giovedì 13 aprile 2017

Nuna (o Columbia): il supercontinente di 2 miliardi di anni fa


La Pangea non è stato nella storia della Terra l’unico supercontinente: l'aggregazione della maggior parte delle masse continentali in una unica è un fenomeno ciclico e si registrano sicuramente almeno altri due episodi del genere: circa un miliardo di anni fa c’era Rodinia e mezzo miliardo di anni fa, al passaggio fra Precambiano e Cambriano, la maggior parte delle terre emerse erano unite in Pannotia (chiamato anche Gondwana, anche se si tratta di un continente più grande del Gondwana che si è frammentato nel Mesozoico).
Gli indizi per un supercontinente di 2.5 miliardi di anni fa sono un po' labili (anche se è probabile che una buona parte delle poche croste continentali dell’epoca fossero in zona tropicale). Ci sono invece una lunga serie di indizi su una ”Pangea” di poco meno di 2 miliardi di anni, in cui era raggruppata la maggior parte delle masse continentali dell’epoca. Di questo supercontinente si sa poco e persino il nome è dibattuto: fondamentalmente c’è chi lo chiama “Nuna” e chi lo chiama “Columbia”, ma in giro ho trovato altre denominazioni che spesso fanno riferimento a raggruppamenti parziali. In questo post parlerò dello “stato dell’arte” delle ricerche su questo supercontinente.
Due annotazioni: (1) onde evitare di scrivere il termine “miliardi di anni fa” userò spesso la sigla Ga. Quindi 2 Ga significa 2 miliardi di anni fa e (2) la bibliografia non è recentissima, semplicemente perché i lavori più recenti spesso riguardano le cose molto più in dettaglio rispetto a quanto è necessario per questo post, in cui invece parlo delle linee generali, che sono quelle di una decina di anni fa o più (anche perché se le liee generali sono le stesse, è più giusto indicare i primi lavori sull'argomento)

Le fasce orogenice di circa 2 miliardi di anni fa in [1]
I protagonisti di questa storia, i vecchi cratoniCos’è un cratone? È un’area, più o meno vasta, in cui affiorano rocce di oltre 2 Ga (o queste sono ricoperti da successioni sedimentarie più recenti) che dall’epoca non sono state più deformate. In pratica sono quelli che venivano chiamati una volta “scudi”. I cratoni costituiscono i nuclei dei continenti e la tettonica delle placche è in pratica la storia di come questi cratoni si sono mossi, scontrati e poi, magari, divisi. Un anno fa in un post ho fatto vedere che vecchi limiti di placca spesso vengono "riutilizzati" da fasi tettoniche successive, perché sono delle cicatrici della litosfera che funzionano da linee di rottura preferenziale. Per questo dopo la loro unione spesso i cratoni si dividono nuovamente: ad esempio Laurentia (il Nordamerica) e Baltica (l’Europa Settentrionale) si sono spesso unite e successivamente divise, più o meno lungo la stessa linea.  
I cratoni sono quindi vecchissime croste continentali. Come si sono formati? Come si forma tutt’ora la crosta continentale e cioè attraverso la risalita e la solidificazione di materiali liquidi provenienti dal mantello terrestre, fondamentalmente nelle zone di scontro fra le zolle e quindi negli archi magmatici; una minore parte di crosta continentale si forma con gli espandimenti basaltici in ambiente di apertura, in un modo che ricorda un pò la formazione di crosta oceanica nelle dorsali mediooceaniche. Il fatto che si formi di continuo nuova crosta continentale implica che l’estensione dei continenti aumenta con l’aumentare dell’età della Terra, perché nelle zone di convergenza se ne forma sempre di nuova. Per questo Nuna (o Columbia) era molto meno estesa di Pangea. Adotto il nome di Nuna, sperando che prima o poi un congresso internazionale degli studiosi in materia metta fine a questa confusione terminologica.

GLI ARGOMENTI CHE FANNO PENSARE ALL’ESISTENZA DI NUNA. L’indizio principale è la presenza di una serie di fasce orogeniche di età compresa fra 2.1 e 1.8 miliardi di anni fa, molte delle quali separano ancora due o più cratoni diversi, segno che questi, precedentemente distanti, si sono successivamente scontrati, come si vede dalla carta qui sopra, presa da [1]. Fra questi sono particolarmente noti l’orogene Trans – Hudsoniano in America settentrionale, vari orogeni dell'Europa Orientale come Kola - Karelia e l’orogene di Lapponia – Russia e Baltica (riconosciuto pochi anni fa e quindi assente nella carta qui sopra), l’orogene Trans – Amazzonico in America meridionale e quello del Limpopo in Africa australe. Si configura dai dati a disposizione un “ciclo di Wilson” con la separazione di alcuni cratoni tra 2.3 e 2.0 Ga che successivamente si sarebbero di nuovo scontrati generando appunto quelle fasce orogeniche.

Sul come questo cratoni erano disposti ci sono ancora parecchie dispute: a parte quelli che sono ancora adesso fisicamente separati da quelle stesse fasce orogeniche le posizioni degli alti sono spesso incerte. Ad esempio l’orogene del Limpopo è posto fra il cratone del Kapvaal in Sudafrica e quello del Botswana e non ci sono dubbi sul fatto che questi due blocchi si siano scontrati fra loro a circa 2 Ga. In altri casi le successive frammentazioni e due miliardi di anni di movimenti complicano molto il quadro; ci sono comunque ampie prove di una vicinanza più o meno stretta fra Laurentia, Baltica e Siberia, ma sulla posizione di altri blocchi come Cina settentrionale, Amazonia e quelli che oggi costituiscono India e Australia occidentale ancora le interpretazioni sono piuttosto divergenti. Alcuni autori hanno poi fornito ricostruzioni parziali in cui alcuni cratoni vengono considerati e altri no.
La formazione di un supercontinente è un processo che non è detto sia continuo: diciamo che ad un certo punto ci sarà una ”massima aggregazione”, ma non è detto che dappertutto prima ci sia l’unione e poi la divisione. Anche nel caso della Pangea mentre negli Urali continuava il processo di scontro fra Siberia, Kazakstan e Euramerica, in altre zone, come il margine orientale “africano”, erano attivi i primi processi di disgregazione, con il distacco di Cimmeria dal Gondwana e la formazione della Neotetide. Questo potrebbe (anzi, dovrebbe) essere valido anche per Nuna, per il quale il periodo di massima aggregazione dovrebbe risalire a circa 1.8 Ga (i primi lavori parlavano invece di 1.6 Ga), ma dove alcune frammentazioni sono iniziate qualche decina di milioni di anni prima della massima amalgamazione.

ALCUNI FENOMENI INTERESSANTI CHE HANNO COINCISO CON L’ESISTENZA DI NUNA.
La formazione di Nuna e la sua esistenza hanno coinciso con dei cambiamenti significativi della Terra.

Le fasce di nuova crosta continentale formatesi nel margine SE di Laurentia
in un ambiente di collisione fra zolle di tipo andino, da [1]
1. un cambiamento generale nel magmatismo. Fino a quel momento le associazioni di graniti – granodioriti (serie GG) erano state molto rare, subordinate dal punto di vista quantitativo alle ben più diffusse serie TTG (tonalite–trondhjemite–granodiorite), tipiche di Archeano e Paleoproterozoico: le serie GG sono diventate comuni a partire dagli orogeni di 1.9 – 1.8 Ga e da quel momento in poi nessuna grande suite TTG si è successivamente formata. L’avvento delle serie GG può significare l'instaurazione da quel momento di una tettonica delle placche simile a quella attuale oppure di nuove condizioni del mantello diventate simili a quelle attuali.

