domenica 23 gennaio 2022
La complessa (e bizzarra) geologia italiana
domenica 12 dicembre 2021
Come nasce un tornado?
Tornado
e tromba d’aria sono la stessa cosa, ma non vanno confusi con gli uragani, tutt’altra
genesi e intensità. Le trombe d'aria, tipo quelle che si sono abbattute in
queste ore sugli Usa, si sviluppano in seguito a eventi temporaleschi; e al
movimento confuso dell’aria calda che si sposta verso l’alto condensandosi. Sollecitati
da correnti d’alta quota (correnti a getto) e anomali movimenti ventosi, si formano
“imbuti” di particelle gassose che vanno dalla base delle nuvole
temporalesche (comulonembi) alla superficie terrestre.
Un tornado possiede un
raggio fra i 100 e i 500 metri, e altezze che vanno fino a mille metri; i venti
soffiano oltre i 200 km/h devastando ciò che trovano sul loro cammino. La pressione
interna dei tornado, più bassa di quella esterna, spiega l’attitudine a risucchiare
il materiale incontrato, comprese automobili e case. Di solito un tornado dura
pochi minuti, in casi rari fino a un’ora.
mercoledì 9 giugno 2021
Una (gustosa) birra di 5mila anni fa
Polmoni hitech
Organi prestampati per sopperire a malattie croniche che possono essere risolte solo con il trapianto. È questo l’obiettivo di studiosi della Rice University, negli Stati Uniti. I ricercatori hanno messo a punto la tecnica Slate, da “apparato stereolitografico per la costruzione di tessuti”. Si basa sull’azione di sostanze particolari, biocompatibili, che assumono forma tridimensionale, imitando le funzioni assolte dagli organi umani. È stato approntato un sacco ad aria assimilabile all’azione polmonare, incentrata sulla necessità di captare l’ossigeno a livello emoglobinico, per poi essere distribuito ovunque. Il futuro? Organi biostampati derivanti da cellule del paziente stesso. In questo modo si eviterebbero i gravi problemi di rigetto.
La tecnologia del DNA ricombinante
Il futuro della biotecnologia è scritto anche e soprattutto nei batteri; che vengono abitualmente utilizzati in laboratorio per procedure di ogni genere. In particolare a essi ci si affida per quel che riguarda la cosiddetta “tecnologia del DNA ricombinante”. Significa offrire la possibilità, letterale, di ricombinare il DNA, creando individui chimera; costituiti dal proprio corredo genetico, più parte di quello proveniente da un altro organismo. I batteri possiedono due tipi di DNA. Il “plasmide” è circolare, semplificato, e può essere prelevato e rielaborato in laboratorio. Seguendo questa procedura, già in voga da anni, si sono per esempio creati animali in grado di produrre sostanze umane. Vedi, l’insulina. Non ci sono più problemi di rigetto e in questo modo è stato (ed è) possibile curare con successo milioni di malati.
Potere alla clonazione
Per quel che riguarda la clonazione, invece, il discorso è un po’ più delicato. Sappiamo infatti che, dalla pecora Dolly clonata nel 1996, siamo oggi in grado di clonare qualunque tipo di animale. Riserve enormi di natura etica concernano l’uomo, mai clonato. È vietato. Si è arrivati a ottenere degli embrioni clonati, ma non di più. La clonazione è una procedura biotecnologica basata sulla possibilità di far incontrare una cellula femminile denuclearizzata (priva di nucleo) con una maschile, somatica (non legata alla riproduzione). È quest’ultima che rappresenta l’individuo da clonare. L’embrione comincia a svilupparsi in laboratorio, poi – raggiunto un numero specifico di cellule – viene impiantato in una madre surrogata. A seconda della specie coinvolta e del suo periodo di gestazione, dopo qualche tempo nasce un individuo identico al donatore della cellula somatica.
domenica 6 giugno 2021
La rotazione terrestre
Se tutti i ghiacci della Terra si sciogliessero cosa accadrebbe alla rotazione terrestre?
