 1815 entrano anche le compagnie francesi, tirate dalla domanda di acido solforico. Fra il 1828 e il 1830 le esportazioni verso le fabbriche di Marsiglia superano le trentacinquemila tonnellate, e nella seconda metà degli anni Trenta lo zolfo è la prima voce dell'export isolano, con un valore annuo di 1.671.500 ducati. Sull'altopiano, intanto, si scava sempre più in profondità, perché l'affioramento non basta più.

I giacimenti siciliani furono la fonte dominante per più di un secolo. Alla fine del Settecento circa duemila tonnellate l'anno arrivavano a Marsiglia per fare acido solforico destinato al processo Leblanc, e quando nel 1824 la Gran Bretagna in via di industrializzazione abolì i dazi sul sale la domanda di zolfo siciliano schizzò. Qui sta il nodo che le fonti registrano senza giri di parole: al crescente controllo britannico su estrazione, raffinazione e trasporto si accompagnò il fallimento di quell'esportazione lucrosa nel trasformare l'economia arretrata e impoverita dell'isola. La ricchezza passava dalla Sicilia; non ci restava.

Scavare in profondità significa portare fuori il minerale, e in quelle miniere il minerale lo portavano fuori i bambini. In siciliano si chiamavano carusi, plurale di carusu, che vuol dire semplicemente «ragazzo» e viene dal latino carus, caro, amato. Dalla metà dell'Ottocento ai primi del Novecento la parola designò una figura precisa del lavoro minerario: il ragazzo che stava accanto al picuneri, l'uomo col piccone, e che caricava sulle spalle il materiale staccato per risalire con quello fino alla superficie. La parola più tenera del dialetto è finita a nominare questo.

Il meccanismo con cui finivano là sotto si chiamava succursu di murti, sussidio di morte: una somma anticipata dal picuneri o dal proprietario della miniera alla famiglia o all'orfanotrofio, in cambio della quale il bambino diventava di fatto proprietà di chi l'aveva pagata. Venivano «reclutati» anche a cinque o sette anni. In teoria il genitore poteva riscattarli restituendo il denaro; nella Sicilia di quegli anni accadeva di rado, perché quel denaro era già stato speso per mangiare. Molti restarono carusi tutta la vita, e non pochi nella miniera non solo lavoravano ma mangiavano e dormivano. Il debito non si estingueva lavorando: era il lavoro a essere l'interesse del debito.

Nel 1876 due politici del continente, Leopoldo Franchetti e Sidney Sonnino, vanno in Sicilia a condurre un'inchiesta non ufficiale sulle condizioni dell'isola, e nel loro rapporto le zolfare occupano pagine che si leggono male ancora oggi. I bambini lavorano sottoterra dalle otto alle dieci ore al giorno, dovendo compiere un numero prestabilito di viaggi. I più piccoli portano sulle spalle carichi di venticinque o trenta chili; quelli fra i sedici e i diciotto anni ne portano settanta e ottanta. L'inchiesta produce un effetto immediato e minuscolo: un decreto governativo dello stesso 1876 alza l'età minima per il lavoro in miniera a dieci anni.

La storia dell'età minima nelle zolfare è una scala che sale con una lentezza che dice più di molti commenti: dieci anni nel 1876, quattordici nel 1905, sedici nel 1934. Ci vollero cinquantotto anni perché il limite arrivasse a sedici. E la legge, annota chi osservava le miniere nel 1911, non era applicata con rigore: il limite scritto e il limite praticato erano due cose diverse, come del resto si intuisce dal fatto stesso che sia stato necessario riscriverlo tre volte.

Gli zolfatari non aspettarono in silenzio che la legge li raggiungesse. Nell'ottobre del 1893, negli anni dei Fasci Siciliani, a Grotte, paese minerario della provincia di Agrigento, si tenne un congresso di minatori con circa millecinquecento partecipanti fra operai e piccoli produttori. Le richieste degli operai erano tre: alzare a quattordici anni l'età minima per il lavoro in miniera, ridurre l'orario, fissare un salario minimo. I piccoli produttori, dal canto loro, chiedevano misure contro lo sfruttamento da parte dei grandi proprietari che controllavano il mercato dello stoccaggio e ne intascavano i profitti. Il limite dei quattordici anni arriverà dodici anni dopo.

A raccontarlo al resto d'Italia fu un giornalista. Nell'ottobre del 1893 Adolfo Rossi, inviato del quotidiano liberale romano «La Tribuna», scese nella zolfara di Virdilio per documentare le condizioni dei carusi e ne intervistò alcuni. La sua descrizione è un elenco di effetti fisici: cominciano a lavorare a otto o nove anni, hanno le spalle incurvate dalla fatica eccessiva, i denti storti, gli occhi infossati per la denutrizione, la fronte già segnata da rughe premature. E il salario, quando c'era, spesso non era denaro: era farina di cattiva qualità, conteggiata a un prezzo più alto di quello dei paesi vicini.

Rossi era un corrispondente di guerra di lungo corso, uno che di atrocità ne aveva viste. Scrisse che nessuno spettacolo lo aveva colpito tanto quanto la condizione dei carusi nella zolfara. Il suo giudizio non è quello di un cronista: «Questo lavoro barbaro imposto a bambini così teneri è cosa che grida vendetta; è la negazione di ogni principio di umanità. È una vergogna essere nati in un paese dove simile barbarie esiste ancora». Vale la pena notare che sta parlando del proprio paese, e che lo scrive su un quotidiano di Roma.

