sabato 22 dicembre 2012

I "caffè scientifici": un modo originale per fare divulgazione scientifica


Ho molto a cuore la questione della divulgazione scientifica: proprio per questo quando ho incontrato l'Associazione Caffè-Scienza di Firenze sono rimasto molto entusiasta per l'originalità della formula ed infatti ora collaboro a pieno ritmo all'organizzazione di queste manifestazioni. Ne voglio parlare proprio per pubblicizzare al massimo la cosa. Ho anche materiale raccolto durante i vari incontri e cercherà a mano a mano di pubblicarlo. Questo post doveva essere pubblicato ai primi di ottobre ma come avete potuto notare sono stato assente per un lungo periodo e quindi la stagione del Caffèscienza di Firenze è iniziata da un bel pezzo.

I caffè scientifici sono un modo “diverso” di fare divulgazione scientifica. Fondamentalmente sono incontri diretti a non addetti ai lavori (che peraltro ci si fanno vedere eccome...) in cui vengono presentate le più varie problematiche scientifiche

Come funziona un “Caffè-Scienza”? È una formula molto “diversa” di divulgare la Scienza perchè il protagonista della serata è il pubblico. Vediamo come si fa. Non è una conferenza con qualcuno che parla “dall'alto”: pubblico e relatori sono allo stessa altezza, gli esperti sono ad un tavolino e la platea non è formata da file ordinate di sedie ma il pubblico si distribuisce intorno a dei tavoli dove spesso compaiono bicchieri (bibite, birre etc) e tazzine (di caffè); in Inghilterra, patria di queste iniziative grazie al nostro amico Duncan Dallas, un boccale di birra è un “accessorio obbligatorio”.
L'altra caratteristica fondamentale è che nel Caffè-Scienza il dibattito è guidato dal pubblico: dopo una breve presentazione da parte degli esperti (di solito due) un moderatore guida il dibattito aggirandosi tutt'altro che furtivamente in mezzo ai tavolini con un microfono, in modo da raccogliere in modo veloce e senza spostamenti le domande.


Il dibattito quindi è molto informale ma ha alcuni indiscutibili vantaggi: la successione dei cicli domanda – risposta consente una maggiore vivacità dell'incontro, le interruzioni consentono di evitare cali di attenzione frequenti nelle conferenze classiche e – soprattutto – è il pubblico a guidare l'incontro, spostando quindi il dibattito sugli aspetti considerati interessanti da chi ascolta e non da chi espone (alle volte ci può essere differenza).
Chiaramente una impostazione del genere necessita “esperti” pronti a spostarsi su “particolari non previsti” e questo li espone a qualche rischio in più rispetto ad una conferenza, ma il tutto è ampiamente giustificato dai risultati.

Potete vedere come “si fà” un Caffè-Scienza nella animazione realizzata dal vulcanico amico Franco Bagnoli.



I Caffè-Scienza si stanno diffondendo in tutta Italia, dall'Alto Adige alla Sicilia e questo per chi ama la divulgazione scientifica è sicuramente una bella cosa: fra gli ultimi arrivati l'inizio del Caffèscienza di Catania, in una cornice scientificamente suggestiva, è stato veramente più che incoraggiante e in cui è coinvolto il mio amico Ignazio Burgio di Catania Cultura.

L'Associazione Caffè-Scienza di Firenze è stata la prima in Italia ad organizzare iniziative di questo tipo, grazie all'intuizione di Paolo Politi che ne vide uno a Grenoble e ne parlò entusiasticamente a Franco Bagnoli ed altri suoi amici nel 2003 (io all'epoca "non c'ero", ero in "tutt'altre faccende affaccendato" per dirla come il Poeta). 
Cito esplicitamente quanto scrisse Paolo Politi perchè descrive in maniera straordinariamente sintetica e completa perchè fare un Caffèscienza: 
Il panorama culturale italiano, per quanto riguarda la scienza e la sua divulgazione, è attualmente di una povertà estrema. Questo fatto è ancora più grave se consideriamo quanto invece sarebbe importante discutere di temi che interessano tutti e da vicino: temi riguardanti la salute, il cibo, le fonti energetiche, i nuovi materiali. E questo solo per citare questioni che, benché siano di moda e spesso sulle prime pagine dei giornali, risultano invece assenti dal dibattito culturale e anche da quello politico, se non quando nasce una polemica, in genere tanto effimera quanto sterile. 
Partendo da questa premesse, crediamo che sia utile promuovere degli incontri periodici su temi scientifici, sia attuali che classici. Questi incontri, di cadenza mensile, dovrebbero svolgersi a Firenze in un ambiente non accademico. Il nome, provvisorio, di caffè-scienza richiama l'esperienza francese di organizzazione di incontri,dibattiti e seminari di carattere scientifico all'interno di un caffè. E' probabile che in Italia sia difficile organizzare qualcosa di simile e quindi il luogo può essere la sala di una biblioteca, o di un circolo ricreativo-culturale.

Per chi volesse leggere tutta la storia del Caffè-scienza di Firenze, questo è il link.

Da allora le cose sono andate avanti e oggi il Caffèscienza di Firenze fa parte dell'organizzazione dei Caffè Scientifici italiani (per chi è interessato sul sito italiano c'è un elenco di dove si trovano queste iniziative) e di quella europea.
Ovviamente se qualcuno volesse organizzare dei caffescienza nella sua città siamo disponibilissimi a parlarne e magari pure a darvi una mano, soprattutto morale (con le limitazioni tipiche di una associazione di volontari che hanno molte altre cose da fare).

A Firenze i “Caffè-Scienza” si svolgono alla Società di Mutuo Soccorso di Rifredi, accanto a Piazza Dalmazia e da un pò di tempo vi abbiamo affiancato le “Cafferenze”, agili conferenze con un dibattito finale alla Biblioteca delle Oblate, un ex-convento ristrutturato per fini culturali dal Comune di Firenze in via dell'Oriuolo, accanto a Piazza Duomo. Poi ogni tanto c'è qualcos'altro in giro per Firenze ma non solo.

La stagione di quest'anno prevede 15 incontri (che fatica a incasellarli tutti...), che si tengono, ormai per tradizione, di giovedì sera: ci sono 7 Caffe-Scienza alla SMS di Rifredi, 7 Cafferenze alla Biblioteca delle Oblate e, a dimostrazione del clima spesso ironico e informale degli incontri, c'è stato giusto ieri un evento straordinario per festeggiare lo scampato pericolo della fine del mondo, in collaborazione con l'associazione Amici di Arcetri, proprio all'osservatorio astrofisico di galileiana memoria.

Il programma è come sempre molto variegato: Chimica, Fisica, Astronomia, Scienze della Terra, Energia, Ambiente sono sempre gettonati ma non mancano la storia della Scienza con il tormentato rapporto fra donne e Premio Nobel e un excursus sul gioco d'azzardo.

Abbiamo anche una trasmissione radiofonica, RadioMoka, che a Firenze ed in Mugello si ascolta sulle frequenze di NovaRadio. Ma le trasmissioni di RadioMoka le potete sentire dovunque e quando vi pare, grazie ai podcast.

Se scaricherete la locandina della stagione 2012 / 2013 noterete che oltre a prestare “bruta manovalanza” il vostro blogger sarà protagonista di una cafferenza il 18 aprile alla Biblioteca delle Oblate, sull'estinzione dei dinosauri. Modererò inoltre l'incontro sullo stato del Mediterraneo del 16 maggio.


giovedì 20 dicembre 2012

Il petrolio in Italia, dove, come quando e perchè

Come è noto i NO-TAV non mi sono assolutamente simpatici. I NO-TRIV, cioè coloro che si oppongono alle trivellazioni in Adriatico, godono invece della mia simpatia per una serie di motivi ragionati (non nascondo che alle volte molti ambientalisti mi lasciano molto perplesso): il petrolio di quei giacimenti non sarà risolutivo per la dipendenza dal greggio di importazione, il risparmio energetico e le energie alternative possono abbondantemente compensare quella bassa percentuale di idrocarburi, i rischi per la salute pubblica e di quella ambientale sono molto elevati, la durata della produzione sarà presumibilmente molto breve. Insomma, tanto rumore e tanti rischi per qualcosa di non dico inutile ma insomma di cui se ne potrebbe fare decisamente a meno. Però mi pare giusto illustrare dove e come si trova il petrolio in Italia. 

