una scoperta epocale: uno pterosauro erbivoro che costringe a rivalutare l’ecologia di un intero gruppo di rettili volanti

Le faune di Jehol, in Cina, continuano a stupire. La scoperta del giorno è uno pterosauro appartentente al clade dei tapejaridi, forse arboricoli. La dieta di questo gruppo è sempre stata molto dibattuta anche perché il loro apparato boccale, strordinariamente simile a quella dei pappagalli, ha fatto balenare a qualcuno l’idea che questi pterosauri fossero erbivori. Ma per molti studiosi gli pterosauri erano esclusivamente carnivori o piscivori. È appena uscito un articolo in cui esaminando lo stomaco di uno dei tanti fossili di Jehol, appunto un tapejaride sono state trovate tracce evidenti di una alimentazione a base di vegetali “duri”. Questo potrebbe portare a rivalutare lo stile alimentare non solo degli altri tapejaridi, ma anche di altri pterosauri.

GLI PTEROSAURI, UN CLADE ICONICO. Non c’è alcun dubbio sul fatto che i rettili volanti mesozoici siano radicati nell’immaginario popolare e per questo sono spesso ritratti in libri e film. Includono i più grandi animali volanti mai conosciuti in una storia evolutiva durata più di 150 milioni di anni, tra il Triassico superiore e la fine del Cretaceo. Sono stati non solo i primi, ma anche i più grandi vertebrati ad aver sviluppato il volo a motore, ma rappresentano anche l'unico grande gruppo di vertebrati volanti attivi che si è estinto. Nel Mesozoico vivevano anche diversi mammiferi non placentati volatori come Volaticotherium antiquum (Meng et al, 2006), i quali però non risultano essere mai andati oltre alla fase del volo planato.

Come ho fatto notare in questo post dopo un lungo periodo in cui l'origine di questo clade è stata molto dibattuta, le ultime ricerche hanno confermato la stretta parentela fra rettili volanti, dinosauri e un terzo gruppo di arcosauri triassici, i Lagerpetidi, classici esempi di arcosauri bipedi (Baron, 2021).

Gli pterosauri, fra i quali sono ovviamente compresi anche pteranodonti e pterodattili, sono stati i protagonisti di una delle principali radiazioni evolutive negli ecosistemi terrestri dell'era mesozoica, occupando nicchie ecologiche in cui erano importanti sia il volo che la camminata (quadrupede, anche se a qualcuno pare strano!!). Questo duplice adattamento ha portato a una vasta gamma di strategie di alimentazione, tra cui lo sviluppo di denti aghiformi per alimentarsi filtrando l’acqua, o musi dotati di un becco analogamente agli uccelli moderni.

CARNIVORI CHE DIVENTANO ERBIVORI. Non è infrequente il passaggio di alcuni gruppi di vertebrati carnivori ad una alimentazione vegetale, per esempio passando da una fase intermedia insettivora. All’inizio di Scienzeedintorni mi sono occupato della storia delle lucertole di Pod Mrcaru, un’isola della Dalmazia in cui prima dello scoppio della guerra della Jugoslavia fu introdotta una piccola popolazione della classica lucertola italiana Podarcis siculus. Quando dopo i duri anni della guerra i ricercatori tornarono nell’isola, vi trovarono delle lucertole molto diverse e solo le analisi genetiche dimostrarono che erano le discendenti di quelle introdotte pochi anni prima perchè da insetttivore diventarono erbivore in pochissime generazioni sviluppando delle caratteristiche dell’apparato boccale e digerente completamente nuove. 

Nei mammiferi carnivori basta pensare alla dieta molto variegata degli orsi, fino ad arrivare a specie totalmente erbivore come il panda. Addirittura ci sono specie dalla dieta rigidamente vegetale anche fra i dinosauri teropodi: mi risulta che il primo di questi animali ad essere stato riconosciuto come tale sia stato Chilesaurus diegosuarezi (Novas et al, 2025), un tetanuro della fine del Giurassico. I tetanuri comprendono anche i successivi celurosauri, quindi anche tirannosauri, dinosauri aviani e – di conseguenza - gli uccelli. Insomma, c’erano dei panda anche nei dinosauri teropodi, specialmente in quelli aviani, fra i quali una dieta vegetariana è stata spesso riconosciuta. Aggiungo che proprio in questi ultimi giorni Funston et al (2026) hanno descritto Infernogallus jamesi, un celurosauro oviraptoride del Cretaceo superiore il quale, anzichè nutrirsi di carne, era – diciamo così – neanche vegano, ma addirittura fruttariano (una interessante ricaduta della espansione delle angiosperme).