Nel 1910 arrivò in Sicilia un osservatore che aveva un metro di paragone che nessun altro poteva avere. Booker T. Washington, educatore afroamericano nato schiavo, era venuto in Europa per conoscere di persona la condizione delle classi povere e lavoratrici del continente. Di quella visita restano poche righe che valgono per un intero trattato: «Non sono pronto, al momento, a dire fino a che punto creda a un inferno fisico nel mondo a venire, ma una miniera di zolfo in Sicilia è la cosa più simile all'inferno che mi aspetti di vedere in questa vita». Chi scrive è uno che l'inferno terreno lo aveva conosciuto in un'altra forma.

Washington non si fermò all'immagine dell'inferno, e descrisse il meccanismo. Da quella schiavitù non c'era speranza di libertà, perché né il genitore né il bambino avrebbero mai avuto denaro sufficiente a restituire il prestito iniziale. I bambini venivano percossi e pizzicati per spremere dai loro corpi sovraccarichi l'ultima goccia di forza; quando le percosse non bastavano, l'uso era di bruciacchiare loro i polpacci con le lanterne per rimetterli in piedi. Se tentavano la fuga, venivano ripresi e picchiati, e qualche volta uccisi. È un passaggio che si cita per intero perché riassumerlo lo attenua, e attenuarlo sarebbe una forma di cortesia verso la parte sbagliata.

Lo stesso 1910 portò a Lercara Friddi il medico britannico Sir Thomas Oliver, che l'anno successivo pubblicò quel che aveva visto sul «British Medical Journal». Il minerale staccato dagli uomini, scrive, viene portato in superficie sulle spalle di ragazzi scalzi e malvestiti, su per gradini ripidi e consumati; e poiché ai carusi non sempre viene data una luce, la salita e la discesa si fanno al buio. Gli incidenti, aggiunge, sono molti: il ragazzo scivola, rotola giù per i gradini con il suo carico e nella caduta travolge gli altri che stanno salendo. È la relazione di un medico, e questo cambia il tipo di dettaglio che riporta.

Oliver fece la cosa che fa un medico: misurò. Rimase colpito dalla bassa statura e dallo sviluppo difettoso degli uomini che trasportavano il minerale sulle spalle; alcuni di quelli che misurò, pur avendo trent'anni e più, erano alti appena quattro piedi, poco più di un metro e venti, e nello sviluppo mentale erano rimasti bambini. La conseguenza che ne registra ha la freddezza di un dato amministrativo ed è per questo terribile: quegli uomini erano così piccoli di statura e così deformati nel fisico che nei distretti minerari dello zolfo il governo faceva fatica a trovare coscritti per l'esercito.

Il corpo di un carusu portava la miniera addosso per sempre. Chi aveva cominciato da bambino a caricarsi il minerale sulle spalle arrivava all'età adulta con una grossa gobba sulla schiena, proprio là dove il carico poggiava, la colonna deviata, gli arti inferiori deformati, il torace distorto; le ginocchia storte per il peso erano la regola, e la perdita parziale o totale della vista per lesioni agli occhi non era rara. Erano analfabeti, senza scuola, spesso maltrattati. Il paese minerario di Lercara Friddi si prese dai comuni vicini un soprannome che descrive esattamente ciò che si vedeva per strada: u paisi di jmmuruti, il paese dei gobbi.

La zolfara è entrata nella letteratura italiana per mano di un premio Nobel. Luigi Pirandello raccontò l'asservimento dei bambini come bestie da soma nelle miniere, costretti a trascinare il minerale dalle profondità della terra, in due novelle: «Il fumo», del 1901, e «Ciàula scopre la luna», del 1912. Nel 1992 Aurelio Grimaldi ha diretto «La discesa di Aclà a Floristella», film che racconta un giovane carusu orribilmente maltrattato nelle miniere di zolfo, che tenta la fuga. È uno dei pochi capitoli della storia industriale italiana ad avere una letteratura propria, scritta da chi gli stava accanto.

L'impatto industriale e sociale

Prima di diventare una materia prima, lo zolfo era stato per secoli una categoria del pensiero, e conviene notare che due tradizioni lontane gli hanno assegnato ruoli speculari. Nella tradizione indiana della rasaśāstra, dove opera insieme al mercurio a partire dall'ottavo secolo, lo zolfo si chiama gandhaka, «il puzzolente», e rappresenta il principio femminile, il sangue mestruale della dea Gauri, mentre il mercurio è la sua controparte maschile, il seme di Shiva. In Europa e nel mondo islamico, che si rifacevano alla teoria zolfo-mercurio dei metalli ricavata da testi arabi del nono secolo, l'immaginario è esattamente rovesciato: lo zolfo è il maschile e il mercurio il femminile, e dalla loro unione nascono i metalli. Quella teoria dominò il Medioevo e sopravvisse fino al Settecento, quando Lavoisier dimostrò che i metalli sono elementi distinti.

L'ostacolo che tenne lo zolfo fuori dalla chimica moderna per un secolo porta un nome famoso: il flogisto. Molti chimici erano convinti che lo zolfo non fosse una sostanza a sé ma ne contenesse diverse, fra cui un distinto principio infiammabile; nella tavola di Étienne François Geoffroy quel «principio solforoso» comparve come voce autonoma, e Geoffroy stesso finì per identificarlo con il flogisto, la sostanza immaginaria che si riteneva uscisse dai corpi durante la combustione. Per cento anni la teoria fu largamente accettata, e lo zolfo ne era una delle prove: bruciava così bene da sembrare fatto della materia stessa del fuoco. A demolirla furono i lavori di Lavoisier sulla combustione e sull'ossigeno.

