il punto di vista di un geologo nei dialoghi sul riscaldamento globale: 1. premessa

la differenza di temperatura nel Mediterrano centrale tra 2021 e 2022.
È solo una delle tante anomalie termiche che vediamo negli ultimi anni

Quello sulla presenza o no del riscaldamento globale dovrebbe essere un “non dibattito”, tante sono le prove che lo dimostrano, a partire dall’aumento delle temperature e dei periodi siccitosi su tutto il pianeta. Chi si oppone lo fa con argomenti inconsistenti e come dice il mio amico Matteo Miluzio, mettere a confronto un climatologo con un negazionista è come fare un confronto fra un astronomo e un terrapiattista. A sentire i media il dibattito pare ancora aperto, mentre il mondo scientifico è praticamente unanime, il che conoscendo le polemiche e le divergenze che lo attraversano in ogni campo, dovrebbe far pensare qualcosa. È unanime a parte pochi personaggi, in genere privi di competenze in fatto di climatologia e paleoclimatologia, e di questo ne ne ho avuto dimostrazione quando ho sentito parlare uno dei 500 firmatari di una famosa lettera di climascettici: è evidente che parla di cose di cui non ha contezza, prendendo diagrammi elaborati in modo assurdo o – alla fine – prendendo per i fondelli chi sostiene quanto è ormai acclarato. Noto pure che spesso i climascettici non hanno un pensiero fisso, passando agilmente da “non è vero che c’è il riscaldamento” a “nel medioevo faceva più caldo” (e questo senza capirne i motivi) fino a “si, c’è il riscaldamento ma non è colpa dell’umanità”. Allora, questo è il primo di una serie di 3 post sul riscaldamento globale e i climascettici. 

Allo scopo ho in parte ripreso e rielaborato alcune cose di qualche tempo fa e ho diviso il tutto per comodità in 3 parti:

1. il primo post (questo) introduce la questione
2. il secondo (ancora da pubblicare) contiene delle risposte che ho dato ad un climascettico 
3. il terzo (ancora da pubblicare) contiene delle domande che io pongo ai climascettici (le ho già poste in varie sedi ma quando le ho poste i climascettici si sono eclissati improvvisamente dalla discussione in vario modo 

Il primo lavoro scientifico sul CO2 come gas-serra che ho trovato è quello di Arrhenius (1896). Cioè, non è una novità di questi giorni… ad esempio negli anni ‘70 del XX secolo il dibattito sul tema era importante negli USA.

I PROBLEMI (SPESSO NON RICONOSCIUTI) NEL “DIBATTITO CHE NON CI DOVREBBE ESSERE”. Ci sono diversi pregiudizi e difetti di conoscenza che risultano in importanti problemi nella mancata comprensione della situazione climatica 

Il primo problema nel dibattito sul riscaldamento globale è che che se uno vuole trovare prove che il riscaldamento in atto sia di origine antropica le trova. Ma anche chi sostiene che questi cambiamenti siano naturali le trova. Insomma, la prima ipotesi non esclude la seconda e viceversa, ma il manicheismo spesso serve per demolire l’ipotesi “degli altri” più che per privilegiare la propria (ne ho parlato qui). E invece al riscaldamento in atto concorrono:

• cause naturali: in tempi brevi un aumento dell’attività solare evidente dalla fine del XVIII secolo e che si riflette sulla presenza di una fase più calda, come lo sono state il periodo caldo romano o l’optimum climatico medievale, intervallate da fasi più fredde come quella dei secoli bui e la piccola era glaciale, in tempi intermedi le forzanti orbitali e in tempi lunghi le modifiche alla distribuzione di continenti e oceani 
• cause antropiche: banalmente, le emissioni di gas serra e l’uso del suolo). 

Quale sia la percentuale di una o dell'altra esula dagli scopi di questo post, anche se mi pare chiaro che la seconda sia decisamente prevalente e non di poco, basta vedere come geologo il passato del nostro pianeta. Resta il fatto che non ne parla nessuno o quasi.

Il secondo problema è che fondamentalmente è difficile pensare al riscaldamento globale senza avere prima delle cognizioni scientifiche in materia ma soprattutto è difficile farlo quando “per principio” non si vuole ammetterlo, pensando ad un complotto degli scienziati (a che pro, poi..). Ci sono poi condizionamenti di vario tipo, da quelli di coloro che lavorano nei combustibili fossili a quello politico: per esempio ci sono più convinti e meno scettici a sinistra che a destra e a destra lo scettticismo arriva praticamente al 100% fra gli ultraliberisti.

Il terzo problema è la confusione fra meteorologia e climatologia, talvolta volontaria, talvolta involontaria

Poi c’è un fatto divertente: tutte le volte che le temperature scendono di un mezzo grado sotto la media i climascettici si espongono urlando dai loro megafoni contro il cosiddetto complotto degli scienziati o dei produttori di pannelli solari (per me il solare non risolve quasi niente ma vabbè..). Questo succede spesso in concomitanza con le punte di freddo in Europa e Nord America, in realtà in genere dovute proprio al riscaldamento globale che indebolisce il vortice polare ed espelle aria fredda a latitudini più basse. Ma tutte le (tantissime) volte in cui le temperature eccedono di un paio di gradi la media se ne stanno zitti al riparo delle loro cantine.

L’EFFETTO SERRA. In una serra la radiazione solare penetra dal tetto, mentre quella dovute alla temperatura riflessa dal suo pavimento riscaldato dai raggi del sole rimane intrappolata al suo interno perché il tetto, da cui la radiazione incidente è passata, non la fa passare: il calore solare entrato non può uscire. L’effetto-serra è provocato da alcuni gas che si comportano allo stesso modo: fanno filtrare la luce del sole ma bloccano la radiazione in uscita dalla Terra. CO2, CH4, H2O, SO2 (nella troposfera) sono i gas serra “classici”. 

QUALE PUÒ ESSERE IL CONTRIBUTO DELLA GEOLOGIA AL DIBATTITO? I geologi non studiano il clima di oggi, ma quello del passato e si vede chiaramente come le temperature globali siano state pesantemente influenzato dal tenore atmosferico di gas–serra fin dai lontani tempi dell’Archeano. In sostanza bisogna considerare che il tenore di CO2 normalmente diminuisce perchè tra fotosintesi, formazione di rocce carbonatiche, alterazione dei silicati, segregazione nei sedimenti dove si formano i combustibili fossili ed altro il bilancio fra la richiesta di CO2 da parte del sistema – Terra e le emissioni dei vulcani è sempre negativo (ne ho parlato qui). Solo le Large Igneous Provinces (immensi espandimenti di centinaia di migliaia – se non milioni – di km cubi di magmi basaltici) sono in grado di emettere immense quantità di CO2.

Vediamo due casi:

1. IL PARADOSSO DEL SOLE DEBOLE DEL PRECAMBRIANO. L’intensità della radiazione di una stella come il Sole aumenta nel tempo e come evidenziarono Sagan e Mullen (1972), la debole radiazione solare del sole giovane non sarebbe stata in grado di permettere sulla Terra la presenza di oceani liquidi fino a circa 1.5 miliardi di anni fa (ne ho parlato qui). Le soluzioni possono essere queste:

• il modello dell’evoluzione stellare è sbagliato 
• non è vero che c’erano oceani liquidi nel passato profondo della Terra 
• l’atmosfera avea una composizione diversa

Ci possono essere delle cause “minori”, ad esempio un maggiore assorbimento della radiazione solare di una Terra completamente o quasi coperta da oceani (che assorbono il calore di più dei continenti), ma la cosa più importante è che tutti gli indizi vanno verso la terza soluzione: l’atmosfera primitiva era preda di un forte effetto-serra essendo composta come quelle attuali di Venere e Marte quasi esclusivamente da CO2, mentre il chimismo riducente permetteva al metano (un gas-serra molto potente) prodotto dagli archeobatteri di rimanere a lungo in atmosfera.