In questa carta vediamo che i giacimenti petroliferi italiani si trovano sul bordo orientale degli Appennini tra Pianura Padana e Mare Adriatico, sotto gli Appennini in Basilicata e infine nel Canale di Sicilia. A queste zone evidenziate in rosso le ultime ipotesi vorrebbero aggiungere il Golfo di Taranto e aree limitrofe.

Si deve sottolineare che bene o male le condizioni favorevoli alla formazione di giacimenti di idrocarburi sono abbastanza particolari e soprattutto difficili a verificarsi ed in Italia se escludiamo un pò di metano in sedimenti recenti, ciò è avvenuto solo in alcuni momenti del Triassico, fra 240 e 200 milioni di anni fa, in una precisa fase della storia geologica del nostro Paese.

Parliamo innanzitutto della Pianura Padana: sedimenti corrispondenti a quelli dove troviamo  petrolio (spesso “trovavamo”... i giacimenti sono esauriti almeno in buona parte) affiorano nel Canton Ticino. Da poco si era esaurita la costruzione lungo il bordo meridionale dell'Europa della Catena Ercinica e stava iniziando il ciclo sedimentario alpino con l'apertura della parte occidentale della Tetide, l'oceano che già divideva più ad oriente le parti del Gondwana che costituiranno Africa ed India, dalla Laurasia (Eurasia e America Settentrionale). Nella carta qui sotto le zone che oggi compongono l'Italia sono più o meno all'estremità occidentale del golfo della Tetide.

Si formano quindi dei depositi continentali in un ambiente di pianura o palude che poi sono passati ad ambienti lagunari. Queste aree si sono a poco a poco approfondite, sia per motivi tettonici che per il peso dei sedimenti che a poco a poco si sono deposti fra il Triassico e il Terziario medio. Quindi da una situazione di pianura e laguna, rappresentata dalla Formazione di Bellano, si instaura nell'Anisico circa 240 milioni di anni fa un regime di piattaforma carbonatica (tipo le attuali Bahamas), rappresentato dalla Formazione di San Salvatore. La situazione era però instabile: il mare andava e veniva (ovviamente in tempi geologici!) e il clima era molto caldo (eravamo vicini all'equatore) ed arido ma improvvisi eventi alluvionali depositavano nei bacini lungo la costa sedimenti e materia organica (vegetali ed animali trascinati dalle piene). Questi bacini avevano tutte le qualità per diventare sorgenti di petrolio: erano caratterizzati da bassa profondità e scarso ricambio con il mare aperto, per cui c'era carenza di ossigeno e di conseguenza la materia organica non si disfaceva e veniva sepolta rapidamente anche grazie alle piene successive.

Gli Scisti di Besano sono la formazione depositata in questa fase e mostrano un contenuto fossilifero di eccezionale importanza sia di animali che di vegetali, con rettili assolutamente particolari come il Tanistropheus, dal collo lunghissimo o il terribile Ticinosuchus. Poi riprende la sedimentazione carbonatica, con i Calcari di Meride, i quali comunque al loro interno contengono intervalli simili agli Scisti di Besano, anch'essi fossiliferi.
In seguito, dal Giurassico in poi, il bacino diventerà molto profondo e ben collegato alla Tetide per cui non ci sarà più la possibilità di formazione di idrocarburi.

Nel Ticino a causa della formazione delle Alpi il petrolio non c'è più ma è rimasto nei sedimenti corrispondenti che sono ancora sepolti della pianura padana, come si vede dalle prime due sezioni,   riferite alla pianura lombarda. I colori corrispondono alle età dei sedimenti: viola per il Triassico, blu per il Giurassico, verde per il Cretaceo, marrone per il Terziario.

Nella prima sezione il petrolio è rimasto nelle rocce dove si è prodotto e i pozzi si trovano in corrispondenza degli alti del basamento:

nella seconda sezione gli idorcarburi sono risaliti in formazioni deposte successivamente, per esempio la Maiolica, sedimentatasi tra Giurassico e Cretaceo:

Nella pianura emiliana e romagnola, lungo l'Appennino, i pozzi sono spesso in corrispondenza di faglie simili a quella che ha provocato i recenti terremoti. Vediamo una sezione nella zona di Faenza da SW a destra a NE a sinistra...

Il petrolio dell'Adriatico appartiene alla Piattaforma Carbonatica Adriatica e si è formato nelle stesse condizioni e nella stessa epoca di quello della pianura padana, ma quella zona come si può vedere differisce per alcune caratteristiche fondamentali: manca la spessa copertura sedimentaria  tra Cretaceo e Terziario e non essendo ancora stata coinvolta nella collisione che ha formato gli Appennini è ancora praticamente indeformata:


Una parte della Piattaforma Adriatica è stata invece già coinvolta nell'orogenesi appenninica ma per esempio quella della Basilicata, sia pure scivolata sotto le serie del “Bacino di Lagonegro” a sua volta ricoperte dalle “Unità Irpine”, ha conservato il petrolio, che è quello che viene estratto nella zona della Val D'Agri. Purtroppo questa sezione non è “in linea” con le altre come colori: il grigio  corrisponde ai calcari della piattaforma adriatica e il petrolio si è formato nella loro parte bassa, al confine con il basamento cristallino. Non escludo che una parte del petrolio sia comunque migrato più in alto, ma non ho trovato notizie “controllabili” in materia.

Il petrolio che alcune compagnie ipotizzano esista nel Golfo di Taranto e dintorni si riferisce a questa situazione.

Per finire vediamo che anche nel Canale di Sicilia il petrolio si è formato durante il Triassico nei primi sedimenti del ciclo alpino.


Tutte le sezioni ad eccezione di quella della Basilicata sono tratte dall'articolo di Piero Casero "Structural setting of petroleum exploration plays in Italy" pubblicato nel 2004 nel volume "Geology of Italy" della Società Geologica Italiana.

Concludendo, sappiamo che per tutta una serie di motivi meno petrolio consumiamo meglio è e che – spannometricamente – la Basilicata e il resto della produzione nazionale ci fornisce oggi 100.000 barili al giorno, quando ce ne servono tra 1.600.000 e 2.000.000.
Non mi aspetto da questi pozzi del mare Jonio una produzione che possa incidere sul quantitativo generale in maniera significativa. Quindi mi pare che i rischi siano troppi rispetto ai benefici e che quindi quel petrolio non si ha da estrarre.

mercoledì 5 dicembre 2012

Italiani, Scienza e Tecnologia: quale futuro per il nostro Paese?


Sull'ultimo numero di Le Scienze (Dicembre 2012) c'è uno dei “soliti” editoriali del buon Marco Cattaneo, spesso polemici – ovviamente a ragione – nei confronti della situazione italiana. Questo editoriale porta degli interessanti spunti su come la classe dirigente italiana veda la ricerca scientifica e tecnologica e il futuro del nostro Paese. Mi riallaccio a un altro post che ho scritto recentemente sui rapporti fra cultura umanistica e cultura scientifica

Che cosa ha scritto il direttore di Le Scienze? Che è rimasto quantomeno perplesso da un intervento di Luigi Zingales a metà novembre nella trasmissione “Servizio Pubblico”.
Che ha detto Luigi Zingales? Che l'Italia ha un futuro radioso (non so se Cattaneo riporta il termine esatto usato) perchè ci sono miliardi di cinesi e indiani che vogliono vedere Roma, Firenze e Venezia. Secondo Zingales quindi dovremo prepararci a vivere di solo turismo.
Mi pare poco...

Abitando (con orgoglio) a Firenze e avendo la fortuna di dover percorrere quasi tutti i giorni la parte centrale dei lungarni in bicicletta o in scooter, sono in grado di toccare con mano quanto siano amati a livello mondiale i Beni Culturali italiani e sono convintissimo dell'importanza (anzi, della necessità) di investimenti nel settore; parlo ovviamente di investimenti intelligenti e quindi non solo colate di cemento nel settore alberghi e ristorazione, ma attrezzature e servizi per il turismo, anche e soprattutto innovativi (fra l'altro togliendosi il vizio di considerare il turista come un pollo da spennare).