Il passaggio di stato dello zolfo — da principio della cosmologia alchemica a elemento chimico — si compie in due tempi, e vale la pena distinguerli perché le date che si incontrano sono entrambe corrette. Lavoisier usò lo zolfo negli esperimenti sulla combustione di cui scrisse nel 1777, ed è a quell'anno che le schede attribuiscono il suo riconoscimento come elemento. La collocazione formale nella «tavola delle sostanze semplici» arriva però nel 1789, con il Traité Élémentaire de Chimie, considerato il primo manuale di chimica moderna. Non fu un ritrovamento: nessuno andò da nessuna parte a prendere niente. Fu un cambio di statuto, deciso a tavolino, per una materia che l'umanità maneggiava da quattromila anni.

Ciò che mise fine alle zolfare siciliane non fu una legge ma un tubo. Nel 1867 dei minatori avevano trovato zolfo nella roccia di copertura di un duomo salino in Louisiana, ma sotto c'erano sabbie mobili e la miniera era impossibile. A risolvere il problema fu Herman Frasch, nato nel Württemberg il giorno di Natale del 1851, emigrato da ragazzo con una nave da Brema e diventato negli Stati Uniti chimico, ingegnere minerario e inventore; prima dello zolfo si era occupato di petrolio, e alla Standard Oil aveva venduto un brevetto per la raffinazione della paraffina. Nel 1894 ebbe l'idea di non scavare affatto: attraversare le sabbie mobili con delle tubazioni e prendere lo zolfo da sotto. Il 24 dicembre 1894 il primo zolfo fuso arrivò in superficie.

Il congegno è di una semplicità che spiega perché abbia vinto. Si calano nel giacimento tre tubi concentrici. Dal più esterno si inietta acqua surriscaldata a centosessantacinque gradi, a una pressione di venticinque o trenta atmosfere: lo zolfo, che fonde a centoquindici gradi, si scioglie e cola nel tubo intermedio. Ma lo zolfo fuso è più denso dell'acqua e la sola pressione non basta a farlo salire; allora dal tubo più interno si soffia aria calda che lo rende schiumoso e quindi più leggero, e lo spinge fino in superficie. Ne esce zolfo puro al 99,7 o 99,8 per cento, senza che nessuno sia sceso sottoterra. Il minerale che i carusi portavano sulle spalle qui arriva su da solo, in una tubazione.

Il metodo funzionava, ma per anni non conveniva: scaldare tutta quell'acqua costava troppo. La Union Sulphur Company era stata costituita nel 1896 apposta per sfruttarlo, e dovette aspettare. A sbloccare la situazione fu un evento che non aveva niente a che fare con lo zolfo: la scoperta del giacimento petrolifero di Spindletop in Texas, nel 1901, che inondò la regione di olio combustibile a basso prezzo. Dal 1903, a Sulphur Mines in Louisiana, il processo Frasch diventò economicamente conveniente. È una coincidenza che vale la pena tenere a mente, perché il petrolio tornerà alla fine di questa storia a uccidere anche il metodo Frasch.

Per dodici anni quel vantaggio fu un monopolio legale. La Union Sulphur Company dominò il mercato mondiale dello zolfo finché i suoi brevetti non scaddero, nel 1908, estraendo da sotto le paludi della Louisiana giacimenti fino ad allora inaccessibili. Il suo successo fece nascere una città che porta ancora il nome della merce: Sulphur, in Louisiana. Quando la protezione brevettuale finì, l'azienda si spostò su petrolio e gas naturale — e si noti la direzione del movimento, perché è esattamente quella che decenni dopo avrebbe reso lo zolfo un sottoprodotto degli idrocarburi anziché una merce da estrarre.

Il 1901 è l'anno in cui la Sicilia dello zolfo tocca il suo massimo: trentanovemila unità lavorative e cinquecentoquarantamila tonnellate di minerale estratto. È anche l'anno di Spindletop. Il processo Frasch richiede giacimenti di un tipo particolare — duomi salini o depositi stratificati in roccia permeabile racchiusa fra strati impermeabili — e alle miniere siciliane non era applicabile. Non era una questione di arretratezza né di volontà: la geologia dell'altopiano gessoso-solfifero non si prestava. Da un giorno all'altro, il lavoro di trentanovemila persone si trovò a competere con un tubo, e perse.

Il resto è una lunga discesa, punteggiata di tentativi. La prima guerra mondiale complicò gli approvvigionamenti e svuotò le miniere di braccia, perché gran parte della manodopera finì sotto le armi; alla fine del conflitto l'industria americana dello zolfo si era presa buona parte del mercato mondiale. Nel 1927 il fascismo nazionalizzò il sottosuolo minerario creando l'Ente Nazionale Zolfi Italiani con sede a Roma e accentrando lì ogni attività estrattiva, commerciale ed economica; l'industria non ne fu rianimata. Nel 1962 arrivò l'Ente Minerario Siciliano, con lo stesso scopo protezionistico e lo stesso esito.

