Guerra e Granito

"Se conosci il tuo nemico e te stesso, non ci sara dubbio sulla tua vittoria; se conosci cielo e terra, la tua vittoria sara completa."
L´arte della guerra, Sun Tzú
 

All´inizio del 19° secolo Napoleone Bonaparte é l´armata francese si misero in marcia per conquistare ´Europa. L´impero austriaco fu sconfitto nel 1805 e perse numerosi territori. Il governo austriaco in seguito non si oppose apertamente ai francesi e i loro alleati, ma promosse una politica locale di mobilitazione popolare, sopratutto in Tirolo, che dopo la sconfitta era rimasto sotto controllo del Regno di Baviera.
Solo il 9 aprile 1809 l´Austria dichiaro ufficialmente guerra alla Francia e truppe entrarono nel Tirolo. Ma già in maggio la capitale austriaca cadde in mano ai francesi e in luglio fu sconfitto l´esercito regolare austriaco.

Nel maggio 1809 le truppe bavarese riuscirono a sconfiggere anche le milizie locali tirolesi. Queste prime battaglie si svolgevano ancora nelle ampie valli principali,  in cui le forze con equipaggiamento e numero superiore avevano un netto vantaggio. 

Ma tra il 4 al 5 agosto 1809 i tirolesi si ritirarono verso sud, nei pressi di Vipiteno. Usando la stretta morfologia della vallata dopo Vipiteno, quasi interamente occupata dal fiume Isarco in questo tratto, i tirolesi scagliarono macigni e tronchi sulle truppe nemiche, fermandole. Le truppe attaccanti erano costituite da soldati della Turingia, Bavaria e Sassonia –  dopo la vittoriosa battaglia la stretta fu perciò soprannominata “Sachsenklemme” - la stretta dei sassoni.
 

Fig.1. Due immagini della battaglia il 4/5 agosto 1809 nella Sachsenklemme. La seconda immagine é un disegno a penna sfumata di Benitius Mayr (1760-1826), professore di filosofia a Innsbruck.

La Sachsenklemme deve la sua esistenza alle differenti litologie presenti nell´area, alla tettonica e al´erosione fluviale. In questo tratto l´Isarco si ha scavato un letto nella grande intrusione magmatica del Granito(-diorito) di Bressanone. Mentre i bordi verso sud sono formati da un contatto tra l´intrusione e le rocce del basamento cristallino, la delimitazione verso nord é formato dal netto limite tettonico della Faglia Periadriatica. 
La città di Vipiteno si trova ancora in un´ampia conca, formata in scisti facilmente erodibili a nord della faglia, ma a pochi chilometri a nord il paesaggio cambia nettamente. 

A sud della faglia, nell´intrusione magmatica composta da roccia dura e resistente all´erosione, ci si trova davanti a una valle abbastanza stretta, delimitata da rapidi pendii che possono salire anche sopra i mille metri d´altezza. Oggigiorno il fondovalle é bonificato, foreste e paludi sono scomparse, il fiume Isarco regolato e ci passano sia l´autostrada per il Brennero che le strade statali. Ma 200 di anni fa la zona era ancora impervia, con il fiume che occupava gran parte del terreno, delimitato dalle pareti composte dalle rocce granitiche. Fu questo terreno e cosi la geologia che i tirolesi seppero sfruttare saggiamente per avere un vantaggio sulle truppe straniere.

Fig.2. Carta geologica dell´Alto Adige, con il rosso la grande intrusione del Granito di Bressanone, delimitata verso nord dall´importante Faglia Periadriatica e messa in diretto contatto con scisti (colore bruno).

L´eruzione del St. Helens

È il 18 maggio 1980 quando si verifica la grande esplosione nello stato di Washington. Il monte St. Helens era riconosciuto dal 1835 come vulcano, ma dato che dal tempo dei primi coloni non ci fu mai una significante eruzione, non fu considerato una montagna particolarmente pericolosa dai residenti. Ma I segni di violenti eruzione nel suo passato si celavano nel pacifico paesaggio – il lago Spirit si era formato a monte di una diga naturale, creata da una colata di fango tra l´800 e il 1.200 a.C.

Risvegliatosi il 20 marzo 1980, la montagna fu tenuta sotto stretta osservazione dai geologi e l´area in parte chiusa per il incuriosito pubblico. Nessuno si aspettava la violenza in cui esplose il St. Helens la mattina presto di una soleggiata giornata primaverile. Il versante nord si stacco, seguito da una esplosione piroclastica. 57 persone furono uccise, su un´area di 600 chilometri quadrati ogni forma di vita sembrava distrutta.