LA DIETA DEGLI PTEROSAURI. Venendo a questi arcosauri, la nozione comunemente accettata è stato sempre quella secondo la quale gli pterosauri si nutrissero di prede animali, dai rettili ai pesci, fino agli insetti. I cinque casi finora noti di contenuti gastrici nei fossili di pterosauro confermano tale visione: tutti appartengono al genere Rhamphorhynchus (Giurassico superiore) e attestano un'alimentazione a base di pesce. Naturalmente si tratta di un campione estremamente limitato, per di più in un gruppo, i rhamphorinchidi, nel quale la forma dei denti lasciava pochi dubbi su cosa mangiassero. Tuttavia, alcuni ricercatori avevano ipotizzato – basandosi su caratteristiche anatomiche come la forma e le dimensioni del becco – che certe specie potessero nutrirsi di vegetali (Bestwick et al, 2018). Ad esempio, degli pterosauri privi di denti, i tapejaridi, possedevano becchi simili a quelli dei pappagalli apparentemente adatti a triturare frutti, noci e semi. Ma tali indizi indiretti non erano stati sufficienti a convincere la maggior parte degli studiosi e sempre Bestwick et al (2018) segnalano una vasta gamma di ipotesi avanzate nel tempo sulla dieta di questi pterosauri, in pratica tutto e il contrario di tutto: erbivori/frugivori, durofagi, carnivori, piscivori e insettivori.

l'esemplare  studiato di Sinopterus atavismus

LA NUOVA SCOPERTA: LO STOMACO DI UN  SINOPTERUS ATAVISMUS. Il nuovo studio è incentrato su Sinopterus atavismus, uno pterosauro che, appunto, appartiene ai tapejaridi. Si tratta di una specie che in età adulta poteva raggiungere un'apertura alare compresa tra i 2 e i 4 metri. Questo esemplare è un giovane con un'apertura alare di 1,5 metri, descritto per la prima volta da Zhang et al (2019).

La specie proviene dal biota di Jehol, nel nord-est della Cina, un'area celebre per i suoi fossili eccezionalmente ben conservati (ne ho parlato qui). Jehol si può definire una Pompei del Cretaceo (scusatemi se anche io commetto l’abuso di pompeizzare le cose…). Tra 133 e 120 milioni di anni fa (quindi Hauteriviano e Barremiano, parte media del Cretaceo inferiore) la regione era costellata di laghi tranquilli e zone umide, periodicamente ricoperti dalla cenere emessa dalla forte attività vulcanica connessa alla formazione dell’ orogene di Dabie, conseguenza dello scontro fra Cina settentrionale e Cina meridionale. A più riprese ceneri vulcaniche hanno ricoperto il fondo di alcuni laghi, intrappolando sul fondo gli animali che vi vivevano e le carcasse di altri animali che vi erano finite per i più vari motivi.

In particolare il sigillamento in un ambiente privo di ossigeno dentro un sedimento finissimo ci ha fornito 3 orizzonti stratigrafici nei quali è conservata una incredibile moltitudine di reperti completi o quasi di insetti, invertebrati acquatici, pesci, anfibi, tartarughe, coristoderi, lucertole, dinosauri, uccelli e mammiferi, oltre a piante di ogni genere. A causa di queste caratteristiche del sedimento, i fossili rinvenuti in quest'area conservano talvolta non solo le ossa, ma anche tracce di colore, tessuti molli o il contenuto dello stomaco. Un autentico bengodi della paleontologia e soprattutto una finestra abbastanza precisa sulla vita di quella regione a quel tempo.

L'esemplare di Sinopterus atavismus in questione presenta, come spesso succede a Jehol, uno stomaco chiaramente distinguibile, contenente quelli che sembravano residui alimentari. Per analizzare il reperto con maggiore dettaglio Jiang et al (2026) hanno utilizzato una serie di radiografie ad alta risoluzione effettuate da diverse angolazioni. Lo stomaco conteneva due tipi di minerali mai osservati prima nei fossili di pterosauri:

• in alto numerosi cristalli di quarzo, presenti soprattutto nel ventriglio, parte dello stomaco degli arcosauri (quindi dinosauri, uccelli e coccodrilli) fornita di potenti muscoli in grado di triturare cibi durissimi che avevano anche i dinosauri
• in basso centinaia di fitoliti, piccoli depositi minerali che si formano tra le cellule vegetali in crescita.

Entrambi gli elementi suggeriscono con forza un'alimentazione di tipo erbivoro perché:

• il quarzo si trova spesso nei gastroliti, le pietre che molti animali moderni – come uccelli e rettili – accumulano nel ventriglio o nello stomaco per facilitare la triturazione di alimenti duri, come i vegetali.
• i fitoliti sono tipici degli stomaci degli animali erbivori

La presenza nello stomaco dello pterosauro di quarzo e fitoliti non può che fornire prove dirette del suo stile di alimentazione erbivoro. Quindi è probabile che la somiglianza fra i becchi dei tapejaridi e quelli dei pappagalli rifletta preferenze alimentari simili, rappresenti un classico caso di evoluzione convergente.

