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Come la paleoclimatologia ricostruisce il passato climatico della Terra (seconda parte)

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Ecco la seconda parte di questo trittico. Non sarà esauriente come vorrei — la Paleoclimatologia è una materia estremamente complessa — ma spero di riuscire nell’intento di darvi un’idea di come questa scienza funziona.

1

Oltre la storia: la Paleoclimatica

La realtà è che la climatologia moderna ha due colonne portanti: la paleoclimatologia, che si occupa di ricostruire il clima fino a milioni di anni fa, e l’osservazione moderna, fatta di stazioni al suolo, boe oceaniche, radiosonde, satelliti in orbita e reanalisi 2.
Insieme ricostruiscono una cronologia continua e coerente.

1) Paleoclimatologia: la fisica che legge il passato

La paleoclimatologia non è un’interpretazione a caso: è geochimica applicata. Ogni archivio naturale registra la temperatura attraverso frazionamenti isotopici, rapporti elementari e segnali fisici. Una volta compreso come il frazionamento isotopico risponde alla temperatura, gli archivi naturali diventano veri termometri del passato.

  • Gli isotopi dell’ossigeno: il cuore della paleotermometria
Due diversi isotopi dell'ossigeno: il¹⁶O e il ¹⁸O. Meno neuroni, atomo più legegro.

L’isotopo dell’ossigeno-18 ha due neutroni in più, per un totale di 10 neutroni e 8 protoni, rispetto agli 8 neutroni e 8 protoni di un atomo di ossigeno normale. La massa leggermente maggiore di \( ^{18}O\), circa il 12,5 percento in più rispetto al \( ^{16}O\), porta alla differenziazione degli isotopi nell’atmosfera terrestre e nell’idrosfera. Gli scienziati misurano differenze nelle concentrazioni di isotopi dell’ossigeno per rivelare i climi passati. (Illustrazione di Robert Simmon, NASA GSFC)

Gli isotopi dell’ossigeno sono il metodo più robusto per ricostruire temperature passate, sia nei ghiacci che nei sedimenti marini. Qui il parametro chiave si chiama: \(\delta^{18}O\)

\[ \delta^{18}O\;=\left( \tfrac{\left( ^{18}\;O/^{16}\;O \right)_{_{campione}}}{\left( ^{18}\;O/^{16}\;O \right)_{_{standard}}} \;\; -1\right) \cdot 1000 \left[ ‰ \right] \]
Supponiamo che il nostro campione standard (VSMOW [1]) sia: 0,0020052  e che il campione rivelato sia 0,0020102. Avremmo:
\[ \delta^{18}O\;=\left( \tfrac{0,0020102}{0,0020052} -1\right) \cdot 1000 \\ \longrightarrow  \left( 1,00249 -1 \right) \cdot 1000 \approx +2,49 ‰ \]
Quindi, il nostro campione ha un eccesso di \( ^{18}O\) di circa 2,49 parti per mille rispetto allo standard VSMOW.

Il legame tra \(\delta^{18}O\) e la temperatura è uno dei principi fondamentali della paleoclimatologia.
Il meccanismo chiave si basa su un processo fisico-chimico chiamato frazionamento isotopico, che avviene durante i cambiamenti di fase dell’acqua, in particolare evaporazione e condensazione.
L’acqua con \(^{16}O\), più leggera, evapora più facilmente rispetto all’acqua con \(^{18}O\) che è più pesante. Questo perché il legame \(H_{2}^{18}O\) è leggermente più forte, richiede più energia per rompersi.
Il vapore acqueo risultante è quindi impoverito in \(^{18}O\) (\(\delta^{18}O\) più negativo) rispetto all’acqua sorgente (ad esempio l’oceano).
Invece, durante la condensazione, cioè la formazione di pioggia o neve, accade l’opposto: la molecola con \(^{18}O\), più pesante, condensa prima e più facilmente.
Qui entra in gioco la temperatura dell’aria:
Quando fa più caldo, la differenza di energia necessaria per far evaporare \(H_{2}^{18}O\) e \(H_{2}^{16}O\) è minore. Quindi il frazionamento è meno pronunciato. Il vapore che si allontana dall’oceano è meno impoverito in \(^{18}O\), e la pioggia che si forma ha un \(\delta ^{18}O\) meno negativo (è quindi più pesante).
Quando fa più freddo, il frazionamento è invece più forte. Il vapore è molto impoverito in \(^{18}O\), e la precipitazione che ne deriva (soprattutto neve) ha un \(\delta ^{18}O\) molto negativo (è pertanto più leggera).

In sintesi: c’è una relazione approssimativamente lineare tra la temperatura dell’aria alla sede di condensazione e il \(\delta^{18}O\) della precipitazione.
Quando è più freddo, il \(\delta^{18}O\) è più negativo. All’opposto, nei periodi più caldi, il \(\delta^{18}O\) è meno negativo o anche positivo.

Antartide (Vostok)
Nel periodo caldo attuale il
\(\delta^{18}O\text{è}\approx -55 ‰\), mentre al picco dell’ultima glaciazione scende a
\(\approx -60\;/-62  ‰\) e oltre.
Una differenza di \(\sim 5‰\) corrisponde a un raffreddamento di circa\(8-10\; ^{\circ}C\).

Gli scienziati misurano il \(\delta^{18}O\) in archivi climatici che catturano l’acqua delle precipitazioni del passato:
Carote di ghiaccio (Groenlandia, Antartide): ogni strato di neve accumulata registra il \(\delta^{18}O\) dell’acqua meteorica dell’anno in cui è caduta.
Un \(\delta^{18}O\) più negativo nello strato di ghiaccio indica che l’anno in cui cadde quella neve faceva più freddo rispetto alla media.
Andando in profondità (indietro nel tempo), si vedono le oscillazioni-60 tra periodi glaciali (\(\delta^{18}O\) molto negativo) e interglaciali (\(\delta^{18}O\) meno negativo).
Carote di sedimenti oceanici (foraminiferi):
I microscopici gusci carbonatici (foraminiferi) negli oceani incorporano ossigeno dall’acqua marina.
Il \(\delta^{18}O\) del loro guscio dipende da due fattori:

  1. La temperatura dell’acqua: in acqua più calda, il frazionamento è minore, quindi il guscio ha un \(\delta^{18}O\) meno negativo.
  2. Il volume di ghiaccio sulla terraferma: durante le glaciazioni, enormi quantità di acqua con un \(\delta^{18}O\) molto negativo (il ghiaccio) sono bloccate sulle calotte. Di conseguenza, l’acqua oceanica residua diventa più ricca in \(^{18}O\)  (\(\delta^{18}O\) più positivo).

L’effetto combinato fa sì che durante un’era glaciale il \(\delta^{18}O\) nei foraminiferi sia più positivo (più pesante), segnalando un mondo più freddo con molto ghiaccio.

  • Idrogeno e Deuterio: il \(\delta D\)
Carota di ghiaccio estratta dalla stazione Vostok in Antartide, che mostra gli strati annuali usati per misurare δ18O e δD

Foto di gruppo della famosa carota di ghiaccio del team Vostok (Antartide) nel 1990

Concettualmente la formula è uguale a quella descritta per gli isotopi dell’ossigeno:
\[ \delta D=\left( \tfrac{\left( D/H \right)_{_{campione}}}{\left( D/H\right)_{_{standard}} }\; -1 \right) \cdot 1000 \left[ \;‰\right] \]
\(D\) è ovviamente l’isotopo pesante dell’idrogeno \(^{2}H\), ovvero un protone e un neutrone.
\(H\) è l’idrogeno \(^{1}H\), un solo protone nel nucleo.
E il riferimento \(D/H\) standard è stabilito dallo stesso usato per l’ossigeno standard: il Protocollo VSMOW.
In pratica il \(\delta D\) indica di quanto il rapporto \(D/H\) si discosta dallo standard in parti per mille.

Per maggiore accuratezza, infatti, quando è possibile si usano i due tracciati indipendenti sullo stesso oggetto di studio: ossia il \(\delta^{18}O\) sa il \(\delta D\). In questo modo si ottiene una doppia conferma del frazionamento isotopico durante il ciclo idrologico e una maggiore sensibilità. Di fatto il frazionamento isotopico tra \(H\) e \(D\) è circa 8 volte maggiore di quella tra \(^{16}O\) e \(^{18}O\), per cui le variazioni di \(\delta D\) sono più ampie e facili da misurare. Combinando le misurazioni dei due frazionamenti si ottiene un parametro chiamato deuterium excess [2].
\[  \text{d-excess} = \delta D -8\delta ^{18}O \]
Il d-excess permette di ricavare informazioni sull’umidità e sulla temperatura della sorgente da cui ha avuto origine l’evaporazione (per esempio il mare), perché il suo valore varia con l’umidità relativa durante l’evaporazione.

  • La relazione empirica di Dansgaard  [3]

Nelle carote di ghiaccio antartiche, la variazione del rapporto isotopico del deuterio \(\delta D\)) è proporzionale alla variazione di temperatura dell’atmosfera in cui si è formata la neve.
L’analisi dei dati mostra una relazione approssimativamente lineare:
\[ \Delta T \approx \tfrac{\Delta\delta D}{10} \]
Dove il \(\Delta T\) è la variazione di temperatura in gradi centigradi e \(\Delta \delta D\) è la variazione del rapporto isotopico del deuterio \(\delta D\) espressa in parti per mille.
Questa relazione dice che per ogni \(10\;‰\) di variazione di \(\delta D\) corrisponde a \(\approx 1\;^{\circ}C\) di variazione termica 3.