Le misure protezionistiche rallentarono il declino ma non lo fermarono, e la liberalizzazione voluta dal mercato unico europeo lo portò a termine. Nel 1976 tutta la produzione dell'isola non superava le ottantacinquemila tonnellate, mentre nel solo 1901 dall'altopiano erano state cavate cinquecentoquarantamila tonnellate di minerale. Dal 1975 una serie di leggi dispose la chiusura progressiva delle miniere — Musala, Zimbalio, Gaspa La Torre, Baccarato, Giangagliano, Floristella, Grottacalda, Giumentaro, per citare le maggiori. Oggi non ne resta in attività nessuna. Floristella e Grottacalda, dove Aclà tentava la fuga nel film, sono un parco minerario.

Tutto questo è accaduto per una sola sostanza: l'acido solforico, che le fonti chiamano senza enfasi un prodotto chimico di base molto importante, al punto che fino agli anni Duemila la produzione nazionale di acido solforico era considerata un buon indicatore della forza industriale di un paese. Nel 2004 il mondo ne fabbricava circa centottanta milioni di tonnellate; nel 2022 la stima era di duecentosessanta. Circa il sessanta per cento va in fertilizzanti — perfosfati, fosfato e solfato d'ammonio — e un altro venti per cento all'industria chimica, dai detersivi ai coloranti, dai farmaci all'antigelo. Quasi nessuno lo compra, e quasi tutto ciò che si compra è passato per le sue mani.

L'industrializzazione dell'acido solforico comincia nel 1746 a Birmingham, quando John Roebuck prende a produrlo dentro camere foderate di piombo. Il vantaggio non stava in una resistenza chimica miracolosa ma in tre fatti pratici: quelle camere erano più robuste, costavano meno e si potevano fare molto più grandi dei recipienti di vetro usati fino ad allora. Con vari perfezionamenti il metodo restò lo standard per quasi due secoli, ed era tanto solido che ancora nel 1946 forniva un quarto di tutto l'acido solforico fabbricato nel mondo. Le sue due concentrazioni tipiche hanno lasciato nomi che il commercio usa ancora: acido di camera e acido di torre. A soppiantarlo è stato il processo di contatto, che passa per l'anidride solforica su un catalizzatore e dà acido concentrato.

Il secondo grande impiego industriale dello zolfo è la vulcanizzazione della gomma, e conviene cominciare da molto prima di quanto si creda. Nelle culture mesoamericane antiche la gomma serviva a fare palle da gioco, suole di sandali, fasce elastiche e contenitori impermeabili, e veniva trattata con succhi vegetali ricchi di zolfo: una forma primitiva di vulcanizzazione, secoli prima che in Europa qualcuno sospettasse che la gomma si potesse stabilizzare. Il fatto è documentato e viene regolarmente dimenticato quando si racconta la storia come se fosse cominciata in un laboratorio del Massachusetts.

Il problema che Charles Goodyear cercava di risolvere era concreto: la gomma di allora non sopportava né il caldo né il freddo né gli acidi, e gli articoli tornavano indietro dai clienti appiccicosi e in decomposizione. Nel 1839, alla Eagle India Rubber Company di Woburn, in Massachusetts, Goodyear scoprì che mescolare gomma e zolfo sopra una stufa calda la rendeva rigida. Chiamò il procedimento vulcanizzazione, e ci mise altri cinque anni a perfezionarlo: il brevetto americano numero 3633 porta la data del 15 giugno 1844. La parola fu suggerita da William Brockedon in onore di Vulcano, il dio associato al calore e allo zolfo dei vulcani.

Chi abbia brevettato per primo la vulcanizzazione è una questione che le fonti lasciano aperta, ed è il motivo per cui le date che si incontrano non coincidono mai. L'inglese Thomas Hancock depositò il suo brevetto il 21 novembre 1843, otto settimane prima che Goodyear facesse lo stesso negli Stati Uniti il 30 gennaio 1844; il brevetto americano definitivo di Goodyear è poi del giugno successivo. Le ricostruzioni divergono su un punto preciso: se Hancock fosse arrivato al procedimento dopo avere esaminato campioni di gomma americana provenienti da Goodyear, e soprattutto se esaminare quei campioni potesse bastare a ricostruire il processo. La nota base di questo vault data la vulcanizzazione al 1843, che è la data di Hancock; questo approfondimento tiene entrambe le date e dichiara che la priorità è contesa.

Quel che lo zolfo fa alla gomma è cucirla. Le lunghe catene del polimero, che da sole scivolano l'una sull'altra e rendono il materiale appiccicoso a caldo e fragile a freddo, vengono legate fra loro da ponti solforati: il risultato è più rigido e più duraturo, e cambia anche le proprietà elettriche. La trasformazione è sostanzialmente irreversibile, come accade a tutti i polimeri termoindurenti, e questo è insieme il suo pregio e il suo problema, perché una gomma vulcanizzata non si rifonde per farne un'altra. Tubi, suole, giocattoli, gomme da cancellare e soprattutto pneumatici escono tutti da quella reazione.

C'è poi l'uso che ha fatto dello zolfo una merce strategica molto prima della chimica industriale. La polvere nera è il più antico esplosivo chimico conosciuto, e consiste di tre ingredienti: zolfo, carbone di legna — che è per gran parte carbonio — e nitrato di potassio, il salnitro. La ripartizione dei ruoli è precisa: lo zolfo e il carbone fanno da combustibili, il salnitro da ossidante, cioè fornisce alla combustione l'ossigeno che l'aria non farebbe in tempo a portare. La composizione standard adottata dai pirotecnici, e rimasta tale, risale addirittura al 1780: settantacinque parti in peso di salnitro, quindici di carbone di conifera, dieci di zolfo. Le proporzioni erano variate per secoli e da paese a paese prima di assestarsi lì.