In genere è difficile ricondurre i fitoliti a piante specifiche, ma a Jehol, dato lo stato di conservazione si può: quelli rinvenuti nello stomaco di Sinopterus atavismus sembrano provenire principalmente da piante legnose, con una minoranza riconducibile a piante da fiore o conifere.

Questa scoperta, avendo sdoganato un comportamento erbivoro in uno pterosauro, potrebbe forse portare a rivalutare l’alimentazione di altri esponenti di questo affascinante clade.

BIBLIOGRAFIA

Baron (2021). The origin of Pterosaurs. Earth-Science Reviews 221-103777

Bestwick et al (2018). Pterosaur dietary hypotheses: a review of ideas and approaches. Biol Rev 2018;93:2021–48

Funston et al (2026). Fruit-eating adaptations in a Late Cretaceous oviraptorosaur (Theropoda). Nature communication in press

Meng et al (2006). A Mesozoic gliding mammal from northeastern China. Nature 444, 889–893

Novas et al (2015). An enigmatic plant-eating theropod from the Late Jurassic period of Chile. Nature 522, 321-324

Zhang et al. (2019). New material of Sinopterus (Pterosauria, Tapejaridae) from the Early Cretaceous Jehol Biota of China. An Acad Bras Cienc 2019;91:e20180756

le due grandi masse "anomale" alla base del mantello, la loro influenza sulla tettonica globale e le ipotesi sulla loro origine, fra cui quella extraterrestre

Nelle varie immagini che vediamo su libri e articoli la Terra è rappresenta in genere “a cipolla”, con tre semplici strati (crosta, mantello e nucleo). In realtà la situazione è più complessa, come ha dimostrato la
tomografia sismica, una tecnica che usa le onde sismiche per fare – diciamo così – una TAC della Terra: con questa tecnica è stato rivelato un mondo interno molto più complesso e affascinante: oltre a diverse variazioni in tutto il suo spessore, la parte più profonda del mantello terrestre ospita due vaste province caratterizzate da aree con velocità estremamente ridotte delle onde sismiche e che sembrano presentare delle firme geochimiche distinte rispetto al mantello circostante, note con l’acronimo di LLSVP (Large Low Shear Velocity Provinces). Centrate una sotto l’Africa e l’altra sotto il Pacifico, potrebbero aver svolto un ruolo molto importante nella storia tettonica del nostro pianeta, in quanto i loro limiti appaiono correlati con le Large Igneous Provinces e con gli eventi che hanno portato alla rottura e separazione di masse continentali. Tuttavia, la loro origine rimane un enigma. Al momento ci sono alcune soluzioni possibili delle quali due puramente terrestri; di recente ne è stata avanzata una terza molto affascinante, secondo la quale le LLSVP sarebbero correlate con l’impatto che avrebbe provocato la formazione della Luna.

LE LLSVP, DUE ZONE PARTICOLARI ALLA BASE DEL MANTELLO. Le immagini sismiche dell'interno della Terra hanno rivelato due anomalie di dimensioni colossali alla base del mantello terrestre, caratterizzate da basse velocità sismiche, note per questo come Large Low-Velocity Provinces (LLVP) o – meglio - LLSVP (Large Low Shear Velocity Provinces – province a bassa velocità delle onde di taglio). 

Si trovano la prima sotto l'Africa e la seconda sotto l’Oceano Pacifico e sono state battezzate con degli acronimi (per questo sono indicati in maiuscolo) che ricordano due illustri scienziati, fra i teorizzatori della tettonica a placche: quella sotto l’Africa è soprannominata TUZO, in onore di John Tuzo Wilson (1908 – 1993) e la seconda JASON, in onore di Jason Morgan (1995-2023). Le vediamo nell'immagine tratta da Niu (2018).

La sigla LLSVP denota la loro caratteristica tomografica principale e cioè la bassa velocità delle onde S, le onde di taglio (Garnero et al., 2016).

Queste due masse, grandi quanto continenti, si trovano appena sopra il nucleo terrestre e sulla base di dati sismici, geochimici e di fisica dei minerali, sta emergendo l'idea che si tratti di due “oggetti” ben distinti rispetto al mantello circostante, in particolare più densi. Inoltre ci sono importanti indicazioni sul fatto che siano rimasti stabili nel tempo e nello spazio.