Nel caso della carota di Vostok lo strato corrispondente all’attuale periodo interglaciale (Olocene, 11.700 anni fa – presente) mostra un \(\delta D \approx -440\; ‰\)  e un \(\delta ^{18}O \approx -55,5\; ‰\) , mentre quello del massimo glaciale un \(\delta D\ \approx -480\; ‰\)  e un \(\delta ^{18}O \approx -60\; ‰\) (Last Glacial Maximum, LGM), circa 21 mila anni fa). Da questi dati si può stabilire che:
\[ \Delta \delta D = \left( -440 \right) -\left( -480 \right) = + 40‰ \\ \longrightarrow  \Delta T \approx \tfrac{+40}{10} = +\;4 ^{\circ}C \]
Grafico del ciclo idrologico e frazionamento isotopico (δ18O e δD)L’attuale periodo caldo interglaciale (Olocene) è in Antartide, \(\sim 4\;^{\circ}C\) più caldo rispetto all’ultima grande glaciazione 4.
Prendendo invece a riferimento il \(\delta ^{18}O\) con la rispettiva relazione empirica di Dansgaard \(\Delta T \approx {\Delta \delta ^{18}O}/{1,2}\), avremmo:
\[ \Delta \delta^{18}O=\left( -55,5 \right) – \left( -60 \right)= 4,5 \,‰ \\ \longrightarrow  \Delta T \approx \tfrac{4,5}{1,2} \approx 3,75\; ^{\circ}C \]
anche il frazionamento isotopico \(\delta^{18}O\) restituisce dati coerenti col frazionamento \(D/H\).
Ma attenzione. Le relazioni \(\Delta T = {\Delta \delta D}/{10}\) e \(\Delta T \approx {\Delta \delta ^{18}O}/{1,2}\) sono empiriche, cioè sono calibrate sui dati osservativi e sono fortemente influenzate dalla regione del carotaggio, dalla stagione di riferimento e dai cambiamenti nella temperatura oceanica.

  • La \(CO_{2}\) dall’Ultimo Massimo Glaciale a oggi
Durante l’Ultimo Massimo Glaciale (LGM), circa 21.000 anni fa, la concentrazione di \(CO_{2}\) atmosferica era significativamente più bassa rispetto ai livelli preindustriali.
Vediamo alcuni dati:

Tabella delle concentrazioni atmosferiche di CO₂ dall'Ultimo Massimo Glaciale (185 ppm) fino al 2026 (~430 ppm)

Tempo (anni)CO₂ (ppm)EventoΔT globale °C (*)
- 21.000185Picco LGM-6 ± 0,5[4]
- 17.000200Inizio deglaciazione-5 ± 0,5
- 14.700240Riscaldamento Bølling-Allerød -2,5 ± 0,4[5]
- 12.800260Dryas recente-3,5 ± 0,3[6]
- 11.700265Inizio Olocene0,8 ± 0,2
- 10.000 - 1750 d.C280Olocene stabile0,0 (riferimento standard)
1750 - 1974 d.C.280 ↑ 333Era Industriale[7]
2026 d.C.430 ↑Oggi+1,3 ±0,1[8]
(*) Note:
I valori antichi sono medie globali ricostruite, non temperature locali (per esempio la Groenlandia).
Il valore del LGM (−6 °C) è una media tra oceani e continenti, con variazioni regionali molto più ampie.
Il periodo 1750–1974 mostra un incremento graduale, ma il salto più netto avviene dopo il 1980.
Il valore attuale di +1,3 °C è rispetto alla media 1850–1900, coerente con i report IPCC AR6.

Questi sono i meccanismi principali che riducono la \(CO_{2}\) durante le glaciazioni:

  1. Aumento della pompa biologica oceanica: Maggiore efficienza nel sequestro di carbonio negli oceani profondi
  2. Cambiamenti nella circolazione oceanica: Spostamento verso modalità “glaciali” con maggior ventilazione delle acque profonde
  3. Espansione dei ghiacci marini: Riduzione dello scambio aria-mare alle alte latitudini
  4. Basse temperature: Maggiore solubilità della \(CO_{2}\) in acqua fredda (legge di Henry [4])

Una differenza di ~100 ppm (da 280 a 180 ppm) fornì una forzante radiativa che, insieme ai feedback associati, contribuì a un raffreddamento di circa \(\approx 2-3\;^{\circ}C\) su un totale di \(4-7\;^{\circ}C\) di raffreddamento globale tra Olocene e Ultimo Massimo Glaciale. Al restante calo contribuirono l’aumento dell’albedo dovuto a una maggiore estensione di ghiaccio e neve, nonché la riduzione di altri gas climalteranti (\(CH_{4}\) e \(N_{2}O\) legati ai processi biologici e alla decomposizione delle piante. In pratica, tutti i feedback climatici (albedo, vapore acqueo, etc.) furono amplificati.

Il livello di \(CO_{2}\) durante LGM (185 ppm) è molto vicino al limite inferiore per molte piante C3 (150-200 ppm), il che  avrebbe potuto influire sulla produttività degli ecosistemi 5.
La crescita da 185 a 280 ppm durante la deglaciazione (≈95 ppm in 7.000 anni) è stata molto più lenta rispetto all”attuale aumento di 148 ppm nel solo periodo dell’era industriale.
Questi dati sono tra le prove più solide del ruolo della \(CO_{2}\) come leva fondamentale nel sistema climatico terrestre, sia in passato che oggi.

2) La biomineralizzazione dei foraminiferi
Gusci fossili di foraminifero planctonico (Globigerinoides ruber) visti al microscopio elettronico

Gusci fossili di foraminifero planctonico (Globigerinoides ruber) visti al microscopio elettronico

Oltre agli isotopi dell’acqua conservati nei ghiacci, i paleoclimatologi utilizzano anche altri indicatori chimici incorporati nei resti di organismi marini, che permettono di ricostruire sia la temperatura dell’oceano sia il volume dei ghiacci.

Tutto ha inizio col processo di formazione del guscio calcareo dei foraminiferi.
Questo processo, chiamato biomineralizzazione [5], produce una molecola di calcio \(CaCO_{3}\) partendo da uno ione carbonato \(CO_{3}\;^{2-}\)  e ioni di calcio bivalenti \(Ca^{2+}\).
Nell’ambiente marino gli ioni di calcio sono abbondanti ma non i carbonati.
Per sopperire a questa mancanza, i foraminiferi hanno sviluppato una strategia che sfrutta l’anidride carbonica disciolta nel mare e uno ione carbonato \(HCO^{-}_{3}\) per ricavare il carbonato necessario alla mineralizzazione.
Durante questo processo, però, accade qualcosa di cruciale per la paleoclimatologia.
Uno ione magnesio \(Mg^{2+}\), che ha un raggio ionico simile ma leggermente più piccolo rispetto allo ione calcio\(Ca^{2+}\), può sostituirsi a esso nel reticolo cristallino del carbonato. Questa sostituzione non avviene con la stessa facilità a tutte le temperature:
A temperature più basse la barriera energetica per la sostituzione di \(Ca^{2+}\) con \(Mg^{2+}\) nel reticolo cristallino è più alta. Il risultato è che meno \(Mg\) viene incorporato e, di conseguenza, anche il rapporto \(Mg/Ca\) nel guscio risulta basso.
All’opposto, con temperature più alte l’energia termica permette di superare più facilmente la barriera e di conseguenza lo ione \(Mg^{2+}\) può sostituire lo ione calcio. Di conseguenza, il rapporto \(Mg/Ca\) è più alto.
Da qui nasce la relazione esponenziale tra temperatura e rapporto Mg/Ca, spesso espressa come:
\[ \left( \tfrac{Mg}{Ca} \right)_{foram} = A \cdot e^{\left( B \cdot T \right)}\]

Il rapporto\(Mg/Ca\) nei gusci dei foraminiferi è quindi un vero termometro geochimico a memoria lunga. Pur richiedendo correzioni per la chimica oceanica del passato (in particolare per la concentrazione di \(Mg/Ca\) dell’acqua di mare)6, questo proxy permette di separare il segnale termico da quello legato al volume dei ghiacci registrato negli isotopi dell’ossigeno. È uno strumento essenziale per ricostruire in modo quantitativo la temperatura degli oceani del passato.

Questi sono i parametri dell’equazione:

  • \(Mg/Ca\) è il rapporto molare Magnesio/Calcio nel guscio del foraminifero
  • \(T\) è la temperatura dell’acqua di mare espressa in gradi Celsius
  • \(A\) è il valore del rapporto \(Mg/Ca\) a 0 °C (termine pre‑esponenziale);
  • \(B\) è la misura di quanto rapidamente cresce \(Mg/Ca\) per ogni grado in più (sensibilità termica).
  • \(e\) è il numero di Eulero (2,71828)

I valori di \(A\) e \(B\) variano leggermente a seconda della specie di foraminifero e della chimica dell’acqua (soprattutto il rapporto \(Mg/Ca\) dell’acqua di mare stessa, che è cambiato nel tempo geologico). Non sono inventati, ma derivano da regressioni su colture di foraminiferi e da carote recenti confrontate con la temperatura strumentale.

Per i foraminiferi planctonici 7
Esempio per Globigerinoides ruber [6] :
\[ \tfrac{Mg}{Ca}(mmol/mol)= 0,38 \cdot e^{\left( 0.089 \cdot T \right)} \]
Dove \(T\) è espresso in gradi centigradi.
Per i foraminiferi bentonici 8, invece, la sensibilità generalmente è minore:
\[ \tfrac{Mg}{Ca}=1,2 \cdot e ^{\left( 0,055 \cdot T \right)} \]

  • Come funziona nella pratica

Dai sedimenti marini si estraggono i gusci di foraminiferi, si misura il loro rapporto Mg/Ca con la spettrometria di massa (ICPS-MS o simili 9) e si inverte la formula per ottenere la temperatura:
\[ T=\tfrac{1}{B}\cdot ln \left( \tfrac{\left( Mg/Ca \right)\text{foram\;}}{A} \right)\]
Supponiamo di misurare Mg/Ca = 4,0 mmol/mol in G. ruber.
Usando la calibrazione: \(A\) = 0,38 e \(B\) = 0,089
\[ T= \tfrac{1}{0,089}\cdot ln \left( \tfrac{4,0}{0,38} \right)\\ \longrightarrow  11,24 \cdot ln \left( 10,526 \right) \\ \longrightarrow 11,24 \cdot 2,354 =\;\approx 26.5\,^{\circ}C \]

Un’indagine sul campione di Globigerinoides ruber [7] dimostra che questi foraminiferi sono vissuti in un ambiente tropicale caldo e poco profondo; circa 26 °C.