Una domanda che sa di provocazione, ma con un fondo di verità: di questo passo, infatti, il surriscaldamento globale potrebbe far sparire completamente i ghiacciai montani nel giro di trecento anni; risultato di una ricerca pubblicata su Nature che si affianca a quella di esperti dell’Università di Leeds, in Gran Bretagna, secondo i quali anche Artide e Antartide (seppur con dinamiche differenti) sono seriamente compromessi. E siccome il volume totale di ghiaccio sulla Terra corrisponde a 26 milioni di metri cubi (il 2% dell’acqua terrestre), non è difficile intuire le gravi ripercussioni che potrebbero esserci nei tradizionali movimenti della Terra in ambito cosmologico.
L’innalzamento dei mari
Di fatto i ghiacci contribuiscono con i mari a mantenere in equilibrio il pianeta con il suo asse di rotazione. Ma se i ghiacci dovessero sciogliersi questo equilibrio verrebbe meno, determinando un incremento del livello marino e innescando potenti correnti oceaniche che avrebbero la forza di cambiare i connotati della Terra, muovendo ingenti quantità di acqua dai poli all’equatore. Il risultato, inevitabilmente, porterebbe a un’alterazione della rotazione terrestre, che subirebbe, per attrito, un rallentamento; come accadrebbe a un pattinatore che allarga le braccia per frenare la corsa. Una ricerca del Global Climate Change entra più nel dettaglio indicando che se si dovesse sciogliere completamente la calotta groenlandese si avrebbe un incremento globale delle acque di circa sette metri, con un rallentamento della rotazione intorno all’asse terrestre, tale da provocare un allungamento del giorno di circa due millisecondi.
Numeri infinitesimali?
Sì, ma su larga scala (temporale e spaziale) avrebbero certamente un impatto e senza dubbio danno conferma del fatto che la Terra non è mai uguale a se stessa. Al Jet Propulsion Laboratory della Nasa, negli USA, hanno evidenziato che il fenomeno di rallentamento della rotazione terrestre ha subito un’accelerazione dal 2000 a oggi, in corrispondenza con le più alte temperature mai registrate sul pianeta. Mentre Harvard fa sapere che – a causa dell’impatto antropico – lo stesso asse terreste sta subendo una modifica della sua inclinazione, al di là del consueto e riconosciuto moto millenario planetario che vede l’asse terrestre variare la sua inclinazione di quattro gradi ogni 40mila anni.
E non finisce qui.
Perché la rotazione terrestre è influenzata anche dalle maree, che dalla notte dei tempi causano un rallentamento della corsa del pianeta intorno al proprio asse. Per lo stesso motivo relativo allo scioglimento dei ghiacci, per via dell’attrazione lunare, masse d’acqua cambiano la loro posizione, sviluppando attrito, e frenando la rotazione planetaria, 0,0016 secondi per secolo. Qui il riferimento è all’energia cinetica (l’energia del movimento contrapposta a quella potenziale), che viene persa dal nostro pianeta, in funzione della Luna che quindi tende ad allontanarsi sempre di più. Dati confermati da studi sui coralli che hanno messo in luce che 350 milioni di anni fa, il giorno durava 23 ore, e probabilmente ancor meno, intorno alle 21 ore, 620 milioni di anni fa.
Previsioni future?
Certo, per l’uomo, non si possono prevedere pericoli, tuttavia è chiaro che le giornate tenderanno ad allungarsi sempre di più, impercettibilmente; e la Luna continuerà ad allontanarsi. Esasperando il primo caso si potrebbe fantascientificamente immaginare un cambiamento drastico della disposizione dei continenti; con potenti terremoti che sconvolgerebbero la litosfera, e acque che – per via della scomparsa dell’energia centrifuga – migrerebbero in massa verso i poli. Nel secondo caso, l’espansione del sole e relativa morte del sistema solare, programmata fra 4,5 miliardi di anni, avverrà (con ogni probabilità) prima che il nostro satellite giunga a separarsi completamente dal pianeta azzurro.