Al Grande Evento Ossidativo di 2.5 miliardi di anni fa (ne ho parlato qui) diminuì il CO2 atmosferico e, a causa del passaggio da condizioni riducenti a condizioni ossidanti, scomparve il metano. Risultato: 300 milioni di anni di glaciazione globale fino a quando delle emissioni di CO2 riportarono nuovamente l’effetto-serra a valori in grado di sciogliere i ghiacci 

Tenore atmosferico di CO2 negli ultimi 400 milioni di anni.
in rosa le forzanti temporanee che lo hanno aumentato, in blu le forzanti che lo hanno diminuito

2. Venendo agli ultimi 400 milioni di anni, ecco il grafico della STORIA DEL CO2 ATMOSFERICO, dove si può notare come i livelli attuali siano i più bassi nella storia del pianeta. Riassumendo:

• la comparsa delle piante terrestri nel Devoniano ha provocato un crollo del tenore atmosferico di CO2. Il crollo si arresta temporaneamente alla fine del Devoniano quando immettono una grossa quantità di CO2 in atmosfera due Large Igneous Provinces (di cui la prima, quella della Yacuzia, provoca una delle più severe estinzioni di massa) 
• In queste condizioni l’arrivo del centro del Gondwana al polo sud innesca le glaciazioni del Permo-Carbonifero con relativo stoccaggio di CO2 nelle calotte e ulteriore abbassamento a livelli molto ridotti del suo tenore atmosferico
• il tenore inizia a risalire con le emissioni delle diverse LIP (sigla per Large Igneous Provinces) del Carbonifero superiore e del Permiano, fino alla tragedia della fine del Permiano, quando l’accoppiata di due LIP come Emeishan e Siberia provoca due estinzioni di massa micidiali a meno di 10 milioni di anni l’una dall’altra (quella della fine del Capitaniano e alla fine del Permiano e dell’era Paleozoica la madre di tutte le estinzioni, in cui scompare oltre il 90% dei generi di animali, in mare e in terra,)
• il seguente inizio del Triassico è tremendo: a causa del CO2 a livelli micidiali, dovuto alle due LIP e al definitivo scioglimento delle calotte polari le zone equatoriali divennero inabitabili per il clima caldo e secco (Yadong Sun et al 2012 ). Segue una discesa di CO2 e temperature, che si interrompe appena si mette in posto la LIP di Wrangellia a metà del Triassico
• a questo punto è iniziata la frammentazione della Pangea, accompagnata da imponenti LIP, a partire al passaggio Triassico – Giurassico di quella dell’Atlantico centrale, che coincide con una delle più importanti estinzioni di massa. Seguiranno fra Giurassico e Cretaceo le LIP di Karoo-Ferrar, Shatzky rise, Paranà-Etendelka, Kerguelen, Ontong Java – Manihiki – Hikurangi, Caraibi, Madagascar ed altri episodi minori che immettono in aria un forte quantitativo di CO2
• il massimo del CO2 (e – toh! – anche quello delle temperature...) arriva 94 milioni di anni fa, all’inizio del Cretaceo superiore, quando la fase parossistica di formazione di LIP rallenta e le temperature si abbassano con momentanee interruzioni che – al solito “guarda caso” – corrispondono a picchi nelle emissioni vulcaniche di CO2 alla fine del Cretaceo con i Trappi del Deccan, al passaggio Paleocene – Eocene con la provincia magmatica dell’Atlantico centrale (Zachos et al 2006) ed altri episodi minori. 
• oggi non ci sono dubbi che anche il massimo termico del Miocene corrisponda al massimo dell’attività dell’ultima (e minore come volumi) Large Igneous Province, i basalti del Columbia River (Kasbohm and Schoene, 2018).

Tornando un po' indietro, vediamo poi come la diminuzione del tenore di O2 atmosferico proceda a ritmi estremamente elevati nell’Oligocene, durante la formazione della calotta antartica che ne assorbe una quantità elevata; stabilizzatasi la calotta, la diminuzione rallenta durante la formazione della calotta artica, meno voluminosa e più recente. 

Poi è arrivata la rivoluzione industriale...

BIBLIOGRAFIA CITATA

Arrhenius 1896 On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground Philosophical magazine, S5/41-251, 235 – 276 

Kasbohm and Schoene, 2018 Rapid eruption of the Columbia River flood basalt and correlation with the mid-Miocene climate optimum sciadv.aat8223

Sagan e Mullen (1972) Earth and Mars: Evolution of Atmospheres and Surface Temperatures. Science 177, 52-56

Yadong Sun et al. 2012 Lethally Hot Temperatures During the Early Triassic Greenhouse Science 338, 366 - 370; DOI: 10.1126/science.1224126

Zachos et al (2006) Extreme warming of mid-latitude coastal ocean during the Paleocene-Eocene Thermal Maximum: Inferences from TEX 86 and isotope data Geology 34,737–740

Rilasciato il primo prodotto (provvisorio) dell'European Ground Motion Service con i dati dei satelliti INSAR Sentinel-1 dell’ESA di quasi tutta Europa

Oggi è stato rilasciata agli utenti una prima versione non definitiva del primo dei tre prodotti dell'European Ground Motion Service (EGMS), ottenuto con le elaborazioni delle immagini inviate a terra dai satelliti INSAR Sentinel-1 dell’ESA, quello che evidenzia la componente orizzontale. L'intero portafoglio di prodotti dovrebbe diventare disponibile a fine giugno 2022. Una conquista importante per i geologi e per tutti coloro che si occupano delle caratteristiche e delle dinamiche del territorio. 

Un satellite InSAR

BREVE STORIA DELLA TECNICA InSAR. L’uso dei satelliti InSAR è iniziato da circa 30 anni e la sua utilità è ben nota: il sistema fu presentato nel 1989 (Gabriel et al, 1989), mentre la prima immagine InSAR di un terremoto è stata la misura dello spostamento associato al terremoto di Landers, California (USA) nel 1992 tramite la produzione di un interferogramma ottenuto sfruttando due immagini dell’appena lanciato ERS-1 (European Remote Sensing satellite), il primo satellite per lo studio della Terra equipaggiato con un sensore SAR (Massonet et al, 1993). 

All’inizio gli studi venivano condotti esclusivamente con lo studio degli interferogrammi, mappe in cui si evidenzia la differenza della distanza dal satellite dei pixel in cui è suddivisa l’area in due immagini, possibilmente consecutive (Canuti et al, 2004). Oggi fare gli interferogrammi non è difficile (ci sono riuscito anche io…!). Poi sono arrivati i Persistent Scatterers (Ferretti et al, 2003), punti che in una serie di immagini radar che coprono la stessa area danno sempre la stessa risposta e di cui si misura in tutte le immagini la distanza dal satellite, ottenendo la storia deformativa del punto. La tecnica dei Persistent Scatterers (PS) è interessante perché i bersagli “naturali” sono edifici, piazzali, speroni rocciosi etc etc, insomma per una analisi speditiva di area vasta ce ne sono tantissimi (quasi un milione per orbita nella sola Toscana). I centri abitati possono essere coperti in maniera ottimale, mentre al contrario aree boscate e campi coltivati offrono poche possibilità. Al primo algoritmo di Ferretti et al (2001) ne sono seguiti diversi altri, di cui alcuni, come il primo, di produzione italiana (SBAS, SPINUA). Nel quadro del programma Copernicus la sorveglianza Radar del territorio è stata presa talmente sul serio che il primo Sentinel (Sentinel-1) è proprio un satellite InSAR, nato proprio in prospettiva di attivare dei ground motion service di vasti territori

InSAR viene usato per la sorveglianza di subsidenza, frane a cinematica lenta, vulcani e singoli edifici e sta trasformandone la comprensione di faglie, vulcani e stabilità del suolo, e cerca di ritagliarsi un ruolo sempre più importante nella gestione dei pericoli naturali. Recentemente con i dati del PST siamo stati i primi ad esaminare con i dati InSAR i movimenti tettonici di un’area grande come l’Italia (Farolfi Piombino e Catani, 2019, ne ho parlato qui) 

L'area coperta dl servizio (manca ancora qualcosa)