Cattaneo poi fa notare una cosa molto interessante: Zingales fa parte di una associazione dal nome “Alleanza, lavoro ed impresa” autrice di un manifesto dal titolo “Fermare il declino”. Leggendo nel loro sito vediamo che negli ultimi mesi le riflessioni dell'associazione sono state condivise da un gruppo di “accademici, professionisti, imprenditori, manager ed esponenti dell’associazionismo e della società civile”. In questo manifesto non si trovano termini come “scienza” e “tecnologia” (chiedono però collaborazione a non ben precisati “scienziati”, termine citato solo in tale occasione), mentre il termine “ricerca” viene inserito una volta sola parlando del fatto che non vogliono nelle loro fila “funzionari di partito o miliardari alla ricerca di sconti e prebende a fronte d’immani conflitti d’interesse”.

Insomma, per risorgere l'Italia ha bisogno di economia, privatizzazioni, liberismo etc etc... ma niente Ricerca Scientifica e Tecnologica (forse perchè per finanziarla lo Stato abbisogna di entrate?).
Anzi, Cattaneo racconta che nella stessa trasmissione lo Zingales, pluridecorato esponente della teoria economica in entrambe le sponde dell'Atlantico Settentrionale, ha detto che in Italia fare biotecnologie non ha senso perchè siamo in ritardo e abbiamo università di basso livello.

Ignoro se abbia lo stesso giudizio in rapporto alle altre Scienze e allora sarebbe bello ricordargli i successi scientifici dei ricercatori italiani, in Patria e all'estero. Ottenuti malgrado la nostra classe dirigente. E scommetto che conosce tutti i numeri dell'economia mentre ignora che, classifiche alla mano, l'Italia è sempre fra le Nazioni scientificamente avanzate, lo si vede proprio su Le Scienze di questo mese. Sempre malgrado (quasi) tutto.
E qui ricordo le sciagurate parole di un ex ministro per il quale le Olimpiadi a Roma sarebbero state una “occasione di sviluppo”... cioè questo è il concetto di sviluppo di buona parte dei politici nostrani, il cemento. Grandioso....

Certo che se questa fosse l'opinione generalizzata nel mondo dei “decisori” sull'ambiente scientifico, si capirebbe in parte il perchè dei tagli alla ricerca e alle università.

E qui casca l'asino, nel senso che purtroppo è vero: la maggior parte dei decisori di scienza e tecnologia non sa praticamente nulla. Magari di lettere, storia e filosofia sì (e difatti abbiamo avuto uno storico del medioevo al CNR, lasciamo perdere.... anche se un pò di notorietà la devo alla polemica con quel soggetto e i suoi accoliti)
Cerchiamo di capire le motivazioni di questo.

In primis la Scienza non vivifica l'intelletto. Parola di Benedetto Croce, unica cosa nella quale sono d'accordo con lui persino i filosofi esistenzialisti...

In seconda battuta bisogna chiedersi cosa ne sappiano gli italiani di Scienza.

Firenze quest'anno è stata la sede del congresso internazionale di Comunicazione in Scienza e Tecnologia 2012 (PCTS –Public communication in Science and Technology”). La cerimonia di apertura si è svolta a Palazzo Vecchio nel Salone dei Cinquecento (questa sala è un ottimo esempio di ambiente esteticamente ineccepibile ma anche capolavoro della ricerca tecnologica di quel tempo!). Piero Angela ha tenuto nell'occasione uno splendido intervento; fra l'altro ha spiegato che di scienze l'italiano medio ne sa poco, ma è in buona compagnia: anche buona parte dei “decisori” (politici, industriali e quant'altro) ne sanno davvero poco.
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In effetti che spesso la selezione del personale di ricerca e di docenza nelle Università italiane sia discutibile sono in pochi a metterlo in dubbio, però - come ha fatto notare Cattaneo -  mi sa che la loro offerta formativa non sia proprio malvagia, se i ricercatori italiani all'estero godono di ottima considerazione (aggiungo: una reputazione parecchio migliore di quella della nostra classe dirigente... siamo molto più avanti nelle classifiche internazionali sulla Scienza rispetto a quelle sulla corruzione... ). 
Purtroppo che l'Italia sia un paese pieno di asini da un punto di vista scientifico è sotto gli occhi di tutti, a cominciare dai settori di cui si occupa Scienzeedintorni (ho sentito pronunciare  certe asinate su alluvioni e /o terremoti da rabbrividire, e non soltanto nei gruppi di Facebook, anche da politici importanti .).

E spesso ripeto che la colpa di certi disastri non è un elevato tasso di irresponsabilità da parte di chi ha gestito le scelte urbanistiche, lo smaltimento dei rifiuti, l'approvvigionamento di energia: un irresponsabile è uno che sa di stare facendo o dicendo una idiozia; ma spesso si tratta di pura ignoranza su come stiano davvero le cose...  Lo stesso dicasi per certi sgangherati atteggiamenti contro alcune opere pubbliche. Vero, alcune lasciano perplesso pure il sottoscritto, che peraltro, proprio perchè possiede una cultura specifica in materia, si è sempre dichiarato favorevole alla TAV, a tramvie e metropolitane e impianti di produzione di energia senza idrocarburi (solare, geotermico, eolico e quant'altro)
Purtroppo i nodi vengono al pettine molto spesso, come recentemente al processo dell'Aquila, dove si condannano gli scienziati e nessuno fa una inchiesta penale sul perchè la città abruzzese non era stata inserita nella prima fascia di pericolosità sismica....
Mi chiedo cosa sarebbe successo se quella persona colpita dal lutto e che ha denunciato gli scienziati avesse avuto un barlume di cosa siano Geologia e Geofisica: forse avremmo avuto un processo alla classe politica che ha clamorosamente errato la zonazione sismica anzichè ai componenti della Commissione Grandi Rischi?

Dal dopoguerra ad oggi sono nati quartieri dove capitava (o, meglio, dove qualcuno voleva costruire su propri terreni) senza tenere conto delle condizioni idrogeologiche o del rilievo e, nella previsione che “andremo tutti in automobile” senza una logica tale da poter essere serviti decentemente da servizi di mobilità pubblica. Le case sono un colabrodo energetico, la maggior parte degli italiani non sa distinguere un anfibio da un rettile nè che l'idrogeno non è una fonte di energia ma un sistema per stoccarla etc etc etc
Oggi forse le cose stanno cambiando: dopo l'ubriacatura ottimistica dell'Uomo capace di dominare tutto finalmente in questi anni si comincia a capire che in molti settori non si può andare avanti così, anche se non è passato tanto tempo da quando appena 30 anni fa, mi ricordo di ggggente che si domandava “come mai al giorno d'oggi non è possibile fermare l'eruzione dell'Etna”. Era il 1983, l'anno in cui ci fu una grandissima eruzione del vulcano siciliano, e nell'occasione fu persino fatta una prova per deviare la colata.  

Per rendersi conto che l'Uomo fosse un po' meno onnipotente dell'ipotizzato ci sono volute le alluvioni e le frane degli ultimi anni....
Oggi traffico, inquinamento, danni per frane e alluvioni e una bolletta energetica salatissima sono il prezzo da pagare a tutto questo.
Cosa dobbiamo fare, quindi? Batterci per una alfabetizzazione scientifica a tutti i livelli, dalla “casalinga di Voghera” al parlamentare.

Come? Certo la televisone qualcosa ha fatto, la Rai con Superquark per esempio (purtroppo controbilanciato da Voyager....), da quando Mario Tozzi è andato sugli schermi finalmente la gente ha capito cosa fanno i geologi (manco sapevano cos'era la Geologia,  pensavano che il geologo fosse quello che andava per grotte... giuro....), Focus è una rivista che vende bene (anche se mi pare che ci siano dei problemi pure lì). Altre trasmissioni come “Missione Natura” o vari documentari che si vedono sul digitale terrestre (in particolare ancora una volta sul canale di Focus, che però si autocontrobilancia magistralmente parlando degli avvistamenti di alieni....). Qualcosa c'è anche sui canali Mediaset.
E gli ascolti di Superquark dimostrano comunque che la “domanda” ci sarebbe. Io per quanto posso il mio contributo cerco di darlo, anche collaborando alle attività della “Associazione caffà-scienza di Firenze”, di cui prossimamente parlerò.