Rispetto al \(\delta{18}O\), che è influenzato dal ciclo globale del ghiaccio, il paleotermometro \(Mg/Ca\) possiede una diretta sensibilità termica e un’alta risoluzione temporale. Però, se combinati, il\(\delta^{18}O\) e \Mg/Ca\) permettono di separare il segnale termico da quello del volume di ghiaccio.
Il \(\delta^{18}O\) del carbonato di calcio di foraminiferi dipende sia dalla temperatura dell’acqua sia dal volume di ghiaccio continentale, mentre il rapporto \(Mg/Ca\) dipende quasi esclusivamente dalla temperatura. Utilizzando \(Mg/Ca\) per stimare \(T\) e sottraendo l’effetto termico dal \(\delta^{18}O\), si ottiene una stima sommaria indipendente del volume globale del ghiaccio passato. Il principio è questo:
\[ \delta^{18}O_{_{calcite}}\;\; = f\left( T \right) + f\left( \text{volume di ghiaccio globale} \right) \\ Mg/Ca= g(T) \]
E quindi:
\[\ \delta^{18}O_{_{ghiaccio}} \;\;=\delta^{18}O{_{calcite}}-f\left( T \right)\]

Misurando il \(\delta^{18}O\) sui gusci fossili estratti dalle carote di sedimento oceanico 10), si ottengono curve di variazioni glaciali-interglaciali su milioni di anni. Il segnale combina due effetti principali:

  • La temperatura dell’acqua — superficiale o profonda — (temperature più basse favoriscono l’incorporazione di \(^{18}O\) nei gusci — \(\delta^{18}O\) positivo), con un effetto di circa -0,22‰ per °C di riscaldamento.
  • Il volume globale di ghiaccio (effetto dominante nei cicli glaciali del Pleistocene): durante i periodi glaciali, l’acqua impoverita in \(^{18}O\) si accumula nelle calotte polari come ghiaccio, lasciando gli oceani arricchiti in \(^{18}O\) e quindi i gusci bentonici con valori più positivi.

Studi di decomposizione del segnale mostrano che, nel Pleistocene superiore, l’effetto del volume di ghiaccio domina (~50–70% della varianza in \(\delta^{18}O\) bentonico), mentre la temperatura profonda contribuisce in misura minore ma significativa, specialmente nei cicli più brevi. Le curve di riferimento più utilizzate derivano da stack globali di record bentonici, come lo stack LR04 [8], che media 57 registrazioni distribuite globalmente che coprono gli ultimi 5,3 milioni di anni (Pliocene-Pleistocene). Questo stack evidenzia cicli di ~100.000 anni dominanti nel Pleistocene superiore, legati principalmente alle variazioni orbitali di Milankovitch (eccentricità terrestre, che modula obliquità e precessione). Negli ultimi anni sono emersi stack aggiornati e regionali che incorporano più dati (fino a 200+ core) e strategie di modelli di età diverse (tuning orbitale minimo, vincoli geomagnetici, ottimizzazione automatica). Esempi includono grandi database pleoclimatici [9], con versioni globali, Atlantico e Pacifico, che confermano il dominio del ciclo 100-ka post-MPT ma evidenziano divergenze regionali nella \(\delta^{18}O\) bentonica (es. differenze tra Atlantico e Pacifico dovute a circolazione profonda). Questi nuovi stack offrono maggiore flessibilità per allineamenti stratigrafici senza sovraccaricare il tuning astronomico.

  • Il rapporto \(Sr/Ca\) nei coralli
Esemplare di corallo cervello (Diploria) usato per ricostruire temperature oceaniche tramite rapporto Sr/Ca

Un esemplare di Diploria, al largo di Portorico.
È conosciuto anche come cervello corallo.

Il rapporto Stronzio/Calcio negli scheletri di corallo rappresenta un altro paleotermometro di alta precisione per le temperature superficiali oceaniche tropicali 11

I coralli costruttori di barriera (sclerattinie) come Porites e Diploria secernono uno scheletro di aragonite (una forma di \(CaCO_{3}\)). Durante la biomineralizzazione incorporano oligoelementi dall’acqua marina, ioni di calcio \(Ca^{2+}\) e,  in tracce, ioni di stronzio \(Sr^{2+}\) [10].
Il rapporto \(Sr/Ca\) registrato nello scheletro varia in modo sistematico e quasi lineare con la temperatura dell’acqua superficiale del mare: più l’acqua è calda, più basso è il rapporto \(Sr/Ca\) incorporato. Questa relazione inversa si esprime empiricamente come \[ Sr/Ca \approx A − B \cdot T\], dove \(T\) è la temperatura in °C e \(B\) (la sensibilità) è tipicamente tra 0.06 e 0.08 mmol/mol per grado Celsius, a seconda della specie [11].

Il parametro \(A\) nella relazione \(Sr/Ca \approx A − B\cdot T\) non è un numero arbitrario, ma l’intercetta della regressione lineare ottenuta confrontando \(Sr/Ca\) misurato in coralli vivi con le temperature strumentali dell’acqua nello stesso periodo.
In altre parole, \(A\) è determinato dai dati, non scelto a piacere: cambia da specie a specie e da sito a sito, ed è calcolato statisticamente insieme alla pendenza \(B\). Per coralli tropicali come Porites, i valori tipici di \(A\) risultano intorno a 9.8–10.2, coerenti con \(Sr/Ca\) osservati (8.6–9.2 mmol/mol) e le temperature delle acque superficiali tropicali (24–30 °C).

Il motivo fisico principale è legato alle dimensioni degli ioni: lo ione \(Ca^{2+}\) ha un raggio ionico di circa 1.00 Å, mentre \(Sr^{2+}\) è più grande (1.18 Å) e quindi meno compatibile col reticolo dell’aragonite. A temperature più alte la crescita cristallina è più rapida e la struttura discrimina più efficacemente contro gli ioni sovradimensionati, la crescita del cristallo è più rapida escludendo lo stronzio e abbassando il rapporto \(Sr/Ca\). A temperature più basse, invece, la crescita rallenta e l’aragonite accetta più facilmente anche gli ioni leggermente sovradimensionati come gli \(Sr^{2+}\), aumentando il rapporto \(Sr/Ca\).
Si tratta quindi di un classico processo di frazionamento elementare dipendente dalla temperatura, che rende \(Sr/Ca\) un paleotermometro affidabile per ricostruire variazioni stagionali e interannuali con risoluzione sub-annuale. Quando l’acqua è più calda, gli organismi incorporano meno stronzio rispetto al calcio; analizzando questo rapporto nei fossili, gli scienziati possono ricostruire le temperature oceaniche degli ultimi secoli e millenni.
Pur richiedendo attenzione a potenziali effetti diagenetici e fisiologici, questo proxy ha illuminato la dinamica di fenomeni climatici come ENSO (El Niño-Southern Oscillation), documentando l’eccezionalità del riscaldamento oceanico moderno nel contesto storico recente.

Ipotizzando un rapporto \(Sr/Ca\) di 8,80 mmol/mol e usando una calibrazione\(Sr/Ca =10,0 -0,05 T\) [12] si ottiene:
\[ T = \tfrac {10,0 – \tfrac{Sr}{Ca} }{0,05} \\
\rightarrow T=\tfrac{1,20}{0,05} = 24\,^{\circ}C \]

3) Gli speleotemi (stalattiti e stalagmiti)

Formazione di stalattiti nella grotta di Avshalom (Israele)
By Sir_Joseph – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=72897795

Gli speleotemi sono l’archivio terrestre ad alta risoluzione.
Accanto agli archivi marini (foraminiferi e coralli), i depositi carbonatici nelle grotte — speleotemi (stalagmiti, stalattiti e altre concrezioni calcaree) — rappresentano uno degli archivi paleoclimatici più precisi disponibili sul continente. Sono il complemento terrestre degli archivi marini (foraminiferi, coralli), ma con una sensibilità completamente diversa: non integrano l’oceano globale, bensì l’idrologia locale. Crescono per precipitazione di calcite (o aragonite) da acqua di percolazione, registrando con precisione cronologica (grazie alla datazione \(U-Th\) 12) le variazioni di precipitazione, temperatura e circolazione atmosferica su scala regionale.
A differenza dei foraminiferi, che integrano segnali oceanici globali, gli speleotemi catturano soprattutto l’idrologia terrestre: intensità dei monsoni, quantità della pioggia e, in alcuni casi, pure la temperatura locale.

  • Il proxy principale: il \(\delta^{18}O\) nella calcite

Il \(\delta^{18}O\) dello speleotema dipende da due fattori principali:

  1. Il \(\delta^{18}O\) dell’acqua di gocciolamento riflette il relativo frazionamento isotopico della pioggia locale. Quindi il fattore quantità (“amount effect” nella letteratura scientifica) nelle regioni tropicali, la temperatura di condensazione, traiettoria delle masse d’aria 13, evaporazione e rievaporazione lungo il percorso.
    Più che un proxy termometrico, è quindi un proxy idrologico, almeno nella maggior parte dei casi.
  2. Il frazionamento isotopico temperatura-dipendente durante la precipitazione della calcite.
La relazione di equilibrio più utilizzata oggi [13] è:
\[ \delta^{18}O_{\text{calcite (SMOW)}}\;\; \approx \delta^{18}O_{\text{acqua}}+ \left( \tfrac{16,1 \times 1000}{T} – 24,6 \right) \]
dove \(T\) questa volta è espresso in Kelvin. Qui il \(\delta^{18}O\) dell’acqua è la parte idrologica, mentre il frazionamento di equilibrio è correlato alla temperatura.
In pratica, tuttavia, i due effetti risultano strettamente interconnessi e spesso non possono essere distinti senza il ricorso a ulteriori proxy, quali \(\delta^{13}C\), \(Mg/Ca\), \(Sr/Ca\), inclusioni fluide e modelli di bilancio idrico.

Cosa “misura” davvero il \(\delta^{18}O\) negli speleotemi?

AmbienteCosa domina il segnale \(\delta^{18}O\)
Tropici monsonicifattore quantità → pioggia
Medie latitudiniTraiettorie delle masse d’aria, stagionalità
Zone arideEvaporazione del suolo e del film d’acqua
Ambienti freddiTemperatura di condensazione della neve
Questa variabilità rappresenta la ragione per cui gli speleotemi costituiscono strumenti di straordinaria efficacia, pur necessitando di un’accurata calibrazione locale e di una rigorosa contestualizzazione.