Per Garnero et al. (2016), nonostante la stabilità spaziale e temporale, la composizione delle LLSVP viene modificata nel tempo da processi di rimescolamento e reazioni chimiche con il materiale del mantello circostante, del nucleo sottostante e, potenzialmente, con elementi volatili trasportati nelle profondità terrestri dalle placche in subduzione.

LLSVP, GEODINAMICA E GEOCHIMICA. La geodinamica suggerisce che le LLSVP non siano masse passive, ma elementi chiave che influenzano le dinamiche del pianeta perché esistono due coincidenze spaziali:

• le principali zone di subduzione, come la Cintura di fuoco del Pacifico, sembrano essere delimitate dai flussi discendenti ai margini esterni di queste strutture (come se fossero il "cimitero" delle placche tettoniche)
• c’è un collegamento spazio-temporale fra i margini delle LLSVP, i punti caldo (Hotspot), le Large Igneous Provinces e i processi che hanno portato alla fratturazione dei continenti e alla successiva apertura di un oceano
• molte lave di hotspot, quelle appartenenti alle serie dei basalti delle isole oceaniche (OIB) che incorporano materiali provenienti dalle LLSVP contengono componenti dal chimismo tipico dei materiali di origine nebulare e mostrano rapporti isotopici simili a quelli dei basalti dei mari lunari. 

LARGE IGNEOUS PROVINCES E LLSVP. Merita un approfondimento la coincidenza significativa sul rapporto fra queste masse profonde, i pennacchi del mantello (mantle plumes) che risalgono dai loro margini e le Large Igneous Provinces (LIP). Un esempio classico è l'hotspot delle Hawaii, che coincide in modo spettacolare con il margine settentrionale della LLSVP del Pacifico.

Ho parlato spesso delle Large Igneous Provinces: si tratta di quantità enormi di magmi basaltici e materiali associati (centinaia di migliaia se non milioni di km cubi di magma) che si mettono in posto in poche decine di migliaia di anni e che hanno svolto un ruolo mica da ridere anche sull’evoluzione della vita, essendoci una chiara correlazione con le estinzioni di massa.

Le due LLSVP sono anche note come African Swell e Pacific Swell: il termine swell (letteralmente: rigonfiamento) focalizza in modo particolare questa coincidenza (ma sarà davvero una coincidenza o è una conseguenza della loro presenza?): è evidente il fatto che quando si sono messe in posto la maggior parte delle Large Igneous Provinces e delle kimberliti, i mantle plume da cui si sono originate si trovavano ai margini delle LLSVP (Thorsvik et al, 2007). 

Plumes, Kimberliti e LIP possono essere considerate le prime fasi di un processo che – se non si interrompe – porta alla rottura di una massa continentale e alla formazione di un nuovo oceano fra i due blocchi: 

1. nel primo stadio da un plumes risalgono le Kimberliti
2. aumentando il quantitativo di magmi disponibili si mette in posto una LIP
3. poi si separano i due blocchi 
4. alla fine si apre l’oceano.

Questo è particolarmente evidente se consideriamo la storia del supercontinente esistente a cavallo la fine del Neoproterozoico e l’inizio del Paleozoico tra 600 e 500 milioni di anni fa, normalmente indicato come Gondwana.

Annoto di nuovo come questa denominazione non mi piaccia perché, come ho già scritto svariate volte (per esempio qui) possa trarre in inganno in quanto è molto comune (e logico) pensare al Gondwana come il continente Permo – Triassico formato da Sud America, Afro-Arabia, Madagascar, India, Australia e Antartide. Invece il Gondwana di 500 milioni di anni fa comprendeva quasi tutte le terre emerse (a parte Siberia e Baltica). Per questo concorderei con Powell e Dalziel che lo hanno indicato come “Pannotia”, evitando così una certa confusione fra la sua configurazione cambriana e quella permiana. Come succede sempre un supercontinente tende ad iniziare al sua frammentazione ancora prima di quando finisca la sua agglomerazione (Santosh et al, 2009) e in pratica la tettonica degli ultimi 500 milioni di anni si potrebbe riassumere così: una perdita di pezzi da parte del supercontinente meridionale (Gondwana o Pannotia, come volete...) che a poco a poco si stanno riagglomerando in un continente settentrionale (a parte l’Antartide).

Insomma, da quando si è aggregata, Pannotia ha cominciato a perdere pezzi, in genere subito dopo la messa in posto di Large Igneous Provinces (ad esempio la separazione con i terreni cimmerici, quelli che tra Turchia, Iran e Himalaya formavano prima dell’arrivo dell’India tutto il margine SW dell’Asia). Ma la cosa più evidente del rapporto fra LLSVP, LIP e frattura dei continenti è il Gondwana del Mesozoico: dopo centinaia di milioni di anni in cui era tutto tranquillo, appena i movimenti delle pacche portano il Gondwana dalle alte latitudini meridionali sopra TUZO la LLSVP oggi sotto l’Africa. Il continente si disintegra praticamente all’improvviso in un tripudio di Large Igneous Provinces e, direi non casualmente, la prima parte a rompersi è stata quella settentrionale dove si erano appena scontrate Euroamerica e Gondwana settentrionale… (ne ho parlato qui).