2. Una conseguenza di questa nuova situazione è non solo la formazione di una prima estesa rete di fasce orogeniche formatesi in relazione allo scontro di vari cratoni, ma anche la prima presenza accertata di larghe fasce orogeniche di tipo “andino”, testimonianze della convergenza fra una placca continentale una oceanica che le scorre sotto consumandosi nel mantello

3. Per questo l’esistenza di Nuna ha coinciso con un vistoso aumento della superficie dei continenti a causa della nuova crosta continentale creata su alcuni dei suoi lati proprio da questo margini di tipo andino: di fatto nessuno dei crstoni che si sono amalgamati durante la formazione di Nuna era più grande di 2 milioni di km quadrati (per confronto l’odierna America Settentrionale è 25 milioni di km2), mentre durante la sua frammentazione alcuni blocchi sono rimasti di considerevole dimensione: Siberia, Laurentia, Australia occidentale, Atlantica, Baltica, India e Cina settentrionale che da quel momento diventano le grandi protagoniste delle vicende geologiche, e sono molto più grandi di quelle che si erano precedentemente amalgamate, perché a loro volta sono l’unione di continenti più piccoli lungo quelle fasce orogeniche di età compresa fra 2.2 e 1.8 Ga. Il più studiato di tutti è Laurentia, di cui vediamo una ricostruzione con i vari cratoni minori che la hanno formata, da [2].
Dei principali blocchi usciti dalla frammentazione di Nuna solo Atlantica non esiste più, mentre altre come Baltica, Siberia e Laurentia hanno continuato periodicamente a scontrarsi e nuovamente separarsi fra loro. È facile quindi vedere come ci sia un cambio nettissimo nella geologia della crosta continentale tra prima e dopo Nuna, in particolare nelle dimensioni dei frammenti di crosta continentale. anzi, direi che è la caratteristica più chiara a livello tettonico.

La diminuzione del tenore di CO2 in atmosfera
nel mesoproterozoico, da [3]
4. dopo il Grande Evento Ossidativo di 2.5 mld di anni fa, il tenore di ossigeno atmosferico ha continuato a salire e quello di CO2 a diminuire: la formazione di Nuna ha aumentato le aree che avevano iniziato ad individuarsi qualche centinaio di milioni di anni prima nelle quali erano divenuti maggiormente attivi i meccanismi che consumano CO2 rispetto a quelli che consumano O2, che avevo illustrato in questo post. In particolare hanno contribuito ad assorbire sempre più CO2 la diffusione degli organismi fotosintetici e il sequestro di CO2 dovuto alla sedimentazione di rocce carbonatiche nelle prime piattaforme continentali.  Le piattaforme di mare basso sono ulteriormente aumentate quando hanno iniziato a formarsi i vari rift con cui successivamente Nuna ha iniziato a disgregarsi. 
Quanto all'Ossigeno, l’aumento della fotosintesi rese disponibili maggiori quantità di O2, di cui c’era meno bisogno per ossidare la superficie del pianeta, in quanto le aree coperta da magmi delle serie TTG e GG sono meno avide di ossigeno rispetto alla crosta basica e ultrabasica archeana 
Di fatto è molto probabile che il tenore atmosferico di CO2 sia diminuito abbastanza costantemente tra 1.8 e 1.1 Ga [3] 

4. anche negli oceani qualcosa è cambiato: la loro temperatura è diminuita, mentre approssimativamente a 1.8 Ga nella loro composizione sono drasticamente aumentati i solfati rispetto ad un periodo precedente in cui i carbonati la facevano da padrone.
Tra tutte queste vicende geologiche accompagnando l’evoluzione dei primi eucarioti

I METODI PER CAPIRE COME I VARI CRATONI ERANO ASSEMBLATI IN NUNA. Il processo di aggregazione di Nuna ha visto probabilmente più fasi, con l'aggregazione progressiva di blocchi sempre più grandi (ad esempio Kola e Karelia prima si sono uniti e poi insieme si sono scontrati con Volgo - Uralia. 
Per capire la paleogeografia di Nuna ci sono diversi metodi possibili:
In questa carta da [2] spono illustrasti i vecchi cratoni più piccoli (Superior, Wyoming,
Rae, Slave, Hearne, Nain) che hanno formato il nucleo di Laurentia
Il paleomagnetismo, con cui si determina la paelolatitudine e che sarebbe poi l’unico metodo quantitativo a disposizione: per farlo occorre studiare delle rocce che registrino la magnetizzazione al tempo della loro formazione. Questo metodo si scontra con  alcuni problemi fondamentali: innanzitutto che non ce ne sono tante di rocce utilizzabili, e poi perchè il lasso di tempo in cui si svolge la vicenda dell’unione e della successiva disgregazione di Nuna è di varie centinaia di milioni di anni (da 2.1 a 1.5 miliardi di anni fa): in un periodo così lungo vengono studiati alcuni intervalli che però sono lontani fra loro di decine di migliaia di anni, durante i quali la configurazione può essere cambiata e non di poco sia per la presenza contemporanea di fenomeni di aggregazione, disgregazione e rotazione, sia per la possibilità di scorrimenti laterali su faglie trascorrenti.
Una situazione del genere è attestata, ad esempio, per l’orogene del Limpopo, che si è formato con la collisione del cratone sudafricano del Kapvaal e quello del Botswana: la sutura al limite fra l’orogene e il Kapvaal dopo la collisione si è trasformata in una faglia trascorrente [4] (e dovrebbe essere pure la faglia che ha provocato il terremoto dello Zimbabwe di qualche giorno fa, anche se adesso il movimento è stato di tipo distensivo).

Il confronto fra la geologia dei vari cratoni è un altro metodo: si cercano delle somiglianze fra cratoni che potrebbero derivare da una loro continuità in quel tempo. In particolare per questo scopo vengono usate le età e le rocce delle varie fasce orogeniche che si sono formate durante l’amalgamazione di Nuna e le direzioni dei filoni di magmi basici che ne hanno segnato la disgregazione: nel mesozoico la frammentazione del Gondwana è stata preceduta dalla messa in posto di vaste coperture basaltiche (Deccan, Atlantico Centrale, Madagascar etc etc) e questo è successo anche per Nuna, senonché, essendo il fenomeno molto più antico, durante il tempo che ci separa da allora, l’erosione ha portato via tutti i basalti e sono rimasti solo dei frammenti delle radici profonde di queste all’epoca immense coperture laviche. 

Alcune ricostruzioni riepilogate in un recente lavoro riassuntivo [5]
CORRELAZIONI PIÙ O MENO SICUREIl problema è che queste correlazioni sono difficili a farsi e non sempre chiare. La correlazione paleogeografica più accertata (e quella prima riconosciuta già nel 1989) è quella fra Laurentia, Groenlandia, Baltica e Siberia [6], spesso chiamata “configurazione NENA” o “Arctica” (tanto per aumentare la confusione). Secondo quasi tutte le ricostruzioni questo è proprio il nucleo del supercontinente, che secondo la maggior parte degli Autori è rimasto in parte stabile addirittura per oltre un miliardo di anni: Siberia e Laurentia si sarebbero inglobate così come erano nel successivo supercontinente (Rodinia), separandosi solo alla sua successiva disgregazione, quindi un miliardo di anni dopo la formazione di Nuna.

Ci sono poi altri raggruppamenti come “Atlantica, che prevede l’unione fra i cratoni di Congo - São Francisco, Río de la Plata, Africa Occidentale e altri blocchi archeani minori. Ci sono varie versioni dell’assetto di Atlantica a seconda degli autori che l’hanno studiata  Nelle prime fasi degli studi c’è persino chi ha sostenuto che i blocchi di Atlantica si siano mantenuti così fino all’apertura dell’Oceano Atlantico [7]. Questa ipotesi è stata successivamente poco gradita. È probabile che le differenze che si registrano in biblografia siano invece dovute al lungo intervallo di tempo in cui si svolge questa vicenda, per cui fra movimenti e rotazioni avvenuti prima e durante l’amalgamazione e, successivamente, durante la nuova fratturazione, le posizioni relative dei vari blocchi si sono modificate e quindi il paleomagnetismo dà ovviamente risultati diversi epoca per epoca. Di fatto Atlantica sembra essere stata oggetto di una formazione e una frammentazione molto precoce: i suoi costituenti si sarebbero fusi insieme prima di 2 miliardi di anni fa (l’orogene Trans – amazzonico infatti è tra i più vecchi fra quelli legati alla formazione Nuna), andando poi tutti insieme contro Artica, e anche la sua frammentazione sarebbe iniziata prima del resto del supercontinente. In genere, ma non da tutti gli autori, Atlantica viene collocata a SE del blocco di Arctica. La posizione al suo interno di Amazonia è quella più discussa.

Ad Atlantica manca l'Africa australe, particolare di non trascurabile importanza. Di fatto ci sono forti indicazioni di un blocco formato dal cratone del Kapvaal e del Botswana con l’Australia occidentale: si tratta di un altro esempio della amalgamazione  tra 2.0 e 1.8 miliardi di anni fa di blocchi sempre più grandi: il Kapvaal è formato da due terranes che si sono uniti e in seguito amalgamatisi con il Botswana; da ultimo tutti insieme si sono amalgamati con l'Australia occidentale, a sua volta unione di 3 blocchi più piccoli.