Rocce e Minerali: Le Miche

Le miche sono un gruppo di silicati molto comune, diffuse sia in rocce magmatiche, metamorfiche che sedimentarie. I cristalli sono caratterizzati da una pronunciata sfaldabilità in lamelle, colorazione bianca -argento a nero, ma sempre con una ben visibile lucentezza – da cui deriva anche il nome in latino: micare significa luccicare e mica e la briciola, in allusione della lucentezza dei singoli grani.
La colorazione é data dalla percentuale di allumino e ferro. La muscovite o mica alluminifera appare chiara, la biotite (termine introdotto nel 1841 in onore del fisico francese Jean-Baptiste Biot 1774-1862) o mica ferrifera appare scura (la colorazione d´orata spesso osservata su campioni di roccia é dovuta all´alterazione del minerale). 

La sericite (dal greco sericos-sericeo) per via delle minute dimensioni dei cristalli dona alla roccia un´aspetto vellutato.

Fig.1. Micascisto a granati, dalla successione metamorfica della finestra dei Tauri. La disposizione parallela dei cristalli di mica conferisce alla roccia anche una pronunciata scistosità.

Fig.2. Micascisto alla muscovite, ma con nidi di grafite scura.

Animali nelle Miniere: Ossa e Sangue sono il Prezzo del Progresso

La vita é difficile nell´antro della terra, ancora di più per organismi non adatti alle condizioni proibitive incontrate laggiù. 

Ma fin´dall´antichità le ricchezze nascoste – prima selce e molto piú tardi metalli preziosi - hanno attirato l´interesse degli uomini. Nell´eta classica a lavorare nelle miniere erano sopratutto schiavi o prigionieri, durante il medioevo con la sempre più grande domanda per metalli si sviluppo la professione del minatore. Durante la rivoluzione industriale esplose la domanda per il carbone. Il materiale estratto raggiunse tali volumi che non era più possibile trasportare fuori il materiale scavato a mano. Cosi nel 1760 per la prima volta furono usati degli pony nelle miniere di carbone inglesi. Cavalli avevano alimento già nel medioevo ingranaggi per pompare l´acqua e aria, tirare su secchi di minerale o macinare pietre. 

Fig.1. & 2. L´uso del cavallo in una miniera, dall´opera di Georgius Agricola "De re metallica libri XII" (1556). Cani venivano usati per trasportare sacchi (vuoti) verso le miniere in zone montagnose.

Ma ora i piccoli cavallini venivano usato nelle gallerie, dove tiravano dei vagoni minuti di ruote che correvano su dei binari dalla miniera ai moli di carico. Ma animali avevano anche altri importanti ruoli in una miniera.

Fig.3. Trasporto dei carrelli con un pony.

Nei giacimenti di carbone si poteva formare il grisú, un gas incolore e inodore per noi umani, composta prevalentemente da metano e perciò molto pericoloso per la sua infiammabilità. Per scoprire il gas venivano usati dei canarini, che rimanevano asfissiati se la concentrazione del grisú superava livelli pericolosi.

Fig.4. Un canarino per individuare il grisú.

Nelle miniere di carbone dello Yorkshire i minatori tenevano dei cani terrier, che dovevano tenere sotto controllo i topi di miniera. Cani della razza yorkshire, per le loro dimensioni e agilità, venivano usati anche per trovare o raggiungere minatori dispersi.

Gatti venivano usati per individuare la presenza di pozzi o gallerie. Grazie al loro acuto udito erano capaci di individuare nella totale oscurità la provenienza di rumori di scavo o l´eco di una cavità, perfino attraverso la roccia viva. Erano in grado anche di localizzare minatori dispersi o isolati dal crollo della galleria.

Molti di questi animali erano nati e morivano nelle miniere, vittime del profitto e progresso. Il medico e alchimista tedesco Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim (1493-1541), meglio conosciuto come Paracelsus, riassume in sagge parole:

"Le circostanzi sono tali, che nulla di buono può essere acquisita senza un prezzo ... per ottenere ciò che si vuole, è necessario affrontare anche quello che non si vuole."

Nelle miniere moderne molto é cambiato in meglio, macchine trasportano il materiale estratto e sensori controllano la qualità´dell´aria, ma quello del minatore rimane un mestiere duro. E tuttora esistono miniere, sopratutto in paesi poveri, dove uomini e animali lavorano e anche muoiono sotto condizioni primitive.

