sabato 31 ottobre 2020

Il terremoto del Mar Egeo del 30 ottobre 2020



Tettonica del mar Egeo da Jolivet e Brun (2010)

L’area del Mar Egeo è un concentrato dei principali processi geodinamici che hanno plasmato la regione Mediterranea: scontri di placche che hanno provocato a più riprese la subduzione nel mantello di crosta oceanica e continentale, formazione di montagne, metamorfismo di alta pressione e bassa temperatura, collassi post-orogenici e formazione di bacini di retroarco, nuclei metamorfici, gneiss sono gli ingredienti di una evoluzione molto complessa, iniziata già nella parte finale del Mesozoico con la chiusura della Tetide, quel braccio oceanico che divideva l’Eurasia (molto virgolettato) dall’Africa e dall’Arabia (unite fino a poco tempo fa). 

IL MAR EGEO E LA PLACCA ADRIATICA. Possiamo definire il mare Egeo e la Turchia come le aree più orientali di quella zona che va dalle Alpi occidentali al Caucaso compressa tra il sistema Alpino – Dinarico e la zona di convergenza che va dal bordo meridionale della catena alpina ai monti Zagros e quindi all’Iran passando per la Carnia, la costa adriatica della penisola balcanica, la costa ionica greca, Creta e la Turchia meridionale. La rotazione antioraria della penisola italiana ha parecchio complicato il quadro, schiacciando ulteriormente questa fascia nel suo bordo occidentale. In Italia i terremoti come quello di Verona nel 1117, Brescia nel 1222 , Asolo del 1695 e quelli della Carnia (non solo nel 1976), come il recente terremoto di Zagabria, sono da leggersi in questo contesto. 
Andando verso est la situazione si complica per la presenza di altre microzolle come quella Egea e quella Anatolica, che fanno parte insieme ad Adria di tutto quel numeroso gruppo di placchette che compongono attualmente la fascia interposta fra Afroarabia e Eurasia da Gibilterra all'Iran. 
Fra parentesi molte di queste microplacche si presterebbero ad un trattato di "filosofia geologica": siccome non è che una placca si forma o viene eliminata all'improvviso le domande sono: quando è che la divisione di una placca ne genera 2? E quando dopo una collisione due placche si uniscono definitivamente? Quali di quelle dell'area di collisione lungo l'asse di chiusura della Tetide sono ancora da considerare placche a se stanti? Certo ... una parte di questo dibattito sarebbe dovuto alla "mente discontinua umana", per dirla alla Dawkins ma .. sarebbe interessante...

Nella carta da Burchfiel et al (2006) si vedono 
le velocità differenti rispetto all'Europa Stabile
fra i due lati della faglia dell'Anatolia

A sud di Creta abbiamo registrato un terremoto molto forte di recente (M 6.6 del 5 maggio 2020), e l’isola è stata teatro del più forte terremoto storico dell’area mediterranea, quello del 365 EV, noto come "terremoto di Alessandria", di cui ho parlato qui.
Quello che colpisce nel Mediterraneo orientale è la larghezza della fascia sismica: terremoti importanti si trovano ben oltre la zona di convergenza e quindi non investono solo le coste adriatiche, ioniche e Creta: tutto l’avampaese in Grecia, nel Mare Egeo e in Turchia è soggetto a forti eventi. Anzi, gli effetti si vedono fino al Caucaso, lontano 500 km dalla zona di collisione fra Arabia ed Eurasia. Avevo parlato di questa situazione 3 anni fa a proposito del terremoto iraniano del 12 novembre 2017. Rispetto a quello che ho scritto in quel post bisogna aggiungere che anche la Grecia e l’Egeo sono costellati da faglie che spesso provocano forti terremoti lontane dalla vera zona di convergenza.

Insomma, la spinta dell'Afro - Arabia provoca pure la frantumazione del bordo dell'Eurasia, rimettendo in gioco delle linee di discontinuità che probabilmente rappresentano vecchi limiti di placche, configurandosi come "cicatrici litosferiche" nel senso di Heron et al (2016) (ne avevo parlato qui). 
All’interno della placca adriatica nei Balcani oltre agli eventi compressivi abbiamo diversi terremoti molto forti di tipo trascorrente, come risposta alla compressione nel suo interno (mi pare anche quello di Skopje del 1963 sia dovuto a una faglia trascorrente). Anche la faglia dell’Anatolia è una notissima trascorrente e già agli albori delle ricerche con i dati GPS si è visto come la parte a sud della faglia abbia un movimento molto forte rispetto all’Europa stabile, come si vede in questa carta tratta da Burchfiel et al (2006). 

Modificata da Kahveci et al (2019) i terremoti del Mar Egeo
TETTONICA DEL MAR EGEO. Quanto all'area di nostro specifico interesse interesse adesso, in questa carta modificata da Kahveci et al (2019) vediamo con la stella gialla l'evento del 30 ottobre 2020 e che tra Turchia occidentale e mare Egeo i terremoti si addensano lungo delle direttrici preferenziali. Fra queste ho segnalato in giallo la parte più occidentale della faglia dell’Anatolia (a proposito… dove finisca ad ovest? Sembra finire bruscamente sulla costa orientale greca. Non ho mai approfondito il problema anche se mi ha sempre incuriosito); in nero ho invece delimitato l’area dei terremoti profondi che si scatenano nella parte ormai scesa in profondità sotto l'Egeo della crosta del Mediterraneo orientale, l’ultimo resto della Tetide ancora in posto insieme al mar Ionio (a proposito: Ionio o Jonio?? il correttore suggerisce il primo)

Per quanto riguarda in senso stretto il mar Egeo, siamo in un regime di retroarco (cioè in una collisone fra placche, un’area superficiale – e quindi della placca superiore – sotto la quale la placca inferiore scende nel mantello). Il regime di retroarco spesso corrisponde alla formazione di bacini a crosta continentale assottigliata o a crosta oceanica, in particolare quando la placca in subduzione si immerge verso ovest o verso nord; nel Mediterraneo occidentale in questo contesto tettonico si sono aperti i bacini di Alboran, Baleari, Ligure – Provenzale e Tirrenico; qui invece l’attività di apertura è abbastanza ridotta: si vede ma il bacino non si è (ancora?) aperto. La sismicità dell’area in genere è quindi tipica di un regime estensionale, ma, come in tutta l'area tra Balcani, Caucaso e Iran esistono anche diverse trascorrenze. 


IL TERREMOTO DEL 30 OTTOBRE 2020. Qui sopra le carte dell'USGS mostrano la struttura responsabile del terremoto del 30 ottobre 2020, la faglia di Kaystrios, una struttura che soddisfa esattamente i risultati dell'esame dei sismogrammi relativi a questo evento: una faglia normale grossolanamente parallela alla zona di convergenza e quindi con una estensione in direzione nord – sud. 
Sulla immersione del piano ci sono soluzioni un po' contrastanti: pareva una faglia a basso angolo, poi 12 ore dopo un ricalcolo di USGS ha portato ad un piano immergente a 54 gradi circa, ma ancora dopo ritorna la faglia a basso angolo. Non è stato comunque cambiato il meccanismo focale.
Vediamo, sempre da USGS, altre caratteristiche, in particolare il dislocamento che è stato provocato dal terremoto e il sismogramma del sismografo a lungo periodo posto nella sede dell’Osservatorio Meteosismico di Perugia a Deruta.



Questa invece è la carta delle repliche nelle 23 ore successive al terremoto principale, avvenuto alle 11.51 GMT (quindi alle 13.51 nelle isole in territorio greco e alle 14.51 nella terraferma turca). Gli epicentri delle repliche identificano l’area al di sopra della superficie del piano di faglia che si è mossa. Si notano anche dei terremoti avvenuti nella notte successiva nella terraferma immediatamente a NE, probabilmente lungo una faglia orientata circa SW-NE che immagino sia stata messa in movimento dal terremoto principale stesso. Non ho i meccanismi focali ma voto per una faglia trascorrente sinistra se il piano di faglia dell’evento principale fosse orientato verso sud, destra in caso contrario.