La fratturazione di Nuna secondo [8]
Sulla posizione all’interno di Nuna di altri cratoni, come India, Cina settentrionale e Antartide orientale (a loro volta unione di una serie di cratoni più piccoli) ci sono ancora “varie interpretazioni varie”. È abbastanza gettonata l’idea che Cina settentrionale ed India fossero a ovest di Artica, soprattutto perché vengono correlati fra loro i filoni di gabbro che dovrebbero essere collegati alla loro separazione avvenuta da 1,7 mld di anni fa in poi [9], mentre la Tasmania era all’epoca molto distante dall’Australia occidentale.

LA FRAMMENTAZIONE DI NUNAUna delle caratteristiche più diffuse fra le rocce di età compresa fra 1.8 e 1.3 Ga ancora rimaste sulla Terra è la presenza di zone di rift e di un diffuso magmatismo di tipo intraplacca. È una situazione molto simile a quella intorno all’Africa dal mesozoico ad oggi e anche per questo motivo i rift e le rocce magmatich associate sono stati correlati con la frmmentazone di Nuna dopo la sua amalgamazione. Questa situazione la ritroviamo sia all’interno che ai margini del supercontinente [10], essenzialmente ai lati dei vari cratoni.
La correlazione fra queste sequienze di cratoni diversi è uno degli strumenti principali che servono a ricostruire il puzzle della loro posizione all’interno di Nuna.

IN CONCLUSIONE: gli indizi dell'esistenza attorno a 1.8 Ga di un supercontinente, Nuna o Columbia o come lo volete chiamare, ci sono. Ma ancora c'è molto da capire sulla sua storia e sul suo assetto.

[1] Zhao et al 2002 Review of global 2.1–1.8 Ga orogens: implications for a pre-Rodinia supercontinent Earth-Science Reviews 59,125–162
[2] Hoffmann 1988 United plates of america, the birth of a crato: early Proterozoic assembly Ann.Rev.Earth planet. Sci 16,543-603
[3] Sheldon 2013  Causes and consequences of low atmospheric pCO2 in the Late Mesoproterozoic  Chemical Geology 362, 224–231
[4] Khoza et al 2013 Tectonic model of the Limpopo belt: Constraints from magnetotelluric data Precambrian Research 226,143–156
[5] Meert 2012 What's in a name? The Columbia (Paleopangaea/Nuna) supercontinent Gondwana Research 21 (2012) 987–993
[6] Hoffman 1989. Speculations on Laurentia’s first gigayear(2.0 to 1.0 Ga). Geology 17, 135 – 138.
[7] Rogers (1996)  A history of continents in the past three billion years. Journal of Geology 104, 91–107
[8] Evans et al 2016 Paleomagnetism of Mesoproterozoic margins of the Anabar Shield: A hypothesized billion-year partnership of Siberia and northern Laurentia Precambrian Research 281, 639–655
[9] Hou et al 2008. Geochemical constraints on the tectonic environment of the Late Paleoproterozoic mafic dyke swarms in the North China Craton. Gondwana Research 13, 103–116.
[10] Rogers and Santosh 2009 Tectonics and surface effects of the supercontinent Columbia Gondwana Research 15,373–380 



mercoledì 5 aprile 2017

Le assurde proteste contro il TAP: parola di un ambientalista "eretico"


La questione delle proteste conto il TAP in Puglia e su quelle a proposito del nuovo gasdotto nell’Appennino centrale mi stanno facendo venire un gran prurito. Non perché io sia un petrolofilo e climascettico, tutt’altro, ma perché si tratta di una battaglia assurda ed inconcepibile in un Paese civile. A quelli che hanno paura dei gasdotti, a parte il fatto che li hanno sotto casa e in casa da decenni, dico che di strutture del genere in zone sismiche ne abbiamo già anche in Italia parecchie; ma soprattutto vorrei far notare che tra un palazzinaro che costruisce con materiali scadenti ed una azienda che costruisce un gasdotto per gestirlo c’è una “leggera” differenza: al palazzinaro disonesto dopo aver venduto l’immobile (o aver consegnato quanto formalmente richiesto dall’appalto) di quello che succederà in seguito non gliene può importare di meno; invece l’azienda che costruisce un gasdotto non si può permettere il lusso che abbia problemi, per cui sicuramente lo costruisce bene… Quindi, a partire da quelle a San Foca, devo dire che le proteste attuali contro la costruzione di alcuni gasdotti, TAP e transappenninico in primis, mi paiono assurde, immotivate e portate avanti con criteri che la Scienza l’hanno abbondantemente calpestata. Ma in un Paese in cui l’analfabetismo scientifico è particolarmente diffuso, bastano le parole di pochi guru per provocare ondate assolutamente ingiustificate di proteste e di panico. Resta solo un problema: che in Italia la comunicazione istituzionale sulle opere pubbliche è assolutamente carente e che la sindrome "nimby" è particolarmente diffusa. E i risultati si vedono.

Qualcuno mi ha definito, un po' pomposamente direi, un “ambientalista eretico”, perché alle volte vado esattamente contro le istanze portate avanti dagli ambientalisti, convinto che la “mia” soluzione sia a favore dell’ambiente e quella degli ambientalisti vada esattamente contro le necessità ambientali. Di esempi in proposito ce ne sono diversi, a partire dal mio essere sempre stato a favore  dell’Alta Velocità ferroviaria (con esclusione della Venezia – Trieste e del ponte sullo Stretto) e del traforo del Frejus (il quale non è, ripeto, una TAV ma una variante di tracciato).
Altre persone che conosco sono rimaste parecchio perplesse per il mio atteggiamento sul referendum dell’anno scorso sulle concessioni per l’estrazione degli idrocarburi e le mie posizioni sulla questione dell’acqua pubblica.

LE MIE PREOCCUPAZIONI SULL'USO MASSICCIO DEI COMBUSTIBILI FOSSILI. Chi mi conosce e chi mi legge sa che sono su posizioni molto allarmistiche a proposito dei cambiamenti climatici, l’ho spiegato bene anche nel libro che ho scritto sull’estinzione dei dinosauri: la storia del meteorite – killer assolve le emissioni di CO2 e SO2 da parte delle eruzioni del Deccan: insomma, per me (anzi, per i dati oggi a disposizione) oggi stiamo facendo un esperimento per capire come mai si sono estinti i dinosauri… 
Addirittura in questo post ho fatto notare la curiosa relazione temporale fra ricerche sui gas serra e "lancio" dell'ipotesi del meteorite. 
Vediamo cosa successe. 
Dopo anni che le perforazioni oceaniche avevano riscontrato un peggioramento delle condizioni ambientali alla fine del Cretaceo, un articolo propose di addebitare l'estinzione dei dinosauri a un forte effetto serra dovuto a emissioni di CO2. Pochi mesi dopo arrivò la teoria dell'impatto, in cui al contrario in quelle fasi la Terra cadde in un inverno simile all'inverno nucleare paventato in quel periodo.
Il 4 agosto 1978 uscì su Science un articolo di Dewey McLean dal titolo: A terminal Mesozoic “Greenhouse”: Lessons from the Past [1], il cui sommario comincia così: le rocce e la vita del tardo Mesozoico implicano un riscaldamento globale di breve durata (tra 100 mila e 1 milione di anni) dovute da un effetto serra indotto da emissioni di biossido di Carbonio (all’epoca le datazioni erano molto meno precise di oggi, NdR); all’inizio dell’articolo si legge che: "l’uso umano di combustibili fossili e delle foreste sta incrementando in modo significativo il tenore di CO2 atmosferico", parlando qualche riga dopo di “un innalzamento delle temperature anche di pochi gradi (entro i 6) nel prossimo secolo e in quello successivo è predetto dal comitato sull’energia e il clima dell’Accademia Nazionale delle Scienze come effetto dell’alterazione antropica del ciclo del carbonio”.
L’anno dopo Luis Alvarez, uno scienziato importante, non geologo ma fisico, e persona piuttosto vicina all’apparato industriale statunitense, tira fuori una ipotesi che assolve i gas serra, combattendo in seguito con violenza McLean e tutti quelli che non la pensavano come lui (ma solitamente evitando confronti a viso aperto, a parte qualche occasione). Sempre nello stesso post mi sono chiesto esplicitamente se la successione temporale sia stata un caso o no.
Anzi, avrei persino dei dubbi sul fatto che Alvarez non ne sapesse nulla del cratere dello Yucatan, dato che la sua presenza era già stata rivelata, sia pure in maniera non proprio chiara, nel 1981 [2].