I poteri nascosti delle pietre: Litomania

"È una professione che rende milioni. E sarà sempre cosi perché c´è sempre tanta gente ansiosa di credere a quelle corbellerie.”  Lamar Keene (1936-1996), che dopo una proficua carriera di medium scrisse un libro “La mafia parapsichica” in cui spiega i trucchi di questa “professione”
 

I presupposti poteri curativi delle pietre e gemme sono conosciuti fin dall’antichità, e tuttora si trovano pietre semipreziose da comprare sia in farmacia che in fiere, anche se sembra che non abbiano mai raggiunti livelli di omeopatia (un sogno capitalistico diventato realtà– fare soldi con il nulla).
Nelle antiche pratiche magiche i minerali e gemme  potevano essere usate come talismani e amuleti, dato che gemme venivano generate sotto l´influsso di astri e pianeti includevano gli effetti positivi di questi. In alternativa si poteva ingerire i minerali. Il “Virtutibus Lapidum” del mago Damigeron  (V-VI. Secolo d.C.) per esempio prescrive agata o zaffiro macinato per curare i mali dell´intestino.
 

Fig.1. Il collezionista di pietre, xilografia contenuta nel Hortus Sanitatis, lapidario, bestario ed erbario compilato da Cuba nel 1497.
 

Ma alle pietre vengono attribuiti poteri ancora più strepitosi, nel “gli arcani” – una rivista specializzata in fuffologia – del 1977 un articolo discute la “Litomania*” – “l´arte di indovinare il futuro osservando le pietre, le rocce” (*o piú correttamente la Litomanzia) é senza neanche usare la sfera di cristallo. Praticata dall’americana Marlena Heidt basandosi su antiche credenze, il medium percepisce delle “vibrazioni” dalle pietre che aiutano nelle visioni. Alcune delle sue previsioni includono: Una guerra nucleare tra la Russia, gli Stati Uniti e la Cina e una carestia di portata mondiale nel 1982, che ci costringerà a trasformare i deserti in giardini dell´Eden. 
L´articolo conclude con la nota che la “Litomania” purtroppo non figura in “dizionari né nelle migliori enciclopedie” – io direi per fortuna, tutte le fuffe attualmente praticate bastano e avanzano.
 

Per restare in tema e celebrare il giorno di pasqua - anche le uova possono essere usate per predire il futuro. Quando appare una nuova cometa in cielo, le galline dovrebbero deporre delle "uova-cometa" con tanto di raffigurazione della stella a coda sul guscio. Ancora nel 1986 furono descritti tali prodigi e non é escluso che galline e uova possano prevedere anche il prossimo terremoto (più o meno).
 

Fig.2. Quando nel dicembre 1680 apparse una cometa nei cieli di Roma, una gallina avrebbe deposto un´uovo con la raffigurazione esatta della volta celeste con la nuova stella.
 

Bibliografia:
 

DUFFIN, C.J.; MOODY, R.T.J. & GARDNER-THORPE, C. (eds) (2013): A History of Geology and Medicine. Geological Society, London, Special Publications, 375.

Il Segreto del Gusto perfetto: La Geologia !

“La loro personalità e il loro gusto dipendono da neve, acqua, torba, aria e orzo dell´ambiente in cui vengono prodotti. Rappresentano perciò gli “spiriti” specifici del luogo del quale,a un palato sapiente, svelano le caratteristiche."

Lello Piazza, “Whisky Story” Airone 08/2005
 

Furono probabilmente monaci irlandesi intorno al 500-600 i primi a gustare un distillato di orzo come bevanda alcoolica, l´acqua della vita, o “uisge beatha” (curiosamente il nome deriva meno da una mistificazione della bevanda, ma dalla proprietà dell´alcool a conservare tessuti organici), che oggi conosciamo come whisky. Non sorprende che questo distillato abbia origini irlandesi o scozzesi, dato che l´idrologia e geologia di queste regioni ancora oggi giocano un´importante ruolo nella produzione del  whisky e/o whiskey.
 

Già il clima freddo favorisce (o rende possibile solo)  la crescita dell´orzo e del  luppolo, ingredienti di base per whisky e birra. Questo clima rigido rende spoglie di grandi alberi anche le lande dell´Irlanda e della Scozia, che pero in compenso sono ricche di torba, che veniva usata come combustibile per tostare ed essiccare l´orzo e distillare il mosto di malto. La torba, come sedimento organico, varia in composizione, consistenza ed età – e questi variazioni possono influenzare anche sulla personalità  e profumo del whisky.
 