MUSICA ASSOCIATA:
  • Il sirtaki ed altri balli greci
  • W.A. Mozart sonata per pianoforte n.11 K331, in particolare il terzo tempo, il famoso “rondò alla turca”
  • ma già che ci siamo, parlando di Grecia, musicalmente non possiamo non citare l’indimenticabile Maria Callas e uno dei più grandi direttori d’orchestra del ‘900, Dimitri Mitropoulos

BIBLIOGRAFIA CITATA:

Burchfiel et al (2006) GPS results for Macedonia and its importance for the tectonics of the Southern Balkan extensional regime Tectonophysics 413, 239–248

Heron et al (2016). Lasting mantle scars lead to perennial plate tectonics. Nature communications DOI: 10.1038/ncomms11834

Jolivet e Brun (2010) Cenozoic geodynamic evolution of the Aegean LaurentInt J Earth Sci (Geol Rundsch)99, 109–138

giovedì 15 ottobre 2020

No! cavare le ghiaie dai fiumi non è un rimedio contro le alluvioni.... (un'altra dannosa "leggenda metropolitana")


Dopo aver evidenziato il problema del ruolo dei fiumi nella gestione del territorio e la necessità di costruire un nuovo mondo intorno ad essi, oggi parlo di una questione assurda che viene sempre alla ribalta dopo le alluvioni: la visione secondo la quale per difenderci dalle alluvioni bisognerebbe dragare il fondo dei fiumi per abbassarne gli alvei, asportando un certo spessore di sedimenti fluviali. Nell’intenzione  di chi ne parla, verrebbe aumentata la portata  del corso d’acqua, cosa teoricamente utile in caso di piena. Secondo qualcuno ci sarebbero stati troppi anni di incuria e malinteso ambientalismo da salotto grazie ai quali gli alvei sono stati lasciati a se stessi, senza neanche toccare l’albero nell’alveo, e prima o poi i fiumi ti presentano il conto. Si trattasse solo di alberi chi ha pronunciato queste parole non avrebbe del tutto torto, perché l’effetto-diga provocato dai tronchi che si mettono di traverso sotto i ponti è decisamente uno dei fattori che possono provocare le alluvioni (ma se i ponti, specialmente su fiumi non troppo grandi, fossero a campata unica...). Il problema è che per qualcuno automaticamente questo vuol dire che per combattere le alluvioni sia fondamentale ripulire non solo dagli alberi ma anche dalla ghiaie, ignorando gli affronti fatti ai fiumi, in particolare restringendone gli alvei. In effetti questa visone tipica degli interessi di chi sfrutta la ghiaia fluviale, in questo periodo ampiamente portata avanti persino da sindaci, presidenti di Regione, parlamentari etc etc come panacea per le alluvioni, appare logica ai non esperti del ramo, ma in realtà fa sobbalzare sulla sedia legioni di geologi ed ingegneri ambientali e idraulici, perché è uno dei peggiori errori che si possano compiere. Oltretutto senza memoria, perché stiamo ancora pagando i danni delle escavazioni dei tempi passati. Passiamo in rassegna alcune delle motivazioni per le quali questa è una pratica in genere estremamente scorretta.


Lettera a La Stampa. Fino a quando lo dice un cittadino comune
che dichiara inoltre di non essere competente in materia è un conto;
quando invece lo dice un politico importante è un altro
Quando qualcuno parla di ambientalisti da salotto per molti aspetti ha ragione: l’ambientalismo italiano spesso ha atteggiamenti che contrastano con le “buone pratiche” in materia ambientale, soprattutto perché in molti ambientalisti manca una specifica cultura scientifica, e per questo non si rendono spesso conto di quello che stanno dicendo. Però sulla questione delle escavazioni dei fiumi bisogna andare cauti.
Innanzitutto queste operazioni andrebbero in realtà viste nel loro contesto e non giudicate aprioristicamente come si usa fare al solito in Italia, dove su qualsiasi questione si fa i manichei: o si deve essere “completamente a favore” o si deve essere “completamente contro”, quando spesso ogni azione (o inazione!) può avere conseguenze sia favorevoli che sfavorevoli a seconda dello stato dei luoghi.
 
PERCHÈ ESTRARRE MATERIALI DAI FIUMI? Le ghiaie e le sabbie fluviali rappresentano un ottimo prodotto di base per l’edilizia che ha diversi vantaggi per chi lo fa: 
  • è di facile estrazione
  • il materiale è di qualità pregevole, poiché risulta già pulito (cioè privo di sedimenti fini), disomogeneo e ben arrotondato
  • gli impianti, attualmente usati per la lavorazione di inerti cavati altrove spesso si trovano nelle golene vicino a vecchie cave 
  • la cava in alveo evita di usare a questo scopo spazio agricolo nella piana
I costi ambientali? Beh, non sono quasi mai presi in considerazione nelle valutazioni di progetti estrattivi (peraltro non solo in questi…) e di conseguenza cavare nei corsi d’acqua appare molto più conveniente rispetto che a farlo altrove, per i vantaggi di cui sopra. 
I sedimenti fluviali sono sempre stati sfruttati nei secoli passati, ma ad un tasso molto modesto (anzi, direi quasi sostenibile), fino agli ultimi decenni del XIX secolo, da quando l’inizio dell’espansione edilizia ha provocato un drammatico incremento della domanda di materiali da costruzione, domanda che ha raggiunto i livelli più alti nei 3 decenni successivi alla seconda guerra mondiale. Purtroppo, è stato ampiamente dimostrato come asportare i sedimenti alteri l’equilibrio del corso d’acqua, che nel giro di qualche anno tenderà a definire un nuovo profilo di equilibrio aumentando la propria azione erosiva di fondo alveo determinando la scomparsa del materasso alluvionale (il complesso di sedimenti  – sabbia, ghiaia e ciottoli – che costituiscono il fondo dell’alveo).

LA PROPOSTA DI LEGGE SULLE ESCAVAZIONI
. Constatati i guai che l’incontrollato prelievo di inerti ha provocato nei decenni precedenti al 1980, le Autorità furono costrette – peraltro obtorto collo – a vietare l’estrazione degli inerti dai fiumi. Da quel momento la credenza popolare secondo la quale le esondazioni siano favorite dal fatto che nell’alveo dei corsi d’acqua vi siano alberi, arbusti e molto, forse troppo, materasso alluvionale (che, appunto, diminuisce lo spazio per le acque) è stata alimentata ad hoc proprio dai cavatori e dalle aziende produttrici di materiale per l’edilizia, e – conseguentemente – da politici che dando ragione alla ggggente ricevono facili consensi di persone che non hanno ben chiara la situazione.
Nel 2018 è stata presentata la Proposta di Legge n. 260 «Disposizioni per la manutenzione degli alvei dei fiumi e dei torrenti», dove si afferma che la causa di tanti disastri stia “nella mancata pulizia degli alvei dei fiumi e dei torrenti che provoca l’innalzamento degli alvei, dovuto alla cronica deposizione dei sedimenti e di trasporto solido, riducendo la sezione, che non riesce più a contenere il volume d’acqua del bacino scolante”. Secondo questa proposta la maggior parte dei problemi di alluvione sarebbe risolta con una manutenzione costante del corso d’acqua, liberandolo dai tronchi d’albero e dal materiale vegetale che ne impediscono il regolare deflusso, e con una pulizia del fondale dei fiumi e dei torrenti dalla deposizione della sabbia e della ghiaia trascinate dalla corrente, dovuta a “una legislazione obsoleta, carica di inopportune ideologie ambientaliste”. 
Ovviamente nessun accenno alle cause antropiche delle alluvioni quali edificazioni in aree ad alta pericolosità e confinamento dei fiumi in alvei troppo stretti per sopportare le piene e alla mancanza di sfoghi nelle paludi non più esistenti dopo le bonifiche… (paludi che vengono attualmente un po' riprodotte dalle casse di espansione). Per rimediare a questo problema, il testo darebbe per tre anni poteri straordinari ai Presidenti delle Regioni per concedere a privati l’autorizzazione a estrarre “ciottoli, ghiaia e sabbia e altre materie dal letto dei fiumi: materiale lapideo, valutato sulla base dei canoni demaniali, che verrà reso agli operatori per quantitativi commisurati al lavoro svolto”. 

Insomma, gli estensori della legge non sanno (o non capiscono) che il problema non sta nei fondi degli alvei, ma nel fatto che i fiumi sono stati ristretti, rettificati e talvolta pure intubati e non possano più esondare facilmente, non sono più in grado di depositare sedimenti nelle pianure che allagavano. Per questo oggi nelle golene si sedimenta quello che si depositerebbe nelle piane. Questi sono dei seri problemi, ma rispetto ai desiderata dei cavatori in genere è un falso problema: cavare inerti dalle golene spesso non è possibile, innanzitutto perché sono sedimenti più fini rispetto alle ghiaie di alveo e poi perché le golene, specialmente quelle dei grandi fiumi padani, per la loro fertilità sono oggetto di ricercatissime concessioni a privati per uso agricolo. 
Un altro aspetto importante da considerare è la riforestazione dovuta all’abbandono delle campagne (e specialmente delle colline), che dal dopoguerra ha notevolmente diminuito in molti bacini l’erosione e quindi l’afflusso di sedimenti nei fiumi.