Venendo all'oggi, oltre al riscaldamento in atto, di cui una componente è sicuramente naturale, ma altrettanto sicuramente un’altra è dovuta alle emissioni antropiche di CO2, proprio in questi anni si stanno verificando, oltre all’aumento di CO2 e SO2 atmosferici, altri fenomeni  che hanno preceduto gli eventi anossici del passaggio Cretaceo – Paleocene, come una acidificazione delle acque e, in alcune aree oceaniche, una fioritura del fitoplancton.
E, sempre nel campo degli idrocarburi, mi sono sempre espresso chiaramente contro il fracking (che comunque in Italia non si può fare semplicemente per… mancanza di rocce adatte).
Queste cose le dico anche in un seminario che tengo agli studenti universitari di Scienze della Terra.

PURTROPPO I COMBUSTIBILI FOSSILI SONO ANCORA NECESSARI. Questa - lunga - premessa non l'ho scritta per pubblicizzare il mio libro, ma per far notare come io sia assolutamente schierato fra coloro che avversano l’uso dei combustibili fossili e che, di conseguenza, vogliono assolutamente trovare delle soluzioni per diminuirne drasticamente l’uso.
Ciò non toglie che il tema dell'uso (e dell'abuso) dei combustibili fossili vada visto con un po' di raziocinio e, soprattutto, con rigore scientifico. Per questo, ad esempio, continuo a correggere chi sostiene che alla base della sismicità indotta in buona parte degli USA ci sia direttamente il fracking: in realtà come ho spiegato varie volte i problemi nella stragrande maggioranza dei casi vengono dalla reiniezione nel sottosuolo ai fini di smaltimento dei fluidi che il processo produttivo ributta in superficie e solo in aree dalla geologia particolare. Questo non per assolvere il fracking, pratica a mio avviso demenziale, ma semplicemente in nome della correttezza scientifica delle cose. Perché una battaglia contro qualcosa va vinta spiegando le ragioni vere dell'opposizione,  e non accampando scuse.

WebGIS della Regione Puglia dell'aprile 2017, in cui si nota come i focolai di Xylella, molto estesi,
non sono assolutamentedistribuiti esclusivamente lungo il tragitto programmato per il TAP
PERCHÈ SONO CRITICO SULLE DIMOSTRAZIONI CONTRO IL GASDOTTO A SAN FOCA. Oggi sono molto critico sulle dimostrazioni contro l’espianto degli ulivi in Puglia per la costruzione del TAP.
Mi ero già occupato nel 2013 di questo gasdotto (e del suo omonimo orientale, il Trans Anatolian Pipeline… Adriatico e Anatolia iniziano entrambi con la lettera “a”) in questo post.
Diciamo che sono favorevole al TAP per una serie di motivi. In particolare, dal punto di vista generale dell’uso del combustibile:
- perché se proprio dobbiamo bruciare combustibili fossili, allora è meglio bruciare metano che petrolio o carbone (ricordando che alternative ritenute “più ecologiche” come legna e pellet sono in realtà molto peggior, almeno per rilascio di diossine e PM10)
- perché per trasportare metano in gasdotto si usa meno energia che trasportarlo su navi (o trasportare petrolio su navi)
- perché avremmo dopo Algeria, Libia, Russia ed Europa Settentrionale, un quarto fornitore

Dal punto di vista strettamente locale, ricordo che non c’è nessuna relazione fra area del TAP e area colpita dalla Xylella (come si vede da questa carta) e che a proposito della Xylella stiamo facendo la solita magra figura davanti al mondo scientifico internazionale, come ai tempi di Di Bella, del processo dell’Aquila e della questione Stamina: in altri Paesi gli olivi malati sarebbero stati eradicati senza i piagnistei e le masturbazioni mentali su complotti che abbiamo dalle nostre parti.
COSA VIENE FATTO A SAN FOCA? Il lavoro che in questo momento stanno eseguendo (o dovrebbero eseguire) a San Foca è molto semplice: 
- dopo aver attraversato l’Adriatico la conduttura a circa 800 metri dalla riva e ad una profondità di 25 metri entrerà in un microtunnel di approdo lungo 1,5 chilometri, che finirà sulla terraferma a circa 700 metri di distanza dalla spiaggia
- per realizzare il microtunnel verrà scavata una piccola trincea
- il tutto a fine lavoro verrà ricoperto e gli ulivi, che erano stati spostati, verranno reimpiantati
La tecnologia del microtunnel è stata usata diverse volte in situazioni del genere, per esempio sulle spiagge ad Ibiza (dove non si registrano al proposito dimostrazioni sguaiate). 
A proposito della situazione degli ulivi, non mi resta che linkare il sito dell'azienda costruttrice del gasdotto, che fornisce qui le informazioni sulla procedua di spostamento provvisorio. Mi spiace davvero non poter linkare un qualcosa fatto da terzi.

PERCHÈ SAN FOCA? Una domanda intelligente può essere: perché proprio quella zona è stata scelta per far “sbarcare” il TAP?
Certo, sarebbe stato intelligente, teoricamente, farlo nella zona industriale di Brindisi, dove il litorale è già rovinato. Ma c’è un particolare di non trascurabile importanza: l'area industriale di Brindisi è una zona a rischio di incidente rilevante, quindi non può accogliere altre infrastrutture, in particolare una sensibile come questa. Lo sanno tutti, ma alcuni fingono di averlo dimenticato.
Il sito di San Foca è stato scelto grazie ad una apposita procedura di Valutazione di Impatto Ambientale, la cui documentazione è stata fornita dal preponente al Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare nel settembre del 2013: il ministero pretese delle integrazioni, che sono arrivate nell’aprile successivo, insieme alle risposte alle osservazioni del pubblico. A settembre del 2014 il Ministro Galletti, ha firmato il decreto di compatibilità ambientale, superando il parere negativo espresso dalla Regione Puglia e del Ministero dei Beni Culturali. Su questi pareri, è evidente nel primo la demagogia della decisione, sul secondo... beh... le sovrintendenze ci stanno abituando a scelte scientificamente e tecnicamente incredibili, conseguenze di un Paese in cui il mondo umanistico e quello scientifico sembrano muoversi in universi paralleli, grazie alla puzza sotto il naso di molti umanisti.
In questo parere il Ministero dell'Ambiente ha fornito una approfondita analisi delle alternative proposte, confermando che il minor impatto ambientale e paesaggistico per l'approdo del gasdotto sulle coste salentine è San Foca, dove comunque nessun segno evidente dell’opera rimarrà lungo la costa, grazie proprio alla tecnologia del microtunnel.  Tutta la documentazione si trova sul sito del Ministero dell'ambiente a questo indirizzo.  

SOLO QUESTI ULIVI (CHE VERRANNO REMPIANTATI) SONO STATI ESPIANTATI IN PUGLIA IN QUESTI ANNI? Ribadendo che gli ulivi lungo il gasdotto non verranno abbattuti, ma semplicemente dislocati provvisoriamente altrove per poi essere reimpiantati dov’erano e come erano, annoto che 80 sindaci sono fra i manifestanti e/o fra quelli che hanno dimostrato simpatia per la manifestazione contro il TAP. 
Naturalmente mi auguro che durante il mandato di questi sindaci, nei loro comuni non sia stato espiantato nessun ulivo per costruire edifici di ogni tipo e che, in nome dell’ambiente, in questi comuni il territorio sia pulito (specialmente le spiagge) e tutti gli scarichi fognari siano in regola con le normative europee. Insomma, un territorio non sfregiato come quello che diversi amici mi raccontano esista spesso da quelle (splendide!) parti .
Eppure mi risulta che in zona per costruire varie strutture di ulivi ne siano stati espiantati parecchi, e senza il loro riposizionamento in altro luogo.
E oggi il problema è spostare provvisoriamente gli ulivi lungo l’itinerario del TSP? Ma fatemi il piacere…