Anche l´acqua dona al distillato una personalità unica e molte distillerie possiedono delle sorgenti private – anzi, nel medioevo bevande alcooliche erano considerato di qualità superiore che semplice acqua di ruscello. 
Il tutto inizia con l´acqua piovana che scorre nella torba e si infiltra nel sottosuolo e nelle falde acquifere.  Le acque naturali possiedono quattro cationi principali - il calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na) e potassio (K). Questi elementi giocano un´importante ruolo nel processo di produzione di prodotti alcolici.  Calcio stabilizza gli enzimi che i  lieviti usano per trasformare I zuccheri in alcool. Simile effetto il magnesio, che comunque se presente in concentrazioni troppo elevate rende la birra amara. 
La concentrazioni di questi elementi viene profondamente influenzata dalla geologia del bacino idrografico e falda della sorgenti usata.  Acque di aree grantiche sono molto pure e donano al whisky stabilità e limpidezza. 

Secondo la tradizione perció per il whisky si dovrebbe usare le acque di sorgenti in zone granitiche, ma la maggior parte delle distillerie si trovano in regioni caratterizzate dalla presenza di formazioni di arenarie e argilliti o scisti micacei. I minerali che compongono queste rocce sono comunque anch´essi praticamente insolubili. 
Per la bassa concentrazione di elementi nella acqua di sorgente il processo di distillazione deve essere pero più lungo, con il risultato di incrementare anche la gradazione alcolica.
 

Fig.1. Tra i dieci migliori whisky si trovano distillati che provengono dalla isola di Islay, l´isola di Skye, le Orcadi e la regione di Moray. Carta geologica della Scozia secondo A. Geikie, 1887 con tanto di moderne distillerie - concentrate sopratutto nelle regioni con rocce metamorfiche e ignee.
 

Falde acquifere in aree carbonatiche tendono invece ad avere molti elementi sciolti nell´acqua. Il cloro e il magnesio per esempio nelle giuste concentrazioni e proporzioni possono donare alla birra un gusto gradevole e dolce.
 
Oggigiorno nuove tecnologie, rendono possibile di modificare la chimica dell´acqua usata per il processo di fermentazione e distillazione direttamente. Forse un vantaggio per la qualità e l'igiene del prodotto finale, ma un peccato per colui che vorebbe gustare la storia geologica nascosta in un nobile distillato o una semplice birra.

Bibliografia:

CRIBB, S.J. (2005): Geology of Beer. In Selley, R.C.; Cocks, L.R.M. & Plimer, I.R.: Encyclopedia of Geology: Elsevier Academic Press: 78-81
CRIBB, S.J. (2005): Geology of Whisky. In Selley, R.C.; Cocks, L.R.M. & Plimer, I.R.: Encyclopedia of Geology: Elsevier Academic Press: 82-85

La Geologia di Star Trek: II. Vita come Non la Conosciamo o Comprendiamo

Può sorprendere che non esiste una definizione inequivocabile per il concetto di vita – una possibile definizione lo caratterizza come un sistema complesso, non in equilibrio termodinamico con l´ambiente circostante e perciò costretto a ricercare, incorporare e trasformare materia e energia per sostenersi e capace di creare copie di se stesso. Ma alcuni di questi caratteri possono essere riscontrati anche in sistemi inorganici, come cristalli, e alcune forme di vita, come i virus, non possiedono tutti i requisiti descritti.
 

Non é vita come la conosciamo o comprendiamo!

Ma qualunque cosa sia, la vita é tenace. Sul pianeta terra forme di vita sono state scoperte in pressoché tutti gli ambienti estremi, come sorgenti idrotermali, laghi tossici o bollenti e anche nel poco liquido intrappolato in un´ghiacciaio.

Esistono batteri (Bacillus infernus) fino a una profondità di 5.278 metri, che consumano le rocce per il loro metabolismo e secondo stime ottimistiche potrebbero esistere fino a una profondità di 5 a 12 chilometri nella crosta terrestre.
 

Una forma di vita necessità della presenza di complesse molecole. Sulla terra queste molecole sono perlopiù composte da carbonio, in grado di produrre complesse molecole stabile nel tempo. Le molecole di carbonio hanno due grandi vantaggi: Per primo sono stabili in un ampio raggio di temperature. Il batterio Pyrolobus fumarii é stato rinvenuto in prossimità di sorgenti idrotermali nell´Oceano Atlantico, a 3.650 metri sotto il livello del mare e resiste almeno fino a 115 gradi. In rocce dell´Antartide sopravvivono batteri della specie Polaromonas vacuolata fino a temperature di  meno 50 gradi. Le molecole a base di carbonio sono anche molto resistente contro l´impatto destabilizzante di ossigeno e idrogeno. Esistono batteri capaci di sopravvivere in acque acide, fino a un pH di 5 e in acque altamente alcaline (con pH superiore a 9).
 