Alla conquista di Venere
Ci abbiamo provato fino agli anni Novanta, nella fantasiosa convinzione che potessero davvero esserci: i venusiani. Poi, però, l’amara verità. Un pianeta infernale, totalmente inadatto alla vita e dunque all’uomo. Ma qualcosa sta cambiando, tant’è vero che abbiamo deciso di tornarci. L’appuntamento su Venere è fra la fine degli anni Venti e l’inizio degli anni Trenta. Con due missioni, entrambe riconducibili al Discovery Program della Nasa, solo apparentemente di basso profilo; finalizzato a operazioni ultraspecializzate, come quelle che hanno portato Messanger su Mercurio e Deep Impact su una cometa. Il ritorno su Venere prevede Davinci+ e Veritas, missioni che intendono scandagliare l’atmosfera del pianeta e la sua superficie. Motivo? La vita extraterrestre e la geologia del corpo celeste. La vita su Venere, lo sappiamo, è improponibile. Perché fa troppo caldo, c’è una temperatura costante di 460 gradi; concentrazioni di anidride carbonica pari al 96%, e altri gas assolutamente nocivi. Tuttavia siamo al corrente del fatto che non è sempre stato così. Probabilmente tre miliardi di anni fa sussistevano condizioni tali da poter ospitare acqua allo stato liquido. Affascinante e comprensibile. Venere è a ridosso della cosiddetta “habitable zone”, area ideale nella quale un corpo celeste è potenzialmente in grado di consentire lo sviluppo di molecole organiche. Presupposto per la vita. Sulla Terra è iniziato tutto così e simile potrebbe essere stato il percorso su Venere. Fino all’enigmatico blackout climatico che ne ha cambiato ferocemente i connotati. Non del tutto, forse. Perché non risale a più di un anno fa la confortante notizia che anche su Venere potrebbero resistere dei microrganismi. Non sulla sua mefistofelica superficie, ma fra le nuvole d’alta quota. Dove sussisterebbero potenziali tracce di vita, intuibili dalla presenza di una molecola a base di fosforo e idrogeno, la fosfina. La conosciamo perché è quella che si sviluppa anche sulla Terra dalla decomposizione di materiale organico, inequivocabilmente legata a esseri in grado, se non di pensare, di respirare e metabolizzare. Veritas, invece, scandaglierà le rocce, la geologia del pianeta, ancora avvolta nel buio. Poche le informazioni a disposizione e tutte piuttosto datate. Sputnik 7, 1961; Mariner 2, 1962; Pioneer, 1978; Vega, 1984; Venus Express, 2005. È ora di andare più in là. E il primo passo sarà quello di capire se Venere è vivo almeno dal punto di vista geologico. Sembrerebbe di sì. Le analisi dalla Terra parrebbero infatti indicare la presenza di vulcani attivi, con tracce di enormi colate di lava. Di certo, a differenza di Marte e Mercurio, la sua attività geologica si è protratta nel tempo. La tipica superficie venusiana è priva di aree fortemente craterizzate come gli altri due pianeti terrestri; a riprova del dinamismo crostale appanaggio della famosa tettonica a zolle e di un’atmosfera pesante, capace di contrastare il cammino dei meteoriti. Veritas potrebbe aiutarci a comprendere il legame fra gli hotspot terrestri e quelli di Venere; punti caldi con risalita di magma direttamente dal mantello. L’ipotesi è che possano essere caratterizzati da materiale semifluido fortemente basico, in contrasto con le eruzioni vulcaniche più devastanti, di carattere esplosivo. Su Venere, in pratica, potrebbero esserci eruzioni come quelle che avvengono abitualmente alle Hawaii. Alla mappatura del pianeta e all’analisi delle rocce contribuirà l’Italia, con tre apparecchiature di bordo: l’IDST (Integrated Deep Space Transponder); l’antenna HGA (High-Gain Antenna); il Visar (Venus Interferometric Synthetic Aperture Radar). Serviranno anche alle comunicazioni con la Terra e allo studio della gravità venusiana.