L'abbassamento del livello dell'Arno dalla metà del XIX secolo,
avvenuta nonostante il forte afflusso di sedimenti
dovuto al disboscamento massiccio della fine del XIX secolo
da Rinaldi e Simon (1998)
PERCHÈ IL DRAGAGGIO NON È UNA RISPOSTA CONTRO LE ALLUVIONI. Innanzitutto l’abbassamento diretto del livello del fondo nella zona di estrazione provoca un aumento locale di pendenza che tende a migrare verso monte, dove quindi l’alveo si approfondirà. E qui qualcuno dirà: ma è cosa buona! E invece no. Vediamo le conseguenze dell’abbassamento indiscriminato di un alveo (Rinaldi et al, 2005):
  • vengono scoperte le pile dei ponti, degli argini e delle briglie, compromettendo quindi la loro stabilità 
  • la diminuzione del livello del fiume provoca un abbassamento delle falde acquifere, provocando problemi di approvvigionamento idrico, la scomparsa di aree umide e l’alterazione della vege-tazione riparia perché il suolo è più secco 
  • Inoltre aumenta il rischio a valle perché accelera e concentra i deflussi, accentuando di conseguenza il picco di piena e la sua velocità di trasferimento verso valle
  • il deficit di trasporto solido sbilancia il delicato equilibrio dei litorali, già messi a dura prova dall’aumento del livello marino e, in molti casi, dalla subsidenza
Insomma, come è già successo fino agli anni ‘80, il prelievo di inerti dai fiumi rende instabile l’equilibrio geomorfologico non solo in zona, ma anche a forte distanza sia a monte che a valle.
 
Non solo, ma – cosa questa non troppo nota – l’abbassamento generalizzato degli alvei dovuto al sovrasfruttamento delle ghiaie che ha coinvolto fino ad oggi tutti o quasi i fiumi italiani si sta attenuando proprio per la cessazione di questa pratica che ha pure azzerato l’effetto degli estesi disboscamenti dell’Italia post-unitaria, quando i fiumi si erano riempiti di detriti, peggiorando dunque le loro prestazioni in quanto a portata utile, ma fornendo buon materiali che però oggi sono stati praticamente tutti sfruttati dove di buona qualità.  Anzi, addirittura in molti casi si assiste a una nuova fase di deposizione, nonostante il minor afflusso di sedimenti per la riforestazione: questo fa capire quanto abbiano inciso i prelievi di ghiaie! 
Questo comporta dei problemi di percezione da parte delle popolazioni (e di parecchi politici…)  che adesso vedono i fiumi meno incavati di prima e per questo si allarmano senza sapere che il fiume sta tendendo a tornare dov’era prima del disequilibrio antropico. E soprattutto l’abbassamento dell’alveo ha coinciso con una errata percezione di sicurezza spingendo a costruire in golena, generalmente abusivamente (regolarizzando poi grazie ai condoni) ma in qualche caso anche con i giusti permessi.

classico esempio delle conseguenze delle escavazioni
sui ponti: la parte della pila una volta sottoterra è ora scoperta
UN PERCORSO RAGIONATO. Questo non vuole assolutamente dire che in alcune condizioni l’estrazione di ghiaie non sia una opzione valida, ma lo è solo ed esclusivamente – appunto – in determinate condizioni, in genere associate – guarda caso – ad azioni antropiche... 
Per migliorare le condizioni di sicurezza e  la qualità ambientale e paesaggistica, l’approccio attualmente ritenuto corretto consiste nell’individuazione a livello di una intera asta fluviale di un assetto di riferimento o di progetto rispettoso delle caratteristiche generali del corso d’acqua. Nel concetto di "assetto" ci sono sia il ripristino e/o la rinaturalizzazione delle sponde quanto le "giuste" quote, profondità e larghezza dell'alveo (e si sa quanto gli alvei siano stati ristretti negli ultimi decenni). Ovviamente bisogna che il tutto sia compatibile con l'uso del suolo in atto nel bacino (in special modo per la risposta alle piogge). Tale assetto di riferimento deve poi essere applicato ai singoli segmenti fluviali (Luino, 2019).
Per assetto di riferimento non bisognerebbe considerare solo la profondità dell’alveo, ma anche la sua larghezza. 
Il successivo confronto tra l’assetto attuale e quello sperabile consente di valutare le attuali condizioni di funzionalità dell’asta fluviale e l’individuazione delle azioni da intraprendere per ottenere e successivamente mantenere  tale configurazione: si tratta quindi – banalmente – di analizzare gli attuali usi e programmare i possibili interventi utili per dar maggior spazio (e quindi respiro) ai fiumi..  Poco sopra ho usato l’avverbio sperabilmente perché,  purtroppo, spesso l’assetto di progetto ideale va in conflitto con l’attuale sviluppo antropico, e se l’obiettivo prioritario fosse quello di garantire adeguate condizioni di sicurezza per i centri abitati e le infrastrutture principali,  bisogna anche purtroppo pensare ad eventuali delocalizzazioni di edifici o di infrastrutture.
Un altro aspetto da non trascurare è quello dei ponti (ne avevo parlato qui). Ad esempio dopo la terribile alluvione del 1994, in Piemonte sono state svolte tante azioni che hanno consentito al territorio di reagire in modo positivo alla addirittura maggiore intensità dell’evento del 2016, dove ci sono stati problemi solo dove non si è voluto affrontare la questione.
 
 
Come musica associata direi: 
- Riccardo Marasco - L'alluvione (una scanzonata storia ambientata a Firenze il 4 novembre 1966)
- George Friedrich Haendel - Musica sull'acqua

Bibliografia:

Luino (2019) L’uomo e i corsi d’acqua: una convivenza che è diventata difficile fra urbanizzazioni intensive, alluvioni, danni e proposte di legge per  rimuovere i sedimenti fluviali Geologia dell’Ambiente 2/2019, 2-9

Rinaldi et al (2005) sediment mining in alluvial channels: physical effects and management perspectives River Res. Applic. 21: 805–828 

Rinaldi e Simon (1998) Bed-level adjustments in the Arno River, central Italy Geomorphology 22 (1998) 57-71 

venerdì 25 settembre 2020

il declino italiano: per fermarlo occorrerebbe la ricerca scientifica e tecnologica, ma i nostri giovani migliori spesso sono costretti ad andare all'estero (e ci vorrebbe pure una maggiore comprensione dell'importanza di Scienza e Tecnologia)


Le statistiche in merito alle borse per giovani ricercatori distribuite dalla Unione Europea sono interessanti perché forniscono uno specchio reale dell'Italia di oggi, Paese di eccellenze che però stenta nella produzIone di base. È un grosso problema perché non si vive di solo turismo e di pelletteria, anche se qualcuno fino all'epoca pre-COVID era pure convinto di questo. Nossignori, noi siamo un Paese che ha basato la sua ricchezza sull'export manifatturiero, nonostante la mancanza di materie prime. Ma per esportare bisogna essere più bravi degli altri. E senza ricerca e sviluppo non si rimane più bravi. Purtroppo siamo anche un Paese in cui ci si laurea poco e poi o si va all'estero o si va a fare qualsiasi altra cosa. Solo uno sforzo per recuperare in ricerca e sviluppo potrà salvarci da quello che è per adesso un inarrestabile declino. Ma occorre che la classe dirigente se ne renda conto.
 
LE BORSE ERC E LA LORO DISTRIBUZIONE PER NAZIONE. Marco Cattaneo, il Direttore di Le Scienze, ha presentato questi due grafici il 3 settembre, facendo notare delle cose che da un lato non possono che farci piacere, ma dall’altro sono devastanti. 
Quel giorno sono stati assegnati gli ERC Starting Grants, le borse europee per i giovani ricercatori, non necessariamente in materie scientifiche. I finanziamenti del Consiglio europeo delle ricerche (ERC - European Research Council) supportano ricercatori di qualsiasi nazionalità ed età che desiderino condurre un progetto di ricerca di frontiera su un tema da loro proposto. È interessante che nella distribuzione di queste borse siano incoraggiate proposte trasversali a vari ambiti disciplinari, progetti "pionieristici" che si rivolgano ad applicazioni e ambiti nuovi ed emergenti e che introducano approcci non convenzionali e innovativi (ovviamente non convenzionali ma cum grano salis, quindi ad esempio l’approccio di chi vuol dimostrare l’influenza di Giove e Saturno sui terremoti risulta sì parecchio alternativo e non convenzionale, ma anche altrettanto idiota…)

Ora vediamo i risultati: 
Il primo grafico, qui sotto, mostra i vincitori per nazione: con 102 su 436 i tedeschi fanno il pieno, rappresentando quasi il 25% del totale (giudizio critico: scontato). Ma per noi c’è una ottima notizia: i giovani italiani arrivano secondi, aggiudicandosene 53 (giudizio critico: standing ovation), mentre i francesi, terzi, sono solo 37 (giudizio critico: prrrr ai giovani galletti) e gli estoni quarti (!) con 28 (giudizio critico: stratosferici: con poco più di 1.300.000 abitanti, prendere tutto quel popò di premi... ). Gli inglesi, quinti ne hanno prese la metà di noi… (giudizio critico: meno fantasiosi persino dei tedeschi).


