31 dicembre 2011

Previsioni per l'anno nuovo: Molti Cataclismi ma pochi Morti

Grazie al maestro del Pinotismo, cacciatore dell'Upupa, signore dei folletti e grande chiaroveggente possiamo guardare fiduciosi all´arrivo del nuovo anno: molti cataclismi ma pochi morti - che fortuna… Buon Anno 2012 !!

28 dicembre 2011

Inondazione glaciale in Val Senales

Un grosso spavento e l´evacuazione provvisoria ieri sera di un campeggio con 120 persone e un hotel con ottanta ospiti, queste le conseguenze più gravi di una temuta inondazione nel paesino di Maso Corto in Val Senales (BZ). L´allarme è partito ieri pomeriggio dope che era stato notato che il ruscello che attraversa il paese portava più acqua del solito. Verso sera poi un'ondata d´acqua con stimati 10.000 metri cubi ha lesionato il paesino, inondando la strada principale. L´ondata si è riversata alla fine nel letto del ruscello che attraversa la vallata senza causare altri danni.
Un sopralluogo nel corso di oggi ha rilevato che l´inondazione era partita da un piccola conca naturale in cui si era infiltrato e accumulata dell´acqua da un lago sovrastante. Il deflusso del bacino era stato bloccato da una diga di ghiaccio e neve, che per fortuna è ceduta più lentamente del previsto.

Fig.1. La conca naturale che si era riempita d´acqua vista stamattina e dopo il svuotamento avvenuto nel corso di ieri sera (foto della LPA/Prov. BZ).

Fig.2. La colata di fango al di sotto della conca che ha invaso in parte una pista da sci sottostante (foto della LPA/Prov. BZ).

 Fig.3. Modello geologico.

Il Maremoto del 1908 a Messina

Era la mattina del 28. dicembre 1908, alle 5:20, quando una serie di scosse con delle magnitudo di 6.7-7.2 e una durata complessiva di 30-42 secondi colpirono la città di Messina. Il terremoto danneggio o distrusse quasi il 90% degli edifici in città, le condotte del gas spaccate alimentarono un incendio e - tra i fenomeni più inusuali - 8 a 10 minuti dopo il terremoto il lungomare di Messina fu distrutto da uno  tsunami di ~8 metri.

Fig.1. Questa foto (presa dal Wikipedia) scattata nel dicembre 1908 mostra il lungomare di Messina distrutto dall'ondata dello tsunami, la gente sta cercando corpi sotto le macerie.



Il terremoto causo stimati 40.000 morti a Reggio Calabria e 27.000 in Sicilia e l'area dello stretto di Messina - alcuni fonti parlano di un numero complessivo di 100.000 a 200.000 vittime nell´intera area colpita - in ogni caso una delle catastrofi naturali più letale registrata in tempi storici nell´Europa.

Il terremoto di Messina è solo uno dei tragici eventi che hanno colpito l´Italia meridionale nella sua storia - una regione situata tra le due placche continentali dell´Europa e Dell´Africa e varie microplacche e che è interessata da un'intensa attività tettonica. Ne fa testimonianza anche il fatto che la prima carta di sismicità, pubblicata dall'ingegnere irlandese - e geologo autodidatta - Robert Mallet nell´anno 1862, mostra la zona del Mediterraneo. Mallet per conto suo si interessó ai terremoti nel 1830 osservando un'immagine in un libro di scienza che mostrava due colonne deformate da un terremoto in Calabria.

Fig.2. Una raffigurazione storica - un "Vue de l'Optique composizione" (un'incisione su rame colorata a mano intesa per l´uso in una Laterna magica) - mostra le navi sulle acque agitate dello Stretto di Messina durante una serie di terremoto nel 1783 e cha causo più di 35.000 vittime.

Fig.3. Situazione tettonica semplificata dell´Italia meridionale e l´intensità del  sisma del 28. Dicembre 1908 secondo la scala modificata di Mercalli (carta dal sito dell´INGV). In questo modello i terremoti della Calabria sono associati a una fossa tettonica formata dal rollback della placcha del mar Ionio.

Uno dei fenomeni più affascinanti del 1908 e il maremoto che distrusse parte della costa della Sicilia. Ricerche negli ultimi anni hanno dimostrato che il Mediterraneo e la penisola italiana sono soggetti a un possibile rischio di tsunami.
Una ricerca sul fondale della baia di Augusta ha rilevato dodici strati anomali datati a 4.500 anni. In questi strati furono trovati foraminiferi bentonici non presenti a questa profondità (72m), ma verosimilmente trasportati dalla costa dalle correnti di riflusso di antichi tsunami (SMEDILE et al. 2011).
PIGNATELLI et al. 2009 hanno ricondotto dei megablocchi ritrovati a centinaia di metri dalla costa nel entroterra della Puglia a degli tsunami storici, almeno diciassette negli ultimi 700 anni.
Il libro edito da SOLOVIEV 2000 segnala varii tsunami dal 1600 in poi per la Sicilia e la Calabria.
MARAMAI et al. 2007 descrivono degli eventi storici (1916, 1930) nei pressi di Ancona, in parte causati da terremoti ma anche da frane sottomarine, e li aggiungono al catalogo di maremoti conosciuti (8 in tutto) per la costa italiana dell´Adriatico (soprattutto la zona tra Venezia fino a Rimini e la penisola di Gargano).

Per quanto riguarda il maremoto di Messina rimangono molti dubbi sulla sua origine - si veda anche l´interessante discussione da parte di A. Piombino sul terremoto di Messina su "scienzeedintorni". Uno tsunami è causato da un improvviso spostamento della colonna d´acqua e può essere generato sia da movimenti del fondale marino durante un terremoto o da spostamenti di una frana generata da un terremoto. Nel 2008 fu proposta che il terremoto di Messina era troppo debole per spiegare il maremoto osservato e che il tsunami era il risultato di una frana sottomarina sulla costa della Sicilia.

Bibliografia:

MARAMAI, A.; GRAZIANI, L. & TINTI, S. (2007): Investigation on tsunami effects in the central Adriatic Sea during the last century - a contribution. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. (7): 15-19
PIGNATELLI, C.; SANSÒ, P. & MASTRONUZZI, G. (2009): Evaluation of tsunami flooding using geomorphologic evidence. Marine Geology 260: 6-18
SMEDILA, A.; DE MARTINI, P.M.; PANTOSTI, D.; BELLUCCI, L.; DEL CALO, P.; GASPERINI, L.; PIRROTTA, C.; POLONIA, A. & BOSCHI, E. (2011): Possible tsunami signatures from an integrated study in the Augusta Bay offshore (Eastern Sicily-Italy). Marine Geology 281: 1-13
SOLOVIEV, S.L.; SOLOVIEVA, O.N.; GO, C.N.; KIM, K.S. & SHCHETNIKOV, N.A. (2000): Tsunamis in the Mediterranean Sea 2000 B.C.-2000 A.D. Advances in Natural and Technological Research, Kluwer Academic Publisher: 260

23 dicembre 2011

Terremoti e Acquiferi

Il terremoto di magnitudo 5.8 dello scorso 23. agosto, che é stato registrato su gran parte della costa occidentale degli Stati Uniti, ha anche influenzato il livello della falda acquifera su un ampio territorio - ne fa testimonianza questo sito gestito dall'USGS. Da decenni la relazione tra terremoti e acquiferi é stata studiata, ma é ancora poco compresa. Una delle risposte più comune é l´oscillazione regolare del livello o una netta variazione della falda acquifera, sono conosciuti casi in cui un pozzo é traboccato o si é prosciugato del tutto. Negli anni sessanta il geologo William Brace del Massachusetts Institute of Technology osservò che prima di fratturarsi una roccia sotto pressione tende a dilatarsi, dato che si formano e aprono crepe capillari nella roccia stessa. Due suoi studenti, Christopher Scholz e Amos Nur, ipotizzarono che queste crepe si riempiono d´aria, influenzando la falda acquifera. Questa ipotesi doveva anche spiegare le variazioni di velocità delle onde sismiche Primarie e Secondarie (le onde P tendevano a rallentare in relazione alle onde S) osservate prima di alcuni terremoti, e che per lungo tempo furono considerati un segno premonitore (comunque come molti altri "segni premonitori" anche queste variazioni di velocità sono state osservati in alcuni casi, mentre in altri casi non è successo nulla).