Carta dei gasdotti del 2004 (!), dove si dimostra che la rete esiste già, anche nelle zone terremotate
DIETROLOGIAA questo punto mi chiedo cui prodest tutto ciò. È chiaro che a qualcuno il TAP non piace, e che nel Paese della scarsa preparazione scientifica, dei 50 milioni di allenatori della Nazionale di calcio e della cultura da bar sport i "no qualcosa" hanno vita facile.
Io una soluzione ce l’avrei, evito comunque di andare in questioni che coinvolgono partiti politici, non perché io non abbia idee in merito, ma perché su Scienzeedintorni si parla di Scienza e non di politica, tranne che di politiche sulla Scienza.
Faccio però notare che ai fornitori di gas esistenti (e cioè Nord Europa, Russia ed Algeria) che l’Italia non compri il gas dall’Azerbaijan potrebbe fare comodo.
Ricordo anche due particolari del giugno 2013, quando scrissi il post già linkato sulla questione: a Istambul era in corso la questione degli scontri a Gezi Park: qualcuno si è domandato perché la Bonino, grande paladina dei diritti umani, è stata all’epoca un ministro degli esteri un po' tantino tiepido nei confronti del governo di Ankara, il secondo è che l’Azerbaijan ha deciso il 25 giugno, anziché nell’autunno successivo, che il progetto vincente sarebbe stato il TAP via Grecia – Albania e Italia anziché il Nabucco, con cui il gas azero avrebbe raggiunto la Germania via Paesi balcanici (costringendomi ad editare in fretta il post di cui sopra). 
Evidentemente la Bonino non poteva far arrabbiare troppo i turchi, che bene o male un po' di influenza sulle decisioni dell’Azerbaijan ce l’avevano. E nessuno mi toglie dalla testa che anche gli scontri a Gezi Park siano stati un po' pilotati “da fuori” per far decidere gli azeri prima del previsto.
Se qualcuno ricorda, anche la crisi in Ucraina è iniziata per una questione di gasdotti… e anche in Macedonia proteste di piazza e proposte di gasdotti sono state stranamente sincronizzate…
D’altro canto, uscendo dal mediterraneo, anche il Sudan meridionale dopo decenni di lotta ha ottenuto l’indipendenza solo dopo la scoperta del petrolio….

A proposito: questa è la carta dei gasdotti in Italia. Come vedete anche l’Appennino centrale ne è già pieno. 
Purtroppo nulla si può fare per parlare con chi non vuole ascoltare, ed è convinto di aver ragione. In genere chi non ascolta è solo debole e prevenuto, ed è prevenuto perché qualcuno lo ha convinto di questo ….
E poi..  è troppo più facile farsi pubblicità contestando piuttostoché fornire soluzioni pratiche (non teoriche) ai problemi odierni...



[1] McLean D.M., 1978, A terminal mesozoic “greenhouse”: lessons from the past. Science 201, 401–406
[2] Penfield & Camargo 1981, Definition of a major igneous zone in the central Yucatán platform with aeromagnetics and gravity, in: Technical program, abstracts and biographies (Society of Exploration Geophysicists 51st annual international meeting, Los Angeles. p. 37

sabato 1 aprile 2017

Renzi: tranvai in piazza Duomo nel 2021

Tweet clamoroso di Renzi stamattina: nel 2021 la tranvia di Firenze arriverà in piazza Duomo.

Abbiamo cercato di capirne di più e siamo in grado di spiegare il perché di questo annuncio.

Questo è il risultato di una serie di approfondimenti della situazione fiorentina: se nel PD grazie alle sue truppe cammellate di democristiana memoria la vittoria è semplice, qualche dubbio che Andrea Orlando gli possa dare noia per le primarie di fine aprile c’è, specialmente se la sinistra deciderà di andare a votare.

A Firenze la partita dal punto di vista emotivo è importante e quindi si è ricordato che la chiusura di piazza Duomo, se esteticamente è indubbiamente una cosa ben riuscita, si è rivelata però un disastro per il trasporto pubblico perché ha di fatto impedito agli utenti di tutta la parte orientale della citttà l’uso del mezzo pubblico, a causa del giropesca che gli autobus sono costretti a fare e facendo incavolare tutti gli abitanti.

Inoltre ai vecchietti di tutta Firenze girano le scatole: una volta arrivavano al Duomo in autobus, oggi l’ATAF li lascia alla Stazione o a San Marco. E siccome i giovani non lo possono vedere l’appoggio degli anziani è fondamentale.
A complicare ulteriormente la situazione nella zona penalizzata c’è pure Gavinana dove è posto il circolo in cui sono iscritti lui e la Boschi.

Recentemente ha parlato con la Merkel ed è stato anche in Svizzera e ha visto come nelle principali città germaniche ed elvetiche il tranvai è il mezzo di trasporto più gettonato, ecologico e capillare. Quindi ha pensato che questa poteva essere un’idea per dar un respiro più europeo a Firenze.

Per essere sicuro della cosa ha commissionato dei sondaggi, che gli hanno dato una risposta assolutamente certa: Firenze vuole il tranvai.

Matteo, decisionista come sempre, ha quindi deciso che sarebbe ritornato il programma originale. Tram da Gavinana e Bagno a Ripoli lungo i viali fino alla fortezza dove si collega con il resto della 2 verso l’Aeroporto e Sesto. In piazza libertà interscambio con la linea 1 che da Rovezzano e Campo di Marte va a Scandicci passando per Via Cavour, via Martelli, piazza Duomo e le vie Cerretani e Panzani.
Inoltre viene abbandonata l’idea del passaggio sotterraneo: il tranvai passerà lungo i viali di circonvallazione (come la logica vorrebbe) e conclusone dei lavori nel 20021 e non come dice Giorgetti nel 2030.
Da ultimo ritiene possibile pensare al prolungamrnti della ljnea 4 da porta al Prato al Galluzzo e Tavarnuzze.

Renzi dichiara: “Io sul tranvai co sono stato solo per l’inaugurazione, anche se adesso in molti mi consigliano di attaccarmici.
Ma io penso più in grande: in tanti sono saliti sul mio carro, e alla fine mi è tocccato comprare un frecciarossa.. volevo un treno pendolari.. il Vivalto.. avrebbe fatto più sinistra e dal piano di sopra avrei visto bene il mio Paese... ma però non può andare nelle linee AV e inoltre Marchionne mi ha fatto sapere che su untreno così volgare (inteso “per il volgo”) non ci sarebbe mai salito".

Ci sono reazioni molto differenti...
Interpellato da diverse testate giornalistiche Nardella ha tirato delle testate nel muro: “non ne sapevo niente.. Matteo è ancora il sindaco ma porc.. le decisioni clamorose lo esaltano, ma potrebbe avvisare almeno i suoi più fidati collaboratori quando cambia idea..."
L’assessore Giorgetti soddisfatto... “non ne posso più di fare la figura del bischero a dire che i lavori delle tramvie si concluderanno nel 2030"

Razzanelli è sconvolto.. "non mi posso più fidare di nessuno... - ci ha detto - a questo punto alle primarie voto Orlando… almeno sono sicuro di non illudermi perché lui dirà solo cose di sinistra e non farà false promesse a quelli di destra".
Il ministro Delrio, che sta facendo molto per il trasporto su rotaia in Italia, gongola: "la cura del fosforo a cui abbiamo costretto Matteo gli ha fatto finalmente capire che la cura del ferro è essenziale per la mobilità delle aree urbane. Realizzeremo per il finanziamento, la progettazione e la conferenza dei servizi delle corsie preferenziali" (quelle che mancano a Firenze... ndr).
Vari gruppi di attivisti pro-tram come Straffichiamo Firenze o Firenze vuole la Tranvia esprimono la massima soddisfazione.

Costernazione totale fra i vari gruppi antitram e fra l'opposizione... "Adesso siamo proprio finiti... e le palle che raccontiamo per dire perché a Firenze la tranvia sarà un disastro nei prossimi anni gli elettori se le ricorderanno... L'unica speranza per non perdere troppi elettori è che nel PD vinca un candidato troppo a sinistra...

mercoledì 22 marzo 2017

Il rilascio di metano alla base della esplosione e della colonna d’acqua dello scoglio d’Affrica


C’è molto rumore a proposito del fenomeno che è avvenuto nella zona dello “scoglio d’Affrica” o Formica di Montecristo, un piccolo isolotto dell’Arcipelago toscano: dei pescatori hanno sentito una esplosione e visto un getto di acqua a colonna; questo fenomeno è stato associato a una serie di boati che da tempo vengono avvertiti lungo le coste elbane. A leggere la stampa toscana, si tratta di un fenomeno misterioso. Invece c’è una soluzione semplice ed elegante al problema. La cosa divertente è che di questo fenomeno la Scienza se ne era già occupata proprio da quelle parti.