Insomma, sarà pure scalcinato e in preda a vari difetti, vessato dalla burocrazia, dalle lotte fratricide e tutto il resto, ma il mondo universitario (e scolastico in generale) del Belpaese da questa assegnazione esce parecchio bene. 
E ne esce molto bene anche vedendo la percentuale assolutamente insoddisfacente di PIL che viene spesa nella Pubblica Istruzione rispetto ad altri Paesi (come si vede qui accanto). Forse siccome hanno poche risorse a disposizione, i nostri si sanno ingegnare meglio. Ma è l'ambiente italiano stesso a stimolare la fantasia, che se ben indirizzata è fondamentale nella ricerca tanto quanto lo sono la razionalità e la voglia di creare qualcosa di nuovo.

Purtroppo l’entusiasmo viene successivamente smorzato se andiamo a vedere dove lavorano questi ricercatori, cioè dove  verranno sviluppati questi progetti (e quindi dove andranno i soldi degli ERC Starting Grants, dati visibili nel secondo grafico).
Al solito vince la Germania (giudizio critico: toh, ma guarda… chi se lo poteva aspettare???).  Ma il disastro per noi è che tra borse ottenute da italiani e borse che si spenderanno in Italia c’è un saldo netto di -33 (giudizio critico: imbarazzante). 
In confronto il Regno Unito, pure con la Brexit, ha un saldo di +36: hanno vinto 26 britannici e in UK si spenderanno 62 borse (giudizio critico: attentissimi all'innovazione).
Così, se siamo secondi per borse vinte, finiamo decimi per borse incassate, dietro anche a Belgio e Svezia (e  – naturalmente – all’Estonia, ma questo ve lo immaginavate...).  
 
Il commento di Marco Cattaneo è questo: 
non c'era bisogno di questa ennesima catastrofe per ricordare come l'Italia non sia capace di attirare talenti dall'estero mentre è bravissima a perdere i suoi.
Però, ecco, sono quattro mesi che parliamo dei fottuti banchi a rotelle e non ci accorgiamo che ci è sfuggito il futuro.
Il futuro ci scappa anche quando cerchiamo ricercatori dall'estero o di richiamare i nostri espatriati, per un semplicissimo motivo: parlo di cifre spannometriche ma diciamo che un incarico che all'estero vale 6.000 euro al mese, in Italia ne vale 2000. Difficile accapararsi i migliori pagandoli meno...

RICERCATORI E LAUREATI IN ITALIA E LA CRISI DEL SETTORE PRODUTTIVO ITALIANO. Ce ne dà un altro esempio di questo l’amico Carlo Bisci dell’università di Camerino, un ateneo piccolo ma che funziona molto bene, con delle belle eccellenze (il paradigma contrario a quello che ha indicato la legge Gelmini con il suo accorpamento dei dipartimenti…): la bilancia commerciale dei ricercatori. 
La nostra è saldamente e tristemente negativa. E non di poco rispetto agli altri. È bello notare come in molte nazioni è normalissimo vedere i propri ricercatori andare all'estero e nel contempo ne accoglie un numero simile dall'estero. Dall'Italia in tanti se ne vanno si accoglie pochissimo. Anche per le cifre che queste persone possono guadagnare, come abbiamo visto sopra.

A questo si aggiunge l'ennesimo guaio: noi “produciamo” meno laureati in proporzione rispetto al resto d’Europa, e, pur essendo meno, fanno fatica a trovare il lavoro per il quale hanno studiato ed è abbastanza comune vedere in Italia laureati che lavorano in ruoli decisamente demansionati. 
Ora qui faccio un ragionamento sui laureati in discipline scientifiche o tecniche. Non perché non considero quelle umanistiche e sociali, ma perché non ne conosco il mondo in maniera sufficiente a parlarne (ricordo che nel mio curriculum c’è anche l’organizzazione di stagioni musicali, cerco sempre citazioni letterarie su eventi geologici, etc etc). 
Si è detto che “non c’è collegamento fra industria e università”. Ok, è chiaro che se i laureati trovassero il posto “giusto” non ce ne sarebbero tanti che svolgono attività demansionate. Ora, se il problema fossero i laureati italiani, le aziende li troverebbero all’estero (dove questo problema non mi risulta essere così stringente e quindi se ne deduce che l'università “accontenti” l’industria). Ma non mi pare che ci sia questa corsa al laureato straniero. Ed è anche chiaro che questo concetto di sfasamento sia pure influenzato da un altro gravissimo errore concettuale: la ricerca in università è diversa da quella dell'industria e se le due entità possono collaborare, non è che un dipartimento universitario possa diventare il reparto ricerca e sviluppo di una azienda.

La realtà è un’altra: all’industria italiana i ricercatori non servono. L’Italia è un Paese strano. Prendiamo l’automotive: abbiamo la Ferrari, la Maserati, la Ducati e la Betamotor. Eccellenze allo stato puro nel loro settore. Ma nelle auto “normali” e specialmente medio-grandi non è che si vada un gran chè. Sulle moto poi… la mia amata Guzzi vivacchia, e passano settimane senza che ne veda una per strada. Bei tempi quando ero giovane che oltre alle 4 tradizionali giapponesi, Triumph e BMW c’erano Guzzi, Morini (lo avevo anche io) e Benelli come se piovesse. Per non andare ancora più indietro ricordando i tempi di Vespa e Lambretta. 
E questo succede anche in altri settori. Insomma… abbiamo eccellenze assolute ma poca produzione “di base” e il fatto di avere un costo del lavoro alto non è una scusa viste per esempio la Germania o la Svezia (Paese quest’ultimo dove la disoccupazione è davvero bassa).

La mancanza di ricerca la si è vista con la fine dell'industria ferroviaria italiana: per un bel pezzo abbiamo vissuto nella bambagia di una nazione in cui le ferrovie, considerate un residuo del passato (il radioso futuro era per la gomma), più che per spostare uomini e merci servivano per collocare personale e far lavorare l’industria con le commesse (per Andreotti  c'erano due tipi di pazzi, quelli che si credono Napoleone e quelli che credono di poter risanare le ferrovie). 
Inoltre il mercato che riforniva di mezzi e materiali le ferrovie era un mercato chiuso, autarchico e assistenzialista, in cui addirittura alcune gare per le forniture erano divise in tre sezioni, una per il Nord, una per il Centro e una per il Sud. Soprattutto mancava una spinta a migliorare la produzione, che è rimasta, a parte qualche eccezione, mediocre (le E656 degli anni '70 in sostanza non erano altro che delle E636 degli anni '30 potenziate..). L’unica vera invenzione, l’assetto variabile della FIAT Ferroviaria, giacque per 15 anni inutilizzata, con un solo esemplare, l’ETR 401. Poi quando questa tecnologia fu ripresa negli anni ‘90 iniziarono le commesse anche dall’estero, persino dalle leggendarie ferrovie tedesche! Oggi l’assetto variabile, venduta alla francese Alstom la FIAT Ferroviaria, si chiama "tilt-train".

La mediocrità di un mercato chiuso ha avuto conseguenze drammatiche dopo l'introduzione del mercato unico del 1992 e cioè la chiusura di quasi tutte le aziende del settore (o la vendita a grossi gruppi stranieri delle poche rimaste). Per cui oggi Trenitalia e le altre imprese ferroviarie acquistano treni in Polonia, Germania, Svizzera e Francia. E meno male che la decotta Ansaldo – Breda è stata salvata dal cattivo straniero e ora si chiama Hitachi Rail Italy. Restano solo (ma fino a quando?) la Alstom (ex FIAT ferroviaria) a Savigliano e la Bombardier a Vado Ligure (l’ex TIBB), più poco altro, non in grado di incidere significativamente a livello europeo.

Dopodiché, se non si fa ricerca applicata figuriamoci se si fa ricerca di base, in un distinguo assurdo: non è vero che la ricerca di base sia fine a se stessa e basta… (forse perché non produce effetti immediati?) perché la ricerca applicata sfrutta le scoperte di quella di base… prendiamo l’elettricità: ora come potremmo farne a meno? Eppure quando fu scoperta sembrava solo un giocattolo per ricchi che prendendosi per mano si facevano passare la corrente nei corpi.