Le oscillazioni regolari della falda acquifera sono ancora poco comprese, mentre le variazioni nette, che possono anche essere notate prima di un terremoto, sono spiegate con l´accumulazione di tensione o la deformazione del terreno (e dell'acquifero) durante il sisma - con conseguenza di una variazione della pressione dell´acqua. Se l´acquifero si trova in rocce impermeabili anche variazione nelle connessioni e dimensioni delle fratture e faglie possono giocare un ruolo. Terremoti sono stati spesso anche incolpati di influenzare il chemismo della falda acquifera.

Fig.1. Un poster distribuito dopo il 1970 a sostegno di una campagna della Repubblica Popolare Cinese volta a coinvolgere la popolazione nella previsione dei sismi. È raffigurata una famiglia che controlla l´acqua di un pozzo. In basso sono evidenziati cinque fenomeni come segni possibili di un sisma incombente: intorbimento crescente dell´acqua, turbolenza, cambiamento di livello, comparsa di bollicine e sapore amaro. Come molti altri segni premonitori, anche questo si è rilevato di dubbia utilità.

Bibliografia:

WALKER, B. (1982): Earthquake. Planet Earth. Time Life Books: 154

16 dicembre 2011

Il terremoto dell´Aquila: il processo e i testimoni

Al processo dell´Aquila sono incominciate le deposizioni dei testimoni.

08.12.2011 - Science - "Witness Questions Experts' Analysis in Trial of Italian Quake Scientists"

Grande interesse ha suscitato la testimonianza di Daniela Stati, l´assessore generale della protezione civile dell´Abruzzo, che ha confermato le comunicazioni rilasciate nel 2009 da Bernardinis ai media. Bernardinis in un'intervista diceva che uno sciame di sisma (come registrato nei mesi prima del 6. Aprile) può rilasciare energia tettonica diminuendo il rischio di un evento forte e unico. Moderne osservazioni tendono a considera l´opposto (anche se non si può generalizzare, un terremoto rimane imprevedibile!) o nessuna correlazione più di tanto.



Tra le testimonianze ammesse si trovano anche spezzoni di intervista presa dal fim "Draquila" (2010) (!?)



2 dicembre 2011

Animali e terremoti: Il caso dei rospi

Nell'aprile 2010 una ricerca pubblicata nel giornale scientifico "Journal of Zoology" fece scalpore mediatico per il suo apparente contenuto: rospi avevano previsto la scossa che colpi L´Aquila il 6. Aprile 2009.  In verità la conclusione della ricerca é molto meno spettacolare: dato che non ci furono variazioni osservati nelle condizioni meteorologiche, é possibile che un fattore geologico abbia influenzato il habitat dei rospi. Durante il rilevamento degli accoppiamenti dei maschi del comune rospo (Bufo bufo, immagine tratta da Wikipedia) nel bacino artificiale di San Ruffino, distante una settantina di chilometri dall´epicentro, i ricercatori hanno osservato giorni prima (02.04) dell´evento un netto crollo nel numero osservabile di coppie di rana in accoppiamento. Solo due giorni dopo il terremoto, durante il plenilunio, gli animali sono riapparsi, per sparire una seconda volta dal 10.04 al 15.04. 

Fig.1. Corellazione tra rospi e terremoti? (da GRANT et al. 2011).

Una prima ipotesi proponeva che i rospi avevano avvertito delle onde radio a estrema bassa frequenza (extremely low frequency - ELF), anche se non è chiaro in che modo. Esiste una debole correlazione tra la presenza di anomalie di queste onde e il numero di maschi di rospo osservati.
Le onde ELF possono essere generate naturalmente da fulmini e si propagano tramite la ionosfera terrestre su vasta scala. Successive osservazioni però sembrano mostrare che fluttuazioni nella ionosfera possano avvenire anche durante terremoti è generare simili onde elettromagnetiche.
Secondo un'ipotesi proposta per spiegare questo fenomeno durante l´accumulazione di tensione nelle rocce con minerali silicatici per un effetto piezometrico si forma un campo elettromagnetico. Il campo risultante ionizza gli atomi liberi di ossigeno, che se rilasciate tramite fessure nella roccia risalgono nell´atmosfera e influenzano la ionosfera. Ma moderne considerazioni hanno suggerito che l´energia generata dall´effetto piezometrico è troppo debole per spiegare i fenomeni osservati. Secondo l´ipotesi dei "p-hole" sono imperfezioni nella struttura dei cristalli a causare un ´accumulo di cariche sulla superficie dei granelli di minerale. Questa superficie ionizza atomi di ossigeno che possono disperdersi in aria o nell'acqua sotterranea.
Entrambi le ipotesi suonano verosimili, ma comunque hanno grossi problemi: molte anomalie avvengono poco prima o durante il terremoto - gli ioni dovrebbero passare l´atmosfera (e in molti casi anche la colonna d´acqua di un oceano) in brevissimo tempo. In alternativa l´accumulo di ioni negativi di ossigeno poco al di sopra della superficie terrestre/marina potrebbe influenzare cariche postive nell´atmosfera/ionosfera tramite un campo elettromagnetico.

Una seconda ricerca, basata sui dati dei rospi e in parte sull´ipotesi delle onde a bassa frequenza, ora ha proposto un meccanismo come l´effetto ionizzante potrebbe avere alterato la composizione chimica della falda acquifera, e in conseguenza l´acqua del bacino in cui vivono i rospi. Gli ioni d´ossigeno sprigionate dalle rocce fessurate hanno un forte effetto ossidante e reagiscono con composti organici nell´acqua. I rospi con la loro pelle sottile e sensibile sono dipendenti dall´acqua e forse gli ioni stessi e questi composti si sono rilevati tossici per loro. In effetti, sono stati osservati cambiamenti sia nella portata, sia nel pH di sorgenti nella zona dell´Aquila.

Tuttavia rimangono molti dubbi, una ricerca mirata per studiare possibili effetti precursori di terremoti su organismi è difficile per la natura stessa dei terremoti, che al momento non sono ancora prevedibili. La maggior parte di presunti effetti su organismi su basano su aneddoti - p.e. cani che abbaiavano prima della scossa -  messi in correlazione con il terremoto solo dopo il fatto. Ci si chiede se il presunto comportamento "strano" sarebbe stato notato - o ritenuto strano - senza il terremoto. Inoltre le rare, e fortune, ricerche scientifiche del comportamento di animali durante un terremoto mostrano un quadro contraddittorio: formiche non sembrano mostrare cambiamenti di comportamento anche durante forti scosse, uccelli sembravano fuggire da una zona che fu colpita poco dopo da un terremoto (ma qui potrebbero giocare anche un ruolo le diverse velocità di propagazione di onde sismiche), mentre primati non mostravano nessuna reazione. Durante un terremoto in China e Giappone dei topi avrebbero mostrato delle modifiche nel loro ciclo di riproduzione.
Resta il problema di spiegare il significato evolutivo di questo presunto senso di premonizione - soprattutto piccoli animali non sarebbero comunque in grado di fuggire dalla zona interessata da un possibile terremoto.

In ogni caso il comportamento animale, anche se sicuramente d´interesse, al momento non può essere considerato un metodo per predire i terremoti.

Bibliografia:

GRANT, R.A. & HALLIDAY, T. (2010): Predicting the unpredictable; evidence of pre-seismic anticipatory behaviour in the common toad. Journal of Zoology 281(4): 1-9
GRANT, R.A.; HALLIDAY, T; BALDERER, W.P.; LEUENBERGER, F.; NEWCOMER, M.; CYR, G. & FREUND, F.T. (2011): Ground Water Chemistry Changes before Major Earthquakes and Possible Effects on Animals. Environmental Research and Public Health 8: 1936-1959

30 novembre 2011

Tettonica Globale

La moderna tettonica delle placche è una delle grandi teorie nella geologia moderna e anche una delle più giovani - la sua forma odierna è stata sviluppata in appena gli ultimi cinquanta anni. La tettonica delle placche è essenziale per comprendere la forma e la distribuzione dei continenti e mari, la genesi delle catene montuose e bacini sedimentari e dove è perche occorrono terremoti.

Già con le prime carte topografiche del continente americano (dal 1507 in poi) le somiglianze tra la costa del Sudamerica e l´Africa incuriosirono geografi e naturalisti. Nel 1602 il filosofo inglese Francis Bacon nota le somiglianze nel suo "Novum Organum", 38 anni dopo il frate François Placet pubblica un libretto in cui afferma che i due continenti erano collegati insieme prima del diluvio universale. L´idea del diluvio biblico per spiegare la forma dei continenti rimarrà popolare per i prossimi 250 anni.