Un aspetto spesso trascurato riguarda il fatto che gli speleotemi non rappresentano termometri puri. Numerosi divulgatori, e talvolta anche articoli scientifici redatti con eccessiva fretta, descrivono il \(\delta^{18}O\) degli speleotemi come un diretto indicatore della temperatura, il che risulta fuorviante.
La temperatura interviene unicamente nel processo di frazionamento acqua–calcite, con un’influenza relativamente ridotta rispetto alle variazioni del \(\delta^{18}O\) presenti nelle precipitazioni. Di conseguenza:

  • Negli ambienti tropicali il\(\delta^{18}O\) riflette quasi esclusivamente fattori idrologici;
  • Alle medie latitudini si osserva un insieme complesso di influenze;
  • Solo in condizioni climatiche molto fredde e stabili il \(\delta^{18}O\) può avvicinarsi a un indicatore termometrico.

Gli speleotemi e i foraminiferi rappresentano due archivi paleoclimatici complementari, in grado di fornire informazioni distinte ma integrabili per ricostruire le dinamiche climatiche del passato. I foraminiferi, organismi marini con guscio calcareo, registrano il segnale isotopico dell’oceano globale, permettendo di dedurre variazioni della temperatura superficiale e del volume dei ghiacci.
Gli speleotemi, concrezioni minerali che si formano nelle grotte, incorporano invece il segnale isotopico dell’acqua meteorica, rivelando indicazioni sull’idrologia regionale e sulla circolazione atmosferica. L’integrazione di questi due proxy consente di ottenere un quadro più completo e dettagliato di fenomeni come la dinamica dei monsoni, gli spostamenti della Zona di Convergenza Intertropicale (ITCZ), i pattern di teleconnessione climatica (ENSO, NAO) e le risposte dei sistemi continentali ai cambiamenti globali.

Ispirandosi ai dati reali della Grotta di Avshalom (Israele- Mediterraneo orientale), si può utilizzare una forma semplificata della relazione tra acqua e calcite (in scala VSMOW), identica sia per l’acqua che per la calcite.
Le condizioni attuali (clima moderno) indicano una temperatura media in grotta: \(T\) di circa \(19^{\circ}C \Rightarrow 292 K\)
Gli isotopi dell’acqua di gocciolamento: \(\delta{18}O_{\text{acqua}}\; \approx −5,0 ‰\) (valore tipico per il Mediterraneo orientale)
Pertanto, calcolando il termine di frazionamento si ottiene:
\[ \frac{16,1 \times 1000}{292}- 24,6 \\\longrightarrow \;
\approx 55,1 -24,6 \\ \longrightarrow \; \approx 30,5‰ \]Ne consegue che, oggi, la \(\delta^{18}O_{\text{calcite}}\;\text{ è} \approx -5,0 + 30,5 = + 25,5‰\)
Considerando un periodo passato invece, si può supporre di incontrare in una stalagmite un valore di \(\delta^{18}O_{\text{calcite}\;_{\text{passato}}}\;\;\; = +27,0‰\)
Ipotizzando una temperatura in grotto sia circa la stessa(\(19 ^{\circ}C\)), invertendo la relazione si otterrebbe:
\[ \delta^{18}O_{\text{acqua}\;_{\text{passato}}}\;\;\; \approx \delta^{18}O_{\text{calcite}\;_{\text{passato}}};\; \; – 30,5 \\\longrightarrow 27,0-30,5 \\\longrightarrow -3.5‰ \]Questo significa che l’acqua di gocciolamento nel passato risultava circa essere 1,5 ‰ più pesante (−3.5 ‰ rispetto a −5.0 ‰) rispetto a oggi. In un contesto simile a quello delle grotte di Avshalom o Soreq, questo dato è coerente con una fase climatica più umida, caratterizzata da un maggiore apporto di intense piogge autunnali e invernali e da una diversa combinazione di masse d’aria rispetto ad oggi.
Un commento

GJ 251c: un mondo alieno tra licheni neri e atmosfere tossiche

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Notizia di queste ore è la scoperta di un nuovo pianeta che orbita attorno a una nana rossa (M4) a 18 anni luce di distanza. E giù tutti i simpatici giornaloni a dire una nuova Super Terra, quasi fosse Tahiti, magari abitata da gnomi di Babbo Natale in bermuda e mohito.
Io tutto questo entusiasmo che vedo in giro non lo capisco.
Il pianeta ha una propria rotazione assiale o è bloccato in risonanza con la sua stella? La sua massa la sappiamo, ma la densità? Da questo dipende la gravità in superficie. Al massimo (ammesso abbia una densità simile alla Terra potremo aspettarci un’atmosfera particolarmente ricca di carbonio affinché si raggiunga il punto triplo dell’acqua (273 K), perché la sua temperatura di equilibrio è a 216 K. In queste condizioni, probabilmente la forma di vita più evoluta sarà qualche lichene nero (la radiazione di corpo nero della stella influisce sui processi di fotosintesi) in un’atmosfera per noi tossica. Facciamo due conti.

A soli 18 anni luce dalla Terra, GJ 251c è una Super Terra che ha acceso l’interesse di astronomi e divulgatori. Ma dietro l’entusiasmo dei titoli di giornale, si nascondono alcune domande cruciali per stabilirne l’abitabilità: ha una rotazione propria? Qual è la sua densità? E soprattutto: può davvero ospitare vita?

Parametri orbitali e fisici

  • Massa: \( M_p \approx 4 M_\oplus \)
  • Periodo orbitale: \( P \approx 54 \, \text{giorni} \)
  • Temperatura di equilibrio: \( T_{eq} \approx 216 \, \text{K} \)

Densità e gravità superficiale

\[ \frac{R_p}{R_\oplus} = \left( \frac{M_p / M_\oplus}{\rho_p / \rho_\oplus} \right)^{1/3} \]
\[ \frac{g_p}{g_\oplus} = \frac{M_p / M_\oplus}{(R_p / R_\oplus)^2} \]

Assumendo una densità tra \(\rho_p = 4-5 \ \text{g/cm}^3\) 1 [14], si possono stimare il raggio e la gravità con \( \rho_p = 4.5 \, \text{g/cm}^3 \) e \( \rho_\oplus = 5.51 \, \text{g/cm}^3 \):

Raggio relativo rispetto alla Terra:

\[ \frac{R_p}{R_\oplus} = \left( \frac{4}{4.5 / 5.51} \right)^{1/3} = \left( \frac{4}{0.816} \right)^{1/3} \approx 1.70 \]

E la relativa gravità superficiale (sempre rispetto alla Terra):

\[ \frac{g_p}{g_\oplus} = \frac{4}{(1.70)^2} \approx 1.38 \]

Rotazione e distribuzione termica

Con un periodo orbitale di 54 giorni attorno a una nana rossa, è altamente probabile che Gliese 251c sia bloccato marealmente o in risonanza spin-orbita 2 .
Un blocco mareale stretto, come quello della Luna con la Terra per esempio, implicherebbe che un emisfero del pianeta sia perennemente illuminato, l’altro al buio. In questo caso saremmo di fronte a forti gradienti termici, mitigabili solo da un’atmosfera particolarmente densa e dinamica.
Però potrebbero esserci ancora delle zone potenzialmente sostenibili limitate al terminatore (la fascia tra il giorno e la notte).
Anche in questo caso la matematica ci dice perché:

Tempo di sincronizzazione mareale

La formula estesa è [15]:

\[
t_{\text{sync}} = \frac{\omega a^6 I Q}{3 G m_S^2 k_2 R_P^5}
\]

Dove:

  • \( \omega \): velocità angolare iniziale
  • \( a \): distanza dal corpo centrale
  • \( I = \frac{2}{5} m_p R_P^2 \): momento d’inerzia
  • \( Q \): fattore di dissipazione
  • \( G = 6.674 \times 10^{-11} \, \text{m}^3 \, \text{kg}^{-1} \, \text{s}^{-2} \)
  • \( m_s \): massa del corpo centrale
  • \( k_2 \): numero di Love
  • \( R_P \): raggio del pianeta

Per GJ 251c:

\[ I = \frac{2}{5} \cdot 2.39 \times 10^{25} \cdot (1.08 \times 10^7)^2 \approx 1.11 \times 10^{39} \]
\[ \omega = \frac{2\pi}{86400} \approx 7.27 \times 10^{-5} \]
\[ t_{\text{sync}} \approx \frac{(7.27 \times 10^{-5}) \cdot (3.29 \times 10^{10})^6 \cdot (1.11 \times 10^{39}) \cdot 100}{3 \cdot 6.674 \times 10^{-11} \cdot (7.16 \times 10^{29})^2 \cdot 0.3 \cdot (1.08 \times 10^7)^5} \]
\[ t_{\text{sync}} \approx 1.2 \times 10^7 \, \text{anni} \]

Quasi certamente il nostro pianeta è in uno stato di blocco mareale con la sua stella.

Una plausibile atmosfera

Ecco come potrebbe apparire un ambiente tipico nei pressi del terminatore di GJ 251c in una bella giornata di sole, pardon, Gliese 251.

Una plausibile composizione potrebbe essere  simile a quella terrestre dell’Eone Adeano. Quindi ipotizziamo:

  • Atmosfera:

    • Pressione: \( 3.0 \ \text{bar} \)

    • CO₂: \( 75\% \) → \( 2.25 \ \text{bar} \)

    • N₂: \( 20\% \) → \( 0.6 \ \text{bar} \)

    • CH₄: \( 4\% \) → \( 0.12 \ \text{bar} \)

    • H₂: \( 1\% \) → \( 0.03 \ \text{bar} \)

  • Temperature:

    • Emisfero diurno: \( 290-310 \ K \)

    • Terminatore: \( 273-283 \ K \)

    • Emisfero notturno: \( 200-230 \ K \)

Con una pressione sufficiente a garantire il rimescolamento atmosferico su entrambi gli emisferi di un pianeta marealmente bloccato:

\[
P_{atm} \approx 2 – 4 \, \text{bar}
\]

e una temperatura media di superficie vicina al punto triplo dell’acqua:

\[
T_{surf} = T_{eq} + \Delta T_{serra} \Rightarrow T_{surf} \approx 276 \, \text{K}
\]

Profilo di assorbimento dei pigmenti:

\[
A(\lambda) = A_0 \cdot e^{-\left( \frac{\lambda – \lambda_{peak}}{\sigma} \right)^2}
\]

\[
\lambda_{peak} \approx 1.1 \, \mu m
\]

Biosfera ipotetica: licheni infrarossi

Comparazione della radiazione di corpo nero tra Gliese 251 (in rosso) e il Sole (grigio). Lo sfondo potrebbe somigliare a quello che gli occhi umani percepirebbero in una bella giornata a mezzogiorno.