PERCHÈ QUESTO DECLINO? Il risultato è che un Paese come l’Italia che dopo le distruzioni della seconda guerra mondiale è stato il terzo a mandare un veicolo nello spazio, stupiva con la Vespa, la 500, la Olivetti con il personal computer (che occasione perduta questa... roba da crampi allo stomaco...) e le ricerche su plastiche e nucleare (anche se queste due si sono rivelate un boomerang per l’ambiente) ora vive un declassamento tecnologico mostruoso. Ho pensato che il problema sia nato dalla sciagurata riforma scolastica di Gentile e Croce (quello che la Scienza non vivifica l’intelletto e che gli scienziati sono “menti minute” mica come i filosofi e gli storici (ne avevo parlato qui)
E da questo ne consegue che non sono riconosciute le tante eccellenze che abbiamo in Italia dal punto di vista scientifico, in cui i nostri ricercatori che lavorano ancora in Italia, spesso al prezzo di sacrifici economici e non solo (dalla medicina allo studio delle frane).  E ricordo anche che i soldi spesi in ricerca in qualche modo tornano indietro e non solo perché i ricercatori hanno poi bisogno di tutto il famoso “indotto”.
Eppure il nostro è un Paese dove nei giornali e soprattutto nei telegiornali termini come innovativo, innovazione e simili sono usati a profusione ma anche quello in cui troppo spesso Scienza e Tecnologia sono ritenute cose che "non fanno cultura", con tanta gente che si vanta ad esempio di non sapere la matematica (ma pronta a darti di cretino se sbagli l'anno di morte di qualche grande filosofo). E se notate i "coccodrilli" in TV e giornali sono dedicati molto di più a giornalisti, letterati, giuristi e persino a sportivi. Ma quanti scienziati vengono nominati? Guardate invece in Gran Bretagna dove al funerale di Stephen Hawking c'erano migliaia di persone (ma in Inghilterra c'era un giornale scientifico che faceva 200.000 copie a numero... nel XIX secolo...)

Olivetti Programma-101 del 1965:
il primo Personal Computer della storia
 la cui potenzialità non fu capita.
Classico esempio di quello che l'Italia poteva essere
grazie alla ricerca scientifica e tecnologica 
COSA IMPEDISCE DI FARE RICERCA IN ITALIA?. 
I guai sono essenzialmente 3: 
il primo sono gli economisti in stile bocconiano, quelli “ganzi”del “che ce ne frega della ricerca scientifica e tecnologica quando facciamo le scarpe più belle del mondo?” e tutti coloro che pensano cha all'Italia basti il turismo
il secondo problema è avere i soldi per la ricerca. Non solo nel pubblico. Qualche anno fa noi di CaffeScienza Firenze e Prato organizzammo un caffè-scienza con quelli della Betamotor sulla ricerca per motori più efficienti a due tempi. È una azienda che dedica al reparto ricerca & sviluppo ingenti risorse (il 10% del personale..) che però ha anche un certo fatturato. Invece il tessuto produttivo italiano è spesso fatta di piccole aziende che non possono permettersi di finanziare un reparto di ricerca e sviluppo “importante”. Sono poche le aziende che possono permetterselo grazie a un fatturato importante.
il terzo problema sono gli amministratori delegati con contratto a breve termine e premi sui risultati: a questi interessa incassare il più possibile e spendere il meno possibile e non sono per la “soddisfazione degli azionisti”. Risparmiano sulla manutenzione, pensate un po' cosa gli possa interessare della ricerca, che nel loro mandato costerebbe e basta, facendo al limite guadagnare i loro successori.

Il problema purtroppo, è che senza la ricerca scientifica e tecnologica:
  • non si inventano nuovi prodotti e nuovi procedimenti di lavorazione 
  • non si migliora l’esistente, né in qualità né in costo
  • e quindi l’unico modo per restare competitivi è strizzare fornitori e dipendenti
E questo è quanto succede da noi, dove quello del “prezzo” è l’unico fattore che conta. 
E poi mi è anche toccato sentire che spendere di più per la istruzione è inutile perché tanto i laureati vanno a fare altre cose (anche io ne sono stato per tanti anni un esempio...
Questo discorso lo trovo proprio autolesionistico. Perché in un Paese come il nostro o si fa ricerca scientifica e tecnologica o il declino diventa inarrestabile. 
Ciascuno ha le sue idee dal punto di vista politico (ci mancherebbe altro..) Però mi auguro che in tutti gli schieramenti d’ora in poi vedano l’istruzione e la ricerca scientifica e tecnologica come strettamente necessarie. Non si può continuare a pensare all’edilizia (e per di più “normale”) come ad un settore trainante. Punto e basta. Oppure a dire che tanto si vive con il turismo (si è visto ora con il COVID il crollo del settore...)

E poi c’è – battuta finale – il problema della burocrazia asfissiante che ti leva qualsiasi voglia di fare.
Noi siamo la nazione in cui fra smart working e burocrazia succede questo:
mi scrive una amica che di lavoro fa (e bene) la ricercatrice:
pensa che vado in missione la settimana prossima. Ebbene: per loro risulto in presenza perché una missione é una attività "non smartizzabile" e la mia compagna di stanza non può andare al lavoro perchè .... risulteremmo entrambe in presenza (lei perché sarebbe lì e anche io che invece sono fuori regione in missione)
Il problema è stato risolto con il solito bizantinismo burocratico...

Musica associata: 
Lunapop: 50 special (oggi probabilmente una canzone verrebbe scritta sull'Honda SH..)
Gioacchino Rossini: Ouverture del Guglielmo Tell con la cavalcata finale in memoria dell'industria motociclistica italiana 
Donald Fagen: I.G.Y. (international Geophysical Year) dall'album "the nightfly"

sabato 12 settembre 2020

Crocodylus checchiai, i viaggi dei coccodrilli e il rebus genetico del Coccodrillo del Nilo


La storia dei coccodrilli è molto interessante: nel Mesozoico per la rapida espansione triassica e per straordinaria biodiversità raggiunta fra Giurassico e Cretaceo e nel Terziario per le migrazioni fra continenti che implicano traversate oceaniche e per la comparsa e la rapida espansione di una sua branca estremamente recente (forse di meno di 10 milioni di anni fa) ha in gran parte sostituito tutti i sui simili di un gruppo così antico (oltre 220 milioni di anni) (ma anche nel Cretaceo dovrebbe essere successa una cosa simile). A questo aspetto si affianca la questione del coccodrillo del Nilo e dei suoi parenti americani, che mettono a dura prova il nostro concetto di specie (o, almeno, la classificazione di questi rettili).

LA STORIA DEI COCCODRILLI. Alla fine di Permiano ed era Paleozoica la madre di tutte le estinzioni lasciò una Terra piuttosto spopolata, consentendo ai pochi sopravvissuti ampie possibilità di ricolonizzare il mondo e differenziarsi. Fra i vertebrati terrestri gli anfibi persero decisamente importanza e nel Triassico il ruolo di tetrapodi dominanti fu ricoperto dai Terapsidi (fra i quali gli antenati dei mammiferi) e soprattutto dagli arcosauri: oggi di arcosauri sono rimaste essenzialmente due linee (uccelli e coccodrilli) ma nel Triassico di linee di arcosauri ce n’erano parecchie; ad esempio rettili marini, fitosauri, coristoderi ed altri gruppi fra i quali i progenitori di dinosauri e pterosauri. 
I coccodrilli fanno parte di questo gruppo di animali e sono “fatti così” da quell’epoca. Per “sono fatti così si intende un corpo lungo, una testa con mascelle molto allungate, e un adattamento alla vita acquatica con una propensione all’agguato. Nel mesozoico la biodiversità dei coccodrilli è stata fantastica: registriamo anche la presenza di coccodrilli marini ben più adattati alla vita in mare dell’attuale coccodrillo australiano (il quale comunque, come scrissi anni fa, è capacissimo di muoversi in mare aperto per lunghe distanze) e di forme terricole che, anzi, hanno rappresentato i vertici della catena alimentare all’inizio del Paleocene, ma che poi sono stati rapidamente soppiantati dai mammiferi carnivori e forse anche da uccelli simili agli “uccelli del terrore” (ne ho parlato qui). 
È stato persino trovato in Madagascar un coccodrillo erbivoro (Bucley et al, 2000). Per non parlare delle ultime scoperte in Corea dove alcune impronte fanno pensare alla presenza di forme bipedi (Kim et al 2020).
La varietà dei coccodrilli mesozoici dimostra che si fa presto a dire coccodrilli ma alla fine ci sono tante variazioni con una biodiversità impressionante. È probabile inoltre che siano sopravvissuti alla successiva estinzione di fine Cretaceo perché questo evento ha risparmiato le faune dei fiumi tropicali. 
A causa della necessità di alte temperature esterne, la loro diffusione è sempre stata limitata alle aree a clima tropicale e quindi rispetto ad un passato anche geologicamente recente la riduzione delle aree tropicali dovuta alla deriva verso nord di Eurasia e America settentrionale ma soprattutto alla riduzione dell’estensione delle fasce tropicali dovuta al generale raffreddamento del terziario superiore li ha molto penalizzati; di conseguenza i coccodrilli oggi non si trovano più in Europa, mentre nel Terziario inferiore sono ben documentati nella attuale Inghilterra e in Italia sono scomparsi solo alla fine del Pliocene; inoltre non bisogna dimenticare per gli ultimi tempi la pressione antropica che si è fatta sentire soprattutto in certe aree molto popolate del sud-est asiatico e della Cina meridionale (i draghi cinesi sono probabilmente il ricordo di coccodrilli di dimensioni molto importanti). 