Ovviamente su questa notizia si sono scatenati i siti peggiori, invocando improbabili cataclismi impossibili anche collegandovi in modo pretestuoso l’attività sismica di questi giorni (che, continuo a ripetere, è assolutamente a livelli normali tranne che nel martoriato Appennino Centrale). In rete si leggono cose demenziali tipo che è in arrivo un’eruzione di un nuovo vulcano, per non parlare delle onnipresenti “trivelle”, oppure esercitazioni “segrete” della NATO. Mancano per adesso extraterrestri scie chimiche e HAARP e poi abbiamo tutto il complottismo scatenato sul fatto.  
Sicuramente è qualcosa di insolito (o, quantomeno, di poco osservato); eppure la spiegazione è abbastanza semplice e, sostanzialmente, già abbondantemente conosciuta. 

Ricapitolando, negli ultimi anni all’Elba vengono avvertiti dei boati che provengono dal mare a sud, tra Elba, Montecristo e Giglio. C’è chi dice dal 2013, ma in realtà la cosa è ancora più vecchia. In questi giorni probabilmente siamo arrivati a capo della faccenda, perché dei pescatori di Campo nell’Elba trovandosi a poche decine di metri di distanza dallo “scoglio d’Africa” hanno assistito a qualcosa di strano: riferiscono di “avere sentito una fragorosa esplosione” e di avere visto alzarsi “per alcuni metri un getto d’acqua nera, fango, gas e detriti”.
La Capitaneria di Porto di Portoferraio a questo punto ha emesso, a ragione, un divieto di navigazione nella zona interessata per “attività geologica sottomarina in corso”.

Iniziamo subito a dire che non si può trattare di fenomeni connessi a vulcanismo per una serie di motivi.
Ci sono delle rocce vulcaniche in zona, ma si tratta di graniti formati da magmi che si sono solidificati a qualche km di profondità tra gli 8 e i 4 milioni di anni fa. A Monte Capanne, Giglio e Montecristo l’erosione ha già abbondantemente esumato questi corpi magmatici, mentre a Punta Calamita il corpo si trova poco sotto la superficie.
Questi graniti si sono formati durante la prima fase di messa in posto dei prodotti della Provincia Magmatica Toscana, che in seguito si è trasferita lungo l’attuale costa toscana (San Vincenzo, Campiglia tra gli altri) per poi progredire ulteriormente verso l’interno (ad esempio Larderello, Radicofani e il più recente Amiata, attivo fino a circa 100.000 anni fa).
Quindi è chiaro che non può trattarsi di una riedizione di quella vecchia situazione e, in ogni caso, una eventuale attività vulcanica può essere esclusa a priori per un motivo banalissimo: non ci sono precursori di una eruzione (né della formazione di un nuovo apparato vulcanico) come sismicità, aumento del flusso di calore, attività fumarolica o idrotermale etc etc).
Anche l’ipotesi di un semplice vulcano di fango non pare verosimile, in quanto esplosioni e fiammate suggeriscono una forte reazione esotermica. 
Allora, di cosa si può trattare?

Senza saperne di più, avevo pensato a qualcosa legato alla presenza di sacche di gas intrappolate nei sedimenti. Questo sia per l’esplosone (cosa ci può essere che può esplodere in acqua se non del metano?) e per il colore scuro delle acque, che denota la presenza di materia organica non decomposta, che si accoppia benissimo alla presenza di metano.

FORMAZIONE DEL METANO. Queste sacche si formano nei sedimenti grazie ad una complessa varietà di attività metaboliche, il cui risultato finale è la formazione di metano e biossido di zolfo. Una puntualizzazione necessaria è che tutti questi metabolismi funzionano soltanto in un ambiente particolare e cioè in condizioni anaerobiche e riducenti. I sedimenti di questo tipo sono scuri per la presenza di materia organica che non si può degradare proprio perché la degradazione è un processo di ossidazione aerobico, impossibile in un ambiente riducente e anaerobico. È il modo con cui si formano i depositi di carbone e idrocarburi. 
Per ottenere simile condizioni nei sedimenti occorre che si formino in acque poco ossigenate, dove l’ossigeno non basta per degradare tutta la materia organica che si è accumulata.

RISALITA DI METANO E SO2 ED EFFETTI BIOTICI. Fino a quando l’ambiente resta riducente il gas rimane integro, ma metano e solfuri hanno il vizio di risalire perché sono leggeri. Nelle zone della superficie marina dove si verificano queste risalite si instaurano delle comunità di batteri e archeobatteri i quali a loro volta hanno un metabolismo che assorbe il metano e i solfuri emessi precedentemente dai batteri anaerobici
Queste comunità sono la base di una catena alimentare piuttosto  variegata, che comprende anche piante ed animali evolutisi per vivere in ambienti simili. Si tratta di una emissione di metano non indifferente, della quale le comunità batteriche assorbono fra il 20 e l’80% [1]. Il resto va in atmosfera.

RILASCIO VIOLENTO DI QUESTI GAS. Tali aree di rilascio, conosciute internazionalmente come methane seep, sono state scoperte una trentina di anni fa nella scarpata continentale a largo della Florida. Da quel momento sono state catalogate in una vasta parte dei fondi oceanici e anche in serie sedimentarie che dopo vicissitudini geologiche sfanno parte delle catene montuose.
Il problema è che quando il gas viene rilasciato si trova improvvisamente in contatto con l’ambiente ossidante esterno è costretto ad ossidarsi (e talvolta a deflagrare violentemente). Da qui il brillamento.

BOATI E BRILLAMENTI NEL ARE DELL'ELBA. Il buon Alberto Riva, uno dei più autorevoli esponenti della comunità di geologi.it, ha indicato un link che conferma quanto da me ipotizzato, citando un lavoro molto interessante svolto proprio nel mare toscano e uscito giusto un anno fa [2]. 
Il lavoro non riguarda direttamente le esplosioni, ma si è occupato del biota delle zone di rilascio di metano su fondali poco profondi nel mare compreso fra Elba occidentale (Pomonte), Pianosa e appunto, lo Scoglio D’Africa. Però gli Autori riportano chiaramente che durante le campagne di studio tra il 1995 e il 2005 hanno osservato spesso questi brillamenti (pur senza associarli ai boati, di cui non fanno cenno, e senza occuparsi della loro genesi che con il loro lavoro non c'entra niente).
Queste esplosioni nel mare prospiciente all’Elba avvengono su fondali a bassa profondità e quindi la colonna esplosiva esce fragorosamente in superficie, formando una colonna. La zona dello Scoglio d’Affrica è giusto una di quelle che che sono state prese in esame, appunto per la presenza di rilasci di metano a bassa profondità e delle comunità che vi vivono intorno.

È comunque un fenomeno piuttosto difficile ad osservarsi e per questo poco noto; è chiaro che i boati sono udibili a maggiore distanza rispetto a quella entro la quale possono essere visti i brillamenti (per vedere i quali si deve essere sufficientemente vicini e con gli occhi rivolti più o meno in quella direzione). 
Ma tutto fa supporre che l’esplosione vista dai pescatori l’altro giorno e i boati che ogni tanto vengono percepiti lungo le coste elbane siano dovuti ad emissioni di metano.

POSTILLE FINALI: 
1. di metano ce n'è, ma in quantità nettamente insufficiente per poterlo sfruttare economicamente
2. attenzione, qui si parla di metano inteso come CH4 e non di gas idrati: per quelli l'acqua del Mediterraneo è troppo calda


[1] Boetius, A., and Wenzhöfer, F. (2013). Seafloor oxygen consumption fuelled by methane from cold seeps. Nat. Geosci. 6, 725–734. doi: 10.1038/ngeo1926 
[2] Ruff et al 2016 Methane Seep in Shallow-Water Permeable Sediment Harbors High Diversity of Anaerobic Methanotrophic Communities, Elba, Italy Front. Microbiol. 7:374. doi: 10.3389/fmicb.2016.00374 


martedì 14 marzo 2017

Firenze e l'Arno: senza il fiume non ci sarebbe stata la città, nè sarebbe diventata quella che diventò


Nello scorso autunno la mia attenzione è stata rivolta al 50esimo anniversario dell’alluvione del 1966, di cui Firenze è il simbolo, la più illustre fra le vittime, ma non certo l’unica: oltre a quasi tutta la Toscana, dobbiamo ricordare soprattutto l’eccezionale acqua alta della laguna veneta e le alluvioni nel nordest (con particolare riferimento a Trento e alle vallate alpine tra Veneto e Friuli). In questa occasione l’Arno ha recitato la parte del cattivo e nel “film” della storia di Firenze a prima vista fa sempre così. In realtà non è del tutto vero. Anzi, senza l’Arno Firenze non sarebbe mai nata, né, in seguito, sarebbe diventata quello che tutto il mondo conosce. In questo post vorrei parlare di cosa l’Arno ha fatto PER Firenze e non di quando le sue intemperanze hanno arrecato danni ingenti, come nel 1966 (anche se, forzatamente, un po' se ne deve parlare…).