Tutto quanto  finora detto con la matematica ha una notevole importanza per lo sviluppo di possibili forme di vita su Gliese 251c. Facciamo altri due conti:

La legge di Wien che descrive la radiazione di corpo nero per  \(T\) è:

\[
\lambda_{\text{max}} = \frac{2.898 \times 10^{-3}}{T}
\]

Per \( T = 3350 \, \text{K} \), otteniamo: \(
\lambda_{\text{max}} \approx 865 \, \text{nm}
\), ma abbiamo visto che una atmosfera abbastanza dinamica da agire su entrambi gli emisferi di un pianeta bloccato spinge ancor di più verso il lontano infrarosso il picco di radiazioni: \(
\lambda_{peak} \approx 1100 \, \text{nm}\)

Questo ci suggerisce che su Gliese 251c potremmo aspettarci forme di vita anaerobica, dotate di metabolismo lento e pigmenti scuri, simili alla rodopsina terrestre [16] presente in alcuni funghi chitridiomiceti [17].
Questi organismi potrebbero sfruttare meccanismi di conversione energetica analoghi all’ATP sintasi, l’enzima che immagazzina energia luminosa sfruttando un gradiente elettrochimico nei mitocondri degli eucarioti e nella membrana cellulare dei procarioti.
Il loro habitat ideale potrebbe essere costituito da rocce porose nella zona crepuscolare, dove la luce visibile è scarsa e il vicino infrarosso (NIR) domina. Mentre sulla Terra pigmenti come la rodopsina assorbono nel NIR—una lunghezza d’onda invisibile all’occhio umano—appaiono del tutto incolori 3, in un mondo dove ogni fotone è prezioso, l’evoluzione spingerebbe gli organismi ad adattare i propri enzimi fotosensibili per massimizzare l’assorbimento dell’energia disponibile, spostata verso le lunghezze d’onda rosse e infrarosse.
Dovremmo quindi aspettarci di trovare pigmenti capaci di assorbire uno spettro molto più ampio, ce va dalla parte più alta dello spettro visibile su quel mondo fino alla luce infrarossa dominante. Questi pigmenti assorbirebbero tutta la luce visibile (per quanto scarsa) e quella infrarossa, apparendo neri ai nostri occhi.
Il ciclo biochimico che dovremmo quindi aspettarci di trovare è pressapoco questo:
\[ 4H_2 + CO_2 \rightarrow CH_4 + 2H_2O + \text{energia} \]

Conclusione

Gliese 251c non è una seconda Terra. È un mondo alieno, forse abitabile per quelle forme di vita che metabolizzano nell’infrarosso e respirano metano. Considerando che Gliese 251 ha un’età di 6.8 miliardi di anni – è più vecchia del Sole – il pianeta ha avuto abbondante tempo non solo per sincronizzarsi con la sua stella, ma anche per sviluppare una biosfera matura e stabilizzare la sua atmosfera
Forse, sul pianeta potrebbero coesistere anche sacche di vita con biochimiche molto diverse tra loro la cui unica cosa in comune è la fioca luce della loro stella.
E proprio per questo, è ancora più affascinante.

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Interminati mondi e infiniti quesiti

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La copertina del mio libro: anche la fotografia qui è mia. Su Amazon si può leggere sia la sinossi che un breve estratto gratuito.

Ho sempre sostenuto che nell’affrontare un argomento tanto complesso non si dovrebbe mai prescindere dal raccontare anche le condizioni che lo circondano, esattamente come per lo scrivere, o il parlare, occorre conoscere il significato di ogni singola parola usata. Mi è altrettanto caro però anche un altro concetto: un libro non serve a dare esclusivamente nozioni, ma deve offrire al lettore anche qualcosa su cui riflettere e proporre di approfondire autonomamente l’argomento di cui tratta.

Per questo saggio[18] a me sono serviti quattro anni. O forse anche di più.
Sicuro che il primo embrione di quello che poi sarebbe diventato il mio primo libro — non ho affatto intenzione di fermarmi a questo, uscì proprio su questo Blog nel 2015[19], attraverso una serie di articoli sul celebre Paradosso di Fermi. Non sto a ripeterne qui la storia, l’ho spiegata in un capitolo del mio lavoro.
Ho detto quattro anni, perché ne parlai durante un pranzo con la Responsabile della Didattica e Divulgazione presso la Fondazione GAL Hassin-Centro Internazionale per le Scienze Astronomiche, Isnello (PA), (blogger di Tutti Dentro , firmatrice di diversi articoli qui ospitati, nonché mia carissima amica) Sabrina Masiero nel lontano 2016, e che poi mi ha aiutato tantissimo proprio nelle ultime revisioni alla fine dello scorso anno.

È stata una genesi lunga che alla fine mi ha portato molto lontano — e non solo da queste pagine — e fatto maturare in modi che, sinceramente, non avrei mai creduto possibile. Ho rivisto alcune mie posizioni, affrontato argomenti e campi a me del tutto sconosciuti o appena osservati da lontano.
Esplorare le innumerevoli domande insite in questo saggio è virtualmente impossibile, perché ognuna di esse apre infiniti altri quesiti che richiederebbero altrettanti trattati. Per questo ne ho scelti e affrontati soltanto qualcuno. Una scelta difficile, che mi ha portato a scrivere e abbandonare centinaia di bozze e sviluppare quelle che ho comunque ritenuto più significative.

Affrontare i temi della Vita, Intelligenza e Civiltà extraterrestri prendendo spunto unicamente dall’umana esperienza su questo mondo può sembrare scontato, ma molto spesso tale sforzo non viene  compiuto.
Duecento o quattrocento miliardi di stelle nella nostra Galassia non significa che ognuno di quei soli sia accompagnato da qualche forma di vita, anche se appena batterica. Anzi: la maggior parte delle stelle che vediamo ad occhio nudo (appena qualche migliaio) o è troppo grande oppure possiede qualche altro handicap da scontare.
Eppure tra queste centinaia di miliardi si possono ancora calcolare milioni di altre stelle che potrebbero benissimo ospitare altrettante terrificanti e pur sempre meravigliose forme di vita; queste potrebbero funzionalmente somigliare ad alcune di quelle che la Terra ha ospitato in quattro miliardi di anni, oppure no.
Come è esattamente sorta la vita sulla Terra ancora nessuno lo sa, ma ci sono buoni e ragionevoli motivi per pensare che questo sia accaduto — e che accada ancora — attorno a quei milioni di stelle che ho appena citato, e questo lo si è creduto o, perlomeno sospettato, fin dalla preistoria.
Il concetto stesso di Vita ha mutato significato nei secoli e con esso anche il modo in cui si è supposto che la Vita sarebbe potuta emergere. Dall’aristotelica abiogenesi alla sua definitiva smentita da parte di Pasteur, dal concetto fumoso di Erasmus Darwin (il nonno di Charles) fino agli esperimenti di Miller e Urey[20] che hanno spianato poi la strada alla moderna astrobiologia.
Ma quello che — almeno per me, amante da sempre del razionalismo scientifico — è apparso sempre più evidente, man mano che andavo avanti con la stesura, è stata la similitudine tra il concetto metafisico del Divino e quello dell’Universo e la sua storia che  faticosamente stiamo scoprendo nel’ultimo secolo.
Deus sive Natura, diceva più di tre secoli fa il filosofo olandese Baruch Spinoza, Dio ossia la Natura. E l’implicito che qui in parte tento di mostrare è simile: tutta la storia dell’Universo che abbiamo ricostruito ci mostra che sotto molti aspetti il Divino e la Natura possono essere concetti piuttosto simili e spesso essere perfino sovrapponibili. Col mio studio desidero soltanto offrire alcuni spunti su cui riflettere partendo da una domanda fatta per celia all’ora di pranzo dal grande fisico che fu Enrico Fermi e che è matematicamente riassunta nell’Equazione di Francis Drake.

Come ogni buon libro che si rispetti, ho chiesto a Marco Castellani, dell’Osservatorio Astronomico di Roma – INAF, blogger di Gruppo Locale e scrittore, di curare la prefazione del mio lavoro. Ne è sortita una piccola perla che merita di essere gustata per intero, perché anch’essa offre al lettore miriadi stimoli di riflessione.

Non voglio svelare di più per non rovinarvi il gusto della lettura del mio saggio, ma posso dirvi che per me è stato un viaggio meraviglioso e che spero, con l’approvazione di voi lettori, presto di rifare.

 

Cieli sereni.