Fig.1. Anche questa illustrazione - tratta dal libro inglese di Thomas Burnet "The Sacred Theory of the Earth" (1684) - cerca di spiegare i contorni dei continenti con il diluvio universale. Parti della crosta terrestre si fonde rilasciando grandi quantità d´acqua dal sottosuolo, che ricopre l´intero globo. Quando il livello di questo mare primordiale scende si formano i mari tra i continenti frantumati.



Il naturalista francese Buffon propone nel 1717 una connessione tra l´Irlanda e l´America per spiegare la distribuzione di certe conchiglie fossili scoperte su entrambi i lati dell´oceano. Tutti questi grandi naturalisti però rimangono vagì sui meccanismi in grado di frantumare o muovere interi continenti - il diluvio rimane l´idea più plausibile.

Una teoria alternativa è proposta dallo zoologo francese Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829): i continenti si muovono solo apparentemente - su un lato il mare erode le rocce dei continenti, mentre sul lato opposta si depositano nuovi sedimenti - in questo modo l´area complessiva delle terre emerse rimane sempre la stessa, ma si muovono sul globo terrestre. Sfortunatamente la teoria provoca poco interesse.
Nel 19° secolo il geologo americano James Dwigth Dana (1813-1895) propone una teoria che riscontrerà un´grande successo: la terra si sta lentamente raffreddando dopo la sua formazione e come ogni corpo perde volume - su un corpo più piccolo la crosta viene deformata è forma cosi catene montuose. Questa teoria era in concordanza con le conoscenze geofisiche dell´epoca (non si sapeva di fatto che la terra non si raffredda in modo veloce come proposto, anche perché il decadimento radioattivo produce calore), ma non poteva spiegare la distribuzione irregolare delle catene montuose - su una superficie di sfera le forze di pressione dovrebbero essere distribuite regolarmente, formando catene montuose in una struttura regolare.


Fig.2. Appena nel 1858 lo scienziato franco-americano Antonio Snider-Pellegrini pubblica la prima ricostruzione dell'America e dell'Africa che formano un singolo continente. In assenza di un meccanismo per spiegare questi movimenti suggerisce il diluvio - un'idea obsoleta ormai anche a quei tempi.


A meta del 20° secolo con la scoperta delle dorsali oceaniche (le prime carte geologiche del 1920-1960 rivelano che in questi punti si sta formando nuova crosta oceanica) si riscopre un'idea proposta agli inizi del 19° e 20° secolo: l´ipotesi della terra in espansione propone che il globo si sta espandendo, formando nuova crosta più giovane attorno ai vecchi resti della crosta primordiale che formano i continenti. Soprattutto il geologo Laszlo Egyed, basandosi sull´osservazione delle variazioni del livello marino in tempi geologici è la presenza delle dorsali oceaniche, formula una versione moderna di questa ipotesi. L´ingegnere tedesco Klaus Vogel sviluppa un modello in cui tutti i continenti ricoprono un globo terrestre 20% più piccolo di quello attuale.


Fig.2. Il geologo australiano Warren Cray e l´ingegnere tedesco Klaus Vogel (entrambi sostenitori della terra in espansione) discutendo un modello per illustrare la loro ipotesi (da OLDROYD 2007).

Tuttavia l´ipotesi della terra in espansione non è mai riuscita a formulare un meccanismo convincente per spiegare l´origine della massa o il volume necessario per "ingrandire" la terra. Il fisico tedesco Pascual Jordan in 1966 afferma che l´espansione é causata da una generale dilatazione dello spazio-tempo - simili idee pseudoscientifiche (particelle subatomiche dal sole che interagiscono con il nucleo terrestre, fusione nucleare che forma materiale esotico, etc…) seguono in oscure pubblicazioni - oggigiorno soprattutto in Internet. 

Delle ipotesi "più geologiche" comprendono l´accrescimento per la constante caduta di materiale dallo spazio, transizioni di fase mineralogiche nel mantello terrestre o la degassazione di fluidi da questo e la formazioni di grandi pennacchi di materiale che risalgono verso la superficie, gonfiando la terra. Queste ipotesi sono confutate dalle osservazioni attuali - il materiale proveniente dallo spazio è troppo poco per spiegare l´accrescimento (a parte che sarebbe di una propria composizione petrologica non comparabile al materiale terrestre) e le presupposte transizioni mineralogiche non sono state osservate nelle indagini tramite tomografia sismica effettuate (che al contrario mostrano la crosta oceanica in subduzione).

L´ipotesi della terra in estensione accetta le dorsali oceaniche come punto di formazione di nuova crosta, ma nega l´esistenza o riformula l´importanza delle fosse oceaniche, che sarebbero solo un fenomeno locale. Un punto di criticá è la lunghezza delle zone di formazione di nuova crosta che non coincide con le zone in cui vecchia crosta viene riciclata. Quest'affermazione è spesso sottolineata con delle carte topografiche planari, che comunque sono soggette a delle notevoli deformazioni di proiezione, soprattutto verso i poli con l´allungamento virtuale delle dorsali del mare artico e antartico. Inoltre questa critica non tiene conto che comunque ogni dorsale oceanica possiede una zona di subduzione connessa a questa - che non deve essere per forza perpendicolare a essa, poiché conta il vettore di movimento complessivo della placca in movimento.

Il geologo australiano S. Warren Carey (1912-2002) - uno dei più accaniti sostenitori della terra in espansione e che negò l´esistenza delle zone di subduzione - propose che semplici misurazioni con dei satelliti potrebbero confutare l´ipotesi della terra in espansione. Moderne osservazioni con il GPS hanno confermato con certezza che i continenti si stanno muovendo sulla superficie terrestre, ma nessun satellite ha mai misurato una dilatazione della terra

Una nuova teoria - in verità proposta in forma simile già all'inizio del 20° secolo - ha retto alle intemperie del tempo è ci spiega la dinamica della terra: la tettonica delle placche (tranne in Italia...)


Bibliografia:

FRISCH, W.; MESCHEDE, M. & BLAKEY, R. (2011): Plate Tectonics - Continental Drift and Mountain Building. Springer-Publisher: 212
MILLER, R. & ATWATER, T. (1983): Continents in Collision. Time-life books, Amsterdam: 176
OLDROYD, D.R. (2007): Die Biography der Erde. zur Wissenschaftsgeschichte der Geologie. Zweitausendeins-Verlag: 518 

23 novembre 2011

Maltempo, Alluvioni e Frane in Sicilia

Una perturbazione simile a quello che ha causato le alluvioni nella Liguria nell´ultima settimana di ottobre sta causando ora forti precipitazioni nel Sud Italia. L´alluvione interessa l'intera fascia costiera tirrenica della Sicilia.

Video 1. 22.11.2011 Alluvione a Barcellona (Messina)



2011-11-23 - Giornale di Sicilia-  Alluvione a Messina, i morti sono tre
2011-11-23 - Giornale di Sicilia - Maltempo, allagamenti e frane nel Messinese
2011-11-23 - yahoo.news -  Maltempo, la situazione nel Sud in tempo reale

Fig.1. La situazione meteorologica alle 21:15 2011-11-23, si nota la perturbazione sopra il Mar Tirreno che spinge le precipitazioni verso la costa.

19 novembre 2011

L´estinzione C/P: tra Chicxulub e Trappi del Deccan

Fino a circa cinquanta anni fa il limite Cretaceo-Paleocene (C/P), famoso per l´estinzione di massa che decretò la fine di alcuni dinosauri, era in sostanza sconosciuto per via della mancanza di una successione stratigrafica completa. 
Nel decennio 1960-1970 il geologo americano Walter Alvarez studio nella gola del Bottaccione (nei pressi di Gubbio, Umbria) una successione di calcari e marne - la formazione della "Scaglia rossa" - e cerco di calcolare la velocità di deposizione di questi strati torbiditici del Cretaceo - Paleocene.

Fig.1. La transizione Cretaceo - Paleocene nella formazione della "Scaglia rossa" (rotata di 90°, il Paleocene si trova di sopra).