LE POSSIBILI SPIEGAZIONI SU ORIGINE E COMPOSIZIONE DELLE LLSVP. Per decenni le LLSVP hanno sfidato le spiegazioni più semplici sulla formazione del pianeta e fino ad oggi le ipotesi sulla loro origine si sono mosse su due filoni distinti, come si vede dalla figura qui sopra:

a. residui della differenziazione primordiale della Terra (Labrisse et al., 2007)

b. accumuli di crosta oceanica in subduzione (Christensen et al., 1994)

a. segregazione di crosta oceanica durante la convezione del mantello. È una idea che è stata sviluppata da Christensen e Hofmann (1994), ma che è stata ripresa successivamente, per esempio anche dal già citato ha recentemente adottato anche Niu (2018). Quando la crosta oceanica subduce in profondità, subisce delle trasformazioni in associazioni minerali dense che per gravità possono arrivare fino alla base del mantello, dove, rimanendo riescono a sviluppare una particolare firma isotopica prima di essere coinvolti nella risalita di plumes del mantello. Secondo gli Autori è questo che consente quella firma geochimica particolare di molti basalti delle isole oceaniche. 

Dal mio punto di vista questa soluzione da un lato può spiegare bene la maggiore densità delle LLSVP, ma la trovo debole da altri due punti di vista:

• la strana composizione isotopica dei basalti delle isole oceaniche ad esse associati
• questa ipotesi necessita di una tettonica a placche continua da oltre 3,5 miliardi di anni, cosa che oggi è fortemente in dubbio (ne ho parlato qui)

b. differenziazione di un oceano di magma basale formatosi precocemente. Anche in questo caso dopo la prima formulazione ci sono state altre ricerche ispirate a questa ipotesi. Ad esempio Deng et al (2025) hanno utilizzato modelli termodinamici e geodinamici combinati per studiare la cristallizzazione della parte basale dell’oceano di magma primordiale, continuamente contaminata da ossidi provenienti dal nucleo.

La ​​modellazione ha dimostrato che:

• il mantello derivante dalla solidificazione di tale oceano di magma contaminato può portare alla formazione di strutture nel mantello profondo coerenti con le grandi province a bassa velocità (LLSVP).
• questi materiali risalgono come plumes nella parte solida sottostante all’oceano di magma, nel quale si possono diffondere
• la parte basale dell'oceano di magma contaminata eredita così dal nucleo le composizioni isotopiche di silicio, tungsteno ed elio e mostra arricchimenti in elementi in tracce

Questa soluzione giustifica molto bene la firma geochimica sorprendente di quei basalti delle isole oceaniche (OIB) e la trovo ben più convincente della precedente.

LE LLSV COME RESTI DI THEIA, IL PLANETESIMO CHE HA IMPATTATO SULLA TERRA CON LA SUCCESSIVA FORMAZIONE DELLA LUNA. La strana firma geochimica dei basalti delle isole oceaniche OIB suggerirebbe, in modo un po' intrigante, che le LLSVP conservino volatili provenienti dalla nebulosa primordiale dalla quale si è formato il Sistema Solare. Il problema è che la presenza di tali volatili non è facilmente spiegabile attraverso la successiva differenziazione terrestre avvenuta dopo la formazione della Luna. 

Qualche anno fa è stata avanzata una sorprendente soluzione. Attualmente è “ampiamente accettata” l’ipotesi secondo la quale la Luna si sia formata in seguito a un cataclisma violento: 4,5 miliardi di anni fa, un protopianeta chiamato Theia si scontrò con la giovane Terra. Una parte dei detriti dell’impatto si sono addensati formando la Luna, ma se non tutta Theia si è volatilizzata nell’impatto vuol dire che qualcosa è rimasto attualmente dentro la Terra.

Yuan et al. (2023) partono da modelli secondo i quali, sulla base del maggiore contenuto di FeO osservato nella Luna il mantello di Theia sarebbe stato intrinsecamente più denso del 2,0–3,5% rispetto al mantello della proto-Terra. Se una frazione di materiale del mantello di Theia fosse penetrata nel mantello terrestre post-impatto, questo materiale, in gran parte fuso, potrebbe essersi successivamente solidificato e inabissato fino alla porzione più profonda del mantello terrestre semplicemente proprio per la sua maggiore densità. Quindi gli Autori suggeriscono che queste gigantesche anomalie siano in realtà resti intatti del mantello di Theia, ricco di ferro, sprofondati dopo l'impatto e sopravvissuti fino a oggi.