L'albero genealogico dei coccodrilli viventi da Nicolai e Matzke (2019) 


I COCCODRILLI OGGI. Attualmente si contano 25 specie di coccodrilli suddivise in 9 generi, fra i quali il più diffuso è Crocodylus, che da solo ne conta 12. Le specie potrebbero però diventare 26, come vedremo poi collegandosi proprio ai coccodrilli americani. Ciascun continente ha le sue forme tipiche (per esempio gaviali in India, alligatori e caimani in America), la cui diversità si spiega bene dal punto di vista della biogeografia pensando alle varie masse continentali in cui si è diviso il Gondwana nel Mesozoico; è interessante a questo proposito come la divergenza fra gli antenati di alligatori e caimani da un lato e degli altri coccodrilli dall’altro avvenga nel Cretaceo, in corrispondenza della apertura dell’Atlantico meridionale (Oaks, 2011). Per Brochu (2010) la divergenza fra caimani e alligatori è avvenuta in Nordamerica nel tardo Cretaceo e i caimani sono arrivati in Sudamerica nel Paleocene, attraversando l’oceano che li separava (una dispersione singola è sufficiente a spiegarne la distribuzione). 
Il predominante genere Crocodylus ha una diffusione globale dall’Oceania alle Americhe passando per l’Asia e l’Africa; si potrebbe dedurre quindi che la sua origine sia precedente alla frammentazione della Pangea ma invece no: sorprendentemente da questo punto di vista ha delle origini molto recenti come concordano fra loro analisi genetiche, paleontologiche e biogeografiche secondo le quali è il più giovane, comparso nel SE asiatico nel Miocene superiore (tra 13.6 e 8.3 Ma). Quindi gli esponenti di Crocodylus in breve tempo sono diventati il clade dominante nel vecchio mondo (solo i coccodrilli minori in Africa e un paio di gaviali in Asia sono riusciti a resistere) e la loro comparsa in America ha probabilmente contribuito in maniera decisa alla scomparsa dei gaviali locali. Annoto che prima della predominanza del genere Crocodylus, anche i gaviali avevano una distribuzione cosmopolita, vivendo sia in Eurasia che nelle Americhe. Recentemente è uscito un lavoro che ha fornito una ottima analisi genetica su tutti i coccodrilli

I VARI PASSAGGI IN AMERICA. La presenza attuale in America di esponenti del genere Crocodylus e quella documentata dai fossili di gavialidi dimostrano migrazioni in Sudamerica attraversando gli oceani. 
Tra Asia ed America settentrionale ci sono stati diversi scambi faunistici attraverso l’area dello stretto di Bering (che però da metà del Paleocene in poi hanno riguardato solo fauna adatta a temperature più basse di quelle tropicali). 
Più complessi sono stati i passaggi in America meridionale, che presuppongono un salto oceanico, in quanto il continente si è  separato: 
  • all'inizio della disgregazione della Pangea dall’America settentrionale, anche se un collegamento via terra era assicurato passando per l’Africa
  • dall’Africa da circa 120 milioni di anni fa (Cretaceo inferiore) 
  • dal blocco Australia – Antartide dall’Oligocene con l’apertura della soglia di Drake 
Poi nel Pliocene superiore, quando si è formato l’istmo di Panama finalmente le due Americhe si sono saldate. 

La paleobiogeografia dei mammiferi si è occupata di questi salti:
  • gli antenati degli estinti ungulati sudamericani (litopterni, notoungulati e altri) la cui affinità con i perissodattili è stata riconosciuta pochi anni fa (Bucley 2015), ne ho parlato qui), sono arrivati in America meridionale dal Nordamerica, fra la fine del Cretaceo e l’inizio del Paleocene
  • scimmie del Nuovo Mondo e roditori rappresentano i casi più noti di specie che sono arrivate in America meridionale dall’Africa attraversando l’Atlantico nel Terziario. 
I cammini possibili per arrivare in America meridionale
nel Mesozoico da Springer et al (2011)
Gli antenati degli ungulati probabilmente sfruttarono un arco magmatico che c’era anche allora più o meno nella posizione dell’attuale America centrale, dovuto alla subduzione della crosta del Paleopacifico (la Placca di Farallon) sotto la zolla caraibica. Più complessa è la questione dell’arrivo in America meridionale dei Primati e dei roditori. Sul possibile itinerario si possono fare diverse ipotesi teoriche, come si vede da questa carta da Springer et al (2011). L’idea “con più zucca” è sicuramente quella dell’attraversamento fortuito dell’Atlantico su una zattera. 
La provenienza africana impone una data minima per i Primati: supponendo l’idea che va per la maggiore in cui l’origine degli antropoidi a cui appartengono le scimmie del Nuovo Mondo è asiatica (ci sono ancora alcuni ricercatori che privilegiano un’origine più antica in Africa) questi antenati asiatici sono arrivati in Africa solo 39 milioni di anni fa quando l’Arabia, all’epoca attaccata all’Africa, si saldò con l’Eurasia chiudendo la Tetide nell’area dei monti Zagros (Iran) (anche in questo caso c’è una ottima coincidenza fra gli eventi tettonici e imassicci cambiamenti faunistici, ne ho parlato qui). Anche i roditori, rappresentati dai Caviomorfi, sono arrivati nel continente sudamericano nell’Eocene (Vizcaíno et al. 2012) e questa migrazione è alla base di una spettacolare differenziazione, che ha portato persino ad animali di oltre 100 kg visibili nel record fossile. 

Ci sono poi tre casi di arrivo transoceanico in America meridionale meno noti di quelli dei primati che riguardano proprio i coccodrilli: da un lato i caimani, del cui arrivo nel continente ho parlato prima e che probabilmente si è svolto nello stesso modo e nello stesso periodo degli antenati degli ungulati sudamericani. Gli altri due passaggi riguardano i gaviali americani e gli appartenenti al genere Crocodylus, avvenuti dopo quelli di scimmie e roditori anche se sul quando le idee sono leggermente discordi. Per Jouve et al (2019) i gaviali sono arrivati alla fine dell’Eocene, mentre per Citade et al (2019) ben dopo, nel Miocene. 
Essendo i gaviali americani ormai estinti, restano solo le analisi paleontologiche: rispetto ai possibili itinerari proposti da Springer et al (2011) visto che il passaggio da nord era ormai impossibile per le basse temperature (come quello via Antartide, del resto), mentre quello attraverso l'oceano Pacifico sarebbe un po' troppo lungo; quindi il più comodo è quello attraverso l’Atlantico (oltrettutto all’epoca i gaviali in Africa erano parecchio diffusi). Le prime tracce del genere Crocodylus nelle Americhe si trovano in Venezuela all’inizio del Pliocene con i fossili di C. falconensis (Sheyer et al 2012), che dimostrano di essere ancestrali ai coccodrilli americani attuali. Come nel Vecchio mondo, anche nel Nuovo Mondo l’arrivo di Crocodylus ha provocato l’estinzione dei gavialidi. 
Dobbiamo anche registrare una emigrazione dall'America settentrionale: gli antenati dell'alligatore cinese: la divergenza con l'alligatore del Mississipi è molto lontana e penso anche più antica di quanto indicato in Nicolai e Matzke (2019): immagino che gli antenati di Alligator siniensis siano passati dall'area dello stretto di Bering e l'ultima data utile è appunto il riscaldamento anomalo al passaggio Paleocene - Eocene.

LA GENETICA E IL COCCODRILLO DEL NILO. La situazione tassonomica di Crocodylus niloticus era già complessa di suo con importanti riflessi sulla questione della sua conservazione (si tratta di una specie a rischio di estinzione a causa della pressione antropica): le analisi genetiche hanno dimostrato la inaspettata presenza di numerose varietà diverse. 