GROUND MOTION SERVICES: L’EVOLUZIONE “NATURALE” DELLA TECNICA INSAR. In genere quando succede qualcosa (per esempio una frana), le immagini InSAR pregresse vengono prese ed analizzate nell’area in oggetto per capire come si è svolto il fenomeno. Spesso a questo modo si riesce a cogliere i segnali precursori della frana in studio (ne ho parlato qui). L’Italia, che con il piano straordinario di telerilevamento offre i dati di tutta Italia fra il 1991 e il 2011 insieme a lavori pionieristici di alcune regioni (Piemonte e Campania), è sempre stata capofila della ricerca e delle applicazioni con InSAR, fino ad ospitare il primo Ground Motion Service (GMS), quello della Regione Toscana, attivo dal 2016 (ne avevo parlato qui). L’idea è molto semplice: anziché il procedimento classico di prendere le immagini “dopo il fatto” e vedere i problemi a posteriori, si monitora di continuo un’area cercando di vederne cosa succede e sperando quindi di intercettare quei segnali che possono segnalare l’inizio di un fenomeno franoso prima che avvenga o monitorare altre caratteristiche (ad esempio le aree in subsidenza). Le immagini coprono un’area vasta e i dati vengono aggiornati di continuo dopo ogni passaggio del satellite.

EGMS: IL GROUND MOTION SERVICE EUROPEO. Già promesso tempo fa, oggi finalmente il Ground Motion Service Europeo è realtà, nel quadro del Copernicus Land Monitoring Service. Il servizio si propone di fornire informazioni coerenti e affidabili su movimenti naturali e antropogenici del suolo negli Stati partecipanti a Copernicus, oltre i confini nazionali e con una precisione millimetrica e offre un'opportunità senza precedenti per studiare tutto quello che si può studiare con InSAR. l'area coperta dal servizio si vede nella carta qui a fianco. È appunto un rilascio non definitivo a cui mancano parti di Finlandia e Italia e che riguarda solo la componente verticale.

Nonostante la incompletezza, possiamo già da subito evidenziare alcune cose osservabili “a prima vista” su EMSG, che si trova a questo link. 

Ecco il sollevamento in corso della penisola scandinava che persiste da quando si è sciolta la calotta polare che la ricopriva fino a meno di 12.000 anni fa

Venendo a casa nostra, qui sopra si evidenziano la subsidenza dovuta alla estrazione di acqua lungo la via Emilia e la subsidenza nel delta padano e le buone notizie invece dalla laguna veneta: come avevo sottolineato qui, Venezia e la sua laguna non sono in subsidenza naturale ma il fenomeno nel XX secolo è stato dovuto alle pesanti estrazioni di acqua dalle falde acquifere. Quindi adesso, cessati i prelievi, la città ha smesso di abbassarsi.

Sotto vediamo la Sicilia con l’Etna che si sta ancora gonfiando e Napoli, con il sollevamento bradisismico dei Campi Flegrei e l’abbassamento della vetta del Vesuvio che non erutta più da quasi 80 anni

Speriamo che come promesso il WEBGIS sia completato prima possibile (dovrebbe succedere entro un mese). Inoltre non ho capito ogni quanto verrà eseguito l'aggiornamento con i nuovi dati. Doveva essere ogni 6 mesi se non ricordo male

BIBLIOGRAFIA

Canuti et al 2004 Landslide activity as a geoindicator in Italy: significance and new perspectives from remote sensing Environmental Geology 45, 907–919

Farolfi,  Piombino e Catani 2019  Fusion of GNSS and Satellite Radar Interferometry: Determination of 3D Fine-Scale Map of Present-Day Surface Displacements in Italy as Expressions of Geodynamic Processes Remote Sens. 2019, 11, 394; doi:10.3390/rs11040394

Ferretti et al (2001) Permanent Scatterers in SAR Interferometry. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 39, 8–20

Gabriel et al 1989 Mapping small elevation changes over large areas: Differential radar interferometry joournal of geophysical research Solid Earth Volume 94-B7, 9183-9191


Massonnet et al 1993 the displacement fiels of the Landers earthquake mapped by radar interferometry Nature 364, 138-139 

un nuovo dicco basaltico si sta intrudendo sotto la penisola di Reykjanes: l'inizio di un nuovo ciclo di frequenti eruzioni nell'area si fa sempe più probabile

Il servizio meteorologico islandese ha appena pubblicato un interferogramma (una carta con la differenza nella distanza dal satellite dei cluster di due immagine InSAR che ritraggono la stessa scena in tempi diversi), che vediamo qui accanto, dove è evidente un forte sollevamento a nord della cittadina di Grindavik. Il sollevamento è accompagnato da una sismicità frequente con punte di M massima di 3.5. Negli ultimi giorni la sismicità è presente anche più a ovest, in mare. Sono sintomi della messa in posto a bassa profondità di un dicco lavico, il terzo in 3 anni. A questo punto, essendo il terzo evento magmatico in poco più di 2 anni,  sembra proprio che dopo 700 anni di quiescenza siamo davanti ad un nuovo ciclo di attività del vulcanismo della penisola di Reykjanes.

L'evento in corso sta avvenendo più a ovest di quelli degli anni scorsi, all’interno del sistema vulcanico di Reykjanes, posto alla estremità della omonima penisola. Questo sistema comprende un insieme di crateri e piccoli vulcani a scudo (evidentemente ciascuno formatosi in una singola eruzione) di cui buona parte sono chiaramente post-glaciali e quindi, siccome l’area si è liberata dai ghiacci appunto 15.000 anni fa circa o poco di più, si sono messi in posto dopo questa data. Il sistema di Reykjanes non è limitato alla terraferma perché ad W della punta occidentale della penisola si trova iI Reykjaneshryggur, considerato un suo sottosistema. Il Reykjanes è stato attivo in epoca storica: durante il XIII secolo si sono verificate eruzioni in diverse località, sia subaeree che sottomarine (alcune di queste ultime hanno formato isole effimere). Da allora si registra una quiescenza totale.

la penisola di Reykjanes, i sistemi di faglie SW-NE  da Sæmundsson et al (2020) e i siti del vulcanismo degli ultimi 2 anni

LA PENISOLA DI REYKJANES: UN SEGMENTO TRASFORME DELLA DORSALE MEDIO – ATLANTICA. L’Islanda è un affioramento della dorsale medio – atlantica, dovuto ad un eccezionale afflusso di materiale dal mantello sottostante. La penisola di Reykjanes, che sporge dalla sua costa occidentale, è divisa in diverse aree da una serie di segmenti circa SW-NE. Non ci sono vulcani ben strutturati ma una serie di crateri e piccoli vulcani a scudo ciascuno di breve attività, per cui non vengono considerati i singoli edifici come accade nel resto del mondo, ma dei sistemi, seguendo la suddivisione del territorio nei diversi segmenti diretti SW-NE: Reykjanes-Svarsengi, Krýsuvík-Trölladyngja e Brennisteinsfjoll, come si vede da questa immagine qui sopra tratta da Sæmundsson et al (2020), dove ho aggiunto le zone di attività vulcanica recente. Nella carta qui accanto il tratto in verde che passa per la parte orientale dell’isola indica il limite divergente fra la placca euroasiatica e quella nordamericana, per cui è a tutti gli effetti un tratto della dorsale medio - atlantica ed è contrassegnato da alcuni dei vulcani più importanti dell’isola (Bardarbunga, Katla, Grimsvotn etc etc). Inoltre nella sua parte più meridionale si colloca l’area del Laki, dove sono avvenute le due più grandi eruzioni effusive a livello mondiale dei tempi storici: celebre quella del 1783 (Thordarson et al 2003), di cui mi sono occupato svariate volte, ad esempio qui, ma quella del 934 EV fu anche peggiore (Thordarson et al 2001).

Il tratto emerso che passa per l'Islanda e quello a sud di essa – la dorsale di Reykjanes – sono distanti un centinaio di km; tale distanza è colmata nella parte meridionale dell’isola da una faglia trasforme (linea in rosso), trasversale all’andamento della dorsale, contraddistinta anche essa da una fascia vulcanica a cui appartengono diversi complessi come l'Eyjafjallayokull,  noto per i problemi al traffico aereo dovuti alla recente eruzione, l’Hekla e, appunto, quelli della penisola di Reykjanes.