Yuan et al (2023): come si sono formate le LLSVP secondo l'ipotesi extraterrestre

Questa idea è molto suggestiva, ed ha il vantaggio di spiegare abbastanza facilmente le caratteristiche particolari delle LLSVP, sia geofisiche che geochimiche.

Nel caso che Yuan et al (2023) avessero ragione, a causa delle evidenti relazioni fra LLSVP e Large Igneous Provinces, si dovrebbe concludere che l’impatto di Theia continui ad avere conseguenze sulla tettonica terrestre dopo 4 miliardi e mezzo di anni. Anzi, senza l’impatto la superficie terrestre e la distribuzione delle masse continentali sarebbe estremamente diversa da quella che vediamo oggi. E anche l’evoluzione della vita sul nostro pianeta

BIBLIOGRAFIA

Christensen e Hofmann (1994). Segregation of subducted oceanic crust in the convecting mantle J. of Geoph.Res. 99, B10, 19867-19884

Deng et al (2025). Deep mantle heterogeneities formed through a basal magma ocean contaminated by core exsolution. Nature Geoscience 18/10, 1056–1062

Garnero et al (2016). Continent-sized anomalous zones with low seismic velocity at the base of Earth’s mantle. Nature. Geoscience. 9, 481–489

Liu (2018). Origin of the LLSVPs at the base of the mantle is a consequence of plate

tectonics e A petrological and geochemical perspective. Geoscience Frontiers 9 (2018) 1265e1278

Niu (2018). Origin of the LLSVPs at the base of the mantle is a consequence of plate

tectonics – A petrological and geochemical perspective. Geoscience Frontiers 9, 1265e1278

Powell et al (1995). Did Pannotia, the latest Neoproterozoic southern supercontinent, really exist? Eos (Transactions, American Geophysical Union), Fall Meeting,76,46, p.172


Santosh et al (2009). The making and breaking of supercontinents: Some speculations based on superplumes, super downwelling and the role of tectosphere. Gondwana Research 15 (2009) 324–341

Torsvik et al. (2007). Long term stability in deep mantle structure: Evidence from the ~300 Ma Skagerrak-Centered Large Igneous Province. Earth and Planetary Science Letters 267 (2008) 444 – 452

Yuan et al (2023). Moon-forming impactor as a source of Earth’s basal mantle anomalies. Nature 623, 95–99

Panama e il terremoto M 7.7 del 9 ottobre 2026 nella penisola di Azuero

Il meccanismo focale del terremoto M 7. 7 della penisola di Azuero testimonia che il sisma si è prodotto lungo una faglia trascorrente. Delle due soluzioni possibili sull’orientazione della struttura WNW-ESE e NNE-SSW, gli epicentri delle repliche evidenzino una faglia in direzione WNW - ESE. La candidata ideale è quindi la faglia Azuero-Sona. Si tratta di un lineamento importante, evidente persino in carte a grande scala, talmente evidente da essere stata individuata utilizzando le immagini satellitari già negli ann ‘90, già rconosciuto attivo e capace di provocare terremoti come questo, ma sostanzialmente priva di sismicità stoica accertata.Per chi si interessa di terremoti un evento lungo una faglia trascorrente di quella portata evoca brutti fantasmi anche molto recenti: Turchia 2023, Myanmar 2025 e pochi mesi fa Venezuela, per non ricordare il disastro di Haiti del 2010. E il PAGER di USGS era estremamente preoccupante. In realtà il bilancio potrebbe essere molto meno negativo del paventato, perché, anche se probabilmente il quadro non è definitivo (immagino che le numerose interruzioni nelle vie di comunicazione rendano complesso raggiungere gli abitati più isolati). Insomma, la situazione pare essere simile a quella del recente terremoto M7.3 a largo del Chapas: anche lì le conseguenze sono state minori rispetto a quanto avrebbe potuto essere.