Fino a quando nessuno riuscirà a convincere una classe dirigente che mediamente “ha la cultura scientifica di un diciottenne asino” dell'importanza della cultura scientifica sarà difficile poter “fermare il declino” dell'Italia, aspettando le legioni di turisti indiani e cinesi.
Mi auguro che ci si riesca prima di morire per mancanza di ossigeno economico: non è che i miliardi di cinesi ed indiani verranno da domani....






venerdì 30 novembre 2012

Dialogo sul dissesto idrogeologico con Nicola Casagli, tra storia, clima ed errori umani

Nicola Casagli è professore di Geologia Applicata dell'Università di Firenze. È coinvolto a pieno titolo nello studio delle catastrofi naturali e nella Protezione Civile. Quindi è sicuramente una delle persone più qualificate in Italia a parlare di alluvioni, frane e dintorni. In questi giorni ci siamo trovati per altri motivi, però vista la situazione ci siamo messi a ragionare di alluvioni ed assetto del territorio e abbiamo pensato di pubblicare questo dialogo, sperando che sia utile per il dibattito in materia. 

1. DEL CLIMA CHE CAMBIA E DELLA SUA INFLUENZA SULLA CIVILTÀ

Allora, Nicola, come al solito le prime piogge autunnali hanno fatto parecchi danni.. In sintesi qual’è la spiegazione di quello che sta succedendo nel nostro Paese, perché ogni anno dobbiamo fare i conti con disastri idrogeologici? 
Aldo, come sai benissimo la risposta a questa domanda da un punto di vista scientifico è relativamente semplice: il clima sta cambiando e il riscaldamento globale determina una maggior frequenza degli eventi piovosi brevi, intensi e localizzati. Gli eventi definiti sulla base della statistica come eccezionali si stanno di fatto verificando praticamente tutti gli anni. Il problema è che le statistiche vengono fatte su un numero di anni troppo breve per essere rappresentative di dinamiche climatiche complesse con cicli di diversa frequenza e cambiamenti più o meno regolari.

Cosa sta succedendo al clima? 
Come ben sai oggi siamo di fronte ad un riscaldamento globale del pianeta, che è iniziato nei primi decenni del XIX secolo, mettendo fine alla cosiddetta “Piccola Era Glaciale” tra il XV e il XIX secolo. Quest’ultima non è stata una vera e propria glaciazione, bensì una lunga fase di deterioramento climatico, connessa presumibilmente alla riduzione dell'attività solare. 
In quei secoli il clima era più freddo e piovoso: la Maremma e la Lunigiana erano zone paludose e malariche. L'Arno inondava la città di Firenze cinque o sei volte ogni secolo, mentre negli ultimi due secoli ha fatto solo due alluvioni (nel 1844 e nel 1966). 
Il riscaldamento globale, iniziato intorno al 1820 per motivi naturali, ha poi avuto una brusca accelerazione nell’ultimo cinquantennio a causa dell’attività antropica: il ben noto “effetto serra” dovuto al massiccio impiego di combustibili fossili per la produzione energetica. L’aumento di temperatura è associato ad una riduzione della pioggia totale annua ma purtroppo anche ad una intensificazione degli eventi piovosi brevi, violenti e concentrati su aree ristrette: le cosiddette bombe d’acqua. Non si tratta comunque di una novità. Eventi di questo tipo si verificavano anche in passato ed erano frequenti soprattutto nelle fasi calde che hanno caratterizzato l’evoluzione climatica del pianeta. 
Ad esempio Dante Alighieri descrive le violente tempeste di pioggia della Val di Magra nella Divina Commedia, nel Canto XXIV dell'Inferno:

 “Tragge Marte vapor di Val di Magra 
ch'è di torbidi nuvoli involuto; 
e con tempesta impetüosa e agra” 

Guarda caso, lui scriveva in una fase climatica più calda e paragonabile a quella odierna!
Beh, sì... durante il Periodo Caldo Medievale, quando, dopo il grande freddo della seconda parte del Primo millennio si erano ricostituite le condizioni calde che avevano agevolato la formazione dell'Impero Romano. 

La visione della Storia umana in funzione del clima è un aspetto che ancora molti storici non considerano o considerano poco ...
Se si guardano bene le fluttuazioni climatiche nella storia, emerge chiaramente che i periodi più caldi sono associati ad alla fioritura di attività economiche, artistiche ed intellettuali, con maggior ricchezza e benessere sociale. In questi periodi aumenta la produzione agricola, si riduce l’estensione delle zone umide e paludose, diminuisce la malaria. Si verificano inoltre rapidi incrementi demografici, aumenta la durata della vita e si riduce il tasso di mortalità infantile. 
Così è andata nel Periodo Caldo Romano e così anche nel Periodo Caldo Medievale che, per l’appunto, coincide con la cosiddetta Rinascita dell’Anno Mille. 

E invece i periodi freddi sono senz’altro molto peggiori per l’esistenza umana!
In queste fasi la popolazione si riduce, aumenta la mortalità, l’economia ristagna o si deprime, crolla la produzione agricola, abbondano le carestie, scoppiano le rivoluzioni, le aree pianeggianti si impaludano e diventano malariche, intere popolazioni sono costrette a migrare verso regioni con clima più sopportabile. E’ successo esattamente così con le invasioni barbariche e il declino dell’Impero Romano, nel periodo freddo Alto Medievale. 
La Piccola Età Glaciale, molto recente, è ricca di testimonianze dei grandissimi problemi e disagi provocati dal clima rigido e piovoso. 
Il fatto di essere adesso in un Periodo Caldo non è quindi affatto un male in linea di principio, però non dobbiamo tirare troppo la corda, accelerando le variazioni climatiche con le nostre attività, e nemmeno abbassare la guardia rispetto ai rischi idrogeologici.... 

 …. le cui caratteristiche mutano al mutare delle condizioni climatiche..  
Vero! il passaggio verso una fase climatica calda, come quello attualmente in corso, infatti ha determinato pure un cambio nella tipologia dei dissesti: oggi per esempio non sono più le grandi alluvioni nei grandi bacini, come il Po, l’Arno e il Tevere, che fanno paura, bensì gli eventi rapidi nei piccoli bacini, che seguono immediatamente le piogge brevi, intense e concentrate: si tratta di eventi che noi geologi chiamiamo piene-lampo (flash floods), valanghe di detrito (debris avalanches), colate di fango (mud flows). Essendo rapidi ed improvvisi il loro preannuncio è quasi impossibile e purtroppo sono molto pericolosi per la vita umana. 

2. L'ITALIA, UN PAESE AD ALTO RISCHIO IDROGEOLOGICO

Già, il primo "flash flood" che ricordo bene è l'evento Versilia del 1996. Poi ricorderei Giampilieri 2009 e le grandi alluvioni dell'autunno scorso con Genova, le Cinque Terre, la Lunigiana e l'Elba. Per arrivare a questo tragico novembre 2012. Questo nuovo "tipo" di disastri è accompagnato da una serie di danni notevoli, di cui l'Uomo è responsabile per la sua... irresponsabilità... Proviamo a elencare le cause antropiche di questi danni? 
L'elenco è piuttosto lungo... 
Le concause antropiche dei disastri si possono dividere in due categorie geografiche: a monte l'abbandono delle montagne e delle fasce collinari, la meccanizzazione dell’attività agricola, il degrado del reticolo idrografico minore, l'insufficiente manutenzione delle opere idrauliche di regimazione causano la riduzione dei tempi di concentrazione delle piene, il che ovviamente favorisce il dissesto. 
A valle, invece c'è stata l’edificazione incontrollata nelle aree a rischio sulle frane, negli impluvi, nelle aree golenali dei fiumi: si è costruito tantissimo nelle zone di pertinenza fluviale e sui versanti instabili e adesso ne paghiamo le logiche conseguenze.
La causa principale del problema è proprio questo drammatico aumento dell’esposizione al rischio.  

Fra le circostanze antropiche aggravanti è stato citato, a sproposito, il disboscamento... 
Sicuro, quella è la classica “leggenda metropolitana”! Il disboscamento non c’entra o c’entra solo in qualche situazione locale: in realtà la nostra copertura boschiva non era mai stata così estesa dall’alto medioevo.