lunedì 14 dicembre 2020
Il mondo di Solar Orbiter
C’è ancora un grosso dubbio che attanaglia gli astronomi, relativamente alle dinamiche solari; riguarda la temperatura negli strati più esterni della stella, che passa dai 5mila gradi centigradi della superficie a oltre un milione di gradi della coronosfera, ultima propaggine solare. Come è possibile? La risposta potrebbe giungere dalla sonda Solar Orbiter, lanciata a febbraio dall’ESA, in collaborazione con la NASA. “Immagini che possono già raccontarci qualcosa di importante”, dice Daniel Muller, fra i responsabili del progetto; anche se la missione deve ancora entrare a pieno regime, mostrando di sapere resistere a escursioni termiche estreme, fra i 500 e i -200 gradi centigradi. Il riferimento è ai cosiddetti “campfires” (letteralmente “fuochi da bivacco”), in pratica enormi falò che si sprigionano dalla superficie solare, mai visti prima d’ora. Perché surclassati dai poderosi brillamenti, esplosioni solari che nel giro di pochi minuti possono produrre quantitativi enormi di energia – raggi x e gamma - in grado di interferire con le attività terrestri. Difficile comprenderne genesi e significato, tuttavia qualche ipotesi è stata già fatta; e indica appunto una relazione con le altissime temperature della coronosfera. Con le macchie solari e il campo magnetico della stella. Le prime sono aree più scure della superficie solare, che osservano cicli undecennali, dove la temperatura è mediamente più bassa rispetto alla fotosfera; il campo magnetico concerne invece il movimento del plasma (stato della materia riconducibile a gas ionizzati) nella zona convettiva della stella, la parte che precede gli strati esterni e consente all’energia prodotta dal nucleo di conquistare il cosmo. Insomma, grazie a Solar Orbiter, stiamo iniziando a fare luce sui misteri di un corpo celeste che non abbiamo mai potuto studiare a fondo, perché impossibile da raggiungere per via delle alte temperature e le costanti reazioni di fusione nucleare che avvengono al suo interno; e garantiranno luce e calore per quasi cinque miliardi di anni. Inaspettate ed emozionanti immagini catturate ad appena 77 milioni di chilometri dalla superficie solare (considerando che il nostro pianeta dista 150 milioni di chilometri). La sonda proseguirà ora nel suo cammino con lo scopo di avvicinarsi ulteriormente al sole, fino a poco più di 42 milioni di chilometri di distanza, al di là della rivoluzione mercuriana. Risultato eccellente, la somma di avveniristici tentativi iniziati a cavallo fra gli anni Cinquanta e Sessanta; l’azione delle sonde Pioneer che orbitarono intorno al nostro astro a una distanza di poco inferiore a quella dell’orbita terrestre; anticipando l’apoteosi di missioni epiche come Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) del 1995 e Transition Region and Coronal Explorer (TRACE), satellite lanciato nel 1998. Il vento solare sarà il prossimo traguardo di Solar Orbiter e, in generale, delle future missioni spaziali aventi come obiettivo il sole. Perché è qui che andrebbero individuati i presupposti per comprendere appieno le modalità che consentono la sopravvivenza del sistema solare, tarato per campare complessivamente una decina di miliardi di anni, prima di trasformarsi in un mondo desolato, freddo e buio. Una corrente, di fatto, a base di protoni ed elettroni che viaggia a una velocità compresa fra i 200 e 900 chilometri al secondo. La stessa che interfacciandosi con il campo magnetico terrestre determina uno dei fenomeni atmosferici più affascinanti: le aurore boreali.
giovedì 19 novembre 2020
I vulcani italiani
Arrivano da tutte le parti del mondo, perché sono facili da raggiungere e soprattutto sempre in attività. I vulcani italiani, infatti, rappresentano un perfetto laboratorio di vulcanologia, preso d’assalto da scienziati di ogni nazionalità. Che ancora si interrogano sull’eterogenia di questa terra, dove acqua e fuoco si scontrano, parafrasando quel che dovette essere all’inizio dei tempi, durante la formazione del pianeta. Etna, Stromboli e Vesuvio, fanno ormai parte dell’immaginario mondiale; tanto che non si potrebbe davvero pensare di raffigurare un’Italia senza le nuvolette di fumo che si alzano da Campania, Sicilia e mar Tirreno. Ma non è sempre la stessa cosa. E ogni vulcano obbedisce a geologie specifiche, rocce particolari, presupponendo interventi di salvaguardia ambientale diversissimi fra loro; sulla base del tipo di magma prodotto. Ma vediamo di compiere un piccolo viaggio per capire chi sono e come si comportano i principali vulcani del Belpaese.