Quindi anche nella parte meridionale dell’isola passa il limite fra le due placche: la capitale Reykjavik è nella placca americana, la costa meridionale dell’isola in quella europea. Questo limite oltre alla componente trascorrente presenta anche una componente estensionale, che si esprime attraverso una serie di blocchi separati dalle faglie in direzione SW – NE molto ben visibili dal satellite a causa della scarsa copertura del suolo. Lungo queste faglie troviamo i principali centri vulcanici. L’attività vulcanica si accompagna alla presenza di numerose aree geotermiche.

UN NUOVO CICLO DI ATTIVITÀ NELLA PENISOLA DI REYKJANES? Nella penisola di Reykjanes non si sono verificate eruzioni dopo quelle del XIII secolo e quindi la ripresa del 2020 interrompe un intervallo di quiescenza di circa 700 anni. Nel 2020 la prima iniezione magmatica non è arrivata in superficie (il punto "1" della carta), mentre nel 2021 una eruzione ha interessato il sistema del Fagradalsfjall (punto "2"). In entrambi i casi sismicità e sollevamento del terreno hanno accompagnato la messa in posto dei due dicchi, consentendo di studiarne la dinamica esattamente come era successo nell’Islanda centrale nel 2014, quando il dicco proveniente dal Bardarbunga è arrivato in superficie a Holuhraun, provocando la messa in posto di quasi 1,5 km cubi di magmi. E anche adesso la dinamica di quanto sta avvenendo è la stessa. Per Flovenz et al (2022) la migliore spiegazione per queste deformazioni è rappresentata da intrusioni cicliche in una falda acquifera permeabile da parte di un fluido (soprattutto CO2 magmatica), sebbene non si possa escludere un certo contributo del magma.

Di fatto, come si vede da questo diagramma preso da Sæmundsson et al 2020, i vari sistemi della penisola e della parte più occidentale di tutta la faglia trasforme sud-islandese si mettono in attività più o meno in contemporanea e anche le fasi di quiescenza sono comuni.

Limitatamente agli ultimi 3500 anni abbiamo 3 cicli di attività tra 3.550 – 3050, tra 2550 – 1900 e tra 800 – 1300 anni fa separati da intervalli di quiescenza di circa 500 e 750 anni. 

Siccome l’ultima fase di quiescenza è stata assoluta (è dimostrabile dalla mancanza di testimonianze storiche) si può presumere che anche durante le altre fasi simili non ci sia stata la benchè minima attività vulcanica. Oggi sono giusto 750 anni dalla fine dell’ultima attività pregressa e quindi la ripartenza dell’attività era statisticamente probabile ed è appunto quello che sembra stia avvenendo: già un anno fa i vulcanologi conclusero che le due distinte iniezioni di magma a meno di 12 mesi di distanza l’una dall’altra, l’origine molto profonda e l’elevato contenuto di gas dei magmi della eruzione del Fagradalsfjall (ovviamente nulla si sa di preciso sulla composizione del dicco del 2020 che non è arrivato in superficie) facevano pensare che si fosse davanti all’inizio di una nuova fase di attività dei sistemi vulcanici della Reykjanes che durerà qualche secolo. La nuova attività in corso (che non è sicuro comunque che arrivi in superficie) lo starebbe dimostrando ed è quindi ipotizzabile che nei prossimi anni una attività del genere si svolga a ritmo abbastanza regolare (ma si sa, è difficile fare previsioni…). Per fortuna la penisola è sgombra da ghiaccio e quindi non si rischia una paralisi del traffico aereo come nel 2010 per l’eruzione dell’Eyjafjallajokull.

Per chi volesse informarsi di frequente sulla situazione, olte al sito del Servizio Meteorologico Islandese, consiglio il blog "Iceland Geology".

BIBLIOGRAFIA CITATA

Bali (2021) Characterisation of rock samples collected on the 1st and 2nd days of the eruption - major elements and mineral chemistry: link 

Flovenz et al (2022) Cyclical geothermal unrest as a precursor to Iceland’s 2021 Fagradalsfjall eruption Nature Geoscience 15, 397–404

Sæmundsson et al (2020) Geology and structure of the Reykjanes volcanic system, Iceland Journal of Volcanology and Geothermal Research 391 (2020) 106501

Thordarson et al (2001) New estimates of sulfur degassing and atmospheric mass-loading by the 934 AD Eldgja eruption, Iceland Journal of Volcanology and Geothermal Research 108, 33-54

Thordarson et al (2003) The Laki and Grimsvotn eruptions in 1783 - 1785: a review and a re-assessment J. Geophys. Res. - Atmos. 108 (33 - 54)

La transmogrificazione: un nuovo tipo di crosta e di litosfera sottostante

Uno scontro continente – continente genera la formazione di una catena di tipo Himalayano. In queste collisioni oltre alla crosta oceanica viene ovviamente consumata tutta la litosfera sottostante agli oceani che sono stati chiusi (oltre ad una parte di quella continentale adiacente). Ho scritto in teoria perché fino ad oggi si è trascurata una considerazione fondamentale: è praticamente impossibile che la collisione avvenga fra due margini rettilinei e paralleli, perché ovviamente la maggior parte dei margini continentali presenta sporgenze e insenature e a causa di queste irregolarità geometriche quando in alcuni settori la collisione è completa, in altre aree dell’avampaese (la parte di crosta non ancora interessata dai movimenti tettonici “davanti” alla zona di scontro) esisterà ancora parte della litosfera oceanica con la crosta sovrastante e la sua copertura sedimentaria e in alcuni casi questa non verrà mai coinvolta nell'orogenesi. La sorte di questi bacini è piuttosto particolare.

LA GEOMETRIA DELLE COLLISIONI CONTINENTALI. Se vediamo la attuale collisione fra Africa, Arabia e India contro l’Eurasia notiamo che in alcune zone (Alpi, Appennini, Balcani, Iran e Himalaya) la collisione è completa e i settori oceanici fra i continenti sono ormai scomparsi. Ma altrove (Mediterraneo orientale, Mar Nero e Mar Caspio) resiste ancora della vecchia crosta oceanica mesozoica, circondate da crosta continentale e dove soprattutto non si evidenziano fenomeni di chiusura attuali (mar Nero e mar Caspio); anche il Mediterraneo orientale è in situazione simile perché la subduzione dell'arco Ellenico procede ad una velocità tale da rendere improbabile la chiusura totale del bacino, mente sulla subduzione della Calabria c’è un vastissimo dibattito sul fatto se sia ancora attiva (e lentissima) oppure il provesso si sia concluso. 

Quindi, quando due continenti si scontrano, non tutta la litosfera oceanica originariamente interposta fra essi scompare. A questo punto la questione interessante è il destino di questi bacini a crosta oceanica “morti” (cioè non più collegabili alla dorsale oceanica lungo la quale si erano formati) e della corrispondente litosfera sottostante. 