L'area di Florentia nel I secolo a.C.: il punto più stretto corrisponde all'attuale Ponte Vecchio, da [1]
La situazione è rimasta sostanzialmente inalterata fino all'espansione della città nel XII secolo
FIRENZE E IL SUO BACINO INTERMONTANO. Iniziamo da un inquadramento geografico: Firenze si trova al vertice meridionale di una delle vallate parallele all’asse della catena tipiche del versante occidentale dell’Appennino settentrionale. Dico versante occidentale perché, anche se “popolarmente” il mare della Toscana è chiamato “Tirreno”, in realtà a nord dell’Isola d’Elba sarebbe tutto “Mar Ligure”.
Un’altra cosa particolare è che queste valli di solito (e logicamente) hanno un nome (Casentino, Mugello, Valdarno superiore, Val di Chiana, Valtiberina etc etc ). Quella in cui oltre a Firenze, ci sono anche altre città importanti come Prato e Pistoia invece non ha un nome, e quindi nei lavori di geologia viene chiamata “bacino di Firenze, Prato e Pistoia”, per evitare di scontentare qualcuno (si sa che i toscani sono particolarmente campanilisti e polemici, in specie con quelli del paese accanto).

In genere questi bacini sono interamente percorsi da un fiume principale e anche in questo il bacino di Firenze, Prato e Pistoia costituisce una rilevante eccezione: infatti l’Arno vi entra al suo vertice SE e lo percorre solo nella parte meridionale, perché si infila nella stretta della Golfolina (dove Leonardo fece una delle prime considerazioni geologiche) fra Signa e Montelupo, sbocca nel Valdarno inferiore, dirigendosi verso Pisa, passando per Empoli e Pontedera. L’unico fiume che percorre per una buona parte il bacino è l’Ombrone pistoiese. 
Storicamente la piana era inabitabile o quasi per le paludi e l'ambiente malsano: lo dimostra il fatto che i centri principali erano tutti posti ai suoi bordi o arroccati sui colli prospicienti, specialmente su quello settentrionale (Firenze, Fiesole, Quinto, Calenzano, Prato, Montemurlo, Pistoia) ma anche su quello meridionale (Signa, Carmignano, Artimino e Quarrata). Firenze stessa è stata circondata da paludi fino al XV secolo. 
Per un autorevole referenza in merito ci si può rivolgere ad Annibale: arrivato dopo aver valicato gli Appennini nella zona di Pistoia, si trovò nel mezzo di una alluvione devastante e faticò non poco ad avanzare, subendo la perdita dell’ultimo elefante e, per una malattia, anche di un occhio. Quindi si può dire che attraversare il bacino di Firenze – Prato e Pistoia sia letteralmente costato al celebre condottiero cartaginese un occhio della testa...
Le bonifiche hanno consentito l’occupazione antropica della piana anche se molte aree sono ancora cronicamente soggette a periodiche alluvioni, specialmente nella sua parte occidentale.

Le dimensioni dell'Arno fino al XII secolo riportate nella cartografia attuale, da [1]
L'AREA DI FIRENZE NEL I SECOLO a.C. I ritrovamenti archeologici più antichi a Firenze sono rappresentati dalle tracce di un insediamento villanoviano del X secolo a.C. Dal V secolo a.C. la potenza dominante era Fiesole, una delle principali città etrusche. 
Ma arriviamo alla situazione del I secolo a.C: l’Arno, all’entrata del bacino nella zona di Rovezzano, si divideva in più rami, ma doveva tenersi verso la sinistra idrografica della piana perché alla sua destra scendevano dei torrenti (Affrico, Mensola e, soprattutto Mugnone) che portavano parecchi sedimenti. Il ramo meridionale passava all’incirca al bordo delle colline, nella zona di Badia a Ripoli e rientrava nel corso principale nella zona dell’attuale rione di Gavinana, più o meno lungo l’asse ora percorso dalla viabilità (Viale Europa e Viale Giannotti), perché sulla sinistra idrografica la collina del monte alle Croci (quella del Piazzale Michelangelo) si incunea all’interno del bacino, separando la piana di Ripoli a monte della città da quella di Scandicci, a valle. Il ramo centrale seguiva grossolanamente l’attuale percorso del fiume, però non era sicuramente così dritto. C’è poi la possibilità che le paludi nella zona dell’attuale Campo di Marte fossero alimentate, oltreché da Mensola e Affrico, anche da un terzo ramo dell’Arno (non ho ben capito come stavano le cose).
Come si vede dalle immagini rielaborate da [1] il fiume o, meglio, l’area occupata dall’alveo fluviale compresi gli spazi golenali, era piuttosto larga, molto più di adesso, a monte dell'attuale centro storico, mentre a valle dell’odierno Ponte alle Grazie l’alveo si restringeva drasticamente (e in misura minore lo fa anche adesso). 
Perché succedeva questo? Perché l’Arno nel suo percorso incontrava la conoide del Mugnone, cioè tutti i sedimenti erosi nel bacino di questo affluente che il torrente trascinava a valle. 
Il Mugnone scendeva dalla zona della attuale Piazza Libertà passando all’incirca dove ora ci sono Via Cavour e via San Gallo. Il tratto finale corrispondeva alla parte più settentrionale di via Tornabuoni.
Le paludi della zona del Campo di Marte erano dovute anche alla presenza di questa conoide che bloccava le acque. 
Alla confluenza fra Arno e Mugnone c’era (e c'è ancora) un rialzo compreso fra i due corsi d’acqua, posto ad un livello leggermente superiore a quello della piana, come dimostra questa immagine, sempre da [1].

Il modello digitale del terreno evidenzia la conoide del Mugnone e
l'elevazione della zona del castrum romano (nel quadrato)  rispetto alle aree adiacenti. Da [1]

FIRENZE NON SAREBBE NATA SENZA L’ARNO. Florentia è una tipica città di fondazione, cioè non è nata lì spontaneamente (come poteva esserlo invece l’insediamento villanoviano) ma per un preciso disegno urbanistico e strategico. A dimostrazione di questo segue rigidamente gli schemi costruttivi del classico castrum romano, una cinta muraria con all’interno strade in due direzioni perpendicolari, una N-S e una E-W con le due strade principali a croce, il cardo maximus e il decumanus [2]. 
Telemaco Signorini (1835 - 1901): l'alzaia (1864)
Ovviamente Florentia fu dotata immediatamente di un porto fluviale che la metteva in comunicazione con il porto di Pisa.
E qui si evidenzia un aspetto poco noto del passato: le condizioni delle pianure, che fino alle bonifiche sono state una successione di acquitrini e paludi, erano di ostacolo ai trasporti via terra, per cui le persone e le merci si muovevano preferenzialmente lungo i fiumi, con delle imbarcazioni a fondo piatto. Di fatto le strade sugli argini, le alzaie, erano percorse da uomini e animali che da terra muovevano queste imbarcazioni e ciò è continuato anche dopo le bonifiche: solo l’avvento delle ferrovie nel XIX secolo ha consentito un cambiamento nel sistema dei trasporti. L’alzaia, il celebre dipinto di Telemaco Signorini del 1864, è una eccellente testimonianza di tutto ciò: il celebre pittore fiorentino dipinge lo sforzo di alcuni braccianti che tirano una chiatta lungo l'alzaia dell'Arno.
Inoltre i fiumi consentivano l’uso dei mulini, fornivano acqua per vari usi, e rappresentavano con il pesce e la cacciagione palustre una fonte di cibo sufficiente per l'epoca.
Ricordo che Leonardo progettò un canale che da Firenze doveva raggiungere l’Arno passando per Pistoia proprio per le stesse motivazioni per cui sono state costruite in seguito ferrovie e strade, cioè per trasportare le merci (c’era poi pure la necessità di bonificare definitivamente il bacino).