Le zone colpite dagli eventi degli ultimi anni erano conosciute come aree a rischio? 
In un Paese come l’Italia le zone a rischio sono note dalla Storia, dalla Geografia e persino dalla toponomastica dei luoghi. La Lunigiana porta il nome dell’antica città di Luni, scomparsa a seguito anche delle devastazioni causate dalle ricorrenti alluvioni in epoca medievale. La Maremma poi, tutti sanno che era una grande palude continuamente allagata fino alle bonifiche del periodo lorenese e del ventennio fascista. Di frane ed alluvioni è costellata la nostra storia recente:   Agrigento, Ancona, Stava, Val di Pola, Sarno, Versilia, Soverato, Giampilieri, Cinque Terre, Lunigiana, Genova, tanto per fare solo alcuni esempi. In queste e in altre aree geologicamente a rischio abbiamo purtroppo costruito le nostre città, le nostre infrastrutture, le sedi delle nostre attività produttive. 

Poi ci sono delle specificità italiane rispetto alla situazione classica europea...
Questo è un fattore importante da sottolineare: l'Italia dal punto di vista della difesa del suolo in caso di piogge è uno dei Paesi più difficili che si possano immaginare. Frane e alluvioni, per la natura stessa del nostro territorio, rappresentano i processi dominanti nell’evoluzione naturale del paesaggio: siamo circondati da mari piuttosto caldi e abbiamo un rilievo giovane. Quest'ultimo aspetto è importante perchè determina due fattori di rischio molto gravi: le nostre colline sono belle (anzi, inimitabili!) ma spesso composte da materiali che più che rocce litificate sono sedimenti ancora non consolidati e l'idrografia si sviluppa in tanti bacini piccoli piuttostochè in pochi bacini grandi; e bacini idrografici piccoli sono molto più soggetti a piene improvvise, zone nelle quali un “Flash Flood” diventa devastante. 

E a questo si somma una minore condizione di rispetto per l'ambiente, termine che non vuole essere inteso in senso “ambientalista” ma piuttosto in senso “tecnico”. E i due condoni edilizi che abbiamo avuto sono un altro segno della scarsa propensione a tutti i livelli ad un uso corretto del territorio. 
Il principale problema è esattamente questo: in passato sono stati pianificati e realizzati insediamenti abitativi ed industriali in zone a rischio. E non è più possibile a questo punto delocalizzarli tutti. 
Al punto in cui siamo le cose da fare sono tre: prima di tutto non costruire più nulla nelle zone a rischio (sembra ovvio ma si sta continuando a farlo in moltissime Regioni!), poi predisporre piani di protezione civile nelle aree a rischio in cui purtroppo si è già costruito, e infine educare al rischio i cittadini e le amministrazioni. 

Convivere con ragionevole sicurezza con il rischio si può...
Ce lo hanno insegnato il Giappone e la California che hanno livelli di rischio geologico ben superiori al nostro. Si tratta di costruire comunità resilienti, cioè capaci di resistere agli eventi naturali subendo danni minimi; per questo è necessario intervenire sulle ristrutturazioni edilizie, ma anche nella pianificazione del territorio, nella pianificazione di protezione civile ma soprattutto, bisogna insistere nell’educazione al rischio di cittadini e amministratori. Nessun intervento potrà mai funzionare se il rischio non è conosciuto e percepito. Devono essere i cittadini a richiedere sicurezza del territorio alle amministrazioni e a vigilare sul territorio stesso per segnalare abusi e violazioni che possano aggravare le condizioni di rischio. Se tutti sono indifferenti perché non conoscono i problemi, neanche i rischi della propria abitazione, non andremo molto lontano. 
Per altri rischi il nostro Paese si è dato un’organizzazione ed è stata creata consapevolezza, pensiamo per esempio a cosa è stato fatto in Italia per i rischi da incidente sul lavoro e per gli incidenti stradali. 

3. LA CONTRADDIZIONE ITALIANA: ECCELLENZE ACCADEMICHE E TECNOLOGICHE E OPINIONE PUBBLICA NON COSCIENTE DEI RISCHI IDROGEOLOGICI

Come ci si può organizzare per difendere i cittadini e il territorio da un clima apparentemente più aggressivo e da un ambiente geologico sempre più fragile? 
Basterebbe guardare al recente passato. In passato in Italia sono state fatte buone cose, anche se sempre a seguito di disastri maggiori. 
L’Italia è il primo ed unico Paese al mondo che ha mappato le aree a rischio idrogeologico a scala nazionale e che ha posto vincoli stretti all’edificazione in tali aree. 
Le aree a rischio si conoscono, la legge vieta di costruire o ricostruire in tali aree, eppure come hai o detto poco fa vi si costruisce lo stesso. 

E, fatto praticamente sconosciuto all'Opinione Pubblica, in Italia abbiamo delle vere eccellenze nel campo del dissesto idrogeologico! 
Vero, e sono cose poco note In Italia: da un punto di vista della ricerca, abbiamo il miglior sistema di previsione degli effetti al suolo indotti dagli eventi meteorici e un sistema distribuito Stato-Regioni, costantemente operativo, coordinato dal Dipartimento della Protezione Civile che ha regolarmente previsto tutti i recenti eventi 
Inoltre abbiamo i migliori strumenti per il monitoraggio geologico del territorio: possiamo contare su quattro satelliti italiani che misurano le deformazioni del terreno ad altissima precisione e il nostro Piano Straordinario di Telerilevamento è un esempio che altri paesi stanno cercando di imitare. Il tutto non è casuale: la nostra è una fra le migliori comunità scientifiche nel campo della previsione delle frane e delle alluvioni, con una grande tradizione accademica nel campo dell’idraulica e della geologia applicata . 
Tutto questo si è tradotto in una normativa molto sviluppata nel settore della difesa del suolo e della protezione civile, maturata e consolidata negli anni con la stessa cadenza degli eventi disastrosi. Possiamo contare su un’ottima Legge di Difesa del Suolo, un eccellente Servizio Nazionale e Regionale di Protezione Civile, delle buone norme di pianificazione urbanistica e una solida normativa tecnica sulle costruzioni. 

Eppure continuiamo a costruire edifici insicuri nelle zone a rischio. Quindi non è che qualcosa di tutto questo non funziona a dovere? Un paio di anni fa scrissi un post sulla questione dei Piani di Bacino e sulla lentezza da parte delle amministrazioni sulla elaborazione dei Piani di Assetto Idrogeologico. 
E’ vero. Negli ultimi anni la situazione a livello istituzionale sta purtroppo peggiorando e stiamo perdendo molte delle cose buone fatte. Per anni, come abbiamo visto, ci siamo organizzati abbastanza bene, anche se è mancato il cosiddetto “ultimo miglio”, ovvero l’educazione al rischio del Cittadino, a partire dalla Scuola primaria fino all’Università. 
Poi però, in tempi recenti, sono state fatte scelte, o “non scelte”, poco adeguate. La Geologia e le Scienze della Terra stanno sparendo dalle Università italiane, altro che Scuola!!! I Dipartimenti di tali discipline stanno chiudendo progressivamente tutti. Colpa della legge di riforma dell’Università (n. 240/2010 cosiddetta Gelmini) che ha colpito le comunità scientifiche di piccole dimensioni. I piccoli Dipartimenti costano troppo e allora via, cancelliamo un’intera disciplina. 
Fra qualche anno se vorremo dei Geologi dovremo importarli dall’estero. 
La ricerca scientifica e il trasferimento tecnologico nel settore della previsione e della prevenzione del rischio idrogeologico erano finanziati negli anni ottanta e novanta dal CNR con grandi progetti nazionali, negli anni duemila con i Programmi Quadro della Commissione Europea e in particolare con il programma di Monitoraggio Globale per l’Ambiente e la Sicurezza (GMES). 
 Di quest’ultimo non c’è purtroppo più traccia nello schema del nuovo Ottavo Programma Quadro della Commissione Europea: la sicurezza dell’ambiente non è più evidentemente una priorità dell’Europa, non solo dell’Italia, nonostante che le comunità scientifiche nazionale ed europea si collochino ai vertici della produzione scientifica mondiale nel settore. Chissà perché? 

Se poi penso al glorioso Servizio Geologico d’Italia.... 
Tasto dolentissimo.. mi sembra interessante notare che il suo creatore, Quintino Sella, all'epoca non solo era ministro delle finanze, ma era pure lui alle prese con problemi di spending review. Oggi il Servizio Geologico d'Italia non esiste più. Già da alcuni anni è stato accorpato con altri enti, ha perso la sua identità, è diventato APAT e poi ISPRA. Sigle incomprensibili.