GEOTETTONICA DEL PANAMA. L’istmo di Panama è una delle zone più iconiche esistenti al mondo dal punto di vista biogeografico: le due Americhe erano separate fino a 2,7 milioni di anni fa, quando però a causa della convergenza fra le placca Caraibica e Sudamericana da un lato e quelle delle Cocos e di Nazca dall’altro, il sollevamento dell’area panamense ne ha provocato l’emersione, collegando le due Americhe. Dal punto di vista biotico questo ha provocato da un lato la separazione delle faune del Pacifico da quelle dei Caraibi e dell’Atlantico e dall’altro nel nuovo ponte continentale il grande interscambio americano: le due Americhe si sono scambiatele faune, con esiti decisamente tragici per quelle sudamericane, che sono state quasi del tutto soppiantate dai più performanti placentati nordamericani: l'America Meridionale ha vissuto isolata da quando si è separata dall'Africa e vi si era sviluppato dalla fine del Cretaceo un bioma autoctono al quale si sono integrati successivamente caviomorfi e scimmie platirrine, arrivati sul continente in maniera ancora non chiara una quarantina di milioni di anni fa.
Gli ungulati sudamericani, lontani parenti dei perissodattili (cavalli e rinoceronti) hanno condiviso il continente con altre forme tipiche, fra cui i placentati xenarthri e con una serie di predatori, che erano principalmente uccelli carnivori o mammiferi marsupiali. Oltre ai classici depositi fluviolacustri, le tante eruzioni esplosive dei vulcani andini hanno consentito la fossilizzazione alla base di depositi tufacei, per cui esiste una documentazione fossile di queste faune al punto tale che sono stati istituiti oltre 250 generi di questi mammiferi, il che ci dà un'idea della loro biodiversità.
In senso contraro, pochi animali originari del Sudamerica sono sopravvissuti nel continente e sono pochi quelli che si sono spostati nel Nordamerica, fra i quali opossum, scimmie, coccodrilliformi e l’iconico ed estinto Titanis wallneri, un uccello carinivoro feroce parente delle gru, alto fino a 2 metri e mezzo.

                                  epicentri dei terremoti a Panama negli ultimi 30 anni confrontati
                                   in basso con quello del 9 ottobre 2026 e delle sue repliche 

Veniamo alla geotettonica, ben visibile nella carta ricavata da Rockwell et al (2010). Panama è più o meno orientato in direzione Est – ovest. Le parti centrale e orientale del Paese possono essere considerate insieme una microplacca a se stante (la microplacca di Panama) compressa tra la Placca Caraibica (da cui si è differenziata nel corso della storia) a nord e quelle delle Cocos e di Nazca a sud. La sismicità è controllata principalmente dal Punto Triplo di Panama (PTJ), dove le placche di Cocos e Nazca che convergono appunto con essa sono separate fra loro da quella che viene chiamata zona di frattura di Panama, ma che in realtà è un limite di placca trasforme e quindi un termine più esatto sarebbe faglia di Panama.

Inoltre, tanto per complicare la situazione, la regione rappresenta un classico esempio di limiti di placca costituti da ampie zone di deformazione diffusa, anziché da fasce strette e ben definite.

Per questo, intorno alla Microplacca di Panama troviamo:

• a nord la fascia di deformazione del Panama settentrionale (NPDB) dove la placca caraibica si immerge sotto quella panamense. Ci sono diverse indicazioni in base alle quali questa fascia in deformazione si sta evolvendo in una vera zona di subduzione (Wagner et al, 2025)
• a sud la fascia di deformazone di Panama Meridionale (SPDB), che assorbe l'interazione al confine tra la Placca di Nazca e la Microplacca di Panama; è una interazione complessa e presenta una forte componente trascorrente, per poi raccordarsi con il sistema di subduzione che si estende lungo il margine pacifico del Sud America. Più a largo della zona di deformazione c’è una zona di subduzione fossile.

Quindi al loro interno questi limiti di placca sono molto eterogenei e questa eterogeneità la si sconta con la complessità della deformazione, molto variabile anche a distanze piuttosto brevi.

LA SISMICITÀ DI PANAMA E LA FAGLIA AZUERO - SONÀ. Questo stato è sicuramente il meno sismico della costa pacifica del Centro e del Sud America, anche se nella sua breve storia documentata ha sperimentato diversi terremoti con M superiore a 7, quasi tutti nella zona di confine occidentale con la Costa Rica, collegati alla zona di subduzione del Centroamerica. Dalla zona di frattura di Panama verso est invece, dove la subduzione è sostituita dalla zona di deformazione sud panamense la sismicità è più rara e meno intensa e riprende nei pressi del confine orientale del Paese con la Colombia.

Attualmente, come si vede dalla carta, le fasce con la maggior sismicità “di fondo” sono la zona di subduzione del Centroamerica e la zona di frattura di Panama (che, insisto, sarebbe stato meglio chiamare faglia di Panama), per la quale negli ultimi 30 anni i dati USGS riportano ben 17 eventi con M compresa fra 6 e 7. È possibile che in epoca pre-strumentale lì siano avvenuti terremoti forti, rimasti sconosciuti semplicemente perché avvenuti lontano dalla costa. Nelle due fasce di deformazione la sismicità “di fondo” è decisamente ridotta, ma è interessante notare comunque come il più forte terremoto storico del Panama (Ms 8.3 del 1882 - San Blas Islands) si avvenuto proprio nella zona di deformazione nordpanamense.