Durante la ricerca sulla concentrazione di micro-meteore nei sedimenti scopri un'anomalia nella concentrazione di elementi rari, come per l´esempio l´Iridio. La concentrazione era talmente elevata che era difficile spiegare il fenomeno solo con un'ipotetica fluttuazione del tasso di sedimentazione della Scaglia Rossa. In un primo momento Walter, insieme al padre e fisico (e premio nobel) Luis W. Alvarez, propose una supernova e un incremento della caduta di polvere cosmica sulla terra come fonte dell´Iridio, ma ben presto cambio idea, formulando l´ipotesi di un impatto di meteorite metallico sulla terra. Per avvalorare l´ipotesi comunque mancavano successive prove e soprattutto il punto d´impatto. Tra il 1981 e il 1993 ricerche geofisiche scoprirono un immenso cratere d´impatto (con un diametro di 180 chilometri) nelle profondità della penisola dello Yucatan - denominato Chicxulub. Datazioni rivelarono che aveva l´età giusta per coincidere sia con l´incremento di Iridio, sia per spiegar l´estinzione di fine Cretaceo (il materiale fuso durante l´impatto e recuperato durante le trivellazioni fu datato a 65, 07 + -0,1 Ma). 
L´impatto di Chicxulub (e altri) è volentieri visto nei media e nel collettivo generico come l´unico fattore plausibile per spiegare l´estinzione alla fine del Cretaceo, ma durante questa transizione sono state osservate molte altre e profonde variazioni sulla terra - cambiamenti climatici, fluttuazione del livello marino e un intenso vulcanismo.

Secondo lo scenario proposto l´impatto uccise prima per via diretta (calore e onde di pressione sia nel cielo sia nel mare) e poi in modo indiretto: le polvere e i gas sprigionati dall´esplosione modificarono il clima, causando una piccola era glaciale, inoltre oscurarono il cielo, rendendo fotosintesi impossibili a tutte le piante. Dopo la morte delle piante ben presto tutte le catene trofiche collassarono - per primo morirono gli erbivori, seguiti ben presto dai piccoli carnivori e infine i grandi predatori. Ci sono diversi problemi con questa ricostruzione, che si basa più su considerazioni teoretiche che sull'evidenza dei fossili.
L´estinzione di fine Cretaceo fu sorprendentemente selettiva: nei mari si estinse il nannoplancton, foraminiferi planctonici, molluschi come le ammoniti e i grandi rettili. Comunque nello stesso ambiente sopravissero i foraminiferi bentonici, le diatomee, il gruppo dei radiolari e gran parte dei bivalvi e soprattutto i pesci. Sembra difficile spiegare come organismi autotrofi come i radiolari sopravissero a un ipotetico inverno nucleare e una notte post- apocalittica; com'è difficile spiegare perché pesci, che hanno bisogno del fitoplancton, riuscirono a trovare abbastanza cibo quando i rettili marini perirono.

Inoltre l´esatta datazione e processo dell´estinzione dei vari gruppi di organismi è incerta - non si sa esattamente se un determinato gruppo si è estinto esattamente 65 milioni di anni fa o forse già prima. 
Da diversi anni il gruppo di ricerca attorno all´americana Gerta Keller ha messo in dubbio le datazioni proposte, basandosi soprattutto sul processo di estinzioni di foraminiferi. Keller ha proposto che già prima di Chicxulub molte specie di foraminiferi mostravano un declino o erano già estinte. Inoltre secondo l´interpretazione di una stratigrafia nei pressi di Brazos (Texas) ci furono più di un singolo impatto nel Cretaceo superiore, che comunque non avevano quasi nessun effetto sulle comunità di fossili studiate.

In una nuova ricerca condotta su sedimenti e fossili dell´India il gruppo di lavoro ha proposto una via di mezzo per spiegare sia il declino precedente e considerando possibili effetti di un impatto.
I Trappi del Deccan sono un territorio igneo localizzato nella parte centro occidentale dell'India, e rappresenta una delle più estese zone vulcaniche del pianeta. Sono datati a un´età di 60 a 65 milioni di anni -  è considerate per questo da molti ricercatori come alternativa all´impatto per spiegare l´estinzione di fine Cretaceo. Comunque l´esatta cronologia dei Trappi rimaneva un mistero - poiché un periodo di cinque milioni di anni sembrava troppo lungo per spiegar una (dal punto geologico) improvvisa estinzione di massa. 

Solo negli ultimi anni nuove tecnologie hanno reso possibile  capire meglio il processo di formazione: I Trappi del Deccan si sono formati in tre singole fasi, iniziate 67,5 milioni di anni fa. La seconda fase eruttiva e quella più forte è responsabile di circa l´80% della massa complessiva dei depositi vulcanici - ed è proprio questa fase che coincide con la maggiore estinzione dei foraminiferi studiati. L´ultima (la terza) fase eruttiva, la più debole, è datata a 300.000 anni dopo il picco complessivo dell´attività vulcanica (figura 2 secondo KELLER).
Secondo il nuovo scenario la prima fase di attività vulcanica ha ridotto notevolmente il tasso dell´evoluzione dei foraminiferi e indebolito le popolazioni esistenti, anche se non ha causato un'estinzione di massa. La seconda fase, quella più forte, ha colpito ecosistemi indeboliti dalle eruzioni precedenti - è proprio in questo periodo che molte specie studiate scompaiono nel record fossile. Dopo questa estinzione i mari furono lentamente ripopolati da specie opportunistiche - ma i sedimenti mostrano anche un livello ricco di Irido - occorre una seconda estinzione di massa che termina con la terza fase vulcanica.  
Fig.3. I cambiamenti nella comunità di foraminiferi studiati - si osservano delle estinzioni di singole specie, ma anche un generale indebolimento e rimpicciolimento delle specie superstiti (secondo KELLER)

Il gruppo di ricerca non nega completamente il ruolo di vari impatti di asteroidi sulla biodiversità, ma propone una catastrofe combinata per spiegare meglio la cronologia e selettività dell´estinzione Cretaceo-Paleocene. L´incremento dell´attività vulcanica indebolisce per migliaia di anni prima dell´impatto (gli impatti?) gli ecosistemi della terra - è durante questo periodo che molti organismi non riescono ad adattarsi alle nuove condizioni. I gas e le ceneri hanno modificato il clima, i livelli dei mari si abbassano, forse anch´essi per via dell´intensa attività magmatica del pianeta, infine l´impatto di asteroide - non forte come proposto in passato ma che colpisce in un momento critico - che decreta la fine di molti gruppi di organismi.

Fig.4. Già ricerche di alcuni anni fa hanno mostrato che le fasi eruttive dei trappi del Deccan coincidono con il limite C/P e l´estinzione di molte specie. Le successioni stratigrafiche studiate nell´odierna India comprendono singoli strati fossiliferi tra i depositi vulcanici delle tre fasi principali che hanno formato i trappi. L´ultimo strato prima del limite C/P contiene ancora fossili di dinosauri, la formazione di Rajahmundry  solamente fossili marini tipici del Paleocene. La specie di foraminifero A. mayaroensis é tipica per il Cretaceo superiore e si estingue al limite C/P.

Bibliografia:

ALVAREZ, W., ALVAREZ, L.W., ASARO, F. & MICHELl, H.V. (1979): Anomalous iridium levels at the Cretaceous/Tertiary boundary at Gubbio, Italy: Negative results of tests for a supernova origin. In: Cretaceous-Tertiary Boundary Events Symposium; II. Proceedings (Eds W.K. Christensen and T. Birkelund), pp. 69. University of Copenhagen
ALVAREZ, L.W., ALVAREZ, W., ASARO, F. & MICHEL, H.V. (1980): Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction. Science 208: 1095-1108
ALVAREZ, W. (2009): The historical record in the Scaglia limestone at Gubbio: magnetic reversals and the Cretaceous-Tertiary mass extinction. Sedimentology 56: 137-148
BAKER, V.R. (1998): Catastrophism and uniformitarianism” logical roots and current relevance in geology. In: BLUNDELL, D. J. & SOTT, A. C. (eds.) Lvell: the Past is the Key to the Present. Geological Society, London, Special Publications, 143: 171-182
FRENCH, B.M. (2003): Traces of Catastrophes: A handbook of Shock-Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Impact Structures. Lunar and planetary Institute
KELLER, G.; ABRAMOVICH, S.; BERNER, Z. & ADATTE, T. (2009): Biotic effects of the Chixulub impact, K-T catastrophe and sea level change in Texas. Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology 271:52-68
SCHULTE et al. (2010): The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary. Science 327(5970): 1214 – 1218

13 novembre 2011

La catastrofe di Armero

Riassunto dell´articolo originale pubblicato su Scientific American
"November 13, 1985: The Nevado del Ruiz Lahars"

Nel pomeriggio del 13 novembre 1985 l´attività esplosiva del vulcano Nevado del Ruiz (5.389m), situato a quarantotto chilometri dalla città di Armero (Colombia), era aumentata, ma a parte della caduta di ceneri non sembrava che ci fosse un rischio. 
Verso sera i 25.000 abitanti della città andarono a dormire, anche se i distanti rumori del vulcano cominciavano a preoccupare la gente. 
Alle 23:00 un improvviso boato - descritto da una superstite come se "il mondo gridava" - seguito da terribili tremori sorprese gli abitanti di Armero. Una miscela di acqua e detriti si riversò sulla città. In meno di mezz´ora tre o quattro ondate di fango, prima freddo, poi bollente, ricoprirono con più di un metro di materiale denso e grigio trentatré chilometri quadrati dell´area di Armero.
L´eruzione, relativamente piccola, aveva fuso parte del ghiacciaio che ricopriva la cima del Nevado del Ruiz. L´acqua di fusione si era mescolata con il materiale vulcanico formando dei lahars, che seguendo la vallata di Lagunillas avevano raggiunto la città. Le 3 a 4 colate di fango uccidono più di 22.000 persone nella citt
à e dintorni (il disastro vulcanico al secondo posto per numero di vittime nel 20. secolo).

