17 ottobre 2016

La vita vegetale in una grotta

Fig.1. L´entrata delal caverna degli orsi, nel gruppo delle Conturines (Dolomiti), a quota 2.700m - solo muschi e licheni resistono sotto le rigide condizioni di montagna.

Le grotte costituiscono un ambiente molto particolare per una pianta. Forme di vita basate sulla fotosintesi e luce solare, é praticamente impossibile per loro colonizzare ambienti che per natura sono prive di luce. Una grotta offre pochi diversi habitat e manca perlopiù il substrato necessario a mantenere una pianta. Ma questo non vuole dire che non si possano trovare piante nei primi metri di una caverna. Entrando in una grotta l´intensità luminosa gradualmente si attenua. L´umidità può raggiungere i 100%, anche se possono mancare corpi d´acqua. Nei ambienti ipogei  predominano perciò piante troglofile che tollerano l´ombra, temperature fresche e necessitano di molta umidità (simile a ambienti dei boschi montani o regioni freddi). Gruppi con i preadattamenti necessari includono briofite (muschi ed epatiche), pteridofite (felci) e fanerogame. Licheni, funghi, batteri ed alghe sono in grado di sopravvivere anche nella completa oscurità della grotta.
Vengono distinte quattro zone in cui si può trovare vegetazione, perlopiù delimitate dall´intensità della luce solare:
- zona liminare o zona delle spermatofite, all´ingresso della grotta. Zona di transizione con copertura vegetale ancora sviluppata, dominano ancora le fanerogame dato che trovano ancora abbastanza luce per la loro crescita.
- zona subliminare o zona delle pteridofite, l´intensità luminosa si riduce e dominano le felci e briofite
- zona suboscura, luminosità bassa ma umidità molto alta, presenza esclusiva di briofite ed alghe che vengono rapidamente rimpiazzate da funghi e alghe verdi e alghe azzurre (cianobatteri) verso la finale zona oscura, caratterizzata dalla completa oscurità, dove riescono a sopravvivere soltanto funghi in presenza di sostanza organica in decomposizione.

Bibliografia:
 
CASTELLO, M.; RUSTICI, A. & TENTOR, M. (2011): La vita all´interno delle grotte: Note sui vegetali nella grotta dell´acqua. Natura Nascota, Nr. 42: 9-22

6 agosto 2016

L´Oro delle Alpi

Il Ticino, il Sesia, la Dora Riparia, l´Elvo e gli altri grandi fiumi che scendono dalle Alpi occidentali sono ricchi in oro alluvionale. L´oro si trova primariamente nelle vene di quarzo delle montagne. Nel tempo l´erosione libera I grani d´oro e i fiumi li trasportano verso la pianura.

 
 Oro nativo in vena di quarzo, Monte Rosa.

Il documento più antico che menziona la ricerca di questo prezioso metallo nei fiumi che scendono dalle Alpi risale all´anno Mille, ma già prima I fiumi venivano sfruttati, sopratutto nella zona del Lago Maggiore. Nel testo “Honorantie Civitatis papie” (1010-20) viene regolamentata la ricerca dell´oro, i “auri levatores” - lavatori d'oro - sono obbligati a vendere l´oro ritrovato direttamente alla camera dei mercanti. La ricerca dell´oro veniva effettuata sopratutto in inverno, nei periodi di magra del fiume, con il lavaggio manuale delle sabbie e dei ciottoli usando tavole di legno inclinate, badili, gerle e grandi cucchiai di legno.

L´interesse per l´oro recuperato con cosi tanto sforzo si perde ben presto, nel Cinque-Seicento era già avvenuta un´attività collaterale e a Pavia viene segnalata per questo periodo oramai solo una famiglia di ricercatori professionisti. Tuttavia l´oro continua a giocare un´ruolo nel folclore – fino agli anni Trento del XX secolo era tradizione che lo sposo raccoglieva personalmente l´oro dal fiume per forgiare la vera nuziale. 

6 luglio 2016

L´oro degli stolti

La pirite é un disolfuro di ferro molto comune e forma dei bei cristalli giallo ottone con lucentezza metallica*– non sorprende che viene regolarmente scambiata per oro da cui deriva il nome volgare dell´ “oro degli stolti”.
 