La storia di Quintino Sella è quella di una eminenza nel campo delle Scienze della Terra, anche se proveniva dall'Ingegneria e non dalle Scienze Naturali.   Quindi non è un caso che, spending review o no, aveva capito l'importanza di un Servizio Geologico degno di tale nome. Oggi di scienziati in genere, non solo di geologi, in alto nella classe politica non ce ne sono, e i risultati si vedono..
Aldo, come dici te, i risultati sarebbero sotto gli occhi di tutti, ma ce ne accorgiamo in pochi. Per esempio, la Carta Geologica d’Italia non si fa più. E’ un po’ come togliere le mappe stradali agli automobilisti, l’ecografia ai medici, la carta nautica ai naviganti. 
Costavano troppo, la Carta e il Servizio. Meglio tagliare. 
Anche le Autorità di Bacino, istituite con la Legge di Difesa del Suolo n.183/1989, costavano troppo e allora le abbiamo accorpate, in enormi ed improbabili “distretti” estesi dal Tirreno all’Adriatico, facendo venire meno il principio di base della legge, ovvero la pianificazione degli interventi di difesa del suolo alla scala del bacino idrografico.

Restava la Protezione Civile, frutto di un’altra legge illuminata, la n. 225 del 1992. Venti anni fa. Ci siamo abituati negli anni a vedere gli uomini della Protezione Civile immediatamente a seguito di ogni grande emergenza per coordinare forze operative, amministrazioni locali, comunità tecnica e scientifica, organizzazioni di volontariato. Abbiamo toccato con mano l’enorme progresso, anche tecnologico, compiuto dal sistema di Protezione civile, valido esempio di struttura distribuita sul territorio, coordinata fra lo Stato, le Regioni e le Province autonome. 
Però anche questo evidentemente costava troppo. E allora ecco la legge n. 100 del 2012 per ridimensionare gli ambiti di intervento dei poteri straordinari della Protezione Civile. Di regola dopo tre di mesi dall’evento calamitoso tutto deve tornare ad essere gestito con i mezzi e con gli strumenti ordinari - basta con i commissari! - questo è il principio ispiratore. Peccato che di mezzi e strumenti ordinari sia rimasto ben poco per quanto detto sopra. 
Il risultato è che adesso non abbiamo più nemmeno quelli straordinari che, almeno, un grande senso di protezione lo davano. 

Tutto sbagliato tutto da rifare, si potrebbe dire come soleva ripetere un nostro grande concittadino.... Ma qual’è il costo del dissesto idrogeologico e quanto spende lo Stato per la sua mitigazione e per la protezione dei cittadini. A me pare che le risorse stanziate per la sicurezza del territorio siano del tutto insufficienti: costruire un ponte o organizzare una sagra paesana conta più che impiegare risorse per sistemare un versante, anche perché la “gente” si accorgerebbe del problema solo quando – eventualmente – sarebbe franato. Dopo un evento meteorologico importante nessuno va a ringraziare l'Ente locale perchè non pensa che se quel versante non fosse stato messo in sicurezza sarebbe franato … 
E’ proprio vero. Il problema sta proprio nell’assenza di percezione della dimensione del problema e lo scarso impiego di risorse per risolverlo ne è solo la logica conseguenza. Provo a dare alcuni numeri. Si tratta di dati ufficiali presentati da ISPRA, il contenitore in cui è confluito l’ex-Servizio Geologico d’Italia. 
In Italia si verificano in media 7 eventi eventi disastrosi per anno connessi a frane ed alluvioni. Essi producono, in media, danni per circa 3 miliardi di Euro ogni anno (poco meno del 2 per mille del PIL). Considerando i danni indiretti la stima sale a 4-5 miliardi di Euro per anno (poco meno del 3 per mille del PIL). Circa il 10% del territorio è a rischio e più dell’80% dei comuni è interessato da almeno un’area a rischio estremamente alto, dove non dovrebbe essere consentito costruire né ricostruire. 
In media lo Stato spende circa un miliardo all’anno per riparare i danni causati dal dissesto idrogeologico, circa un terzo dei danni effettivamente prodotti. 
Per gli interventi di prevenzione e di difesa del suolo, lo Stato spende in media, secondo i dati del Ministero dell’Ambiente, 400 milioni di Euro all’anno (lo 0,25 per mille del PIL), ovvero un terzo di quanto lo stesso Stato spende in riparazione dei danni, un ottavo dei danni effettivamente provocati, un dodicesimo dei danni totali diretti ed indiretti.

Tali dati fanno pensare, soprattutto se comparati con altre categorie di spesa pubblica, per esempio il 3,3% (per cento non per mille!) del PIL destinato alla Difesa Nazionale e il 3,2% destinato all’Ordine Pubblico e alla sua Sicurezza. 
E’ chiaro: nel settore della sicurezza del cittadino c’è una diversa percezione della dimensione dei problemi anche in termini di risorse. Il rischio idrogeologico pur essendo una minaccia per la sicurezza dei cittadini non viene percepito come tale, se non nei pochi giorni dopo i disastri, per cui i finanziamenti dedicati alla prevenzione sono due ordini di grandezza inferiori rispetto ad altri settori della sicurezza. 
Se lo Stato investisse per la previsione e la prevenzione del rischio idrogeologico anche un solo punto percentuale del PIL, vivremmo sicuramente in un Paese più sicuro e con maggiore benessere sociale.

mercoledì 28 novembre 2012

Incontro su ambiente e salute - giovedì 30 novembre a Firenze

Giovedì prossimo 29 novembre ci sarà a Firenze una giornata di incontro su ambiente e salute. La mattinata sarò dedicata ad un mio intervento sugli effetti che hanno avuto sulla vita del nostro pianeta improvvise variazioni del tenore di  CO2 atmosferico, cioè del rapporto fra emissioni di biossido di Carbonio ed estinzioni di massa.
Nel pomeriggio si svolgerà invece un dibattito a cui parteciperanno Roberto Livi, Lapo Casetti,
Lucia Miligi, Pasquale Tulimiero, Alessandro Martini e Lodovico Basili in cui appunto si parlerà di ambiente in vari aspetti, dalla comunicazione scientifica, all'educazione ambientale, all'etica e, dato che la associazione"Noi con voi" si occupa specificamente di assistenza e supporto per i bambini all'ospedale pediatrico Mayer di Firenze si parlerà anche di tumori infantili


Ringrazio l'Associazione Origine, la Noi rer voi e ovviamente l'associazione Caffèscienza di Firenze.
Sul sito di http://www.caffescienza.it/ è visibile (e scaricabile) la locandina dell'incontro.

Questo è l'abstract del mio intervento

Cambiamenti climatici, prevenzione, scienza e divulgazione, incontro su Ambiente e salute
Firenze, 29 novembre 2012 – Palagio di Parte Guelfa

Le variazioni della quantità di Biossido di Carbonio atmosferico nel passato geologico e le loro conseguenze sulla storia del clima e della vita sulla Terra. Aldo Piombino, associazione Caffè-scienza di Firenze

Nella storia del clima terrestre una componente fondamentale è la quantità di gas – serra, soprattutto CO2 e CH4. L'atmosfera della Terra primitiva, 4 miliardi di anni fa, era dominata dal CO2 come lo sono ancora adesso quelle di Venere e di Marte. Questa situazione ha mantenuto sempre le temperature superficiali sufficientemente elevate per consentire la permanenza di forme di vita, nonostante la radiazione solare proveniente da una stella molto più giovane fosse molto meno intensa di quanto è oggi. Il “sistema – terra” ha iniziato a utilizzare presto questo gas, che oggi è costituente fondamentale di rocce carbonatiche, materia vivente, combustibili fossili ed altro. In quasi 2 miliardi e mezzo di anni la sua concentrazione atmosferica è passata da oltre il 95% di 4 miliardi di anni fa a meno dell'1% all'inizio dell'Era Paleozoica, 540 milioni di anni fa, mentre l'Ossigeno, inesistente nell'atmosfera primitiva, ha raggiunto un livello superiore al 20%.

Negli ultimi 700 milioni di anni ci sono stati momenti in cui la concentrazione di Biossido di Carbonio ha subìto delle improvvise variazioni: drastiche diminuzioni del tenore di CO2 atmosferico sono state accompagnate da vistosi cali delle temperature, mentre gli aumenti improvvisi sono contemporanei a un particolare e violentissimo tipo di magmatismo, quello delle Large Igneous Provinces (LIP), che hanno innescato vari fenomeni, tra i quali aumento dell'acidità e anossia nelle acque oceaniche; sia gli aumenti improvvisi che le diminuzioni hanno innescato un elevato ricambio nelle forme di vita o addirittura delle estinzione di massa.