LA TRANSMOGRIFICAZIONE: IL DESTINO DEI BACINI OCEANICI INTRAPPOLATI NEGLI OROGENI. In un articolo appena uscito Jason Morgan e Paola Vannucchi (Morgan e Vannucchi, 2022) hanno provato a capire l’evoluzione nel tempo di questi blocchi oceanici residui:

• la prima loro caratteristica fondamentale è che siccome questi bacini costituiscono delle depressioni nell’avampaese si riempiono di una serie sedimentaria spessa oltre 10 km, nella quale la fanno da padroni sedimenti provenienti dalla demolizione delle giovani catene montuose e dagli archi magmatici che si sono formati a causa della collisione 
• questi sedimenti spesso derivano da rocce magmatiche dal (relativamente) alto tenore in ioni metallici radioattivi. Dopo circa 500 milioni di anni l'elevata radioattività di questi sedimenti terrigeni converte l'ex fondale marino in una forma particolare di crosta continentale e litosfera sottostante 
• il processo è stato chiamato dagli Autori transmogrificazione. Non conoscevo questo termine e pensavo che ci fosse una zona in Asia che si chiama Trans-Mogrib… invece si ispira alle popolarissime strisce degli anni ‘80 di Calvin, il bambino di 6 anni con la sua tigre di pezza e il suo transmogrificatore, uno scatolone che trasforma una cosa in un’altra (in inglese fa appunto una Transmogrification) 
• i 500 milioni di anni dalla loro formazione rappresentano anche un possibile punto di svolta: questi bacini si comportano, almeno per le prime centinaia di milioni di anni come blocchi rigidi a bassa elevazione ma successivamente possono riscaldarsi e indebolirsi, trasformandosi nei siti preferenziali per un nuovo ciclo di Wilson (dal nome del grande geofisico canadese John T. Wilson). Wilson notò che è comune il processo in cui a un ciclo di chiusura di un oceano spesso corrisponde una nuova apertura più o meno nella stessa direzione e nella stessa zona, a cui segue una nuova collisione. Cicli di Wilson multipli sono presenti in diverse parti della Terra (ad esempio fra quelle che ora sono l’Europa e l’America settentrionale e prima Baltica e Laurentia) ma ne sono stati individuati di molto antichi per esempio in Australia orientale. Anche la successione tra USA meridionali e Europa centrale e mediterranea dell’orogenesi ercinica (ora “varisica”) e di quella alpina rappresentano un altra coppia di cicli del genere anche se di tempistica più breve.

l'evoluzione nel tempo di alcune caratteristiche dei bacini in transmogrificazione: topografia, profondità dei vari livelli e temperatura
 e soprattutto si vede come la resistenza allo sforzo nella zona tettonicamente più critica aumenta all'inizio ma crolla a 500 milioni di anni 

TRANSMOGRIFICAZIONE E LARGE IGNEOUS PROVINCES. La transmogrificazione è anche possibilmente legata alla formazione delle Large Igneous Provinces (in sigla: LIP). Chi mi conosce sa che mi sono occupato in modo particolare di questi terrificanti episodi magmatici in cui si mettono in posto centinaia di migliaia di km3 (se non milioni) di magmi basaltici, episodi che spesso anticipano la formazione degli oceani e durante i quali avvengono gli eventi di estinzione di massa (per esempio qui). Se la transmogrificazione porta a un eventuale riscaldamento e indebolimento della crosta e della litosfera sottostante, è possibile che la litosfera transmogrificata possa essere particolarmente soggetta a fenomeni di estensione (termine ineccepibile dal punto di vista geologico: delaminazione litosferica). Se aiutata dalla presenza nel mantello di una zona anomalmente calda (geologicamente: un mantle plume), la delaminazione rappresenta quindi un ambiente geodinamico preferenziale per la messa in posto di Large Igneous Provinces e di rift continentali (Shi et al, 2021), rift che se proseguono l'evoluzione diventano oceani iniziando un nuovo ciclo di Wilson. 

A loro volta i plateau basaltici oceanici (che altro non sono che Large Igneous Provinces messe in posto sul fondo degli oceani), con la loro crosta più spessa/più galleggiante del normale, possono anche essere candidati preferenziali per l'intrappolamento e la transmogrificazione durante la collisione continentale, ed in effetti quando giungono nelle zone di collisione ne influenzano moltissimo la dinamica, come succede adesso con il plateau di Ontong-Java a nord delle isole Salomone.

I due cicli di Wilson tra Europa e America Settentrionale
da Buiter e Torsvik (2014)
Le Large Igneous Provinces precedono di frequente la separazione dei continenti

BACINI CANDIDATI: Il lavoro di Morgan e Vannucchi oltre a quelli coinvolti nell’orogene alpino - himalayano presenta alcuni bacini candidati all’interno dell’Asia. Sono in uno stato più avanzato di transmogrificazione in quanto la loro storia è più antica, legata agli eventi che hanno costruito la fascia orogenica paleozoica dell’Asia Centrale, un’area continentale che, lungi dall’essere un blocco rigido antico, è un assemblaggio recente di una serie di blocchi di varia origine, per la maggior parte bacini oceanici, bacini marginali e archi magmatici. Si tratta di un evento collisonale durato praticamente quasi tutta l’era paleozoica (ne ho parlato qui).

• Il bacino del Tarim è una depressione mediamente a poco più di 1000 metri di quota, circondata da montagne altissime come Tibet, Karakoram e Tien Shan ed è, naturalmente, endoreico. È anche interessante da un punto di vista antropologico: lì vivevano i Tocari, popolazione indoeuropea affine agli indeuropei occidentali e non a quelli indo-iranici, la cui eredità si vede negli attuali Uiguri, una popolazione che mostra un curioso – e bellissimo – miscuglio di tratti uralici e indoeuropei (ne ho parlato qui). Tornando alla geologia, la presenza di questo bacino mi ha sempre incuriosito. Dà l’idea di un blocco rigido indeformato in tutto quel macello orogenico che è appunto la fascia paleozoicao dell’Asia centrale. Ero convinto che fosse un blocco continentale tipo il Tibet o il Kazakhstan, ma in effetti Zhang et al (2013) lo deducono attraverso quanto vedono ai margini, cosa questa che può essere completamente errata. Di fatto più recentemente questa idea è stata abbandonata in favore di altre, che vanno dal rift abortito di quasi un miliardo di anni fa al plateau oceanico (Deng et al, 2017)
• C’è poi il bacino dello Junggar: si trova a NE del Tarim, è meno appariscente rispetto al precedente ma la sua crosta secondo gli ultimi lavori pare essere appunto un plateau oceanico come il Tarim (Zhang et al, 2019). 
• Anche il Sichuan potrebbe rappresentare una cosa del genere.

i bacini candidati ad essere in vari stadi di transmogrificazione tra Mediterraneo e Asia Centrale
da Morgan e Vannucchi 2022

ALTRI BACINI CANDIDATI NON CITATI DA MORGAN E VANNUCCHI. Ci sono altri bacini / blocchi che possono rappresentare crosta transmogrificata non citati nel lavoro?

Direi di si. Provo ad elencarne alcuni:

• il Golfo del Messico, con la crosta oceanica mesozoica della Tetide caraibica: è un bacino in cui la transmogrificazione è a livello del Mar Nero (ricordo che l’Atlantico si è aperto perpendicolarmente rispetto alla Tetide: sull’apertura della Tetide ho scritto per esempio questo post)
• due bacini fra Iran e Afghanistan, Lut e Helmand: hanno un bel pò di coperture, parecchio vulcanismo recente ma un basamento sconosciuto. L’idea che siano un pò come il Tarim e lo Junggar viene, tantopiù che anche loro sono attualmente in posizione di avampaese
• in Europa il Golfo di Botnia (e il mar Baltico?) potrebbero rappresentare un qualcosa del genere (ma non chiedetemi di quando… orogenesi Caledoniana? La più antica orogenesi delle Svecofennidi o la ancora più antica cintura magmatica scandinava?)
• in Australia settentrionale la zona del Kalkarindji, teatro della messa in posto circa 510 milioni di anni fa della omonima Large Igneous Province, oltre 600 milioni di anni dopo l’orogenenesi di Grenville, quando si è determinato il posizionamento attuale dei blocchi che compongono l’Australia occidentale e centrale. Dal punto di vista biotico non è casuale che questa LIP sia contemporanea all’evento di estinzione di massa della fine del Cambriano inferiore e che dal punto di vista del ciclo di Wilson preluda alla successiva separazione dall’Australia di una serie di blocchi che ora fanno parte dell'Asia, come il Tarim, la Cina Meridionale e la Cina Settentrionale. La LIP di Kalkarindji potrebbe quindi essersi formata in un bacino transmogrificato a seguito della orogenesi di Greenville e immagino che se ne dovrebbero trovare altri sparsi per il mondo data la vastità di questo evento. In Australia SW ci sono poi dei bacini nell'orogene del che mi incuriosiscono davvero tanto da questo punto di vista (Ashburton, Collier ed Edmund)
• per quanto riguarda i plateau oceanici ci sono due LIP mesozoiche molto interessanti da questo punto: la LIP Caraibica che adesso è coinvolta nella catena andina da un lato e nella dinamica dei Caraibi meridionali dall’altro e, come detto sopra, il plateau di Ontong-Java che, arrivato da poco nella “zona calda”, sta complicando la collisione fra le placche pacifica e indoaustraliana a nord delle Fijie delle Salomone

il blocco di Helmand e il blocco di Lut mostrano alcune caratteristiche
 che ne fanno dei potenziali candidati per il processo di transmogrificazione

Un buon filone per trovare tracce di bacini transmogrificati potrebbe essere lo studio di quanto è successoprima della messa in posto di varie Large Igneous Provinces. 