Fig.1. La mappa di pericolosità per colate di fango nei dintorni del Nevado del Ruiz pubblicata prima del disastro (panello superiore), e la devastazione mappata dopo la catastrofe.

Dopo la catastrofe comincio un intenso dibattito sulla responsabilità delle autorità. La mappa di pericolosità (una delle prime in Colombia) era stata sia ignorata che misinterpretata dagli enti locali e dai media. L´attività del vulcano era iniziata nel 1984, von incrementi dal settembre 1985 in poi. La natura del terreno su cui era stato costruito Armero era conosciuta: depositi di lahars dell´eruzione nell´anno 1845, che aveva ucciso 1.000 persone.
Solo dopo il disastro il governo della Colombia ha creato un programma apposito di monitoraggio e educazione per prevenire simili catastrofi in futuro.

Bibliografia:

DECKER, R. & DECKER, B. (1991): Mountains of Fire: The Nature of Volcanoes. Cambridge University Press. Cambridge: 243

7 novembre 2011

Pseudoscienza nei Media: Ötzi vittima della frana astrale

Fig.1. "La conferenza al museo di S. Michele", articolo pubblicato il 20 Ottobre 2011 nel giornale regionale "Alto Adige", che senza nessun scetticismo riporta la pseudoscienza promossa da Mark Hempsell (non Mark Hempshell !), un 'ingegnere inglese, la cui ipotesi è stata riputata più volte negli ultimi anni.

L´articolo fa riferimento alla frana di Köfels, che si estende su una superficie di almeno 11,5 chilometri quadrati e con un volume stimato di 2 o 3 chilometri cubi è una delle frane più grandi nelle Alpi. 
Non è corretta l´affermazione che la frana è senza spiegazione - è conosciuta e discussa dal 1848, anno in cui il naturalista e cartografo svizzero Escher der Linth la riconosce. Nei seguenti anni è riconosciuta prima come frana, anche se dal 1930 in poi una spiegazione alternativa emerge: come detrito di un'esplosione vulcanica. Per un breve periodo anche l´origine da parte di impatto di bolide viene proposta, prevalentemente da ricercatori al di fuori del campo della geologia o che non hanno mai visitato l´area.
 Questa ipotesi è stata scartata definitivamente dal 1970 in poi, con il riconoscimento di tutte le caratteristiche tipiche per una frana. La frana si è staccata dal versante occidentale della valle, il deposito franato ha creato il Tauferberg - che in pratica ha bloccato l´intera valle. Pezzi di legno recuperati da una galleria che passa il Tauferberg sono stati datati grazie al metodo del radiocarbonio a un'età di 8.710 + / -150 anni BP (circa 9.800 cal. BP). Questa età è supportata da successive datazioni con gli isotopi cosmogenici di superficie di blocchi, che hanno restituito un'età di 8.889 +/-490 a 10,630 +/-570 anni BP. L´uomo del ghiaccio è datato senza ombra di dubbio a 4.500-4.580 anni - l´ipotesi della cometa - la frana - e la mummificazione è completamente priva di fondamenta....

Bibliografia:

HERMANNS, R.L.; BILKRA, L.H.; NAUMANN, M.; NILSEN, B.; PANTHI, K.K.; STROMEYER, D. & LONGVA, O. (2006): Examples of multiple rock-slope collapses from Köfels (Ötz valley, Austria) and western Norway. Engineering Geology Vol. 83 (1-3): 94-108
HEUBERGER, H. (1966): Gletschergeschichtliche Untersuchungen in den Zentralalpen zwischen Sellrain- und Ötztal. Wissenschaftliche Alpenvereinshefte Nr. 20
HUSEN, D.v.; BORTENSCHLAGER, S.; DRAXLER, I.; DRESCHER, R.; FRANK, C.; HAVLICEK, P.; HOFFNANN, K.; NAGEL, D.; PATZELT, G.; POSCHER, RABEDER, G.; TYRACEK, J.; WALTL, R. & WANSA, S. (1995): Eastern Alps Traverse. In SCHIRMER W. (ed.): Quaternary field trips in Central Europe: 381-434
IVY-OCHS, S.; HEUBERGER, H.; KUBIK, P.W.; KERSCHNER, H.; BONANI, G.; FRANK, M. & SCHLUCHTER, C. (1998): The age of the Köfels event. Relative, 14C and cosmogenic isotope dating of an early Holocene landslide in the central Alps (Tyrol, Austria). Zeitschrift für Gletscherkunde und Glazialgeologie Vol. 34: 57-70
LAHODYNSKY, R.; LYONS, J.B. & OFFICER, C.B. (1993): Phänomen Köfels - eine nur mühsam akzeptierte Massenbewegung. Geologie des Oberinntaler Raumes - Schwerpunkt Blatt 144 Landeck. Arbeitstagung der Geologischen Bundesanstalt, Wien: 159-162
PRAGER, C.; ZANGERL, C. & NAGLER, T. (2009): Geological controls on slope deformations in the Köfels rockslide area (Tyrol, Austria). Austrian Journal of Earth Sciences Vol. 102(2): 4-19

4 novembre 2011

La Toscana: Terra di balene e vermi mangia-ossa

"Dicono che il mare è freddo, ma il mare contiene il sangue più caldo di tutti,
il più selvaggio, il più urgente.
"
"Whales Weep Not!" D.H. Lawrence (1885-1930)

Gli abissi marini sono stati spesso comparati con un deserto in cui solo occasionalmente si trovano delle oasi - campi idrotermali in cui sorgenti di acqua bollente offrono abbastanza energia da alimentare un ecosistema, oppure le carcasse in decomposizione di grandi animali marini.
I processi tafonomici in mare aperto differiscono notevolmente da quelli osservabili vicino alla costa o in acque poco profonde - anche se purtroppo ancora poco si conosce sui fattori che gli influenzano - soprattutto se si tratta di gigantesche carcasse, come per esempio di balena. Si presume che la decomposizione di un corpo cosi grande è influenzata in una prima fase dalla profondità della colonna d´acqua e la pressione idrostatica, due fattori che influenzano il tempo in cui la carcassa galleggia nell´acqua. Una volta raggiunto il fondo, la decomposizione della balena segue una successione generale con diverse ondate di animali spazzini e saprofagi. La carne è rapidamente rimossa da grandi animali, come per esempio squali. I resti, come tessuto adiposo e cartilagine, sono colonizzati più lentamente  da organismi che si cibano sia dei resti organici che dal denso tappeto di batteri che si sviluppa su di essi. Dopo alcuni mesi rimangono solo le ossa, anch´esse sono colonizzate da una comunità di specie molto interessante è specializzata per quest'ambiente estremo composta principalmente da batteri, molluschi e policheti.
Gli esempi di grandi balene morte studiate oggigiorno sono abbastanza rari e imprese difficili (al minimo serve un sottomarino), ma il record fossile, soprattutto del Neogene, ha restituito materiale molto interessante e di relativamente facile accesso.

Già nel 2010 una ricerca condotta su scheletri di balena fossile ritrovati nel Pliocene toscano (per esempio localitá come Ponte a Elsa, Castelfiorentino, Castellarano e Castell' Arquato) ha mostrato che già in passato esisteva una successione di organismi sulle carcasse di balene e questa successione dipendeva in parte dalla profondità in cui giaceva la balena. 
Un´altra ricerca pubblicata nello stesso anno ha descritto su ossa fossili di un giacimento spagnolo degli icnofossili - Trypanites ionasi - che sono stati attribuita a delle tane di un organismo comparabili al moderno genere di "vermi mangia-ossa" Osedax (gruppo di animali descritto appena nel 2002 nelle ossa di balena ritrovati sul fondo della baia di Monterey, California). Osedax e un policheto che non possiede bocca o sistema digerente, ma assorbe sostanze nutritive grazie a delle protuberanze a forma di radice che entrano all´interno delle ossa.