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Settimana della scienza 2017

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Giorni fa avevo delle faccende da sbrigare a Ciampino — per chi non è pratico dico che è vicino a Roma, poco prima di Frascati — ma essendo in netto anticipo, decido di passar a fare visita a un mio caro amico presso l’osservatorio astronomico di Monte Porzio Catone. Non conoscendo esattamente la strada, come ormai tutti siamo abituati a fare ho semplicemente digitato la località di destinazione sul navigatore satellitare dell’auto e mi sono lasciato guidare fino a destinazione.
Ecco, quello è un perfetto esempio, banale quanto volete, di applicazione pratica della ricerca scientifica di base. Quando nel 1905 un brillante e alquanto squattrinato (dovette accettare un noiosissimo lavoro all’Ufficio Brevetti di Berna per mandare avanti la famiglia) scienziato riscrisse le leggi della meccanica celeste attraverso la nota Relatività Ristretta, tutti si chiesero se avesse un senso pratico riformulare i concetti di corpi inerziali e in accelerazione, e stabilire che la velocità della luce è invariante rispetto al sistema di rifermento. Dieci anni dopo lo stesso brillante e un po’squinternato — in senso buono, ovviamente — scienziato si spinse ancora più in là riscrivendo la teoria di gravitazione e postulando il concetto di spazio-tempo. Ancora i benpensanti si chiesero se servisse a qualcosa sapere se la luce veniva deviata da una grande massa o se se il Sole fosse scomparso noi ne avremmo percepito gli effetti istantaneamente o solo dopo otto minuti. 
Non c’era, ai loro occhi, alcuna utilità pratica in questo sapere; non come l’empirica termodinamica o nelle — allora ancora nuove — leggi dell’elettromagnetismo che avevano appena regalato all’umanità le radiocomunicazioni. Eppure, se oggi possiamo andare in un posto sconosciuto o mai visitato prima qui sulla Terra, lo dobbiamo alla ricerca di base di quel ragazzotto geniale e testardo, Albert Einstein, che sognava di cavalcare un raggio di luce.
Oppure se volete stare più sul recente, non potremmo stare qui su Internet se a cavallo degli anni settanta un gruppo di ragazzotti un po’ nerd (sfigati) non avesse incominciato a trovarsi e a condividere ognuno le proprie idee ed esperienze su circuiti logici e lampadine progettati per tutt’altro che l’home computing (l’Homebrew Club), gettando così le basi per i personal computer.
Provate per un attimo ad immaginarvi di essere coloro che per primi compresero il concetto di ruota e vedere oggi un’autostrada o di fare il bagno dentro una tinozza come Archimede di Siracusa e vedere poi una immensa portaerei nucleare. Le leggi sul rotolamento dei corpi e l’idrostatica esistevano da prima della loro scoperta ma da quando ci sono diventate note abbiamo trovato miriadi di modi per sfruttarle a nostro vantaggio.

Ogni anno centinaia di eventi hanno luogo simultaneamente in Europa e nei paesi confinanti.

Source: RICERCA E INNOVAZIONE: La notte Europea dei Ricercatori 2017

La scienza e la tanto bistrattata ricerca di base sono questo, servono a scoprire e a capire oggi  per restituire a tutto il genere umano qualcosa di concreto nel futuro.  Lo scopo della prossima Settimana della Scienza in programma dal 23 al 30 settembre 2017 è proprio questo: far conoscere — e in qualche caso coinvolgere — al pubblico le più recenti conquiste e ricerche europee in ogni campo scientifico. 
Sì, europee, perché come ogni anno l’evento finale —  promosso e finanziato dalla Commissione  Europea nell’ambito del programma europeo Horizon 2020 — è la Notte Europea dei Ricercatori.
Come anticipato l’anno scorso, il titolo della Settimana della Scienza coordinata da Frascati Scienza rimane il medesimo della volta scorsa: Made in Science. Frascati Scienza si occuperà di dirigere gli avvenimenti organizzati dalla Regione Lazio, Comune di Frascati, ASI, CNR, CINECA, CREA, ESA-ESRIN, GARR, INAF, INFN, INGV, ISPRA, ISS, Sapienza Università di Roma, Sardegna Ricerche, Università di Cagliari, Università di Cassino, Università LUMSA di Roma e Palermo, Università di Parma, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”, Università degli Studi Roma Tre, Università di Sassari, Università della Tuscia, Astronomitaly, Associazione Tuscolana di Astronomia, Explora, G.Eco, Ludis, Osservatorio astronomico di Gorga (RM), Fondazione GAL Hassin di Isnello (PA), Sotacarbo.

Ora non vi resta che partecipare … numerosi.
Cieli sereni!

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Platone, le ombre e la scienza moderna.

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Quando il luglio scorso terminai di illustrare per sommi capi l’energia oscura prevista nel modello \(\Lambda CDM\) accennai che anche altre teorie erano state suggerite per rimediare all’espansione accelerata dell’Universo e sull’esistenza dell’invisibile materia oscura. Mi riferisco alle teorie MOND (Modified Newtonian Dynamics), una classe di teorie che  propongono alcune modifiche della legge di Newton per spiegare le curve di rotazione osservate nelle galassie. Ma prima di parlare di questa relativamente nuova classe di teorie che propone prospettive alquanto interessanti, voglio farvi parte di una mia riflessione sul  significato della scienza che magari troverete stimolante.

Illustrazione del Mito della caverna in un’incisione del 1604 di Jan Saenredam.
Credit: Wikipedia

2400 anni fa il filosofo greco Platone scriveva la sua opera  Politéia, tradotto in italiano La Repubblica. In questa raccolta vi è l’allegoria del Mito della Caverna, una novella ricca di simbolismi che hanno a che fare più con la psiche umana che la scienza. Ma credo che almeno in questo caso l’interpretazione del messaggio sia altrettanto interessante,
Noi oggi esploriamo la realtà con una miriade di strumenti; misuriamo, cataloghiamo, cerchiamo nessi e proviamo a comporre puzzle assai distanti tra loro come il microcosmo e il macrocosmo. Ma l’atto ultimo, cioè quello di descrivere compiutamente quel che ci circonda, è esclusivamente compito del pensiero umano. E in questo noi siamo esattamente come quei prigionieri descritti da Platone, possiamo afferrare la realtà solamente per come la osserviamo, con gli strumenti che costruiamo per misurarla e niente più.

… pensa di vedere degli uomini che vi stiano dentro fin da fanciulli … incapaci … di volgere attorno il capo. Alta e lontana brilli alle loro spalle la luce d’un fuoco e tra il fuoco e i prigionieri corra rialzata una strada. Lungo questa pensa di vedere costruito un muricciolo, come quegli schermi che i burattinai pongono davanti alle persone per mostrare al di sopra di essi i burattini. Immagina di vedere uomini che portano lungo il muricciolo oggetti di ogni sorta sporgenti dal margine, e statue e altre figure di pietra e di legno, in qualunque modo lavorate … Se [essi] potessero conversare tra loro, non credi che penserebbero di chiamare oggetti reali le loro visioni? E se la prigione avesse pure un’eco dalla parete di fronte? Ogni volta che uno dei passanti facesse sentire la sua voce, credi che la giudicherebbero diversa da quella dell’ombra che passa?

Sappiamo creare teoremi, elaboriamo nuovi concetti che crediamo possano avvicinarsi il più possibile a descrivere la realtà. Ma questa è incurante di tutti i nostri sforzi e ancora qualcosa ci sfugge.
Il Cosmo è fondamentalmente indifferente alle vicende umane: esso esisteva 13 miliardi e rotti anni prima del genere umano e continuerà ad esistere ancora per eoni dopo che l’ultimo discendente dell’Uomo sarà scomparso.
Eppure lo stesso cerchiamo di dare un significato alle ombre, pensiamo che quella che vediamo e percepiamo sia la realtà. Ma sono convinto, credo che prima di tutto dovremmo imparare che non può esserci una realtà assoluta che potremmo mai comprendere.
Ogni teoria scientifica costruita dall’Uomo per descrivere quello che lo circonda, che sia la Λ CDM, il Principio Olografico, la Teoria delle Stringhe o il Modello Standard, tutte concezioni perfettibili e più o meno integrabili fra loro, descrivono qualcosa che le altre non fanno, tutto dipende da cosa e come si osserva e dall’osservatore.
In fondo è quello che ci insegna il principio ultimo della Relatività: tutto è relativo e non può esserci un osservatore più privilegiato di altri. L’atavico concetto antropocentrico su cui sono basate tante certezze assolute  tipicamente umane messo di fronte a ciò che è si dimostra ancora una volta errato fin dalle sue fondamenta: l’Universo, il Cosmo, il Creato, chiamatelo come volete, aborre due cose: gli assoluti e gli infiniti.
A ben pensarci il messaggio che però ne viene fuori è bellissimo, un bagno di umiltà per tutto il genere umano. Non può esserci un teorema, un principio filosofico o religioso migliore degli altri. La scienza si è evoluta abbastanza nell’interpretare più o meno compiutamente la realtà, il Cosmo che ci circonda, lasciando alle religioni l’arduo fardello di cercare di rispondere al perché esiste l’Uomo e alle regole che esso sa imporsi. Guai a voler forzare queste due dottrine in un calderone unico o a escluderne una di loro d’imperio: esse sono egualmente e mutualmente necessarie per la comprensione del Cosmo.
In altre parole, volendo seguire la traccia indicata da Platone col Mito della Caverna, alla scienza spetta il compito di capire le ombre e alla religione il perché le vediamo.

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Made In Science: la settimana della scienza 2016

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manifesto WEBCome è ormai consuetudine da diversi anni ormai, anche quest’anno si rinnova l’appuntamento, dal 24 al 30 settembre, con la settimana dedicata alla scienza e la ricerca europea Settimana della Scienza 2016, che culminerà come sempre con la Notte Europea dei Ricercatori – finanziata dall’Unione Europea  – il 30 settembre prossimo. 
Il titolo del tema scelto per quest’anno e per la successiva edizione del 2017, entrambe curate da Frascati Scienza, è Made In Science.
Ritengo che l’uso dell’inglese nella Terra di Dante spesso sia abusato e fuori luogo, ma in questo caso convengo col suo uso. Esso è il linguaggio universale che consente a tutti i ricercatori europei – e non – di comunicare al di là delle naturali barriere linguistiche. Usare una lingua comune risalta lo spirito europeo della settimana dedicata alla scienza.