Le prime formule scritte stanno in testi taoisti e hanno un tono involontariamente comico. Il Taishang Shengzu Jindan Mijue, dell'808, riporta una miscela di sei parti di zolfo, sei di salnitro e una di aristolochia. Una cinquantina d'anni più tardi lo Zhenyuan miaodao yaolüe registra il risultato di esperimenti analoghi con parole che valgono per un avvertimento di sicurezza: alcuni hanno scaldato insieme zolfo, realgar e salnitro con miele, ne sono usciti fumo e fiamme, si sono bruciati le mani e il viso, e perfino la casa in cui lavoravano è andata a fuoco. Gli alchimisti cinesi cercavano l'elisir di lunga vita: la polvere da sparo fu, con ogni probabilità, il sottoprodotto accidentale di quella ricerca.

Le controversie

Che l'aria delle città bruciasse la pietra si era notato molto presto: nel Seicento John Evelyn aveva commentato lo stato pessimo dei marmi Arundel, corrosi dall'aria acida e inquinata di Londra. Ma la dimostrazione del nesso arriva nel 1852, quando Robert Angus Smith mostra a Manchester il legame fra la pioggia acida e l'inquinamento atmosferico; vent'anni dopo, nel 1872, è lo stesso Smith a coniare l'espressione «pioggia acida». Il fenomeno ha dunque un nome da più di centocinquant'anni. Lo studio sistematico, però, comincia in Europa solo negli anni Sessanta del Novecento, e negli Stati Uniti e in Canada negli anni Settanta.

La svolta concettuale fu capire che il problema viaggiava. Waldemar Christofer Brøgger fu il primo a riconoscere il trasporto degli inquinanti a lunga distanza attraverso i confini, dal Regno Unito verso la Norvegia; quasi un secolo più tardi la questione fu studiata sistematicamente da Brynjulf Ottar negli anni Settanta, sulla scia del lavoro dello scienziato del suolo svedese Svante Odén. Nel frattempo, nel 1955, due scienziati svedesi avevano osservato che le precipitazioni sulla Svezia nel loro complesso erano decisamente più acide di quanto il solo equilibrio con l'anidride carbonica potesse spiegare. Il punto era politicamente esplosivo: l'acido cadeva su un paese e lo zolfo era stato bruciato in un altro.

La risposta dovette quindi essere diplomatica prima che tecnica. Dal 1979 i paesi europei si riunirono per ratificare i principi generali discussi nell'ambito della Convenzione UNECE sull'inquinamento atmosferico transfrontaliero a lunga distanza, nata esattamente per combattere quel tipo di inquinamento; nel 1985 seguì il Protocollo di Helsinki sulla riduzione delle emissioni di zolfo. È il modello che tornerà per l'ozono e per il clima: un inquinante che attraversa le frontiere obbliga a scrivere un trattato, perché nessuno può risolvere da solo un problema che non ha prodotto da solo.

Nel 1990 il Congresso degli Stati Uniti approvò gli emendamenti al Clean Air Act il cui Titolo IV istituiva un sistema di scambio di quote, il cosiddetto cap and trade, per controllare le emissioni di anidride solforosa e di ossidi di azoto. L'obiettivo era una riduzione complessiva di circa dieci milioni di tonnellate di anidride solforosa dalle centrali elettriche, vicina al cinquanta per cento. Si procedette in due fasi: la prima partì nel 1995 e limitò a 8,7 milioni di tonnellate le emissioni delle centodieci centrali maggiori, la seconda cominciò nel 2000 ed estese il vincolo a quasi tutte le centrali del paese. Invece di prescrivere a ciascun impianto quanto ridurre, lo Stato fissava un tetto complessivo e lasciava che le quote si scambiassero.

L'esito merita di essere riportato con le cifre, perché è uno dei pochi casi in cui una politica ambientale ha fatto quello che prometteva. Dagli anni Novanta le emissioni statunitensi di anidride solforosa sono scese del quaranta per cento, e i livelli di pioggia acida del sessantacinque per cento rispetto al 1976. Nel 2007 le emissioni totali erano 8,9 milioni di tonnellate, e l'obiettivo di lungo termine del programma risultava raggiunto in anticipo sulla scadenza di legge del 2010. L'Unione Europea, che aveva scelto la regolazione convenzionale invece del mercato delle quote, nello stesso periodo ha ottenuto un calo superiore al settanta per cento: due strumenti diversi, risultati dello stesso ordine.

Lo strumento tecnico che ha reso possibile quel calo è la desolforazione dei fumi, in gergo lo scrubber: si lava il fumo della centrale con una sospensione di calcare o di calce — oppure, sulle navi, con acqua di mare — che cattura l'anidride solforosa prima che esca dal camino. È di gran lunga il metodo prevalente: circa il settantanove per cento degli impianti censiti usava il lavaggio a umido con calce o calcare. E il residuo non è per forza un rifiuto: ossidando il solfito di calcio che si forma, con un passaggio chiamato ossidazione forzata, si ottiene solfato di calcio biidrato, cioè gesso, di qualità sufficiente per farne pannelli da cartongesso. Lo zolfo che per un secolo era stato il problema diventa un materiale da vendere.

La controversia che riguarda lo zolfo oggi non nasce da una miniera ma da un vulcano. Nel 1991 l'eruzione del Pinatubo immise nella stratosfera un'enorme quantità di aerosol solforati e fece scendere la temperatura media globale di circa mezzo grado per un periodo fino a tre anni. L'osservazione ha suggerito un'idea: se un vulcano può raffreddare il pianeta, potrebbe farlo anche l'uomo, iniettando deliberatamente zolfo nella stratosfera. È la proposta nota come iniezione di aerosol stratosferici, e i gas precursori considerati sono proprio l'anidride solforosa e l'idrogeno solforato.