Fig.1. Ricostruzione dell´organismo che ha prodotto l´icnofossile Trypanites ionasi (immagine da MUNIZ et al. 2010), basandosi sopratutto sull´anatomia del moderno genere Osedax.

Una ricerca pubblicata recentemente nella rivista Historical Biology ha descritto simili tane su un reperto proveniente dalla Toscana - il primo esempio d'icnofossile di "vermi mangia-ossa" descritto dalla regione del Mediterraneo, e il terzo esempio in assoluto nel record fossile (a parte il materiale spagnolo esistono resti di ossa con delle tracce ritrovate nei pressi della costa dello stato di Washington).
L´icnofossile, composto di un bulbo all´interno delle ossa, è stato scoperto grazie a delle analisi di ossa con il metodo della tomografia computerizzata eseguite all´University of Leeds e il Natural History Museum in Inghilterra.

Fig.2. Scan di tomografia computerizzata con ricostruzione dell´organismo che ha prodotto le tane sulle ossa di balene del Pliocene toscano (HIGGS et al. 2011).

La scoperta è interessante perche amplifica notevolmente l´areale di distribuzione dei vermi mangia-ossa nel passato (6-3 milioni di anni). Inoltre è verosimile secondo i ricercatori che ancora oggi negli abissi del Mediterraneo esistano specie non ancora descritte di questo gruppo di policheti.

Bibliografia:

ALLISON, P.A.; SMITH, C.R.; KUKERT, H.; DEMING, J.W. & BENNETT, B.A. (1991): Deep-water taphonomy of vertebrate carcasses: a whale skeleton in the bathyal Santa Catalina Basin. Paleobiology 17(1): 78-89
DOMINICI, S.; CIOPPI, E.; DANISE, S.; BETOCCHI, U.; GALLAI, G.; TANGOCCI, F.; VALLERI, G. & MONECHI, S. (2009): Mediterranean fossil whale falls and the adaption of molluscs to extreme habitats. Geology 37(9): 815-818
HIGGS, N.D.; LITTLE, C.T.S.; GLOVER, A.G.; DAHLGREN, T.G.; SMITH, C.R. & DOMINICI, S. (2011): Evidence of Osedax worm borings in Pliocene (3 Ma) whale bone from the Mediterranean. Historical Biology
MUNIZ, F.; DE GIBERT, J.M. & ESPERANTE, R. (2010): First trace-fossil evidence of bone-eating worms in Whale carcasses. Palaios 25: 269-273

14 ottobre 2011

Sauri delle Dolomiti

Per più di 200 anni di esplorazione geologica la penisola italiana rappresentava un'eccezione tra i paesi dell´Europa meridionale - non restituendo alcuna evidenza della presenza di dinosauri sul territorio.

Ma nel 1941 il paleontologo tedesco Friedrich von Huene descrisse una piccola impronta tridattila (lunga 6-7cm) ritrovata in sedimenti di delta fluviale sui Monti Pisani presso Agnano (Toscana), datata a 230 milioni di anni. Huene chiamo l´icnospecie appropriatamente Coelurosaurichnus toscanus e la attribuì a un ceratosauride di piccole dimensioni. L´icnofossile fu esposto nel Museo di Geologia e Paleontologia di Firenze e si dovette aspettare fino al 1985 per ampliare questa prima collezione di dinosauri italiani.

Fino a trenta anni fa, nessun paleontologo avrebbe mai pensato di trovare tracce di dinosauri nell'area dolomitica. L´apparente mancanza di dinosauri sul territorio fu spiegata con la ricostruzione paleoambientale che collocava l´area dell'odierna Italia in un vasto mare (la Tetide), in parte profondo, in cui crescevano barriere coralline e si depositarono marne e limi - però nessuna estesa terraferma che poteva ospitare dinosauri.

Fig.1. La mostra temporanea "Sauri delle Dolomiti" organizzata dal Museo Scienze Naturali Alto Adige (BZ) dedicata ai vertebrati fossili delle Dolomiti e il loro antico ambiente.

Ma negli ultimi decenni le rocce delle Dolomiti hanno restituito una incredibile varietà di  resti di vertebrati - infatti sono state scoperte le più antiche orme di anfibi delle Alpi, le più lunghe camminate di dinosauri di tutta Europa ed i più antichi rettili volanti del mondo.

Fig.2. Le piú importanti località con impronte di sauri menzionate nel seguente post.
Nel 1985 il naturalista amatoriale Vittorino Cazzetta scopre su un masso di frana ai piedi del Monte Pelmetto - nelle Dolomiti orientali (Belluno)  - 100 orme  che formano 5 diverse piste di dinosauri. Tre piste presentano orme lunghe 6-7 centimetri attribuite a dei piccoli teropodi, una quarta pista di orme lunghe da 10-12 centimetri è stata attribuita a un ornitischio bipede e l´ultima pista, con le maggiori dimensioni fino a 15 centimetri, potrebbe essere stata lasciata da un pro sauropode di piccole dimensioni. Una ricerca condotta nel detrito di frana e ghiaione del Monte Pelmetto ha  restituito altri blocchi con delle impronte di dinosauri e tecodonti.
Anche uno dei siti di maggiori dimensioni nelle Dolomiti fu scoperto per caso in un pomeriggio di primavera del 1988 in un´area di frana caduta nel medioevo - paesaggio cosi impervio è strano che è citato perfino da Dante Alighieri nella sua Divina Commedia. Oggi i Lavini di Marco nei pressi di Rovereto comprendono diverse centinaia di orme visibile su un strato scoperto dalla frana, le più belle impronte possono essere trovate nel "Colatoio Chemini", dedicato al scopritore del sito Luciano Chemini.
Nel 1992 in un altro singolo blocco di frana ai piedi delle Tre Cime di Lavaredo furono scoperte due grandi orme tridattile lunghe 30 centimetri e nel 1994 l´icnologo Giuseppe Leonardi segnala la presenza di orme tridattile presso Cima Puez (Bolzano). Tra il 1994 e il 2000 altri naturalisti amatoriali continuano a scoprire impronte nei limiti del "Parco delle Dolomiti Friuliane", situato tra i paesi di Andreis, Claut e Cimolais (Pordenone).
Questi icnofossili comprendono tracce di teropodi, anche di dimensioni molto grandi, inoltre prosauropodi e tecodonti.
Ricerce piú o meno sistematico hanno rilevato siti negli Alti Lessini veronesi (Valle di Revolto), sul Monte Pasubio, Lessini settentrionali, Beco di Filadonna e Valle del Sarca.
Quasi tutte le piste e impronte di dinosauri conosciuti nelle Dolomiti sono state rinvenute nella formazione della Dolomia Principale (Triassico superiore) o nella formazione dei Calcari Grigi (Giurassico inferiore). Entrambe le formazioni sono rocce carbonati massicce di colorazione grigia che si sono depositate in una vasta zona intra- e supratidale. 

Fig.3. Contatto tra Dolomia principale e calcari Grigi (ben stratificati sulla parte superiore della parete) nelle Dolomiti.

Una eccezione particolare è una grande impronta tridattile (lunga 35 centimetri) notata per caso nel 1994 da un geologo su un grande blocco usato nella costruzione dei moli di Ravenna. Ricerche successive sono riuscita a determinar la provenienza del blocco a una cava situata ai piedi dell´Altopiano del Cansiglio (Pordenone), dove vengono estratte rocce carbonatiche del Cretacico.

Le moderne ricostruzioni dell´antica regione delle Dolomiti (e l´Italia) basate sulle impronte di animali vedono un ampio arcipelago d'isole anche di grandi dimensioni, con sufficiente biomassa per garantire la sopravivenza di popolazioni di dinosauri erbivori con tanto di predatori, collegati tra di loro da vaste zone tidali, che rendevano possibile una migrazione dei dinosauri tra le terre emerse e la conservazione delle loro piste nei fanghi e limi carbonatici depositati.