Oggi con il rilascio di gas – serra l'Umanità sta letteralmente compiendo un esperimento planetario per capire come i gas delle Large Igneous Provinces abbiano provocato i fenomeni che sono alla base delle più importanti estinzioni di massa. Il trend di riscaldamento antropico si accompagna ad una fase naturale di riscaldamento iniziata nei primi decenni del XIX secolo e che prosegua quell'alternanza fra fasi più calde e fasi più fresche instauratasi dopo l'ultimo massimo glaciale di 20.000 anni fa.
Però ancora non è chiaro quanto valga l'apporto antropico rispetto alla parte naturale del riscaldamento globale, da attribuire all'attività solare, molto maggiore rispetto a quella dei secoli della “piccola era glaciale”.

sabato 29 settembre 2012

Le grandi estinzioni di massa della fine del Permiano


La devastazione della fine del Permiano, che proprio per le differenze fra animali e piante prima e dopo è stata utilizzata fin dalla metà del XIX secolo come limite fra l'Era Paleozoica e quella Mesozoica è un punto fermo nella storia della vita sulla Terra: oltre il 70% dei vertebrati terrestri e oltre il 90% delle specie marine sono scomparsi. Quella che si può definire la “madre di tutte le estinzioni” è stata un processo complesso e fino a pochi anni fa di difficile interpretazione. Solo da pochi anni si è iniziato a capire che in realtà gli eventi di estinzione sono stati due, a breve distanza l'uno dall'altro, accompagnati da una serie di modificazioni ambientali e climatiche drastica e molto veloce. Quindi non è stato un processo lungo e più o meno continuo, ma la somma di due eventi diversi distanti circa 8 milioni di anni l'uno dall'altro.

Gli organismi che hanno abitato la Terra durante il Permiano sono stati fra i più sfigati di tutti, tali e tante sono state le modificazioni all'ambiente in questo periodo: i 52 milioni di anni di questo periodo sono stati molto intensi, geologicamente, climaticamente e biologicamente. E soprattutto lo sono stati gli ultimi 10.
Geologicamente si è assistito al ricompattamento dei continenti usciti dalla frantumazione della Rodinia, il supercontinente di inizio Cambriano.  Urali e fasi finali della Catena Ercinica sono le principali caratteristiche tettoniche dell'epoca, oltre all'inzio delle distensioni che formeranno i nuovi margini della Tetide, l'oceano interposto fra Laurasia e Gondwana.
Climaticamente siamo all'eccesso totale: il Permiano inizia durante l'Era Glaciale precedente alla nostra, detta infatti “Glaciazione del Permo – Carbonifero”, anche se il massimo glaciale era ormai passato; in compenso il Periodo finisce con un forte riscaldamento globale che ha distrutto le calotte residue e porterà, all'inizio del Triassico, ad una delle fasi più calde e più secche della storia del pianeta. Biologicamente le estinzioni di fine Permiano coinvolgeranno oltre il 90% delle specie viventi. Al loro cospetto l'estinzione alla fine del Mesozoico, quella che ha coinvolto anche i dinosauri, è stata una piccola vampata di calore.
La cosa ancora più sconvolgente è che le variazioni climatiche e faunistiche sono avvenute molto tardi, solo negli ultimi 10 milioni di anni del periodo. Quindi gli sfigati sono soprattutto gli abitatori della parte superiore del Guadalupiano (il Permiano Medio) e quelli del Lopingiano, il Permiano Superiore. La tabella qui sotto illustra la stratigrafia del Permiano.

Come succederà poi per il limite Cretaceo – Terziario, anche il limite Permiano – Triassico è contraddistinto nei sedimenti marini da un livello di argille scure piene di materia organica. Lo troviamo esposto ad esempio in Europa, Oman, Thailandia, Cina Meridionale, Giappone, Russia asiatica, Nordamerica. Questo è il punto focale per interpretare la questione, come lo è nei mari del Wuchapingiano la sostituzione in molte aree della sedimentazione calcarea con quella silicea (il fenomeno è chiamato PCE Permian Cherts Event, evento a diaspri del Permiano).
Questo evento denota un aumento di acidità delle acque marine per cui non solo il nannoplancton calcareo viveva con difficoltà ma dopo la morte eventuali scheletri e conchiglie calcaree venivano sciolte rapidamente quando scendevano sotto  la Profondità di Compensazione dei Carbonati (la sigla inglese con cui è conosciuto questo livello è CCD). La posizione della CCD dipende molto dalla acidità delle acque: oggi solo le parti più profonde degli oceani sono sotto la CCD, ma nel Wuchapingiano (il Lopingiano inferiore) troviamo la deposizione silicea persino in mari a bassissima profondità. Avere una CCD così superficiale è sintomo chiarissimo di una acidità elevatissima delle acque, a livello globale.

Inoltre l'aumento di temperatura comporta nel Wuchapingiano lo scioglimento di parte se non di tutte le calotte polari. Ovviamente a  questo si sono accompagnati un innalzamento del livello marino e la messa in circolo negli oceani di acque fredde poco salate che probabilmente hanno pesantemente inciso sulla circolazione globale delle correnti marine. La conseguenza è stata una serie di variazioni climatiche importanti, attestate in tutte le serie sedimentarie.

Il Wuchapingiano dura circa 7 milioni di anni. Poi viene il Changhsingiano, il Lopingiano Superiore: dura appena 3 milioni di anni e all'inizio c'è una diminuzione delle temperature, sia perchè si riattivano in parte i processi che “consumano” CO2 (fotosintesi, deposizione di rocce carbonatiche, segregazione in idrocarburi o giacimenti di carbone) sia perchè le correnti marine si riavviano.

Però alla fine del Changhsingiano la situazione ritorna a livelli drammatici: aumentano le temperature, il pianeta si fa più arido, la vita che si stava riprendendo subisce un tracollo che durerà almeno per i primi 5 milioni di anni del Triassico Inferiore.

È ormai accertato che tutto questo macello sia dovuto alla messa in posto di due enormi serie basaltiche, cioè all'attività di due LIP ("Large Igneous Provinces” - grandi province magmatiche). Si tratta di immensi “goccioloni” di roccia liquida che irrompono in superficie e depositano enormi quantità di magmi, per lo più basaltici, in un'area di centinaia di km quadrati in poche centinaia di migliaia di anni.

Le LIP deposte negli oceani hanno sempre provocato grossi guai, a cominciare dalla acidificazione delle acque ad opera delle emissioni di CO2, la conseguenza principale è l'anossia.
Questo processo non è stato di facile comprensione, ma l'associazione fra LIP e sedimenti anossici è regolare. Comincia con una fioritura algale: quando le alghe muoiono e vanno in decomposizione, il processo assorbe ossigeno, ossigeno che è assorbito pure da una popolazione animale cresciuta molto rapidamente perchè le fioriture algali inducono un aumento dello zooplancton che se ne nutre, seguito dall'aumento a cascata delle forme che si nutrono di questi ultimi e via via. Ovviamente l'aumento di esseri bisognosi di respirare provoca a sua volta un altro eccessivo consumo di ossigeno, che pertanto diventa sempre più raro. Pertanto gli animali muoiono soffocari e quando vanno in decomposizione consumano o tentano di consumare l'ossigeno residuo. Dico “tentano di consumare” perchè nei sedimenti deposti in condizioni anossiche l'abbondante materia organica si conserva proprio perchè non si è potuta ossidare per mancanza di ossigeno.

Quindi ad una LIP messasi in posto nei fondi oceanici segue un evento anossico con associato un picco di estinzioni con poche ripercussioni sulle terre emerse, dove invece gli effetti di una LIP che erutta su un continente possono essere (e sono stati) molto pesanti; le immissioni di CO2 provocano un effetto serra e se l'aumento delle temperature è sufficiente si libera anche il metano contenuto negli idrati dei fondi oceanici alle latitudini medio – alte. Questa condizione può non essere vera per la fine del Cretaceo perchè le temperature globali di 65 milioni di anni fa erano veramente molto alte, ma è chiaramente visibile nel PETM, il massimo termico che contraddistingue il passaggio Paleocene – Eocene, in cui il deriva dalla messa in posto di un'altra LIP, la provincia magmatica dell'Atlantico Settentrionale. E lo è stato anche per la fine del Permiano. Inoltre la diffusione in aria di CO2 e degli NOx provoca la formazione di piogge acide c c'è anche una diminuzione della quantità di ossigeno in atmosfera. Da notare che le pur ingenti emissioni di ossidi di zolfo (quelli che provocano ad esempio le diminuzioni di temperatura in corrispondenza delle grandi eruzioni dei vulcani lungo gli archi magmatici) non sono sufficienti a provocare raffreddamento.
La prova che la vita si è quasi fermata è dimostrata dal basso valore del rapporto fra gli isotopi 12 e 13 del carbonio, noto come δ13C. 