La valutazione dell'IPCC è più sfumata di come la si cita di solito, in un senso o nell'altro: è il metodo di modificazione della radiazione solare più studiato, e c'è ampio accordo sul fatto che potrebbe contenere il riscaldamento sotto il grado e mezzo. Il condizionale però pesa, perché lo farebbe in modo imperfetto e con effetti collaterali possibili, tanto più se usato male. E la ricerca è ancora giovane: al 2021 gli aerosol già presenti nella stratosfera erano poco conosciuti e non esisteva una sostanza candidata che si fosse imposta sulle altre. Si discute di regolare il termostato di un pianeta con una tecnologia di cui non si conosce ancora l'ingrediente.

Il rischio specifico degli aerosol solforati ha un nome che il Novecento ha già imparato a temere: l'assottigliamento dello strato di ozono. Le preoccupazioni sono sostenute da modelli, con una precisazione importante: il danno si produrrebbe soltanto se quantità sufficienti di aerosol raggiungessero o si depositassero nelle nubi stratosferiche polari prima che i livelli di clorofluorocarburi e degli altri gas lesivi dell'ozono scendano naturalmente a valori sicuri. Proprio per questo è stata proposta l'iniezione di aerosol non solforati, per esempio di calcite, cioè calcare, che raffredderebbe ugualmente contrastando al tempo stesso la perdita di ozono. La conclusione è ironica: se la geoingegneria solare si farà, potrebbe farsi senza zolfo.

Fra i composti dello zolfo ce n'è uno che alla tossicità unisce una proprietà particolarmente insidiosa: rovescia contro la vittima la difesa che dovrebbe proteggerla. L'idrogeno solforato si sente benissimo: puzza di uovo marcio a concentrazioni bassissime. Ma l'avvertimento si spegne proprio quando servirebbe. Fra le cento e le centocinquanta parti per milione il nervo olfattivo viene paralizzato dopo poche inalazioni e l'odore scompare, e con esso la percezione del pericolo; fra le trecentoventi e le cinquecentotrenta compare l'edema polmonare con possibilità di morte; a ottocento parti per milione bastano cinque minuti per uccidere metà delle persone esposte, e oltre le mille il collasso è immediato, anche dopo una sola inspirazione. È un veleno che comincia con l'anestetizzare il sistema d'allarme.

C'è un equivoco millenario che vale la pena sciogliere, perché spiega metà della reputazione dello zolfo. Nell'Iliade e nell'Odissea il fulmine di Zeus è accompagnato dall'odore di zolfo: colpisce davanti ai cavalli di Diomede lasciando puzza e fiamme, abbatte una nave riempiendola di fumo sulfureo. Nel Settecento il teologo Jonathan Edwards definiva il fulmine «una corda di zolfo». Solo che il fulmine non contiene zolfo e non produce odoranti solforati: quell'odore è ozono, identificato nell'Ottocento. Per tremila anni l'umanità ha attribuito allo zolfo l'odore della folgore, e la confusione è durata anche dopo la scoperta, perché chi non conosceva l'ozono continuava a chiamarlo zolfo.

L'uso bellico dello zolfo non aspetta la polvere da sparo. Nel terzo secolo, durante l'assedio di Dura Europos, l'esercito persiano lo impiegò come arma chimica: bruciò pece e zolfo dentro le gallerie scavate sotto le mura, producendo una nube tossica di anidride solforosa che uccise i soldati romani che vi si trovavano. È uno dei primi episodi documentati di guerra chimica, ed è perfettamente coerente con il resto della storia di questo elemento: la prima cosa che l'umanità ha imparato dello zolfo è che il fumo della sua combustione uccide, e l'ha usata prima per disinfettare, poi per fare la guerra.

L'eredità contemporanea

Il capitolo finale porta la data di un brevetto britannico del 1883, rilasciato al chimico tedesco Carl Friedrich Claus, che lavorava in Inghilterra. Il processo che porta il suo nome recupera zolfo elementare dalle miscele gassose che contengono idrogeno solforato: in pratica, lo toglie dal gas naturale e dai flussi delle raffinerie. Per decenni fu una tecnologia di nicchia; oggi è lo standard delle raffinerie, degli impianti di trattamento del gas e della gassificazione, e resta il più importante processo di desolforazione dell'industria petrolchimica. Già nel 2005 lo zolfo di scarto degli impianti che lavorano idrocarburi costituiva la grandissima parte dei sessantaquattro milioni di tonnellate prodotte nel mondo quell'anno.

Il risultato è il rovesciamento completo della storia che avete appena letto. Quasi tutto lo zolfo elementare del mondo è oggi un sottoprodotto: non viene estratto perché serve, viene tolto dal petrolio e dal gas perché è un contaminante, e poi ci si ritrova ad averlo. Dagli anni Settanta questo zolfo indesiderato ha abbassato il prezzo al punto da mettere fuori mercato le miniere Frasch, cioè la tecnologia che aveva messo fuori mercato la Sicilia. L'ultima miniera Frasch statunitense ha chiuso nel 2000, quella irachena nel 2003; il metodo sopravvive in Messico, Ucraina e Polonia. In poco più di un secolo lo zolfo è passato dall'essere una merce strategica per cui si mandavano i bambini sottoterra all'essere un residuo di cui ci si deve liberare.