PS: da ultimo mi pongo un dubbio atroce: mancano nella mia mente bacini in transmogrificazione tra Europa e Usa a seguito della orogenesi Varisica e pure di quella caledoniana (tranne forse il golfo di Botnia e il Mar Baltico?). Non ci sono perché:

• i margini degli oceani entrambe le volte erano paralleli fra loro (strano)?
• le vicende tettoniche connesse alla nuova quasi immediata apertura della Tetide li hanno inglobati?
• oppure esistono non sono ancora stati identificati come tali?

Sono curioso di capire come stia la questione!

BIBLIOGRAFIA

Buiter e Torsvik (2014) A review of Wilson Cycle plate margins: A role for mantle plumes in continental break-up along sutures? Gondwana Research 26/2,627-653

Deng et al (2017) Lithospheric density structure beneath the Tarim basin and surroundings, northwestern China, from the joint inversion of gravity and topography. Earth Planet. Sci. Lett. 460, 244–254

Morgan e Vannucchi (2022) Transmogrification of ocean into continent: implications for

continental evolution PNAS 119/15 e2122694119

Shi et al (2021) Connection between a subcontinental Plume and the Mid- Lithospheric discontinuity leads to fast and intense craton lithospheric thinning. Tectonics 40, e2021TC006711

Zhang et al (2013) Tectonic framework and evolution of the Tarim Block in NW China Gondwana Research 23 (2013) 1306–1315

Zhang et al (2019). The Deep Lithospheric Structure of the Junggar Terrane, NW China: Implications for Its Origin and Tectonic Evolution. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124, 11,615–11,638

i terremoti del 3 maggio e il rischio - terremoto nell'area fiorentina

Coloro che hanno risentito dei terremoti del 2016 e di quelli precedenti troveranno assurde le apprensioni di molti fiorentini sui social per i terremoti del 3 maggio, che si sono tradotti solo in qualche oscillazione di mobili. Però per chi non è abituato a cose simili lo spavento è comprensibile. Insisto a dire che questi eventi sismici, frequenti in tutta Italia, dovrebbero essere benedetti, se servissero dove avvengono a far capire alla cittadinanza che come tante altre zone del territorio italiano, pure Firenze possa essere investita da terremoti di una certa entità, anche se non distruttivi come nel vicino Mugello. quindi anziché spaventarsi, sarebbe meglio prendere atto della situazione (e dell'avvertimento del potenziale pericolo!) adottando i giusti provvedimenti di salvaguardia degli edifici. Di fatto negli ultimi 150 anni le colline a sud della città tra Chianti, Valdipesa e Valdelsa non sono state certo asismiche e il ricordo del terremoto del 1895 dovrebbe rappresentare un monito per la sicurezza sismica degli edifici di tutta l’area fiorentina.

Il risentimento in base alle risposte della popolazione
 al questionario INGV "Hai sentito il terremoto"

Nel pomeriggio di martedì 3 maggio si è verificato un terremoto di M 3.7 con epicentro è tra il Ferrone e Mercatale Val di Pesa, in comune di San Casciano Val di Pesa, a sud di Firenze. A questa scossa ne è seguita una leggermente più debole in serata. La scossa delle 17.50 locali (15.50 GMT) è stata preceduta nei 10 minuti precedenti da un paio di foreshock (un aspetto interessante). Dopo il secondo evento principale la lunga serie di repliche bene o male sta continuando tutt’ora (8 maggio). Si è trattato quindi di eventi piuttosto leggeri ma ben avvertiti nell’area fiorentina e quando un terremoto, anche minore, avviene vicino ad una città ci sono parecchie voci sui social e parecchie risposte al questionario “hai sentito il terremoto” di INGV, sia per il numero di abitanti coinvolti, ma soprattutto perché il numero di coloro che percepiscono le scosse aumenta a causa delle tante costruzioni di oltre 3 piani. In molti si sono spaventati: vedere muoversi i mobili non è bello. Io 7 anni fa quando c’è stata la scossa più forte del mattino del 19 dicembre 2014 ero all’ultimo piano di un palazzo storico fiorentino e in effetti ci siamo mossi eccome per un M 4.1 a una quindicina di km di distanza ed è comprensibile che una persona che non ha mai sentito un terremoto forte si spaventi... Anche se quindi si tratta di eventi poco significativi come Magnitudo ne parlo perché hanno coinvolto “casa mia” e fanno intuire alcune cose della geodinamica locale.

LA SEQUENZA ATTUALE E QUELLA DEL 2014. Qualche anno fa una sequenza sismica simile, iniziata a dicembre 2014, ha colpito una zona leggermente più a sud. Ne avevo parlato qui. Direi che la situazione è esattamente la stessa, come dimostrano i meccanismi focali visibili qui sotto. Inoltre le due aree sono praticamente contigue. Vediamo la sequenza sismica degli ultimi giorni confrontata con quella del 2014.

eventi tra Chianti, Valdipesa e Valdelsa tra 1990 e 2003

In quest’altre carte ottenute grazie al database INGV si vedono gli epicentri dei terremoti dell’area fra Chianti, Val di Pesa e Val l’Elsa dal 1990 con M uguale o superiore a 3 nel raggio di 30 km da Certaldo. Sono divisi in due periodi distinti: in questa qui accanto sono indicati gli eventi tra 1990 e 2003. Sotto invece sono indicati gli eventi 2011 – 2022. Le due carte sono distinte perché nell’intervallo fra questi due periodi non si è registrata attività sismica di tale portata e dopo il 2003 la nuova serie è iniziata nel 2011 a Certaldo, per proseguire nel 2013 a San Casciano, tra 2014 e 2015 a sud di Mercatale, alla fine del 2016 a Castelfiorentino e a nord di Mercatale negli ultimi giorni.

 

POSSIBILI IDEE SULLA TETTONICA DELL'AREA A SUD DI FIRENZE. Nella carta degli eventi 2011 – 2022 sono indicati anche gli epicentri dei terremoti del 1812 (M 5,24, Val di Pesa) e del 1895 (M.5.50, Impruneta) e considerando comunque che la posizione degli epicentri degli epicentri storici potrebbe non essere particolarmente precisa si palesano due allineamenti molto evidenti. In particolare quella oggetto degli eventi recenti potrebbe aver generato anche il terremoto del 1959 (a cui era stata assegnata una M 4.85, attualmente in revisione perché troppo alta rispetto agli effetti reali) e può essere una continuazione della faglia trascorrente che ha formato la Valdisieve tra Dicomano e Pontassieve; gli epicentri dei più forti terremoti del XIX secolo sembrano adattarsi meglio geograficamente alla faglia responsabile degli eventi registrati nel periodo a  Castelfiorentino e San Casciano Val di Pesa. 

È interessante notare come il prolungamento di questa seconda faglia verso NE corrisponda a due lineamenti noti: la Val d’Ema nel tratto in cui affianca la autostrada A1 tra Impruneta e Firenze Sud e all’ultima sezione del corso dell’Arno dalle Sieci allo sbocco nella piana di Firenze.

gli eventi sismici con M uguale o superiore a 3 e una loro possibile interpretazione 

IL RISCHIO SISMICO NELL’AREA FIORENTINA. Nell’immagine qui sotto si vedono le sensibili differenze negli effetti del terremoti del 1812 e del 18 maggio 1895. Specialmente il terremoto del 1895 fu risentito molto violentemente (se lo ricordava anche come uno dei suoi ricordi più vecchi anche mio nonno, classe 1891: abitava a Porta Romana, nella parte di Firenze più vicina all’epicentro), a cui è seguita un evento il 6 giugno che addirittura sembra centrata nella parte meridionale di Firenze. Su questo evento non mi dilungo, perché l’amico Filippo Bernardini ha scritto un post estremamente valido: lo trovate qui.