L’Etna è uno stratovulcano alto
3340 metri che sorge in corrispondenza della zona di collisione fra la placca
euroasiatica e quella africana. Obbedisce a un vulcanesimo di tipo basico. Le sue colate laviche, infatti, sono ben
conosciute e facili da gestire; dando il tempo di correre ai ripari e di
arginare il movimento dei fiumi di lava. È dovuto all’attività di faglie
particolari che rientrano nella cosiddetta scarpata ibleo-maltese, nel punto in
cui il magma risale dal mantello semifluido sottostante, incalzato dalle
correnti convettive che muovono i continenti. La sua attività risale a 500mila
anni fa. È chiamata “fase delle tholeiiti basali”. Siamo nel Pleistocene medio.
L’Etna era sommerso dalle acque, e ancora oggi troviamo tracce delle antiche
eruzioni nella zona di Acitrezza. 320mila anni fa, il grande golfo che
contraddistingueva l’area geografica nei pressi del vulcano, viene
ridimensionato dai movimenti tettonici e l’Etna inizia a eruttare sulla
terraferma. La “fase delle timpe” inizia 100mila anni dopo. E trova conferma
nei depositi eruttivi di Paternò, risalenti a 170mila anni fa. Seguono la “fase
dei centri eruttivi della Valle del Bove”, con la nascita di nuovi punti di
produzione di magma, come il Giannicola e il Salifizio; e quella odierna e più
recente, la “fase stratovulcano”. Va avanti da più di 50mila anni e si
riferisce alla genesi del cono vulcanico che oggi tutti riconosciamo e col
quale abbiamo quasi ogni anno a che fare.
Lo Stromboli ha una natura
diversa. Un magmatismo di tipo neutro, che si contrappone al basico dell’Etna.
Questo aspetto indica un’attività vulcanica più difficile da gestire, talvolta esplosiva,
con produzione di bombe e brandelli incandescenti sparati fino a 50 metri di
altezza. È la tipica attività stromboliana, intervallata da pause quiescenti di
pochi minuti. Il primo cratere stromboliano risale a 200mila anni fa. Le colate
laviche di quel periodo sono perscrutabili in corrispondenza di Strombolicchio,
isoletta vicinissima al vulcano. Risale dal mare 160mila anni fa, mentre quello
che vediamo oggi, con i suoi 924 metri di quota, non ha più di 35mila anni. La
vita dello Stromboli è contrassegnata da sette periodi cronologici: si va da
Paleostromboli I (200mila anni fa), a Neostromboli sorto 13mila anni fa. Tre le
bocche di solito interessate dalla attività magmatica, situate a un’altezza
media di 750 metri. Il geodinamismo dello Stromboli rientra nei movimenti
legati all’arco vulcanico delle Isole Eolie, concettualmente riconducibile a
quelli molto più imponenti delle Antille e del Giappone. Dunque Stromboli, con
Vulcano e Lipari, rappresenta la parte emersa di un arco geologico sottomarino
attivo dal Pleistocene inferiore. Le discontinuità petrografiche sono nette e
spiegano la presenza di una zona di subduzione; con le rocce ioniche che
scivolano sotto l’arco calabro.
Il Vesuvio, infine, risiede in un
contesto geologico diverso dai vulcani che circondano la Sicilia. È l’unico
vulcano dell’Europa continentale, e la sua genesi rimanda a due milioni di anni
fa, con l’apertura del Tirreno e la formazione della catena appenninica.
Tecnicamente si parla di uno stratovulcano alto poco più di 1.200 metri,
derivante dalla fusione fra un vecchio edificio vulcanico più imponente di
quello attuale e il nuovo cono formatesi dal collasso di quello precedente. Le
eruzioni più moderne risalgono a 400mila anni fa. Ma è da Plinio il Vecchio che
abbiamo un sunto preciso delle grandi eruzioni succedutesi nei secoli. A parte
la grande eruzione plineana, che distrusse Ercolano e Pompei, si segnalano
altri fenomeni importanti che hanno sconvolto la quotidianità dei campani di un
tempo. Fra il 16 e 17 dicembre del 1631, ci fu un’eruzione che uccise diecimila
persone. I danni furono immensi, per le abitazioni e i campi coltivati.
L’evento fu tanto importante da provocare un abbassamento di 450 metri del cono
vulcanico. Altrettanto significativa l’esplosione dell’aprile 1906: ci furono
216 vittime, e quasi 40mila profughi. Oggi il Vesuvio riposa dal 1944, ma gli
esperti avvertono: è quasi certo che, entro la fine del secolo, il vulcano
tornerà a fare sentire la sua voce.
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