Anche il toponimo evidenzia la fondazione ex-novo. Ed è possibile che anziché Florentia fosse in origine Fluentia, con riferimento alla confluenza dei due fiumi. Un toponimo analogo è rappresentato da Coblenza, città fondata dai romani alla confluenza fra Reno e Mosella, originariamente chiamata Confluentes.
Quindi Florentia essendo una città di fondazione è nata lì proprio perché era il luogo giusto per costruirla: un rialzo nel punto in cui un fiume all’epoca navigabile si stringeva consentendo un passaggio agile e la possibilità di costruite un porto. Inoltre la confluenza con il Mugnone consentiva una migliore difesa. 
Florentia ebbe una discreta fortuna, anche se la scarsa disponibilità di acqua potabile e a scopi termali non ne faceva una meta particolarmente appetibile (ho parlato dell’acquedotto romano in questo post).
Poi anche per Florentia vennero i secoli bui, dopo i quali l’età carolingia sancì una rinascita della città, che fu guardata con un certo interesse dalla dinastia imperiale, come dimostra il capitolare di Corteolona dell’825, con il quale l’imperatore Lotario scelse Firenze come sede di una delle otto scuole nell’Italia centro – settentrionale per la preparazione dei giovani ecclesiastici, segnatamente quelli della Tuscia.

FIRENZE È DIVENTATA GRANDE GRAZIE ALL’ARNO. Nell’XI secolo la netta ripresa dei commerci ha avuto come conseguenza la ripresa delle attività del porto e anche in questo caso si vede come l’Arno sia stato necessario per l’incremento dell’economia. La città si ingrandì velocemente (al pari di altri centri italiani) espandendosi oltre la cerchia muraria carolingia e costringendo il Libero Comune a decidere nel 1170 la costruzione di una nuova cerchia di mura, la prima cinta comunale, conclusasi entro il 1175. 
La crescita della città si svolse dalla vecchia area romana e carolingia verso l’Arno, grazie al fatto che la depressione che caratterizzava in antico questa zona della città, compresa tra Palazzo Vecchio e l’Arno, iniziò ad essere colmata dalla tarda età imperiale e fino all’XI secolo con una serie di scarichi composti per lo più dai rifiuti della popolazione che abitava dentro il nucleo urbano [3]. Una forte espansione ulteriore avvenne nella riva opposta. 

Un ponte nella posizione dell’attuale Ponte Vecchio o (più probabilmente poche decine di metri più a monte), al servizio della Via Cassia Nuova almeno nel II secolo d.C. Qui si capisce il ruolo strategico della città, che presidiava l’attraversamento del ponte sul fiume più importante lungo questa strada. Il ponte è crollato nei “secoli bui” probabilmente durante una alluvione (nel clima freddo e umido dell’epoca le piene a Firenze erano più frequenti che nel periodo caldo attuale e durante il periodo caldo medievale, proprio come è successo durante la piccola era glaciale). Quindi fino alla ricostruzione di una struttura del genere, che è ritornata ad esistere almeno dall’epoca carolingia, l’unico modo per attraversare l’Arno era ridiventato il guado. Quasi sicuramente il ponte carolingio fu distrutto nel 1177 dalla prima delle alluvioni inserite nell’elenco del Morozzi. Ricordo che, contrariamente a quello che si ritiene comunemente, il Morozzi non dice che le alluvioni iniziarono in quella occasione: accenna ad eventi precedenti e inizia il suo elenco con il 1177 solo perché è il primo evento che ha coinvolto la nuova situazione urbanistica della città. La crescita dell’Oltrarno costrinse anche a costruire nel XIII secolo e in pochi anni gli altri 3 ponti “storici”  il Ponte alla Carraia (che fu brevemente noto come  Ponte Nuovo nel 1220), il ponte a Rubaconte (oggi Ponte alle Grazie) nel 1237 e il Ponte a Santa Trìnita, nel 1252.

I ponti fiorentini hanno una storia travagliata: la piena del 1333 li aveva tutti distrutti. Due secoli dopo, nel 1557 resistette solo il Ponte Vecchio, dopo la quale gli altri furono ricostruiti con l’aspetto attuale. Ho detto “con l’aspetto attuale” perché la Wehrmacht nel 1944 li fece saltare tutti ad eccezione del Ponte Vecchio e nel dopoguerra ponte alla Carraia e ponte a Santa Trìnita, considerati dei veri capolavori del genere, sono stati nuovamente realizzati esattamente come erano.
Comunque, ecco che l’Arno dal XII secolo in poi si è dimostrato ancora una volta fondamentale per la crescita della città: Firenze è diventata quella che è grazie all’arte della Lana e le rive del fiume erano un continuo di mulini e gualchiere (macchinari di epoca preindustriale fondamentali appunto per la manifattura delle lane) e non sarebbe potuto succedere tutto questo senza il fiume che forniva acqua per tingere le lane, l’energia per fare la farina e altro e pure la via per l’esportazione.

A cascata vennero i “banchi”, la seconda fortuna della città: all’epoca era vietato prestare il denaro a strozzo (il concilio di Lione del 1274 e il concilio di Vienna del 1311 ribadirono la condanna dell'usura, minacciando di scomunica i Comuni o gli Stati che la permettevano) ma con le tante valute dell'epoca i cambiavalute erano necessari. Di fatto le grandi banche fiorentine sono proprio nate a seguito della necessità di cambiare le valute nelle esportazioni della lana e per poter gestire nuovi strumenti del credito come le lettere di cambio, sorta di fidejussioni grazie alle quali chi si recava all’estero poteva condurre transazioni con la fondamentale sicurezza di non dovere portare con sé il denaro contante.

LA FRANA DI CASTAGNO, L'INTORBIDIMENTO DELL'ARNO E LA CRISI CONSEGUENTE NELLA LAVORAZIONE DELLA LANA. A dimostrazione del ruolo determinane del fiume, ricordo un episodio storico nel quale si evidenzia come l’importanza di qualcosa la si sente proprio quando manca.
Siamo nel versante occidentale del monte Falterona, quello mugellano (l’Arno nasce nel versante casentinese dello stesso monte). Nel 1335 si mise in moto una frana, nota come la frana di Castagno d’Andrea (all’epoca si chiamava solo “Castagno”, oggi Castagno d’Andrea in quanto luogo natale di Andrea del Castagno). Si tratta di un evento enorme: il Villani, testimone diretto della situazione scrisse che "uno sprone della montagna di Falterona della parte che discende verso il Dicomano in Mugello, per tremoto e rovina scoscese più di 4 miglia infino alla villa che si chiama il Castagno, e quella con tutte le case e persone e bestie selvatiche e dimestiche e alberi subissò" [4]
La conseguenza più grave fu che l’Arno divenne estremamente torbido per almeno 3 mesi, impedendo la lavorazione della lana. Sempre il Villani scrisse: la quale torbida acqua discese nel Decomano, e tinse il fiume della Sieve; e la Sieve tinse il fiume dell'Arno infino a Pisa; e durò così torbido per più di due mesi, per modo che dell'acqua d'Arno a neuno buono servigio si poteva operare, né cavalli ne voleano bere; e fue ora che i Fiorentini dubitaro forte di non poterlo mai gioire, né poterne lavare o purgare panni lini o lani, e che peròl'arte della lana non se ne perdesse in Firenze; poi a poco a poco venne rischiarando, e tornando in suo stato".
Dopo le distruzioni dell’alluvione del 1333, quest’altra sciagura mise in ginocchio l’economia della città, che però riuscì a riprendersi quando le acque ritornarono alla precedente chiarezza.

Quindi l’Arno, che è noto soprattutto per le sue intemperanze, in realtà gioca anche questo aspetto più sconosciuto ma fondamentale: senza di esso Firenze non sarebbe mai nata, né sarebbe diventata la città che conosciamo.

[1] Morelli et al 2014 Rapid assessment of flood susceptibility in urbanized rivers using digital terrain data: Application to the Arno river case study Applied Geography 54,35-53
[2] Sabelli 2016 Il progetto strategico di ricerca “FIMU | Le mura urbane e il sistema difensivo di Firenze”Restauro Archeologico 2, 94-113 ISSN 1724-9686  
[3] Francovich et al 2007 La storia di Firenze tra Tarda antichità e Medioevo. Nuovi dati
dallo scavo di via de’ Castellani, Firenze, Annali di Storia di Firenze, II 9-48, FUP: Firenze.
[4] Giovanni Villani “Nova Cronica”, libro XI cap.26