Made in Science

Made in … è una espressione che comunemente troviamo nelle etichette di quasi tutti i prodotti con cui veniamo in contatto; indica semplicemente dove quel particolare articolo è stato prodotto o costruito. Ma significa anche altro: realizzato, concepito, etc. Science non ha bisogno di essere tradotto, significa scienza.
Purtroppo – e lo vediamo proprio in queste ore poco dopo il tragico terremoto che ha colpito ancora una volta il Centro Italia – sono tanti i casi di attacchi alla scienza legati alla sua incapacità di predire l’imprevedibile, come se questo sarebbe potuto bastare a scongiurare le perdite umane. Eppure la scienza e la sua ricerca possono fare molto nel campo della prevenzione, che è molto diverso dalla preveggenza, dal rischio sismico; quello che spesso manca in questo caso così attuale è la volontà di seguire le indicazioni che da sempre offre la scienza.
Lo stesso vale nella medicina, dove molto spesso ciarlatani e finti guaritori guadagnano gli onori di cronaca conducendo battaglie contro la medicina ufficiale (antivaccinisti, dietologi improvvisati e sciamani) finché come purtroppo sempre accade il conto è poi amaro.
Però, e questo va sempre sottolineato, la scienza da sola non basta. Occorre che tutte le sue scoperte e innovazioni siano conosciute e condivise; in altre parole, comunicate e fatte conoscere. Non basta la buona volontà dei singoli divulgatori o di poche -sempre troppo poche – testate editoriali che spesso pochi o nessuno legge, serve che la divulgazione scientifica non si fermi mai.
Quindi ben vengano iniziative come La Settimana della Scienza e il suo importante epilogo Notte Europea dei Ricercatori, curata per la parte italiana da Frascati Scienza insieme ai più importanti enti di ricerca nazionali (ASI, CNR, ENEA, ESA-ESRIN, INAF, INFN, INGV, ISS, CINECA, GARR, ISPRA, CREA, Sardegna Ricerche). Ben vengano le iniziative scolastiche, i seminari aperti al pubblico dei sempre più numerosi atenei italiani che parteciperanno a questo evento, consci però che tutto questo appena scalfisce il triste muro di gomma che i più vari ciarlatani cercano di frapporre continuamente tra la scienza e il pubblico. Esse non saranno mai abbastanza; le più diverse attività scientifiche e di ricerca non cesseranno dopo questi spettacolari eventi ma andranno avanti per promuovere e garantire negli umani limiti la sicurezza e il benessere di tutto il genere umano, occorre però anche un sano spirito critico e di apertura da parte del pubblico ogni volta che si parla di scienza.

E qui si torna al significato più profondo del titolo scelto come tema comune della settimana: Made in Science potremmo tradurlo in Realizzato nella Scienza o Concepito Scientificamente. Una garanzia che tutto quello che vi è presentato sotto questo marchio non è una stupidaggine.

La Settimana della Scienza e la Notte dei Ricercatori 2014

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manifesto-dpi-100_1Nonostante il continuo calo degli investimenti nella scuola e nella ricerca pubblica attuato dai governi di ogni connotazione politica di questi ultimi anni in nome della sostenibilità finanziaria imposta dai vincoli europei e che pone ai ricercatori seri problemi  anche strutturali, la ricerca scientifica in Italia è ancora viva e pulsante. In aggiunta, lo spazio dedicato ad essa nel panorama mediatico italiano è alquanto scarso se non addirittura in molti casi deprimente, eppure i risultati scientifici italiani continuamente ottenuti nel panorama internazionale dimostrano la qualità, e spesso l’eccellenza, della ricerca italiana.

Nonostante tutte queste difficoltà I ricercatori italiani continuano a competere con gli altrettanto preparati ricercatori europei nei loro rispettivi campi d’interesse: fisica, matematica, medicina e biologia, tanto per citarne alcuni.

Proprio per sensibilizzare al massimo l’opinione pubblica su questi risultati è che da 9 anni viene organizzata la Settimana della Scienza (22 – 26 settembre) che terminerà con la Notte Europea dei Ricercatori (26 settembre). Tra le 5 manifestazioni italiane finanziate dalla  Commissione Europea questa, DREAMS, è risultata essere la prima classificata in Europa nell’ambito della Researcher’s Night con ben undici città coinvolte su tutto il territorio nazionale e partner scientifici tra i più autorevoli al mondo, ed è coordinata dall’Associazione Frascati Scienza. Il tema scelto per quest’anno  è la “Sostenibilità”, una parola semplice che racchiude mille problemi urgenti che richiedono di essere risolti nei prossimi anni.

  • Sostenibilità alimentare ad esempio. Questo è uno dei prossimi problemi più urgenti da risolvere. Il Riscaldamento Globale erode la qualità e la quantità dello spazio legato all’approvvigionamento  alimentare globale, procurando un argomento particolarmente sensibile per i suoi risvolti socio-economici per gli anni a venire. Strumenti di monitoraggio dallo spazio, nuovi sviluppi nelle tecnologie genetiche e agro-alimentari etc. saranno importanti per la soluzione di questo problema.
  • Sostenibilità energetica. Anche qui le crescenti difficoltà legate ai combustibili fossili richiedono uno sforzo di ricerca non indifferente. Altri schemi , altre politiche energetiche e altri modi di vivere e pensare l’energia è un’altra sfida in linea col problema della sostenibilità globale.

Questi sono solo due banali esempi  sulla complessità del tema scelto per quest’anno e che i ricercatori italiani ed europei saranno chiamati a d affrontare nei prossimi anni. Nelle undici città  durante tutta la settimana e nella nottata del 26 settembre verranno mostrati al pubblico quello che intanto è stato raggiunto finora attraverso dibattiti, convegni e mostre sia per il pubblico adulto sia per i bambini.

Maggiori informazioni sull’evento e i luoghi che ospiteranno le manifestazioni sono disponibili su
http://www.frascatiscienza.it/pagine/notte-europea-dei-ricercatori-2014

La scienza del vino dei miracoli

  di

Questa volta non parlerò di stelle o pianeti, neppure di particelle o di energie.
Visto che ospito questa edizione del Carnevale della Fisica e visto il particolare tema che ho scelto, voglio narravi di come si ottiene un particolare liquore tipico della provincia senese, e che stante una certa leggenda legata proprio alla città di Siena, qui ha avuto le sue origini: il vinsanto.

vinsantoLa leggenda vuole che durante la Peste Nera 1  del 1348 che decimò la popolazione europea, A Siena alcuni frati francescani usassero curare le vittime del terribile flagello con un particolare vino aromatico prodotto dall’Ordine per celebrare le loro funzioni. Da qui nacque la convinzione che questo vino avesse proprietà miracolose e per questo fu chiamato santo.

Che questo celebre liquore avesse proprietà miracolose oggi non è dato sapere 2, ma sicuramente l’intero processo della sua produzione rasenta del miracoloso, visto che a dispetto della semplicità con cui viene prodotto, tralasciando gli intrugli enologici moderni prodotti con lieviti e batteri selezionati in laboratorio, non è affatto certo che al termine del necessario processo di invecchiamento si ottenga un liquore gradevole, uno appena bevibile o peggio.
Ovviamente non tutti i tipi di uva e non tutta l’uva di un determinato tipo può essere usata in questa produzione un po’ particolare; l’uva deve essere scelta tra i migliori grappoli che non devono essere né troppo grandi o piccoli, presentare i chicchi ben separati tra loro e soprattutto devono essere ben asciutti. Per cui, per ottenere un buon vinsanto, la vendemmia deve necessariamente avvenire di sera o comunque quando l’umidità dell’aria non è condensata sui grappoli 3. In questo caso si parla appunto di vendemmia per scelti.

“E non sonavano Campane, e non si piangeva persona, fusse di che danno si volesse, che quasi ogni persona aspettava la morte; e per sì fatto modo andava la cosa, che la gente non credeva, che nissuno ne rimanesse, e molti huomini credevano, e dicevano: questo è
fine Mondo”.
Agnolo di Tura
(cronista senese)

Il passo successivo e sicuramente più importante – che richiede anche meno lavoro manuale a parte l’invecchiamento: la passitura.
L’uva raccolta viene stesa su stuoie naturali, normalmente graticci di canne, ad appassire in un luogo riparato dalle intemperie eppure aperto alla naturale ventilazione.
Il vero segreto di un buon vinsanto sta appunto tutto nei lieviti naturali, o selvaggi, che l’uva raccoglie durante questo lungo periodo 4.
Infatti quello che per un normale vino oggi non è affatto desiderabile, cioè una fermentazione incontrollata dovuta ai lieviti selvaggi capaci di alterarne irrimediabilmente il sapore, Il naturale processo di passitura dell’uva favorisce invece lo sviluppo di questi lieviti, muffe e batteri spontanei che aiutano la fermentazione successiva del mosto.
Questi misteriosi lieviti selvaggi sono tipici di un determinato habitat naturale, ognuno ne ha uno proprio autoctono e particolare: la presenza di un fiume, di un bosco o di un frutteto favoriscono una determinata famiglia di lieviti e di batteri piuttosto che un’altra. Anche la normale circolazione dell’aria è importante nella diffusione di questi agenti: per questo il solo spostare il luogo di passitura dà origine a importanti variazioni sul risultato. Ne è la riprova che cambiare luogo anche di diversi metri come una stanza può cambiare drasticamente il gusto del liquore finale.