Fig.1. Cristalli cubici di pirite in scisto cloritico, Lappago, Alto Adige.

Il termine pirite deriva dall´antico greco “pyr” - cioè fuoco, nome dato a alcuni minerali e rocce che emettevano scintille per strofinamento e potevano essere usate per accendere il fuoco (venne da prima usata come pietra focaia degli acciarini per le prime armi da fuoco, ma essendo troppo fragile rimpiazzata con della selce). Nel Cinquecento l´uso del nome si restrinse ai solfuri metallici e nel Settecento  si distingue le tre varietà della pirite – la pirite vera e propria, la calcopirite e l´arsenopirite. Solo nel Ottocento il termine assunse il significato che ha oggi.
 

Fig.2. Sezione petrografica con pirite (e sfalerite).

* in alcune culture, come la civiltá mixteca (Messico) fu usata perfino come specchio.
 

Bibliografia:
 

RICKARD, D. (2015): Pyrite: a natural history of fool’s gold. Oxford University Press: 320

28 maggio 2016

Charles Darwin e la vita aliena

Nel agosto del 1881 la rivista Science (non l´attuale Science) pubblicó un´breve resoconto da parte di due illustri menti - il tedesco Otto Hahn (non il fisico) e geologo-biologo C.R.Darwin. Nel testo, frutto di uno scambio di lettere tra i due, si parlava nientedimeno della scoperta di vita extraterrestre!

Darwin aveva pubblicato la sua teoria dell´evoluzione nel 1859 in cui proponeva che da semplici forme di vita nel tempo si erano evolute più complessi organismi. Ma questa teoria aveva un grosso problema. Il tempo necessario per l´evoluzione era vastissimo e al tempo di Darwin non sembrava che la terra era vecchia abbastanza per spiegare l´osservabile complessità e diversità moderna. A quei tempi non esistevano ancora metodi per datare rocce e ci si doveva accontentarsi di stime basate sulla velocità di erosione e sedimentazione, che davano un´età della terra di alcuni centinaia di milioni di anni al massimo. La terra sembrava essere troppo giovane per la teoria dell´evoluzione.

Ma esisteva una soluzione per risolvere questo paradosso - cosa se la vita era nata nello spazio profondo miliardi di anni fa e solo molto più tardi avrebbe "inseminato" la terra primordiale, vecchia alcuni millioni di anni?

Hahn era un avvocato di professione e naturalista per passione e aveva già pubblicato alcune ricerche su fossili primordiali. Il più antico organismo allora conosciuto era Eozoon, strana creature composta da singole cellule e fibre e conservata nelle rocce del Canada datate a mezzo miliardo di anni fa.

A Hahn appariva creature troppo complessa per essersi evoluta spontaneamente sulla giovane terra e ritenevo questa scoperta un´indizio che supportava la sua teorie della vita venuta dallo spazio profondo o panspermia. Poco dopo cominciò a scoprire organismi simili anche in meteoriti, il tutto pubblicato nel suo libro "Le meteorite (condrite) e i loro organismi" (1880).
Fig.1. Il titolo del libro di Hahn, con una condrite (minerale granulare fratturato da impatti di bolidi nello spazio profondo), che Hahn riteneva un´tipo di spugna aliena.

Hahn scrisse alcune lettere a Charles Darwin e li regaló una copia del suo libro, annunciando la sua scoperta al famoso naturalista. Darwin, come era sua abitudine, rispose cortesemente a Hahn che l´idea sicuramente valeva la pena di ulteriore ricerche e consigliava di contattare alcuni illustri geologi, più esperti nella preservazione di antiche forme di vita in rocce. Per Darwin la questione finiva qui.


Non é chiaro chi abbia scritto l´articolo nella rivista Science, che annunciava direttamente "la scoperta di alieni" da parte di Darwin e Hahn. Darwin non si sbilancio mai a proposito e in pubblico mai si espresse sull´origine della vita (anche se in lettere private ipotizza delle reazioni chimiche in acqua stagnante, ma comunque terrestre).