E per quanto riguarda la faglia Azuero – Sonà e la penisola di Azuero in generale cosa possiamo dire? Che negli ultimi 30 anni ci sono stati alcuni eventi con M tra 4 e 5 nella parte più orientale: è una sismicità che si collega con quella della Fascia di deformazione sudpanamense, di cui la Azuero – Sonà è sostanzialmente una estensione. Comunque, confrontiamo la carta in alto con quella in basso, dove gli epicentri del terremoto del 9 ottobre e delle sue repliche sono indicati con  pallini viola: non è che negli ultimi 30 anni di terremoti nell'area ce ne siano stati tanti, specialmente nella sua parte occidentale, quella nella penisola di Sonà. Per cui con il senno di poi potremmo dire che le penisole di Sonà e Azuero fossero sede di un gap sismico. 

La penisola di Azuero per i geo-nerd è un posto fantastico, con rocce metamorfiche formatesi in profondità riesumate da poco a causa del sollevamento della regione, sedimenti e rocce magmatiche di varie età (compresa la Large Igneous Province cretacea dei Caraibi) fino addirittura a resti di isole vulcaniche appartenenti al punto caldo delle Galapagos, da cui si sono allontanate per l’espansione de fondi oceanici. Invidio gente come quelli che hanno studiato l'area e l'hanno così ben descritta (Ortiz-Guerrero et al, 2024)

La faglia trascorrente sinistra Azuero – Sonà è stata definito utilizzando soprattutto immagini satellitari da Corrigan e Mann (1990) perché è ben individuabile dalla presenza di una importante scarpata morfologica. Questi Autori hanno inoltre ipotizzato la presenza di una fascia di deformazione larga una quarantina di km. Il movimento trascorrente sinistro è chiaramente riconoscibile anche nella penisola di Soná, il termine occidentale della faglia, grazie a una curvatura con andamento "a gradino" verso destra (right-stepping).

Nonostante la sismicità recente, debole e come si è visto concentrata solo nella parte orientale, sono state fornite in passato indicazioni sul fatto che è si trattasse di una struttura ancora attiva (come il terremoto del 9 ottobre ha poi dimostrato) perché Rockwell et al (2010) utilizzando i dati GPS hanno individuato uno scorrimento asimico orizzontale lungo la faglia compreso tra 5 e 7 mm/anno, a cui si aggiunge una importante componente verticale. Inoltre Vergara Munoz (1989) ha stabilito un tempo di ritorno di 160 anni per un terremoto di M 7 su questa faglia (e questo rafforza l'idea che eravamo davanti ad un gap sismico). Questa frequenza implicherebbe la presenza di terremoti importanti nella penisola di Azuero dopo la colonizzazione spagnola, di cu però non ho trovato traccia in letteratura. La spiegazione migliore del fatto che sono avvenuti ma non sono ricordati è appunto la scarsa densità di popolazione locale e di beni antropici di vario tipo.

Immagino che dopo questo terremoto verrà fatta luce sulla storia recente di questa struttura.

IL TERREMOTO DEL 9 OTTOBRE E LE SUE REPLICHE. Si tratta del più forte terremoto avvenuto Panama dopo il 1882. In genere per terremoti forti e quindi estesi, come epicentro viene indicato il punto in cui ha inizio la rottura. Questo punto si colloca tipicamente a uno degli angoli del rettangolo definito dalle repliche. Una caratteristica di questo terremoto è la presenza di repliche significative su entrambi i lati della scossa principale. I terremoti lungo faglie trascorrenti a volte si comportano in questo modo: anche quello del Myanmar del 2025 presenta una distribuzione del genere, mentre al contrario in quello venezuelano del giugno di quest’anno tutte le repliche principali si trovano a E del punto di inizio della rottura, la cui complessità è visibile nella immagine in cui viene riportato il calcolo della deformazione.

BIBLIOGRAFIA

Corrigan e Marr (1994). Model for late Neogene deformation in Panama. Geology 18, 558-562

Ortiz-Guerrero et al (2024). Crustal structure of the Western Azuero Peninsula, Panama: Insights into the structure of accretionary complexes and forearc ophiolites. International Geology Journal 66/1, 172–195

Rockwell et al (2010). Unhinging an indenter: A new tectonic model for the internal

deformation of Panama. Tectoncs 29, TC4027

Vergara-Munoz (1989). Assessment of Earthquake Hazard in Panama Based on Seismotectonic Regionalization. Natural Hazards 2, 115-131

Wagner et al (2025). Breaking the Caribbean Plate: Subduction initiation beneath the northern margin of Panama. Geophysical Research Letters,52,e2025GL116734