Bibliografia:

BELVEDERE, M.; AVANZINI, M.; MIETTO, P. & RIGO, M. (2008): Norian dinosaur footprints from the "Strada delle Gallerie" (Monte Pasubio, NE Italy). Studi Trent. Sci. Nat., Acta Geol.(83): 267-275
DAL SASSO, C. & BRILLANTE, G. (2001): Dinosauri italiani. Marsilio Editore, Venezia: 256

13 ottobre 2011

Frana nel Latemar

È riportata la notizia sul "Corriere della sera" di un crollo e caduta massi nel massiccio del Latemar (Trentino-Alto Adige) il 2. ottobre - evento in una zona turistica per fortuna senza conseguenze gravi . Tra le varie cause del crollo viene anche citato il degrado del permafrost, cioè materiale congelato con temperature perenni sotto gli 0°C. È vero che negli ultimi anni sono state osservate varie frane nell´ambiente alpino e sopra un'elevazione di 2.500 metri (limite inferiore generalizzato del permafrost nelle Alpi) e che il Latemar raggiunge i 2.800 metri, comunque in questo caso non è l´unica è la più plausibile spiegazione.

Fig.1. Il Gruppo del Latemar è un'antica piattaforma carbonatica del Triassico medio. Questa foto, presa da un panello didattico del sentiero geologico sopra la Val di Fiemme, evidenzia le diverse aree di accrescimento dell´antica piattaforma, nella parte centrale sono chiaramente distinguibili gli strati orizzontali (Calcare del Latemar) dell´antica laguna centrale.
Il gruppo del Latemar è un'antica piattaforma carbonatica del Triassico medio e le rocce carbonatiche sono generalmente già molto fratturate per via dell´innalzamento tettonico delle Dolomiti dal Cretaceo in poi. Inoltre questo tipo di roccia è molto vulnerabile all´erosione meccanica, i forti sbalzi di temperatura in quest' altitudine e soprattutto  il congelamento dell´acqua piovana nelle fessure delle pareti provoca grandi forze che fratturano incessantemente le pareti e  spuntoni di queste montagne.
Non sembra causale che la frana è avvenuta agli inizi di ottobre, quando le temperature durante il giorno sono ancora elevate, ma le notti già fredde. Anche la frana nella Val Fiscalina 4 anni fa è avvenuta a meta ottobre.


In ogni caso questo evento è il normale processo di erosione in un ambiente di montagna come sono le Dolomiti.

Risorse online:

NERI, C.; GIANOLLA, P.; FURLANIS, S.; CAPUTO, R. & BOSELLINI, A. (): Note illustrative della Carta Geologica d´Italia alla scala 1:50.000 foglio 029 Cortina d´Ampezzo. APAT - Servizio Geologico d´Italia. 

12 ottobre 2011

Botanica per il geologo: Ghiacciai di pietre come nicchie estreme

"Chi dice in fuoco il mondo finirà
chi dice in ghiaccio
per ciò che di disìo ebb'in assaggio
sto con color che al fuoco dan vantaggio
ma se
dovessi sceglier di perir doppiamente
penso d'odio conoscer´ abbastanza
a dir che a fin di distruzione
il ghiaccio pure è grande
e sufficiente.
"
"Fire and Ice" di Robert Frost (1874-1963)


Questo post partecipa alla V edizione del "Carnevale della Biodiversità", gestita da Andrea Cau sul suo blog "Theropoda", dove si potrà trovare molti altri esempi di nicchie estreme presenti sulla terra (e non solo).

Fig.1. Una tavola mostra le diverse fasce di vegetazioni sulle Alpi, raffigurazione preso dal "Berghaus-Atlas", un supplemento per l'enciclopedia mondiale "Kosmos" di Alexander von Humboldt, pubblicata tra il 1845 al 1862.

Il naturalista tedesco Alexander von Humboldt (1769-1859) fu il primo a pubblicare l´osservazione che le fasce di vegetazione di una montagna ricapitolano in un profilo verticale le diverse zone climatiche del globo terrestre. La fascia alpina equivale in questo caso a un deserto polare - caratterizzato da lunghi mesi con copertura nevosa, una breve estate con forti sbalzi termici tra giorno e notte, improvvise ondate di maltempo e un'intensa esposizione ai raggi ultravioletti.
Come se non bastasse quest'ambiente desolato, il clima freddo genera processi geomorfologici che rendono ulteriormente difficile la sopravivenza agli organismi.

I "ghiacciai di pietre" (rock glaciers) sono amassi di blocchi e detrito di falda con una certa percentuale di ghiaccio interstiziale. Il ghiaccio si deforme sotto il peso del detrito e l´intero deposito lentamente ma inesorabilmente si muove verso valle con una velocità di pochi metri per anno, formando una tipica morfologia lobata che termina con una fronte ripida.

Fig.2. Un "ghiacciaio di pietre" in movimento attivo.











Rock glaciers sono forme comuni del permafrost, esclusive dell´area periglaciale che nelle Alpi incomincia da un´altitudine media di 2.500m in poi e copre dal 2 al 5% dell´area complessiva di questa catena montuosa - sembra poco, ma è almeno quattro volte tanto l´area coperto dai ghiacciai normali.

Organismi, ma sopratutto piante che colonizzano un rock glacier attivo devono sopraffare vari fattori avversi:

  • Caduta di massi che provvedono un continuo flusso di detrito
  • Il movimento inesorabile, che destabilizza la superficie del ghiacciaio di pietra
  • L´instabilità della superficie rende impossibile l´accumulo di terriccio o humus. Il materiale a grana fine si deposita in profondità. Le cavità superficiali tra i blocchi e sassi non ritengono l´acqua piovana - il risultato è una superficie spoglia e arida
  • La presenza di ghiaccio nel sottosuolo modifica il flusso di energia degli strati superficiali e del terreno. Durante l´inverno le temperature possono scendono fino a -10°C per alcuni mesi, in area senza ghiaccio sotterraneo le temperature non scendono sotto una media annua (che nelle Alpi si aggira sui -5°C) per un periodo più corto
  • La superficie di un ghiacciaio di pietra resta pertanto congelata più a lungo, anche la coltra nevosa si può mantenere più facilmente, spesso anche per tutto l´estate
  • La superficie è prevalentemente detrito asciutto, solo se il ghiaccio è vicino alla superficie, la sua fusione genera ruscelli, laghetti o acqua stagnante e fredda

La mappatura della vegetazione di ghiacciai di pietre nelle Alpi ha mostrato che in principio le specie di piante rintracciabili su di essi non differiscono da quelle piante che colonizzano ghiaioni e coni detritici - le cosiddette Glareofite. I problemi sono gli stessi: una superficie molto variabile sia nello spazio (disposizione caotica di massi) che nel tempo (attività di caduta massi e movimento del terreno).

Fig.3. Suddivisione morfologica delle Glareofite che vivono nei detriti in base alle forme di crescita. Esistono diverse strategie per sopravvivere al movimento del detrito e del terreno: radici resistenti o elastiche, stoloni superficiali per aggirare il problema e cuscinetti per accumulare una fascia di detrito che funga da frangiflutti contro la marea di rocce (da COSENTINO et al. 2006).

Quello che differisce è la distribuzione delle diverse specie di piante. Su un rock glacier composta di detrito di rocce metamorfiche (scisti e gneiss) delle Alpi centrali sono state riscontrate seguenti fasce di vegetazione:

  • La fronte ripida del ghiacciaio di pietre, zona in cui il materiale di grana fine è esposto per via del movimento, è colonizzato da specie di Cerastio (Cerastium), Sassifraga (Saxifraga) e Oxyria, tipici glareofite di terreni silicatici e umidi.
  • L´area anteriore della lingua del ghiacciaio, con movimenti meno pronunciati, è colonizzata da glareofite striscianti come Ambretta strisciante (Geum reptans) e Senecio (Senecio doronicum). Piante che dimostrano una stabilità superficiale sono arbusti come Rhododendro (Rhododendron) e Salice (Salix), inoltre ciuffi di erba Lucciola (Luzula).
  • L´area posteriore o base della lingua del ghiacciaio è una zona sottoposta a intensi movimenti e caduta di massi. Quest'ambiente instabile è quasi spoglio, solo licheni come Rhizocarpon, Brodoa e Umbilicaria colonizzano grandi blocchi, che tendono a muoversi e rotolare di meno.
Fig.4. Specie di piante e organismi ritrovati su un rock glacier attivo composta da detrito di schisto/gneiss: A) Huperzia, Oxyria, Cerastium e Saxifraga sulla fronte ripida; B) Luzula alpino-pilosa e Rhododendron ferrugineum sull´area anteriore; C) Brodoa intestiniformis, specie di lichene sull´area posteriore.