Sfortunatamente per Hahn, Eozoon, l´organismo modello, ben presto si rivelò essere un pseudofossile, le cellule erano in verità semplici minerali metamorfici. Seguenti ricerche dimostravano inoltre che la terra era molto piú antica di quanto si credeva e cera abbastanza tempo per forme di vita terrestre a evolversi naturalmente, nelle parole immortali di Darwin “Vi è qualcosa di grandioso in questa concezione della vita, con le sue molte capacità, che inizialmente fu data a poche forme o ad una sola e che, mentre il pianeta seguita a girare secondo la legge immutabile della gravità, si è evoluta e si evolve, partendo da inizi così semplici, fino a creare infinite forme estremamente belle e meravigliose.”

Bibliografia:

WYHE, van J. (2010): ‘Almighty God! What a wonderful discovery!’: Did Charles Darwin really believe life came from space? Endeavour, 34(3): 95-103

26 maggio 2016

Antichi artefatti di origine extraterrestre

Gli OOPArt (Out-of-place artifacts) sono uno dei misteri più popolari tra i fuffologi, ma esistono veramente artefatti misteriosi che risultano essere di origine extraterrestre, anche se non nel senso degli ufologi.
 
Nel 1925, durante lo scavo della tomba di Tutankhamon, faraone nel antico Egitto vissuto dal 1341-1323 a.C., sulla mummia del faraone fu recuperato un´pugnale con una lama in ferro lunga 34cm. Si trattava di un artefatto ricavato da metallo puro a grana finissima e di notevole qualità artistica.
La struttura e la purezza del metallo fece subito pensare a del ferro nativo, ma ferro sotto condizioni terrestri tende a corrodere velocemente e viene trovato solo sotto forma di ossidi o delle leghe metalliche. Fu perciò suggerito che si trattava di metallo di origine extraterrestre. Prima dell´avvento dei forno fusore ad alta temperatura il ferro recuperato da meteoriti ferrose era l´unico ferro nativo disponibile alle antiche civiltà.  

Fig.1. Kriss,  tipico pugnale malese datato al 14°secolo e lavorato da meteorite ferrosa recuperata sull´isola di Bali. Il ferro non poteva essere fuso prima dell´avvento dei rispettivi forni, perció fu battuto in forma.

Che gli antichi egiziani lavoravano ferro di origine meteorica da millenni é stato dimostrato con a scoperta di perle di ferro in delle tombe datate al 3.200 a.C., 2.000 anni prima dell´eta classica del ferro in Egitto. Il pugnale di Tutankhamon data nel periodo in cui l´estrazione di ferro da fonti terrestri era già conosciuta, ma la composizione chimica del metallo analizzato – una lega di ferro e nichel purissima – suggerisce che si tratta quasi sicuramente di metallo extraterrestre. Il ferro meteorico era ritenuto al tempo di Tutankhamon di provenienza divina, come suggeriscono alcune descrizione che parlano di questo materiale come “ferro dal cielo”, anche se non é chiaro se questa descrizione si riferisce alla reale osservazione di un´impatto o se si tratta solo di un nome con sfondo religioso – il ferro dal cielo come esclusivo regalo degli dei.
 
Bibliografia:
 
COMELLI, D. et al. (2016): The meteoritic origin of Tutankhamun's iron dagger blade. Meteoritics & Planetary Science.

11 maggio 2016

La cosiddetta teoria dello slittamento polare

La teoria pseudoscientifica di Charles H. Hapgood (1904-1982) sullo slittamento polare  è strettamente legata alla scoperta della mappa di Piri Reis (Piri Reis era un´cartografo ottomano, 1465/70–1553). 


A detta di Hapgood la mappa sembra rappresentare il continente antartico senza la calotta di ghiaccio che lo ricopre attualmente, come se il cartografo che ha redatto la carta fosse vissuto in un tempo anteriore alla sua formazione o che avesse avuto a disposizione una tecnologia cosi avanzata da poter "vedere" attraverso il ghiaccio. 