Hekkala et al 2010: la genetica di Crocodylus niloticus e dei coccodrilli americani al suo interno


Per esempio Hekkala et al (2010) hanno analizzato la genetica di Crocodylus niloticus utilizzando campioni presi da animali vivi (selvatici e in allevamento) in tutto il continente africano e materiale museale, comprese delle mummie da antichi templi egizi per ricostruire il profilo genetico della specie e la presenza di popolazioni ormai estirpate. Insomma Crocodylus niloticus, diffuso in tutta l’Africa subsahariana, è un qualcosa di strano, perché si potrebbe dividere quantomeno dividere in due popolazioni, una occidentale ed una orientale. Per questo hanno proposto di resuscitare il nome Crocodylus suchus per la popolazione occidentale del coccodrillo del Nilo secondo la nomenclatura proposta da Geoffroy Saint-Hilaire nel lontano 1807, facendo aumentare a 27 le specie di coccodrilliformi attuali (annoto che se Saint-Hilaire con ovviamente solo i dati morfologici a disposizione ha diviso la specie in due avrà avuto sicuramente delle motivazioni molto valide). Ora, siccome la situazione era già complessa, non se ne vedeva la necessità di complicarla ulteriormente, ma la Natura fa il suo corso e così i dati genetici dimostrano che:
  • una delle due popolazioni (la “1”, quella orientale) è più simile ai coccodrilli americani che alla popolazione più occidentale (anche se gli areali delle due sono un po' mescolate). 
  • le quattro specie americane (Crocodylus intermedius, C. moreleti, C. acutus and C. rhombifer) sono molto più simili fra loro rispetto agli altri esponenti del genere (e quindi una loro origine comune è chiara); ma sono più imparentate con i coccodrilli nel Nilo occidentali che con quelli orientali

CROCODYLUS CHECCHIAI: IL PROGENITORE. L’Italia è protagonista nelle ricerche sui coccodrilli americani o, meglio, sui loro progenitori, con le analisi appena pubblicate su un cranio di un coccodrillo fossile appartenuto a Crocodylus checchiai, vissuto alla fine del Miocene. Il primo reperto di questa specie, di cui oggi non se ne sa più nulla, un cranio, è stato rinvenuto in Libia negli anni 30 del XX secolo. Poi di crani ne furono scoperti altri 4, i di cui 3 erano a Tripoli ma sono stati persi a causa le vicissitudini belliche e uno finì a Roma. Entrambi i reperti romani furono studiati da una paleontologa italiana, Angiola Maria Maccagno, che diede anche il nome alla specie. Negli anni recenti altro materiale attribuibile a questa specie è stato trovati in Tanzania, il che ne prova una distribuzione almeno continentale. Anche il secondo cranio romano sembrava perso ma è stato recentemente ritrovato nel museo di Scienze della Terra della Sapienza Il team tutto italiano con ricercatori provenienti da Roma, Torino, Perugia e Firenze è riuscito a stabilire che i caratteri anatomici di questa specie si inseriscono all’interno dei coccodrilli americani attuali, i quali quindi derivano da questo, come anche il coccodrillo del Nilo (Delfino et al 2020). 

RIFLESSIONI SU CLASSIFICAZIONE DELLE SPECIE ED EVOLUZIONE. Diciamo che Crocodylus niloticus rappresenta una bellissima sfida sul concetto di specie e, soprattutto, sul problema della mente umana discontinua e cioè la necessità di mettere dei paletti, questione che raggiunge dimensioni parossistiche sulla classificazione delle varie “specie” di Homo, comprese le feroci polemiche su sapiens e neanderthalensis come specie diverse o no; dibattiti che francamente non mi entusiasmano (eufemismo). Ed è una lezione importante quando si parla di parafiletismo: un gruppo sistematico con un evidente antenato comune ma che non comprende tutti i discendenti di quell’antenato comune, con Crocodylus checchiai come ottimo esempio di antenato comune che da un calcio al vecchio concetto di anello di congiunzione dimostrando come sia meglio parlare di “clade”.

D'ora in poi vorrei associare i post a della musica.
  • I coccodrilli americani mi fanno pensare alla sinfonia n.1 "una notte dei tropici" di Louis Moreau Gottschalk
  • Per il crescendo rossiniano della complicazione sulla tassonomia niente di meglio dell'Ouverture dell'Italiana in Algeri, con uno dei "crescendo" più efficaci del musicista pesarese 

Cidade et al 2019 The crocodylomorph fauna of the Cenozoic of South America and its evolutionary history: a review Journal of South American Earth Sciences 90, 392-411 

Brochu 2010 Phylogenetics, Taxonomy, and Historical Biogeography of Alligatoroidea Journal of Vertebrate Paleontology 19, Issue sup002

Buckley et al (2000) A pug-nosed crocodyliform from the Late Cretaceous of Madagascar Nature, 405,941–944

Buckey (2015) Ancient collagen reveals evolutionary history of the endemic South American ‘ungulates’ Proc. R. Soc. B 282: 20142671

Delfino et al 2020 old African fossils provide new evidence for the origin of the American crocodiles Scientific reports (2020) 10:11127

Hekkala et al 2011.Molecular assessment of population differentiation and individual assignment potential of Nile crocodile (Crocodylus niloticus) populations. Conserv. Genet. 11, 1435–1443 

Jouve et al (2019) Longirostrine crocodylians from the Bartonian of Morocco and Paleogene climatic and sea level oscillations in the Peri-Tethys area Journal of Vertebrate Paleontology, 39:3, DOI:10.1080/02724634.2019.1617723 

Kim et al 2020 trackway evidence for large bipedal crocodylomorphs from the Cretaceous of Korea Scientifi Reports 10:8680 

Nicolai e Matzke (2019) Trait-based range expansion aided in the global radiation of Crocodylidae. Global Ecol Biogeogr. 2019;28:1244–1258.

Oaks 2011 a time-calibrated species tree of crocodylia reveals a recent radiation of the true crocodiles Evolution 65-11: 3285–3297 

Sheyer et al 2013 Crocodylian diversity peak and extinction in the late Cenozoic of the northern Neotropics Nat. Comm. 4:1907 

Springer et al 2011 The historical biogeography of Mammalia Phil. Trans. R. Soc. B 366, 2478–2502 

Vizcaíno et al (2012) On the evolution of large size in mammalian herbivores of Cenozoic faunas of Southern South America. In: Patterson BD, Costa LP (eds) Bones, clones, and biomes: the history and geography of recent neotropical mammals. The University of Chicago Press, Chicago

sabato 5 settembre 2020

Le emissioni di CO2 dal profondo nell'Appennino Centrale e Meridionale e il loro rapporto con i terremoti




Seguo i lavori di Giovanni Chiodini sul rilascio di CO2 da tanto tempo, interessantissimi per le ricostruzioni della geodinamica italiana. In questi giorni si è parlato molto dell’articolo di alcuni ricercatori di INGV e dell’Università di Perugia sulle emissioni naturali di CO2 in corrispondenza dei terremoti di cui lui è un ovvio protagonista. Una considerazione fondamentale è che chi parla di previsione dei terremoti in rapporto a questo articolo o non lo ha letto o non ha capito niente di quello che c’è scritto. Infatti nell’articolo non viene mai citato il termine “previsione”, ma si parla di sismicità in cui delle riserve di CO2 pressurizzate all’interno della crosta giocano un ruolo molto importante sull'evoluzione spazio temporale della sismicità dopo l’evento principale che l’ha innescata. 

Come si formano i magmi della penisola italiana:
i fluidi che fuoriescono dalla placca adriatica risalgono
e si mescolano a quelli nel mantello sovrastante
da Italiano et al, 2000

L'ITALIA E LE EMISSIONI NATURALI DI CO2. L’Italia è caratterizzata da un importante flusso di CO2 proveniente dall’interno della Terra. È abbastanza ovvio che questo flusso sia alto nelle molte aree vulcaniche attive, oppure dove l'attività si è conclusa da poco come fra Siena e Radicofani (Toscana) e nel Logudoro (NW della Sardegna), ma forti emissioni di CO2 si trovano pure dove non è presente nessuna evidenza di attività magmatica come ad esempio l’Irpinia (Italiano et al., 2000), lungo alcuni dei principali sistemi di faglie della Sicilia orientale e in Sardegna nel Campidano.  

È evidente una stretta associazione tra fuga di CO2 e principali strutture geologiche. Un flusso di CO2 di 4–13 Mt/anno è stato stimato nelle zone assiali della catena appenninica (Chiodini et al., 2004).
Dove il vulcanismo non è più attivo o è assente il degassamento può avvenire in molti modi: emissione diffusa dal suolo, sfiati di gas secco, sorgenti termali e fredde associate a faglie e fratture contenenti una alta percentuale di gas, la cui composizione isotopica ne certifica l'origine profonda, nel mantello superiore (Frezzotti et al 2009).
Emissioni di CO2 sono comuni anche in  altre aree del mondo e generano anche notissime leggende: lungo strutture ormai non più attive da centinaia di milioni di anni come la celebre faglia del Great Glenn in Scozia gli avvistamenti del mostro di Loch Ness sono proprio delle bolle di CO2 che arrivano sulla superficie del lago (Piccardi, 2014). 
Per capire meglio la situazione bisogna ricordare che l’Appennino è una catena nata dallo scontro fra placche, dove la placca adriatica scende sotto la placca europea. La placca adriatica nella sua discesa trascina con se la sua crosta, ricoperta dai sedimenti carbonatici mesozoici e terziari che la ricoprivano, simili a quelli di Puglia e Dalmazia. 
Da questa crosta si generano le emissioni di CO2 e i magmi ultrapotassici dell'Italia centrale. Il processi che li genera è molto complesso: per questo mi scuso con i più addetti ai lavori ma è necessaria una semplificazione per essere più chiaro a tutti. Già negli anni ‘80 diversi Autori (ad esempio, Peccerillo, 1985) hanno concluso che questi sedimenti, a causa del calore del mantello terrestre che li circonda, si stiano parzialmente fondendo quando arrivano ad una profondità di circa 130 km, dove la temperatura è superiore ai 1200 °C (Carminati et al., 2005) e così si spiegano diverse caratteristiche petrologiche, geochimiche e isotopiche dei magmi della penisola italiana: questi fluidi migrano verso l’alto e si mescolano alle parti in fusione del mantello sovrastante,come si vede da questo schema tratto da Italiano et al (2000)