Queste osservazioni ci spiegano perchè le LIP eruttate nelle profondità oceaniche hanno fatto meno danni di quelle che hanno eruttato nei continenti.
Oggi è accertato che nel Permiano sia la crisi della fine del Guadalupiano che quella della fine del Lopingiano siano contemporanee a due eventi di LIP. La prima è costituita dai basalti dell'Emeishan, oggi situati tra Cina sudorientale ed Indocina, che si sono depositati essenzialmente in una piattaforma carbonatica a bassa profondità su una delle pochissime aree continentali che non facevano parte della Pangea: la Cina Meridionale si scontrerà con la Cina settentrionale nel Mesozoico.
La seconda invece corrisponde alla più grande LIP conosciuta: i trappi della Siberia, che occupano una area vastissima ad est degli Urali, dal Mare di Barents fino al Kazakhstan.
I basalti dell'Emeishan si sono messi in posto ad una latitudine medio – bassa. Invece quelli siberiani erano ad una latitudine paragonabile a quella odierna; oltre ad esssere particolarmente imponenti e aver quindi di suo immesso enormi quantità di CO2, i trappi della Siberia hanno sciolto anche il permafrost residuo dalle glaciazioni del Permo-Carbonifero (il cui spessore poteva essere di parecchie centinaia di metri), amplificando ulteriormente l'effetto – serra perchè il suolo ghiacciato conteneva grandi quantitativi di CO2 e Metano.

Oggi finalmente quindi si comincia a capire come si è svolta la grande crisi biologica della fine dell'Era Paleozoica.

giovedì 20 settembre 2012

Alla ricerca della vita su altri mondi: perchè per ospitare la vita un pianeta deve essere tettonicamente attivo


La ricerca di un pianeta adatto alla vita è in corso da tanto tempo. Dopo le prime timide scoperte di giganti gassosi molto vicini alla loro stella del 1992, la strumentazione a terra si è affinata e hanno dato una mano significativa satelliti come l'europeo Herschel e l'americano Keplero (quest'ultimo integralmente dedicato all'esplorazione del cielo in funzione della scoperta di esopianeti). Oggi  riusciamo a scoprire pianeti sempre più lontani dalla propria stella e di massa sempre minore. Ovviamente la cosa che si spera è di trovare un pianeta adatto alla vita, che deve avere un'atmosfera, una temperatura compatibile con la presenza di molecole organiche complesse e acqua liquida. Ma su questo punto molti si dimenticano un particolare: per avere acqua liquida occorre la presenza di calore interno al pianeta. Altrimenti l'acqua non rimarrà in superficie ma scomparirà sotto la superficie.


Tutto il mondo scientifico è convinto – e non potrebbe essere altrimenti – che la cosa fondamentale per lo sviluppo della vita, e non solo sulla Terra, sia la presenza di acqua liquida. La ricerca di pianeti in grado di ospitare la vita infatti si era circoscritta a quella fascia intorno ad una stella in cui eventuali pianeti potrebbero ospitare acqua allo stato liquido. In seguito, grazie alle osservazioni su Giove ed il suo sistema di satelliti effettuate dalla sonda Galileo fra il 1995 e il 2003, si è notato che anche in zona più esterna potrebbe essere possibile la vita su satelliti di grossi pianeti gassosi in cui le perturbazioni gravitazionali provocate dal pianeta inducono movimenti mareali che producendo attrito producono calore: questa è la spiegazione per l'intenso vulcanismo su Io e qualcuno ha ipotizzato che possa esistere  la vita in un oceano liquido sotto i ghiacci di Europa.


Inoltre un pianeta per essere adatto alla vita secondo le ipotesi attuali deve avere una struttura ed una massa simile a quella terrestre.  

La Terra corrisponde a tutte le condizioni necessarie per ospitare la vita in quanto ha una grande abbondanza di acqua sulla sua superficie e ce ne ha anche al suo interno, specialmente nella parte alta della crosta. 
Il problema fondamentale però è che l'acqua è un liquido ed i liquidi hanno il “vizio” di scendere sempre più in giù.

Per questo esistono le falde acquifere: l'acqua dalla superficie entra nei pori dei sedimenti, cioè negli spazi che rimangono fra un grano e l'altro; questo cammino è tanto più facile quanto la grana del sedimento è grossa: le argille, che hanno una grana finissima, sono impermeabili e, al contrario, sedimenti a grana grossa come le ghiaie sono estremamente permeabili.
Inoltre ovunque ci sono delle fratture l'acqua tende a penetrare nel terreno, sia sul fondo marino che sulle terre emerse. Questo fenomeno è massimo lungo le dorsali medio-oceaniche, dove si producono grandi fratture
C'è poi un terzo modo per portare acqua in profondità, in questo caso molto in profondità: nelle zone di scontro fra zolle, una delle due, specialmente se di crosta oceanica, scende nel mantello terrestre, trascinandosi l'acqua che vi si trova dentro. l'aumento della pressione nella zolla che subduce provoca l'espulsione dell'acqua, sia in maniera meccanica per quella libera, sia per cambiamenti nella mineralogia delle rocce, in cui minerali idrati si trasformano in minerali anidri. Ne risulta una migrazione del liquido nel mantello sovrastante, dove questa acqua svolge un ruolo fondamentale nella genesi del magmatismo di arco delle zone orogeniche: la sua presenza abbassa la temperatura di fusione delle rocce, che spesso per questo subiscono una fusione parziale generando magmi "orogenici" come quelli giapponesi, indonesiani e, nel caso italiano, quelli delle isole Eolie. L'acqua accompagna la risalita dei magmi e quindi risale anch'essa verso la superficie: di fatto il vapore acqueo compone la stragrande maggioranza dei gas che escono in atmosfera grazie all'attività vulcanica.
Vediamo il tutto in un disegno tratto da Rupke et al.: Serpentine and the subduction zone water cycle, pubblicato nel 2004 sulla rivista Earth and Planetary Science Letters

Teoricamente, allora, l'interno della Terra dovrebbe essere pieno di acqua e di conseguenza il livello dei mari dovrebbe essere diminuito drasticamente dall'inizio della storia della Terra ad oggi. Invece non è così. 

Perchè? Perchè l'interno della Terra è caldo. Come si vede da questo grafico la Terra ha un forte gradiente termico per cui – detta in maniera semplice e schematica – l'acqua scendendo in profondità a poco a poco si riscalda, fino a quando dalla fase liquida passa alla fase gassosa e quindi tende a risalire nuovamente verso la superficie.

Marte è proprio l'esempio di un corpo freddo in cui la maggior parte dell'acqua superficiale, cessata la fase in cui il pianeta era sufficientemente caldo per farla risalire, è letteralmente “affondata” nella crosta senza poter risalire in superficie. Non è quindi un caso che gli strumenti a bordo di satelliti in orbita intorno al Pianeta rosso abbiano rilevato ingenti quantitativi di acqua all'interno del pianeta. Venere al contrario è troppo caldo, non vi può esistere acqua liquida e per una serie di motivi alcuni ricercatori ipotizzano che proprio la mancanza di acqua liquida sia la causa della bassa attività tettonica di questo pianeta gemello della Terra.

È quindi interessante notare come la presenza di acqua liquida sulla superficie terrestre sia legata alla presenza di calore interno del pianeta. E siccome terremoti e vulcani hanno come loro origine il calore terrestre, si può dire che se non ci fossero vulcani e terremoti non ci sarebbero le condizioni necessarie per la vita. 
Ne consegue una corrispondenza biunivoca molto interessante fra queste due caratteristiche: il momento che scopriremo un esopianeta sulla cui superficie c'è acqua liquida saremmo anche sicuri che sia un pianeta tettonicamente attivo.