Entrambi le spiegazioni sono impossibili per il 16°secolo, ma Piri Reis aveva disegnato la sua carta basandosi su materiale più antico. Hapgood perciò sviluppa una teoria in cui propone che la mappa originale fu creata da una fantomatica civilità antica  e che le calotte polari si sono formati in tempi relativamente recenti. Secondo Hapgood la crosta terrestre si può improvvisamente spostare relativamente al mantello terrestre (la sua teoria non dovrebbe essere confusa con l´inversione dei poli magnetici), portando cosi zone tropicali in zone polari, che ghiacciano. Hapgood ricostruisce perfino una serie di slittamenti per spiegare le diverse estensioni delle glacazioni:
 
- fino a  90.000 a.C. il polo si trovava nell'Alaska
- fino al 50.000 a.C. il polo si trovava vicino alla Norvegia
- fino al 12.000 a.C. il polo si trovava nella baia di Hudson
e infine la situazione attuale.
 
Il tutto fu pubblicato nel libro esoterico "Maps of the Ancient Sea Kings" in cui offre altre cartine simili alla mappa di Piri Reis e includi esempi di frasi bibliche che descrivono come il sole abbia cambiato direzione (fenomeno osservabile su una terra capovolta) ... letterato e storico non si interessa in nessun modo per geologia o geofisica.
 
Proprio la sua cronologia non vale per l'Antartide, cioè per il continente per la quale Hapgood ha concepito il tutto, dato che il ghiaccio che copre il continente risale almeno  a 2 a 3 milioni di anni fa. Quindi 12.000 anni fa non era possibile che l'Antartide si potesse trovare a nord in una posizione dal clima più mite e senza ghiaccio.
 
Che la crosta terreste possa scivolare in tutto sul mantello é necessario un'astenosfera uniforme, ma rilievi geofisici hanno mostrato che la zona e formata da chiazze di materiale semi-fuso e rigido. La crosta su di esso non si può muovere in un´unico pezzo, perció le placche tettoniche. Se invece fosse la crosta e il mantello a ruotare rispetto al nucleo, allora le forze in gioco dovrebbero essere immani e da dove reperire l´energia?
 

Inoltre i documenti storici usati da Hapgood, che mostrerebbero l´Antartide, in verità mostrano la costa sudamericana, esplorata da Amerigo Vespucci nel 1500 - la carta di Piri Reis risale però al 1513, anche se di notevole qualità, non impossibile per le conoscenza di quei tempi.

1 aprile 2016

Uno scherzo ben riuscito: L´Uomo di Piltdown

La falsificazione di fossili oggigiorno ha perlopiù scopo commerciale, molte fiere presentano fossili composti da singoli pezzi di valore minore o completamente falsi. Scalpore fece il cosiddetto "Piltdown chicken", un falso dinosauro-uccello venduto alla rivista National Geographic nel 1999. Prima dei dinosauri però l´Inghilterra vittoriana impazziva per i mammiferi fossili. Cosi era solo una questione di tempo finché il primo "Piltdown man" fu scoperto.
 
Durante l´inizio del ventesimo secolo la ricerca dei nostri avi, i "missing link" tra uomo e animale, era un punto cruciale nel ambito della paleontologia. 1907 fu trovata una mandibola in Germania che mostrava caratteristiche intermedie tra scimmie e uomo - un buon inizio, ma i scienziati cercavano di meglio.
 
Nel 1908 in una cava nei pressi della città di Piltdown nel Sussex alcuni operai trovarono alcuni strane ossa e li consegnarono al antiquario e paleontologo amatoriale Charles Dawson. Dawson si mise a ricercare per conto suo sul sito del ritrovamento, più tardi fu aiutato di Arthur Smith Woodward, custode del dipartimento di geologia del British Museum.
 
Fig.1. Scavo delle ghiaie di Piltdown nel 1911, con Dawson (a destra) e Woodward (al centro).
 
Tra giugno e settembre del 1912 i due ritrovarono i frammenti di un teschio quasi completo e una mascella.
Woodward annunciò che il cranio era simile a quello dell'uomo moderno, eccetto per l'occipite (la parte del cranio che poggia sulla colonna spinale) e per le dimensioni del cervello, che erano circa due-terzi di quello dell'uomo moderno. Egli poi proseguì indicando che, salvo per la presenza di due molari uguali a quelli umani, la mascella trovata era indistinguibile da quella di un moderno scimpanzé.
Basandosi sulla ricostruzione del cranio fatta dal British Museum, Woodward propose che l'uomo di Piltdown rappresentasse un anello mancante evolutivo tra la scimmia e l'uomo, poiché la combinazione di un cranio uguale a quello umano con una mandibola uguale a quella di una scimmia tendeva a sostenere il concetto allora prevalente in Inghilterra che l'evoluzione dell'essere umano fosse guidata dal cervello.