Le dimensioni dei licheni mappati su un rock glacier possono non solo indicare l´attività della superficie, ma anche l´età e la dinamica grazie alla lichenometria.
Fig.5. La lichenometria del rock Glacier di Murtél-Corvatsch (Engadina) ha mostrato diverse fasce di dimensioni dei licheni misurati (da 0,5 a 4cm)- con dimensioni maggiore verso la fronte che é meno attiva e più antica (secondo BURGA et al. 2004).

La mappatura delle specie di piante in combinazione con la licheometria ha mostrato che la distribuzione di specie di piante e la densità della vegetazione su un ghiacciaio di pietre attivo sono controllate dalla caduta di massi, il movimento del detrito e la velocità della rispettiva zona. All´attento geologo la vegetazione può dare cosi degli primi indizi per capire meglio la dinamica di questa particolare e ancora poco compresa forma geomorfologica.

Bibliografia:

BURGA, C. A.; FRAUENFELDER, R.; RUFFET, J.; HOELZLE, M. & KÄÄB, A. (2004): Vegetation on Alpine rock glacier surfaces: a contribution to abundance and dynamics on extreme plant habitats. Flora 199: 505-515
CANNONE, N. & GERDOL, R. (2003): Vegetation as an Ecological Indicator of Surface Instability in Rock Glaciers. Arctic, Antarctic, and Alpine Research, Vol. 35(3): 384-390
COSENTINO (ed.) (2006): Ghiaioni e rupi di montagna - Una vita da pionieri tra le rocce. Quaderni Habitat. Ministro dell´ambiente e della tutela del territorio/ museo friulano di storia naturale, Udine: 158

9 ottobre 2011

9 ottobre 1963: Vajont

"Sa, quella montagna,  
non vuole star ferma,
mi creda è una "lagna"!  
ne chieda conferma.
È velleitaria,  
rivoluzionaria,
ci pianta una grana, 
le dico, è una frana!...
"
"La ballata di Longarone", Beppe Chierici 1969

 Riassunto dell´articolo originale pubblicato su Scientific American
"October 9, 1963: Vajont"

La valle del Vajont (anche Vaiont) è caratterizzata nella sua parte superiore da un ampio bacino e una stretta gola alla sua foce - una situazione geomorfologica ideale per una diga e un bacino per uso idroelettrico.
La costruzione incomincia nel 1956 e completata nel 1960 - la più alta diga a doppio arco nel mondo con 261,61 metri e una capacità di 150 - 168 milioni di metri cubi.


Video.1. Il cortometraggio voluto dall´ingegner´ Carlo Semenza per documentare quello che a suo tempo era considerata una delle meraviglie tecniche del mondo.

Il riempimento del bacino inizia in febbraio 1960, in ottobre prime fessurazioni sul pendio del Monte Toc sono riportate. Il 4. Novembre una frana di 700.000 metri cubi cade nel lago che si sta formando. Osservando che la velocità del pendio accelera con l´innalzamento del livello del lago si assume che sia il livello della falda e incremento della pressione in essa a generare i movimenti. Si decide di limitare la velocità di riempimento per riuscir a controllare la deformazione della sponda. Questa strategia sembra aver avuto successo fino a metà del 1963, tra aprile e maggio s'innalza rapidamente il livello del lago fino a una profondità di 230m. I movimenti si accelerano da 0,3 a 0,8 centimetri per giorno. All´inizio di settembre a 245m di profondità si osserva un notevole acceleramento della presunta frana fino a raggiungere i 3,5 centimetri per giorno. A fine settembre si decide di ridurre il livello del lago per ridurre nuovamente i movimenti - che raggiungono i 20 centimetri al giorno.
Ottobre 9, 1963 alle 22:39 una parte del versante del Monte Toc cede. In 30 a 40 secondi stimati 240-270.000.000 di metri cubi di materiale crollano nel lago, riempendolo in parte per più di 400 metri. L´onda generate dall´impatto è alta fino a 240m, una ondata di 150m supera la cresta della diga e si dirige in direzione della valle del Piave.
L´inondazione risultante distrugge i paesi di Longarone, Pirago, Villanova, Fae e Rivalta, uccide più di 2.000 persone.

Fig.1. e 2. Foto aeree della valle del Vajont prima e dopo il 9 ottobre 1963 (modificato da SEMENZA 2001).

Molti fattori geologici hanno giocato un ruolo nella frana del Vajont.
Indagini geologiche presso il sito erano iniziate già alla fine del 1920. L´intera area è caratterizzata da una successione di calcari e marne del Giurassico/ Cretaceo ed Eocene, disposti in una grande sinclinale in cui asse si trova la valle.
Tra il 1956 e il 1960 ci si rese conto che le pendici del Monte Toc erano più instabili del previsto, poiché il fianco della montagna è composto di antichi depositi di frana, e non di roccia viva come inizialmente dedotto. Inoltre nella successione di Fonzaso (spessa appena 40m) sono stati rilevati strati di argilla, che possono fungere da piani di slittamento per grandi pacchi di roccia.
La situazione è stata ulteriormente destabilizzata dalla costruzione della diga e il lago, che ha modificato la falda dell´acquifero della montagna, e da forti precipitazioni nei 3 mesi prima della frana.

Fig.2. Riassunto degli eventi registrati al Vajont, modificato da MÜLLER 1964 e BELLONI & STEFANI 1992 - indagini geologiche e modelli proposti, precipitazioni, i livelli di acqua nel serbatoio e livelli della falda del Toc (misurata con piezometri) e la velocità dei movimenti. L´invaso finale del serbatoio è stato accompagnato anche da forti terremoti provenienti dalle pendici del Monte Toc.

Diversi fatti hanno alla fine contribuito a trasformare un evento naturale (una frana in montagna) in un disastro.
Frane di minor entità, come accaduto nel 1960, erano state sempre considerate possibili. Comunque i modelli più pessimistici - che prevedevano una frana con un piano di slittamento profondo - erano stati considerati improbabili e invece adottati modelli di diverse frane poco profonde e di minore entità. In parte questa negligenza è frutto di quei tempi,     ingegneri e geologi fin dall´inizio del 20° secolo si erano concentrati su deformazioni di terreni di bassa velocità, frane e caduta di massi erano fenomeni per decenni considerati di minore importanza.
Esistevano inoltre molti conflitti d'interessi, sia di natura politica ed economica - un risultato di essi era la situazione non chiarita della responsabilità delle persone e delle diversi enti coinvolte nel progetto.
Quando nelle ultime settimane l´entità della frana divenne chiara, era troppo tardi.






Bibliografia:

ABBOTT, P.L. (2009): Natural Disasters. 8th ed. McGraw Hill Publisher, New York: 541
BELLONI, L.G. & STEFANI, R.F. (1992): Natural and induced seismicity at the Vajont slide. In: Semenza, E., Melidoro, G. (Eds.), Proc. Meeting 1963 Vaiont Landslide, Ferrara 1986. Univ. of Ferrara, Ferrara: 115- 132
BORGATTI, L. & SOLDATI, M. (eds.): Geomorphology and slope instability in the Dolomites (Northern Italy): from glacial to recent geomorphological evidence and engineering geological applications. Field trip Guide book P22, 32nd International Geological Congress, Florence August 20-28, 2004: 53
HYNDMAN, D. & HYNDMAN, D. (2010): Natural Hazards and Disasters. 3th ed. Brooks/Cole Publisher, Belmont: 571
KILBURN, R.J.C. & PETLEY, D.N. (2003): Forecasting giant, catastrophic slope collapse: lessons from Vajont, Northern Italy. Geomorphology 54: 21-32
MÜLLER, L. (1964): The Rock Slide in the Vaiont Valley. Felsmechanik und Ingenieurgeologie – Rock Mechanics and Engineering Geology Vol. 2(3/4): 10-16
ROSSI, D. & SEMENZA, E. (1965): Carte geologiche del versante settentrionale del M. Toc e zone limitrofe, prima e dopo il fenomeno di scivolamento del 9 ottobre 1963, Scala 1:5000. Istituto di Geologia dell´Universitá di Ferrara.
SEMENZA E. (2001): La Storia del Vaiont – raccontata dal geologo che ha scoperto la frana. K-flash edizioni, Ferrara: 279
SUPERCHI, L.; FLORIS, M.; GHIROTTI, M.; GENEVOIS, R.; JABOYEDOFF, M. & STEAD, D. (2010): Technical Note: Implementation of a geodatabase of published and unpublished data on the catastrophic Vaiont landslide. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 10: 865-873