Nella catena appenninica i serbatoi crostali di CO2 sono quindi alimentati dalla risalita di fluidi arricchiti di CO2 derivati da questi sedimenti (Frezzotti et al, 2009). Questa risalita provoca la formazione di grandi strutture di degasaggio ma anche una diffusa formazione di numerose emissioni di gas libero e una sovrasaturazione in CO2 delle acque delle falde. La risalita è continua, pertanto lo è anche il meccanismo di produzione profonda di CO2 e del suo accumulo nella crosta.
Era già evidente da tanti anni (Chiodini, 1998) che questo degassamento riguarda esclusivamente l’area a occidente delle grandi faglie appenniniche. In particolare la migrazione verso l'alto di fluidi ricchi di CO2 genera due grandi strutture di degasaggio in superficie: la struttura di degassamento romana – toscana  e la struttura di degassamento campano, che si estendono dal Mar Tirreno agli Appennini.  Le sequenze sismiche principali le troviamo proprio al bordo orientale di queste aree, che peraltro coincide con il limite fra i due blocchi con movimento diverso in cui è divisa la penisola italiana che abbiamo determinato noi con i dati INSAR (Farolfi, Piombino e Catani 2019 – trovate qui la descrizione divulgativa di quell’articolo), confermando a scala più dettagliata quello che era stato già visto a scala maggiore con le analisi dei dati GPS.
Il gas che risale si accumula in alcuni serbatoi perché il suo percorso verso la superficie viene ostacolato da delle “trappole”, cioè delle condizioni che lo bloccano. In questo modo se l’afflusso continua ma il gas non sgorga aumenta la pressione nel serbatoio; questo può innescare la sismicità perché un aumento della pressione diminuisce l’attrito lungo i piani di faglia (è lo stesso meccanismo che provoca la sismicità indotta dalla reiniezione nel sottosuolo di fluidi ad opera – per esempio – delle compagnie che estraggono petrolio). 

La notevole somiglianza fra il confine dell'area a maggior degasaggio e il confine dei due blocchi
a componente E-W del movimento opposta nell'Italia centrale



I piccoli centri magmatici dellAppennino centrale
IL RAPPORTO FRA GAS E MAGMI. Il CO2 è la parte preponderante, ma questi fluidi gassosi contengono pure altro, per esempio Elio, e  almeno in Irpinia il rapporto fra He-3 ed He-4 è simile a quello che si riscontra nei gas di Vesuvio e Campi Flegrei (Italiano et al, 2000). Il legame fra i vulcani e questi fluidi è molto stretto: bisogna ricordare che non tutti i magmi che si producono, specialmente quelli di origine profonda, giungono in superficie e molti di essi rimangono molto tempo allo stato liquido all’interno della Terra. Prima o poi si spostano sempre più verso l’alto, ma non è detto che riescano ad arrivare in superficie prima di solidificarsi completamente.
I dati geochimici e le peculiarità emerse dalle indagini geofisiche della regione, come l'elevato flusso termico e la bassa resistività delle rocce al di sotto di una profondità di 15 km, indichino la presenza di magmi fusi intrusi nella crosta anche più ad est dei vulcani, concentrati lungo la costa tirrenica a parte qualche eccezione. Le intrusioni di magma lungo la parte assiale della catena appenninica invece raramente arrivano in superficie (ci sono casi sporadici come San Venanzo, Cupaello, Polino e anche un vulcano piuttosto grandi come il Vulture). 
Di Luccio et al (2010) hanno proposto che una sequenza sismica in Matese, protrattasi per diversi mesi fra 2008 e 2009 sia legata proprio alla iniezione più verso la superficie di magmi di questo tipo. Ne ho parlato qui. Questa attività è iniziata più o meno quando è iniziato il sollevamento ancora in corso della catena appenninica,

IL RAPPORTO FRA GAS E TERREMOTI. Chiodini et al (2020) hanno calcolato per 10 anni dopo il terremoto dell’Aquila la concentrazione di CO2 di derivazione profonda in alcune sorgenti usando alcuni parametri geochimici. A dimostrazione della diversità del comportamento crustale ad est e ad ovest dei grandi sistemi di faglie dell’Appennino centrale ci sono notevoli variazioni:
  • in tre sorgenti della falda acquifera del Velino, posta ad ovest dei sistemi di faglia (Peschiera, Canetra e San Vittorino)
  • le cinque sorgenti della falda del Gran Sasso, ad est del sistema, sono state monitorate solo fino al 2015, perché mostrano variazioni deboli o inesistenti
Vediamo nella figura qui sotto il comportamento delle sorgenti del bacino del Velino in rapporto alla sismicità principale dell'area.
Emissioni di CO2 (in grigio) nel bacino del Velino
e terremoti principali. La correlazione esiste ma le emissioni
NON precedono i terremoti, come invece sarebbe necessario 
per prevederli (da Chiodini, 2020)


La presenza di acque saturate in CO2 o sovrasature di CO2 nel bacino del Velino è testimoniata sia dalle sorgenti delle Terme di Cotilia (di cui ho parlato recentemente), che ne scaricano centinaia di litri al secondo, come dalle emissioni dirette sparse di gas ricchi in CO2. È stato notato che i valori massimi di emissioni profonde si sono verificati in concomitanza con gli shock principali, cioè gli eventi devastanti di Mw 6.3 aprile 2009 e Mw 6 e Mw 6.5 agosto-ottobre 2016, dopo i quali le emissioni di CO2 diminuiscono in seguito al decadimento della sismicità in termini di magnitudo e velocità.
Perché succede questo? Chiodini et al (2020) hanno ipotizzato che lo scuotimento durante i terremoti provochi una risalita improvvisa di gas dalle zone più profonde
Questo processo di rilascio del fluido è coerente con:
  • il quasi simultaneo aumento della CO2 profonda in corrispondenza dei terremoti in superficie
  • l'evoluzione spazio-temporale deila sismicità, che segue un evento principale, innescata dalla diminuzione dell’attrito lungo piani di faglia minori, come già evidenziato da Di Luccio et al (2010) all’Aquila
Chiodini et al 2020 propongono inoltre che l'afflusso di CO2 moduli l'evoluzione delle sequenze sismiche dell’Appennino centrale e quindi che l'ascesa di enormi quantità di CO2 derivata dalla crosta della placca adriatica in subduzione si accumula continuamente in profondità e può contribuire in modo significativo al verificarsi di terremoti negli Appennini. 
Ė interessante notare come il meccanismo proposto sia bene o male lo stesso della sismicità indotta. 

TERREMOTI E GAS: PERCHÈ NON SI PARLA DI PREVISIONI? Come ho scritto chi parla di previsione dei terremoti in rapporto a questo articolo o non lo ha letto o non ha capito niente di quello che c’è scritto. Semplicemente, come si è visto, l’aumento della CO2 profonda in corrispondenza dei terremoti in superficie è quasi simultaneo agli eventi (al limite li segue di pochissimo); insomma, è il terremoto importante che innesca la sequenza con la sua violenza che permette valori più alti di emissioni di CO2, perchè il gas dopo essersi – diciamo così – ammassato nella crosta non riuscendo a proseguire verso l’alto, trova finalmente il verso di risalire proprio grazie al terremoto.
Poi c’è l’aspetto molto interessante, il feedback positivo: la sismicità provoca la risalita di gas pressurizzati che, a loro volta, favoriscono la sismicità diminuendo con la pressione l’attrito su faglie che senza questo apporto si sarebbero guardate bene dal muoversi. 
Mi chiedo quindi se questa possa essere una spiegazione alternativa per la lunga durata delle crisi sismiche in Appennino centrale e il verificarsi nell’area di una sismicità molto discontinua ma ben concentrata, come nel 2016 ma anche, per esempio, come nel 1703, quando il terremoto Mw 6.92 del 14 gennaio a Norcia, è stato seguito due giorni dopo da un evento di cui non è stato possibile valutare la magnitudo perché ha insistito sulla stessa zona già distrutta dalla prima scossa, ma che sicuramente ha avuto una M superiore a 5 perchè è stato ben sentito sia all’Aquila che a Roma, e 2 settimane dopo dal terremoto Mw 6.67 del 2 febbraio nell’Aquilano.

BIBLIOGRAFIA:

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