Scorrendo il database parametrico dei terremoti italiani si notano prima del XIX secolo i terremoti M 5.38 del 1453, M.4.40 del 1551 e M 4.86 del 1554, i cui epicentri si trovano fuori dalla città rinascimentale ma probabilmente all’interno della attuale periferia cittadina. C’è poi un evento significativo nel 1148 di cui però il database non fornisce né data, né epicentro REALE, ma ne indica una M di 5.10.

CONCLUSIONE. Le testimonianze della sismicità storica dimostrano come l’area di Firenze sia soggetta a subire gli effetti di una attività sismica locale non certo “forte”, ma almeno “moderata” e che come si vede dall’immagine qui sopra, confrontando gli effetti del terremoto M 5.5 del 1898 dell’Impruneta con quelli in occasione del terremoto M 6.38 del 1919 in Mugello, in città e nei comuni limitrofi il risentimento dei terremoti locali può essere molto maggiore rispetto a quello dei più forti ma più lontani terremoti nell’Appennino vicino. Gli effetti di questa sismicità, che essenzialmente almeno negli ultimi anni è annidata nelle colline a sud della città devono pertanto essere considerati.

Quindi ritengo utile spingere la cittadinanza a far periziare i propri edifici per capirne la reazione alle onde sismiche e se del caso intraprendere idonee azioni di miglioramento o adeguamento sismico, e ricordo che dal 2017, con il “Sismabonus”, ogni cittadino può detrarre dalle tasse una notevole percentuale (fino all’85% in cinque anni) delle spese sostenute per interventi di rafforzamento, miglioramento e adeguamento sismico di edifici per abitazioni e per attività produttive nelle zone a più elevata pericolosità.

Aggiungo di studiate attentamente quanto scritto in proposito dal Dipartimento della Protezione Civile nel progetto “Io non Rischio”.

Insomma, considerando che edifici "fatti bene" e "costruiti nel posto giusto" in Italia non avrebbero problemi a resistere ai terremoti, anche a quelli più violenti mi piacerebbe che le persone si domandassero dopo un terremoto come questi di cui si parla in questo post:

• se la zona dove abitano é classificata sismicamente in accordo con la letteratura scientifica 
• se gli edifici dove abitano / studiano / lavorano /passano il tempo libero o frequentano per altri motivi sono in regola con la normativa antisismica e con le accelerazioni che la letteratura scientifica ipotizza per l'area in questione 
• se ci sono situazioni che possono indurre fenomeni di amplificazione locale delle onde sismiche
• e, in ultimo e già che ci siamo, la situazione degli stessi rispetto al rischio idrogeologico  

In caso qualcuna di queste risposte sia negativa, sarebbe importante sensibilizzare i proprietari degli immobili e le Autorità per provvedere in merito, oggi poi meglio di prima perché con il Sismabonus si può fare qualcosa di concreto con investimenti modesti.

I Satelliti per l'osservazione del territorio - Caffè-Scienza mercoledì 27 aprile ore 21 in presenza e su Youtube

Mercoledì 27 aprile alle ore 21 l’associazione Caffe-Scienza Firenze e Prato APS organizza alla SMS di Rifredi un incontro sui satelliti, visibile anche in streaming sul canale Youtube di Caffescienza (Qui c’è il link alla pagina dell'incontro. 

Negli anni ‘70 del XX secolo gli stessi che oggi pensano che sia inutile mandare un elicottero su Marte erano lì a chiedere a cosa servisse mandare satelliti intorno alla Terra (non parliamo poi della corsa alla Luna). Ed in effetti persino la NASA era alla ricerca di possibili usi. 

50 anni dopo, sarebbe praticamente impossibile concepire il mondo odierno senza l’apporto dei tantissimi satelliti che girano intorno alla Terra, di dimensioni e di orbite estremamente variegate. Le loro applicazioni sono innumerevoli, dalle telecomunicazioni ad applicazioni scientifiche e tecniche incredibilmente specifiche.

In questo incontro parleremo di alcuni tipi di satelliti per l’osservazione scientifica con importanti risvolti applicativi. 

• I satelliti meteorologici: probabilmente fra i più noti al pubblico (chi non ha mai visto le immagini dei MeteoSAT???) raccolgono informazioni sulle condizioni meteo-atmosferiche in tempo reale di vaste zone del pianeta. I centri di ricerca meteorologici usano per le previsioni e sono anche essenziali per osservare in diretta l’evoluzione di fenomeni critici come importanti perturbazioni.
• Una classe importante di satelliti a scopo scientifico sono quelli che si occupano dell’uso e delle condizioni della superficie terrestre. Raccolgono dati non solo sull’uso del territorio, ma per esempio dati su caratteristiche fisiche del suolo come umidità e temperatura e su tipo e stato di salute della vegetazione, e sono particolarmente utili per l’agricoltura e per la sorveglianza delle foreste. 
• Da ultimo i “miei” satelliti radar, quelli che uso per il mio lavoro. A bordo dei satelliti InSAR radar particolari riescono a fornire indicazioni sui movimenti del terreno con precisione millimetrica. Sono usati soprattutto per la sorveglianza delle frane e delle deformazioni nelle aree vulcaniche e di quelle durante i terremoti. Di recente sono stati impiegati con successo e proprio dal sottoscritto anche per verificare a scala molto più fine rispetto a quanto era possibile con altri metodi i movimenti tettonici che interessano le aree geologicamente attive.

A Firenze ci sono diverse eccellenze riconosciute in campo internazionale nella ricerca scientifica applicata tramite l’uso dei dati provenienti dai satelliti e 3 di queste saranno protagoniste della serata: 

il LAMMA (consorzio pubblico tra la Regione Toscana e il Consiglio Nazionale delle Ricerche) per la meteorologia è una delle realtà più note per la meteorologia a livello europeo

All’università il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agrarie, Alimentari Ambientali e Forestali ha sviluppato il GEOLAB, laboratorio di geomatica satellitare, osserva “dall’alto” il territorio e la salute della vegetazione, mentre il gruppo di Geologia Applicata del dipartimento di Scienze della Terra e del centro di Protezione Civile rappresentano uno dei centri più importanti a livello mondiale per lo studio dei movimenti del terreno con i satelliti radar.

Gli esperti di questo Caffè-Scienza saranno:

Samantha Melani, che parlerà dei satelliti meteo. È co-docente di Fisica dell’Atmosfera presso il Dipartimento di Fisica e Astrofisica di UNIFI, è ricercatrice presso l’Istituto per la BioEconomia del Consiglio Nazionale delle Ricerche, e collabora da molti anni alle attività del Consorzio LaMMA. I suoi principali interessi di ricerca riguardano lo studio della fisica delle nubi e della precipitazione, la meteorologia satellitare e la radar meteorologia con applicazione al monitoraggio e alla caratterizzazione di eventi meteorologici intensi a diverse scale spazio-temporali.

Gherardo Chirici è Professore Ordinario di Inventari Forestali e Telerilevamento, direttore del geoLAB – Laboratorio di Geomatica Forestale (www.geolab.unifi.it), vice-presidente dell'Associazione Italiana di Telerilevamento. I suoi principali interessi di ricerca sono il monitoraggio delle foreste, l’applicazione del telerilevamento all'ecologia del paesaggio e al monitoraggio della biodiversità, la pianificazione territoriale multiscala e la gestione sostenibile delle risorse forestali.

Mentre per quanto riguarda i satelliti Radar... dovrete accontentarvi del sottoscritto

Per chi può quindi, in presenza o su Youtube, arrivederci a mercoledì 27 aprile ore 21.00 (circa….)