Credit: Il Poliedrico

Il Facciatone del Duomo di Siena
Credit: Il Poliedrico

Al termine del lungo periodo di passitura è normale scoprire che molti frutti si sono ricoperti di un sottile strato di muffa. Questa è chiamata muffa nobile ed è una dei responsabili proprio del sapore caratteristico di molti vini passiti 5, che ha il compito di rimuovere altra acqua, altre a quella persa nella disidratazione naturale della passitura,  dalle uve lasciando dietro di sé una percentuale più elevata di solidi, come gli zuccheri, acidi della frutta e minerali.
Il mosto ottenuto dalla spremitura è infatti incredibilmente dolce, merito sicuramente della qualità dell’uva, ma più importante è questo processo di passitura che sottrae acqua e arricchisce l’uva dei preziosi, in questo caso, lieviti selvaggi.
Il mosto finale ottenuto per spremitura viene infine fatto riposare in recipienti di legno chiamati caratelli 6 da cui è stato tolto (svinato) il vinsanto precedente, accuratamente sigillati con ceralacca e riposti in luoghi dove l’escursione termica notte/giorno, estate/inverno è massima. In genere un solaio senza finestre o un sottotetto non coibentato è eccellente.
Queste escursioni termiche aiutano la fermentazione e l’invecchiamento del liquore in modi veramente inaspettati.
Normalmente in un vino la fase di fermentazione rigorosamente dura pochi giorni – da 24 ore per i bianchi più leggeri fino a 15-25 giorni per i vini più corposi –  mentre in questo caso viene fatta durare anni, perché?
La lunghissima fermentazione continuamente attivata e interrotta dalle notevoli escursioni termiche ambientali produce quelle sostanze secondarie responsabili dei gusti e degli aromi tipici di questo liquore, mentre l’ambiente sigillato del caratello impedisce l’ossidazione indesiderata del liquore e impone una fermentazione anaerobica del mosto 7 fin da subito.
Alla fine accade che la concentrazione alcolica sale fino a inibire ogni forma fermentazione  8 – questo dipende dalla resistenza della flora del lieviti selvaggi iniziale – mentre gli zuccheri e i sali minerali ancora non processati in parte contribuiscono all’aroma finale.
La defecazione 9 avviene spontaneamente, durante tutto il tempo in cui il liquore sta nel caratello.
Così si forma la madre, la feccia 10 residua del mosto, che a dispetto dell’aspetto melmoso e marrone è straordinariamente dolce 11.
Questo sottoprodotto residuo anticamente era considerato quasi altrettanto prezioso quanto il liquore. Si credeva che fosse il responsabile principale della riuscita del vinsanto, tant’è che veniva conservato altrettanto gelosamente del liquore, oppure venduto a chi non aveva la fortuna di approfittare di lieviti selvaggi buoni. In pratica invece è ricchissimo di zuccheri non degradati dal processo di fermentazione e sali minerali. Ormai nella madre della ricca flora del mosto non c’è rimasto niente, o quasi.
Il suo riuso nelle nuove fermentazioni ha il solo l’effetto di tramandare particolari aromi sviluppati nei cicli precedenti alle nuove fermentazioni e nient’altro.

Questo è il vero segreto di un vino considerato miracoloso, tramandato da generazioni di contadini che di muffe, lieviti e batteri non sapevano assolutamente niente ma che dalla loro avevano l’acume di scienziati e che lo sperimentare non faceva paura.

Quando la politica distrugge la Scienza

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Dubium sapientiae initium, Nel dubbio inizia la sapienza.
Forse con questo post mi attirerò gli strali di molti voi lettori ma ritengo che le dimissioni della Commissione Grandi Rischi sia stato un pessimo autogol della comunità scientifica italiana che stavolta non è andata di là del proprio naso.

Innanzitutto un po’ di storia.

Franco Barberi, presidente vicario della Commissione Grandi Rischi, Bernardo De Bernardinis, già vice capo del settore tecnico del dipartimento di Protezione Civile, Enzo Boschi, presidente dell’Ingv, Giulio Selvaggi, direttore del Centro nazionale terremoti, Gian Michele Calvi, direttore di Eucentre e responsabile del progetto Case, Claudio Eva, ordinario di fisica all’Università di Genova e Mauro Dolce direttore dell’ufficio rischio sismico di Protezione civile.
Queste sette persone sono stati ritenute colpevoli di omicidio colposo plurimo e lesioni colpose dal tribunale dell’Aquila per i fatti del terribile terremoto che il 6 aprile 2009 distrusse la città, uccise 308 persone e causò migliaia di sfollati e senza tetto.
I fatti contestati riguardano una riunione – alquanto irrituale a detta poi di  Enzo Boschi, uno dei condannati, visto che di solito gli incontri avvenivano a Roma – della Commissione Grandi Rischi tenutasi a L’Aquila il 31 marzo 2009, sei giorni prima del catastrofico sisma.
Quella riunione fu imposta dall’allora capo della Protezione Civile Guido Bertolaso che definì la convocazione degli esperti “un’operazione mediatica … perché vogliamo tranquillizzare la gente“, come risulta da una intercettazione telefonica registrata dai Carabinieri per un’altra indagine in cui lo stesso Bertolaso era indagato.
La riunione durò solo 45 minuti e e da esse non uscì alcun verbale, anzi, sempre lo stesso Enzo Boschi rivela che il verbale che appare adesso lui lo firmò solo dopo il terremoto: “Il verbale che mi inchioda non so chi l’abbia scritto, è apparso dopo il sisma, mi hanno fatto mettere una firma quando era già successo tutto”.
Per solidarietà verso i loro colleghi, l’attuale ufficio di presidenza della Commissione Nazionale dei Grandi Rischi – composto dal Presidente, Luciano Maiani, dal Presidente emerito, Giuseppe Zamberletti, e dal Vicepresidente, Mauro Rosi – ha rassegnato le sue dimissioni al Presidente del Consiglio dei Ministri.

Questi sono i fatti, nudi e crudi.
Penso che le motivazioni della sentenza siano comunque assurde – mi riservo di leggere le carte della sentenza quando queste saranno depositate e rese pubbliche –  e che la pena di sei anni inflitta ai membri della Commissione sia comunque eccessiva,  soprattutto quando in questo Paese chi ruba Denaro Pubblico, chi paga tangenti ai politici (!) in cambio di lucrosi appalti, oppure evade le tasse, non rischia praticamente niente grazie allo smantellamento ininterrotto dello stato di diritto perpetrato ininterrottamente in questi ultimi venti anni di II Repubblica, mentre le carceri sono strapiene di ladruncoli di strada, tossicodipendenti e gente disperata.
Ritengo però che il dolo da parte dei membri della Commissione in quei giorni ci fu, e che sia particolarmente grave perché fatto da accademici che in quel momento abiurarono la scienza, al di là del loro colore o credo politico.
Essi si mostrarono pavidi verso un’operazione puramente mediatica voluta dal governo politico di allora, chinarono il capo con piaggeria al volere del potere politico, cosa che un vero uomo votato alla scienza non dovrebbe mai e poi mai fare.
Non è possibile prevedere i terremoti, lo so e l’ho scritto diverse volte, né con i cassoni per raccogliere il radon, né guardando le fasi lunari, l’allineamento dei pianeti e neppure con i fondi di caffè o le frattaglie di bove.
Loro non potevano raccontare alla popolazione che nessun terremoto di forte intensità sarebbe mai arrivato o che ci sarebbe stato dopo sei giorni, nessuno di loro avrebbe potuto prevederlo. Non erano semplicemente in grado di dirlo e proprio per questo avrebbero dovuto far emergere il principio di precauzione, e quindi il dubbio, dicendo:
“Non siamo assolutamente in grado di dire se ci sarà o meno un forte sisma in futuro. Suggeriamo che comunque siano prese misure particolari per evitare – o limitare – una eventuale emergenza almeno finché l’attuale sciame sismico in atto continua la sua attività.”
Ma siccome un simile sensato annuncio non uscì – e un finto verbale della riunione apparve solo dopo il terremoto – è fin troppo evidente l’assoluta sottomissione della Commissione Grandi Rischi al volere politico. Questo non è il senno del poi, ma assoluto buonsenso che quella sciagurata sera non emerse.

Infine voglio fare esternare, in questo Paese tutti lo fanno – anche a sproposito, il mio disappunto su come vengono gestite le calamità naturali:
l’Italia è un paese a forte rischio sismico, come lo sono la penisola della California e il Giappone. Nonostante questo innegabile fatto scientifico la stragrande edilizia di questo paese non è costruita su principi e tecnologie antisismiche, tutt’altro: la famosa Casa dello Studente dell’Aquila era costruita in maniera molto approssimativa, con materiali scadenti, come allo stesso modo era stato costruito l’Ospedale San Salvatore dell’Aquila 1, con la sabbia al posto del cemento.
Purtroppo è così, è innegabilmente da irresponsabili non ammetterlo, che molta edilizia italiana sia così malmessa, tangenti, appalti al massimo ribasso e criminalità organizzata hanno prodotto questo in Italia: edifici fatiscenti già prima della loro inaugurazione, levitazione spropositata dei costi di realizzazione e sperpero di denaro pubblico 2.
Un’edilizia moderna e sicura, progettata secondo le ben collaudate regole edilizie adottate negli altri paesi ad elevato rischio sismico avrebbe un positivo impatto sull’economia del Paese.
La messa in sicurezza del territorio dai rischi di disastro idrogeologico ha costi non indifferenti all’inizio, ma ripaga rispetto alle spese da sostenere nelle infinite emergenze che accompagnano i disastri che si sarebbero potuti evitare.

Infine rivolgo un appello al Prof. Maiani affinché ritiri le sue dimissioni e prenda invece le distanze da chi non ha saputo – o voluto – opporsi a una mera manovra politica come fece quando il suo vicepresidente glorificava il terremoto in Giappone come Volontà Divina 3.
La scienza non può e non deve mai scendere a compromessi con la politica, il costo sarebbe poi troppo alto.

Darwin, Scienza e Fede

  di

Charles Darwin

La giornata di oggi è dedicata alla nascita del celebre naturalista Charles Darwin, colui che per primo ha proposto una teoria evolutiva per le specie viventi attraverso il meccanismo della selezione naturale.

Durante il Darwin Day alcuni circoli intellettuali organizzano convegni e manifestazioni per ricordare – il giusto – contributo che Darwin ha dato al pensiero scientifico.
Purtroppo però alcuni di questi circoli finiscono per strumentalizzare il pensiero darwiniano per mostrare come nel mondo non ci sia bisogno di un Dio che pianifichi e sorvegli la nostra esistenza, che ogni forma religiosa sia solo un falso e obsoleto mito.
Io penso invece che questi cerchino di scacciare vecchie forme di religione con un’altra religione.

Darwin ha indicato una strada più corretta dal punto di vista scientifico di quanto lo sia la creazione divina, ma anche Galileo e Keplero indicarono che il sistema eliocentrico era scientificamente più corretto del sistema tolemaico adottato dalla Chiesa fino ad allora.
Da questo punto di vista Darwin non ha fatto teologia più di quanta ne abbiano fatta altri filosofi e scienziati prima e dopo di lui, semmai fanno teologia proprio coloro che dicono di aborrire ogni religione in virtù degli insegnamenti di Darwin.

Questi approcci fondamentalisti fanno male alla Scienza quanto il tribunale del Sant’Uffizio lo fece a Galileo Galilei o l’intolleranza dei seguaci del Vescovo Cirillo quando distrussero la Biblioteca di Alessandria.

La Scienza non è fede, è discussione.