Prima di lasciare la chimica per la biologia, lo zolfo ha un capitolo medico che merita di essere raccontato, perché è l'atto di nascita della terapia antibatterica. I sulfamidici furono i primi antibatterici a largo spettro efficaci per via sistemica, e aprirono la strada alla rivoluzione degli antibiotici. Il primo si chiamava Prontosil, e la ricerca da cui uscì cominciò nel 1932 nei laboratori della Bayer, allora parte del gigantesco trust chimico tedesco IG Farben. L'ipotesi di partenza era curiosa: i coloranti derivati dal catrame di carbone si legano preferenzialmente a batteri e parassiti, e forse si potevano usare per aggredirli dentro il corpo. Dopo anni di tentativi infruttuosi su centinaia di coloranti, la squadra guidata dal medico Gerhard Domagk ne trovò uno che funzionava: un colorante rosso.

C'era però un'anomalia che nessuno sapeva spiegare: il Prontosil non aveva alcun effetto in provetta, e funzionava soltanto nell'animale vivo. La soluzione arrivò da una squadra francese dell'Istituto Pasteur guidata da Ernest Fourneau — Daniel Bovet, Federico Nitti e i coniugi Jacques e Thérèse Tréfouël — che scoprì come il farmaco venisse spezzato in due dentro il corpo, liberando dalla porzione colorante, inattiva, una molecola più piccola e incolore: la sulfanilamide. La scoperta fondò il concetto di bioattivazione e distrusse i sogni di profitto dell'azienda tedesca, perché la sulfanilamide era stata sintetizzata nel 1906, era d'uso corrente nell'industria dei coloranti e il suo brevetto era scaduto da un pezzo. Chiunque poteva produrla, e chiunque lo fece.

La corsa ai sulfamidici della fine degli anni Trenta vide centinaia di produttori mettere in commercio forme diverse del farmaco senza che esistesse alcun obbligo di sperimentazione. Nell'autunno del 1937 il conto arrivò: il cosiddetto disastro dell'elisir di sulfanilamide avvelenò con glicole dietilenico almeno cento persone. La reazione legislativa fu il Federal Food, Drug, and Cosmetic Act del 1938, la legge che diede alla Food and Drug Administration statunitense l'autorità di vigilare sulla sicurezza di alimenti, farmaci, dispositivi medici e cosmetici. La regolamentazione moderna dei farmaci nasce da un composto solforato venduto male, e i sulfamidici restarono l'unico antibatterico a largo spettro disponibile fino alla penicillina, accompagnando i primi anni della seconda guerra mondiale.

Mentre l'industria ne faceva un residuo, la biologia continuava a trattarlo come materiale da costruzione. Dei venti amminoacidi che compongono le proteine, due contengono zolfo: la cisteina e la metionina. Due cisteine possono legarsi fra loro formando la cistina, che nelle proteine funziona da reticolante, cioè cuce insieme punti diversi della catena; il ponte disolfuro che ne risulta è una delle modificazioni post-traduzionali più comuni, cioè uno di quei ritocchi che la cellula applica a una proteina dopo averla fabbricata. È la stessa cucitura che lo zolfo fa alla gomma nella vulcanizzazione, e il legame ha letteralmente la stessa lunghezza che ha nello zolfo elementare.

C'è poi un intero ramo della vita che dallo zolfo non ricava un mattone ma l'energia. Intorno alle sorgenti idrotermali degli abissi, dove la luce del sole non arriva, popolazioni animali numerose sono sostenute dalla produzione dei microrganismi chemiosintetici, e lo stesso accade presso le emissioni fredde, i clatrati di metano, le carcasse di balena sul fondo e certe acque di grotta isolate. I vermi tubicoli giganti non mangiano affatto: ospitano i batteri che fanno il lavoro per loro. Si è ipotizzato che la chemiosintesi sia stata il primo tipo di metabolismo comparso sulla Terra, precedendo la respirazione cellulare e la fotosintesi, e che nella sua forma anaerobica possa sostenere vita sotto la superficie di Marte o di Europa, la luna di Giove.

La cosa notevole è che qualcuno l'aveva previsto. Sergej Winogradsky aveva proposto l'idea che esistessero organismi capaci di ricavare energia dall'ossidazione di composti inorganici, lo zolfo fra questi, quasi novant'anni prima che se ne vedesse uno. La conferma arrivò negli anni Settanta con la scoperta delle sorgenti idrotermali oceaniche: nel 1977 l'Alvin, il primo sommergibile per grandi profondità al mondo, trovò le sorgenti calde e le creature strane che ci vivevano attorno. È uno dei casi in cui una previsione teorica ha dovuto aspettare che si costruisse la macchina capace di andare a verificarla.

I batteri solfurei verdi fanno qualcosa di ancora più spiazzante: la fotosintesi, ma senza produrre ossigeno. Sono un intero phylum, i Chlorobiota, anaerobi obbligati che metabolizzano zolfo, e la differenza con le piante sta in un punto solo: al posto dell'acqua usano prevalentemente ioni solfuro come donatori di elettroni. Fissano il carbonio percorrendo all'indietro il ciclo degli acidi tricarbossilici, cioè lo stesso ciclo che nei nostri mitocondri serve a bruciare le molecole, usato in senso inverso per costruirle. Ricordano una cosa poco intuitiva: la fotosintesi che conosciamo è una fra quelle possibili, e per una parte della biosfera lo zolfo fa il lavoro che per noi fa l'acqua.