Pozzuoli e la nascita della Geologia moderna

 

Il più prestigioso riconoscimento per contributi eccezionali nelle Scienze della Terra è la medaglia Lyell, assegnata ogni anno dalla Geological Society of London. Nella medaglia Lyell sono raffigurate le colonne del tempio di Serapide a Pozzuoli. Vediamo perché.

la Medaglia Lyell: davanti l'effige del grande geologo, dietro le colonne del tempio di Serapide

SCIENZE DELLA TERRA E SCIENZE DELLA VITA FRA '700 E '800. Tra il XVIII e il XIX secolo la Scienza ha combattuto due battaglie fondamentali per il sapere odierno della Storia Naturale, risolvendo il dibattito fra creazionismo ed evoluzionismo nelle Scienze della Vita e fra catastrofismo e gradualismo nelle Scienze della Terra. 

Nelle Scienze della vita gli “equilibri punteggiati” di Gould ed Eldredge e le estinzioni di massa (vista talvolta con scettiscismo nel XX secolo proprio perché “violavano” l'estremo gradualismo darwiniano) hanno un po' riportato in auge una sorta di catastrofismo in cui dopo una estinzione di massa i pochi sopravvissuti sono protagonisti di importanti differenziazioni con una serie di nuove radiazioni evolutive contemporanee; invece nelle Scienze della Terra il gradualismo “assoluto” continua a resistere bene nonostante la grande rivoluzione a cavallo degli anni ‘50 e ‘60 del XX secolo, quando si affermò all’improvviso la Tettonica delle placche dopo 40 anni di un dibattito iniziato nel 1916 da Wegener con la teorizzazione della deriva dei continenti. Ne ho parlato qui. Anzi, direi che se appunto il gradualismo darwiniano (ma – attenzione – non l’evoluzionismo in quanto tale!) è stato un po' attutito, la tettonica a placche ha ulteriormente rafforzato – se ce ne fosse stato bisogno – gradualismo e attualismo, spiegando con eleganza l’origine delle rocce contenute nelle catene montuose e rivelando la storia di vecchi oceani del passato simili a quelli attuali, aperti e chiusi dai lenti movimenti dei continenti trascinati dalle placche.

James Hutton (1726 - 1797)

CATASTROFISMO CONTRO UNITARIANESIMO. Al pari del dibattito in Scienze naturali su creazionismo ed evoluzionismo, nella Geologia del ‘700 e dei primi dell’800 si è assistito allo scontro fra il catastrofismo, secondo il quale la Terra era stata plasmata da poche catastrofi – l’ultima delle quali è stata naturalmente il diluvio universale – e l’unitarianesimo, che disegnava una gradualità nel modellamento della superficie terrestre. Il campione massimo indiscusso dell’unitarianesimo è stato lo scozzese James Hutton (1726 – 1797) che nel suo libro The System of the Earth, Its Duration and Stability del 1785, teorizzò il principio dell’attualismo secondo il quale le leggi e i processi che governano oggi la Natura sono gli stessi del passato. Corollario importante di questo principio è che il passato è la chiave per leggere il presente tanto quanto il presente è la chiave per leggere il passato. 

Come Wegener 150 anni dopo, non è che James Hutton convinse “tutti” (e rispetto a Wegener aveva contro buona parte del mondo religioso come in seguito fu per Darwin e anche adesso abbiamo problemi del genere): dal 1785 la vittoria di questo schieramento la dobbiamo a Charles Lyell (1797 – 1875) e ai suoi Principles of Geology, pubblicati tra il 1830 e il 1832, un libro che sta alla Geologia come “l’origine delle specie” sta alle Scienze Naturali (curiosità: Lyell nacque proprio l’anno in cui morì Hutton). A testimoniare l’importanza di Lyell, il più prestigioso riconoscimento assegnato ogni anno dalla Geological Society of London per contributi eccezionali nelle Scienze della Terra è appunto la medaglia Lyell. Nella medaglia da un lato è – ovviamente – rappresentato Lyell. Sul retro invece troviamo le colonne del tempio di Serapide a Pozzuoli.

E non è un caso, perché per i geologi queste colonne di marmo sono qualcosa di straordinariamente importante, che travalica gli aspetti storici e archeologici: se Stenone e Hutton hanno posto le basi della geologia moderna, è qui che si è giocata la battaglia decisiva che ha demolito i catastrofisti.

 

POZZUOLI E LA GEOLOGIA MODERNA. Fra i tanti sostenitori di Hutton un posto particolare lo merita John Playfair (1748 – 1819), scozzese pure lui. Playfair contribuì in maniera decisiva alla diffusione delle idee huttoniane nel libro Illustrations of the Huttonian Theory of Earth (1802): nel capitolo in cui parlava delle apparenti variazioni del livello del mare citò le osservazioni contenute nel libro del 1798 di Scipione Breislak (1750 – 1826) Topografia fisica della Campania, in cui lo scienziato e patriota romano – la cui memoria è stata onorata  degnamente quando il piccolo dinosauro Ciro è stato appunto chiamato Scipionyx samniticus in suo onore – faceva notare come il livello marino nel golfo di Napoli e nella baia di Pozzuoli fosse più basso dell’attuale all’epoca romana. Fra gli esempi portati da Breislak c’era proprio il tempio di Serapide, con l’osservazione che il suo pavimento era sicuramente sopra il livello del mare all’epoca del suo utilizzo. 

Frontespizio dei Principles of Geology

Fra le diverse personalità britanniche che visitavano a quei tempi l’italia non poteva mancare Charles Lyell  (figuriamoci se un geologo poteva farsi scappare Napoli – peraltro tappa significativa anche se distale del Grand Tour – e con la fondata speranza di vedere in eruzione il Vesuvio che all’epoca era abbastanza vivace: difficilmente passavano 5 anni fra un evento e un altro). Naturalmente Lyell aveva letto il libro di Playfair (anzi, non ho indagato in merito ma ritengo assolutamente improbabile che i due non si conoscessero di persona); quindi andò a vedere le colonne e constatò che dopo la loro messa in posto erano finite a lungo sotto il livello del mare in quanto vi sono chiaramente impressi i fori provocati dai litodomi: i litodomi sono molluschi che si attaccano alla roccia e la forano; vivono filtrando le particelle di cibo contenute nelle acque e quindi non possono certo vivere in ambiente subaereo. Le stesse considerazioni sui fori nelle colonne furono fatte anni prima – presumo nel 1788 – da Lazzaro Spallanzani (1729 – 1799). 

Inoltre Lyell dedusse che la parte basale delle colonne era stata ricoperta da sedimenti ed anche questo è vero perché tutto il tempio è rimasto sepolto fino al 1749 quando Carlo di Borbone (1716 – 1788), uomo dai multiformi ruoli reali e all’epoca Re di Napoli, volle vederci chiaro su quelle colonne di marmo che affioravano dal terreno e ordinò uno scavo archeologico.

Il tempio di Serapide rappresentava quindi un classico esempio di gradualismo huttoniano, di un’area che era sopra il livello del mare, è stata successivamente sommersa più o meno lentamente e non a seguito di cataclismi improvvisi, nel periodo dell'affondamento è stata ricoperta da sedimenti sottomarini per poi ritornare sopra il livello del mare. All’epoca ha rappresentato quindi il migliore esempio di una modellazione graduale della superficie terrestre operata da cambiamenti geologici, e per di più con un meccanismo chiaro e ben spiegabile con l’attualismo.

Per questo le colonne del tempio di Serapide hanno meritato di essere raffigurato nel frontespizio del capolavoro di Lyell: Principles of Geology: Being an Attempt to Explain the Former Changes of the Earth's Surface by Reference to Causes now in Operation, uno dei libri “più fondamentali” non solo nella storia della Geologia, ma di tutta la letteratura scientifica in generale ed è per questo che sono raffigurate nella “medaglia Lyell”

E così Napoli ha concorso alla nascita della Geologia moderna, come con Plinio il giovane assistette alla nascita della vulcanologia con la prima descrizione “scientifica” di una grande eruzione vulcanica