Perciò il carbonio e un elemento molto propenso per la vita e Mister Spock nell´episodio  “il mostro dell'oscurita” riassume la questione nelle parole seguenti:
 

“La nostra vita, come noi la conosciamo é basata su una certa  combinazione di composti di carbonio, ma che ne dice se fosse basato su un altro elemento, per esempio silicone.”

In questo episodio l´Enterprise viene chiamata per una emergenza sulla colonia mineraria su Janus VI, planetoide (?) ricco di uranio, platino, pergium e altri metalli. Diversi casi di incidenti mortali portano alla scoperta di una creatura sotterranea e  sconosciuta e – fatto più affascinante – non basata sul carbonio, ma sul metallo elementare silicio: una specie che si autodefinisce “Horta”.
 

“Ma é una raritá geologica a dir poco..., silene puro!... Vi abbiamo chiamato per qualcosa di molto più importante che una collezione di sassi", tipica reazione alla passione del geologo.
 

Già nel 1891 l´astrofisico Julius Schreiner propose che il silicio potrebbe sostituire il carbonio in forme di vita extraterrestri. In teoria anche altri elementi, come boro, azoto, silice, fosforo e zolfo, sono in grado di formare catene molecolari e polimeri, necessari per un metabolismo. Questi elementi possono formare molecole anche tra di essi e - interessante per una forma di vita in ambienti extraterrestri - possono formarle anche in liquidi alternativi all´acqua, che sulla terra agisce come soluzioni in cui avvengono le reazioni chimiche necessarie alla vita. Possibili alternativi liquidi includono l´azoto, metano, diversi tipi di alcool, ammonio e composti di carbonio e azoto, sostanze abbastanze diffuse nell´universo.
 

La Horta scava delle gallerie nella roccia viva di Janus VI grazie a delle secrezioni di acido altamente corrosivo, curioso da notare che degli acidi come acido solforico e acido cianidrico potrebbero fungere anche come solubili per un metabolismo alternativo.
 

Un vantaggio del silicio é la sua particolare affinità verso altri metalli, ma anche verso carbonio, fosforo, ossigeno, zolfo e allogeni, formando composti complessi. Di fatti silicati formano la maggioranza della diversità mineralogica del pianeta terra, ma comunque si tratta di strutture cristallini, regolari e perfette ma comunque troppo semplici per definirle “vive”. 

Un grande svantaggio e che complessi e irregolari polimeri di silice, i silani, sono poco effettivi e stabili sotto condizioni terrestri. Ma su un mondo esotico e extraterrestre potrebbero esistere le condizioni particolari necessarie per una vita basata sul silicone. Silani complessi potrebbero esistere in una atmosfera priva o povera di ossigeno, asciutta e molto fredda, con un solvente liquido tipo metano. Sotto queste circostanze potrebbero formare membrani e cavità, al cui interno si potrebbero sviluppare una chimica adatta alla vita – in modo analogo le cellule umane sono protette da uno strato di lipidi.
Ulteriore svantaggio del silicio e il suo problematico smaltimento. Le forme di vita superiore sulla terra usano l´ossigeno per sostenere il loro alto tasso di metabolismo, producendo come scarto ossido di carbonio, un gas. Ma ossido di silice avrebbe una forma solida, una forma di vita al silicone dovrebbe produrre “mattoni” durante la sua respirazione e possedere un´particolare sistema per liberarsene – forse sotto forma di guscio esterno, simile a quello prodotto dalle diatomee? 

Kirk VS Alieno

In ogni caso il metabolismo e tasso di riproduzione di di questa creatura ipotetica sarebbe bassissima e noi forse neanche capaci di identificarla come forma di vita… il che ci riporta a Spock, che nell´episodio “Pianeta Deneva” filosofizza: "Non é vita come la conosciamo o comprendiamo!"

Bibliografia:

PICKOVER, C.A.(1999): The Science Of Aliens. Basic Books: 240
SCHULZ-MAKUCH, D. & IRWIN, L.N. (2006): The prospect of alien life in exotic forms on other worlds. Naturwissenschaften. Vol.93: 155-172