Tutti questi passaggi stanno dentro un ciclo biogeochimico che sposta lo zolfo fra rocce, oceano, atmosfera ed esseri viventi, e su cui l'attività umana ha avuto un effetto maggiore. Bruciando carbone, gas naturale e altri combustibili fossili abbiamo aumentato molto la quantità di zolfo presente nell'atmosfera e nell'oceano, e insieme impoverito il serbatoio delle rocce sedimentarie. Senza l'intervento umano, quello zolfo sarebbe rimasto chiuso nelle rocce per milioni di anni, in attesa di essere sollevato da eventi tettonici e liberato lentamente dall'erosione. Noi lo tiriamo fuori con una trivella. La voce che descrive il ciclo riassume la posizione dello zolfo in una formula che vale per tutta questa storia: è un inquinante e una risorsa economica allo stesso tempo.

Se si vuole vedere che aspetto abbia un mondo governato dallo zolfo, bisogna guardare Io, la luna di Giove: centinaia di centri vulcanici e colate estese ne fanno il corpo più vulcanicamente attivo del sistema solare. Il tipo di pennacchio più comune si forma quando una colata di lava avanza sopra la brina di anidride solforosa che ricopre il terreno e la vaporizza di colpo, scagliandola verso l'alto; i depositi che ne risultano sono cerchi chiari di raggio fra i cento e i duecentocinquanta chilometri, fatti soprattutto di quella brina. Sono strutture stabili nel tempo: quattro dei sei pennacchi di questo tipo osservati dal Voyager 1 nel 1979 erano ancora là durante la missione Galileo e furono rivisti da New Horizons nel 2007.

L'ultima carriera dello zolfo è quella che sta cominciando adesso, e nasce proprio dal fatto che ce n'è troppo. Le batterie litio-zolfo potrebbero soppiantare le litio-ione per densità di energia e costo più basso, usando come materiale attivo una sostanza abbondante invece dei metalli contesi di oggi. Il margine teorico è enorme: la chimica litio-zolfo promette circa 2.600 wattora per chilogrammo, mentre le celle reali oggi stanno fra i trecento e i quattrocentocinquanta. Sono anche leggere, all'incirca quanto l'acqua, perché il litio è leggerissimo e lo zolfo è di peso atomico moderato.

A tenerle fuori dal mercato è un difetto che ha un nome quasi elegante: l'effetto navetta dei polisolfuri. Durante il funzionamento il materiale attivo si scioglie nell'elettrolita e fa la spola fra i due elettrodi invece di restare al suo posto, e il catodo si impoverisce progressivamente: il risultato è un numero di ricariche troppo basso. Si aggiunge che il catodo di zolfo conduce male e va appesantito con altro materiale. Celle capaci di millecinquecento cicli sono state dimostrate nel 2017, ma le prove di durata su scala commerciale non sono state completate, e all'inizio del 2021 non ne esisteva in commercio nessuna. Se il problema verrà risolto, lo zolfo di scarto delle raffinerie diventerà il materiale con cui si immagazzina l'energia destinata a sostituire le raffinerie.

Vale la pena tornare, alla fine, al luogo da cui questa storia è cominciata. Le fumarole emettono soprattutto vapore acqueo, accompagnato dai gas che il magma libera raffreddandosi in profondità: fra questi ci sono composti dello zolfo, ossidi e idrogeno solforato, e quando la componente solforosa è rilevante la bocca prende un nome che in italiano suona familiare, solfatara. Il processo è duplice: i vapori acidi sgretolano la roccia intorno allo sfiato e contemporaneamente vi depositano zolfo e altri minerali. Ecco perché lo zolfo si trovava già puro e perché trovarlo significava avvicinarsi a una bocca che emette gas caldi e velenosi. La Sicilia, che di quel monopolio visse fino al processo Frasch, è uno dei siti dell'elenco; ce ne sono altri, in Nuova Zelanda, sfruttati dai Māori fino al 1950.

E c'è un ultimo dato che impedisce di archiviare i carusi come una faccenda dell'Ottocento. In Indonesia lo zolfo si estrae ancora oggi nel modo antico: a mano, per una paga bassa, talvolta senza respiratori né altri dispositivi di protezione. Il luogo più noto è il Kawah Ijen, dove gli uomini caricano sulle spalle blocchi di zolfo solidificato e risalgono il cratere a piedi, dentro i vapori. Il mondo non ha smesso di prendere lo zolfo con le mani: ha smesso di farlo dove poteva vederlo. Nel 2011 se ne producevano nel mondo sessantanove milioni di tonnellate, quasi tutte come scarto di raffineria, e proprio per questo il lavoro che resta a mano è quello che non vale la pena di meccanizzare.

Resta da dire come finì per i carusi, e la risposta è meno consolante di quanto piacerebbe. L'impiego dei bambini cessò, si dice, negli anni Venti o Trenta del Novecento, ma ragazzi continuarono a portare il minerale in superficie fino agli anni Cinquanta. E a farlo cessare non fu una legge né un moto d'indignazione: fu, come in ogni altra industria mineraria, il passaggio a metodi più efficienti di trasporto del minerale. I bambini smisero di essere sfruttati quando smisero di essere il modo più conveniente di spostare un peso. È il motivo per cui questo approfondimento ha raccontato lo zolfo partendo da chi lo ha pagato invece che da chi lo ha scoperto: di scoprire, qui, non c'era niente, e tutto quello che c'è da capire sta nel prezzo.