Ma fin dal primo momento, la ricostruzione di Woodward dei frammenti di Piltdown fu aspramente messa in discussione. Molti dichiaravano che le parti fossili non avessero niente a che fare l´una con l´altra, il teschio sembrava troppo moderno per combaciare con una mandibola dai tratti cosi scimmieschi. Al Royal College of Surgeons le copie degli stessi frammenti usati dal British Museum nella loro ricostruzione furono usate per produrre un modello totalmente diverso, uno che nelle dimensioni del cervello e in altre fattezze rassomigliava all'uomo moderno. 

Fig.2. La ricostruzione del teschio di Piltdown secondo Woodward (in alto) e Keith (in basso).

Malgrado queste differenze, comunque, non sembra che la possibilità di un vero e proprio falso sia stata formulata relativamente al cranio, e cosi fu coniata una nuova specie - Eoanthropus dawsoni.

Col passar degli anni, ulteriore scoperte furono fatte a Piltdown: ossa d´animali, un oggetto che ricordava una mazza da cricket (!) e due ulteriori teschi. Nel 1915 Dawson affermò di aver trovato frammenti di un secondo cranio (Piltdown II) in un secondo sito. Da quello che si sa il sito non è mai stato identificato e i ritrovamenti sembrano essere completamente spariti (se mai esistevano). Woodward sembra non aver mai visitato questo secondo sito.
 

Dawson mori nel 1916, lasciando come erede della scoperta del "primo inglese" Woodward.
 

Per i prossimi tre decenni l´uomo di Piltdown fu accettato dalla comunita scientifica, pero ulteriore scoperte, sopratutto nell´Africa mostravano che Piltdown non trovava posto nel quadro generale dell´evoluzione umana.
 

Negli anni venti Franz Weidenreich esaminò i resti e riportò correttamente che consistevano di un cranio umano moderno e di una mascella di orango con i denti limati. Weidenreich, essendo un anatomista esperto, rivelò facilmente l'imbroglio per quello che era. Comunque, le comunità scientifiche colo 30 anni piú tardi ammetterà che Weidenreich era nel giusto (1953 K. Oakley, W. Le Gros Clark e J. Weiner del British Museum).
 

Fig.3. Kenneth Oakley (a sinistra) esamina insieme a L.E. Parsons la mandibola di Piltdown.

L'Uomo di Piltdown fu rivelato essere un falso composito, metà scimmia e metà uomo. Esso consisteva di un teschio umano di età massima di 50.000 anni e di una mandibola vecchia alcuni decenni di un orango. L'aspetto invecchiato era stato prodotta macchiando le ossa con una soluzione di ferro e con acido cromico. L'esame microscopico rivelò le tracce della lima, da cui si dedusse che qualcuno aveva limato i denti sino a dar loro una forma più adatta a quella che era la dieta umana.
Per il falsario, l'area dove la mascella si univa al cranio aveva presentato problemi superati con il semplice stratagemma di spezzare i rami terminali della mascella. I denti canini nella stessa erano poi stati limati per farli corrispondere, e fu questa modifica a far dubitare dell'autenticità dell'intero reperto. Per caso si osservò che la cuspide di uno dei molari aveva un angolo molto diverso da quello dell'altro dente. Un esame più accurato condotto al microscopio rivelò a quel punto le tracce di fresatura e da questo si dedusse che la fresatura aveva avuto lo scopo di alterare la forma dei denti, che nella scimmia è molto diversa da quella dei denti umani.
 

Il falsario non fu mai identificato, pero un sospetto ricadde su Dawson, che cosi probabilmente, ingannando il povero Woodward, considerato a suo tempo uomo onesto al di sopra di ogni sospetto, si sarebbe procurato l´ambita fama scientifica. D´altra parte l´oggetto a forma di mazza per alcuni autori é indizio che ci fu un terzo uomo, che dopo il riuscito scherzo cerco di smascherare la truffa (inutilmente).