Scienza Facile

Blog di curiosità e divulgazione scientifica. Le Scienze Naturali per tutti. – E' un'idea di Stefano Rossignoli – Benvenuti!

Daniele Tona – 30 novembre 2017

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Il post di oggi sarà piuttosto breve, non starò a sviscerare nel dettaglio un argomento o una scoperta recente; voglio piuttosto mostrare una cosa curiosa in cui mi sono imbattuto qualche tempo addietro a casa di amici (beh, tecnicamente nell’androne del palazzo, ma il senso è quello). Nell’osservare le piastrelle del pavimento il mio occhio è caduto su una piastrella in particolare, sulla quale ho immediatamente riconosciuto una forma assai peculiare.

Ecco il fossile conservato nella piastrella. Quella a sinistra è la foto originale (chiedo venia per la qualità non eccelsa del mio telefono), mentre nella foto a destra ho leggermente ricalibrato luminosità e contrasto per dare maggior risalto alle divisioni interne della conchiglia. Foto: Daniele Tona

Come si può vedere dalla foto la forma è quella inconfondibile di una conchiglia fossilizzata, caratterizzata da una serie di camere che si susseguono formando una struttura dal profilo cosiddetto a planispirale, cioè una spirale che si sviluppa su un piano bidimensionale. La conchiglia è visibile in sezione per lo più parallela al piano su cui si sviluppa la spirale; le linee ondulate che sembrano partire dal centro in tutte le direzioni sono in realtà i setti, cioè le pareti che delimitano le varie camere in cui è divisa la conchiglia che si formano quando l’animale, che viveva sempre nella camera più esterna, cresceva al punto da cominciare a starci stretto e così ne produceva una nuova più adatta alla sua taglia.

Quale animale può aver prodotto una conchiglia del genere? La forma generale e il profilo dei setti lasciano ben poco adito a dubbi: si tratta di un mollusco della classe dei cefalopodi, i cui gusci concamerati sono molto facili da riconoscere e si distinguono facilmente da quelli dei gasteropodi che sono privi di suddivisioni interne. In sezione il profilo dei setti è nettamente ondulato e il suo andamento diviene più marcato in prossimità del contatto (detto linea di sutura) tra il setto e la parete esterna del guscio; questo carattere, particolarmente evidente sul lato destro della conchiglia, permette di restringere il campo alla sottoclasse degli ammonoidi escludendo altri gruppi di cefalopodi come ad esempio i nautiloidi i cui setti sono concavi e in sezione appaiono come semplici linee curve. Scendere più in dettaglio nell’identificazione, ahimè, non è possibile, almeno per chi come me non è un esperto di ammonoidi: alcuni caratteri diagnostici a livello di specie, come l’ornamentazione esterna del guscio e le linee di sutura, non sono chiaramente visibili a causa di vari fattori intrinsechi alla roccia da cui è stata ricavata la piastrella (primo fra tutti, come vedremo fra poco, la dissoluzione dell’aragonite che formava il guscio) o legati alla lavorazione, in particolare il taglio della lastra di roccia, la lucidatura e, elemento tutt’altro che banale, il fatto di avere solo una vista in sezione di un fossile che per essere correttamente identificato richiede l’osservazione nelle tre dimensioni.

Quanto all’età e alla formazione geologica di provenienza si possono solo fare supposizioni perché non sappiamo dove è stata cavata la roccia che racchiude il fossile e quindi non abbiamo dati sulla sua collocazione geografica né su quella stratigrafica. Alcuni indizi ci permettono però di restringere il campo: gran parte delle volte in cui si osservano conchiglie fossili in sezione sulle lastre di pavimenti, ripiani o pareti la roccia che le contiene è un tipo particolare di pietra ornamentale di colore rossastro. Si tratta della cosiddetta litofacies a rosso ammonitico, termine usato per indicare calcari e calcari marnosi (cioè contenenti una certa componente di sedimento terrigeno) ricchi di noduli e dal caratteristico colore rosso o rosato causato dall’ossidazione del ferro presente nel sedimento. Il nome della facies deriva tanto dal colore quanto dall’abbondanza di fossili conservati al suo interno, primi fra tutti i cefalopodi (ammoniti, nautiloidi e belemniti) e poi bivalvi e crinoidi; questi fossili spesso sono mal conservati, e in particolare i cefalopodi si preservano per lo più come modelli interni privi della conchiglia vera e propria la cui struttura originaria in aragonite (una forma di carbonato di calcio) si è dissolta in sede di diagenesi post-deposizionale. Per questo motivo è molto difficile arrivare a identificare il fossile fino al livello del genere o della specie, in quanto mancano strutture interne ed esterne diagnostiche di determinati taxa.

La facies a rosso ammonitico si è formata in ambiente marino in genere da fango calcareo con una componente più grossolana data principalmente da frammenti scheletrici di vari tipi di organismi, depositatosi in condizioni di buona ossigenazione che hanno determinato l’ossidazione del sedimento. Questi depositi hanno poi subito una profonda diagenesi, cioè una serie di processi successivi al seppellimento che hanno trasformato il materiale originario dissolvendo il carbonato, riprecipitandolo negli interstizi, formando noduli e deformandoli; talvolta tra la dissoluzione e la successiva rideposizione poteva trascorrere un esteso lasso di tempo, sufficiente da formare lacune stratigrafiche e formazione di superfici bioturbate ricche in ferro, manganese e fosfati (i cosiddetti hardgrounds), sicché questa facies rappresenta quella chiamata serie condensata, ossia uno spessore di roccia relativamente ridotto che copre un arco di tempo piuttosto lungo, ma nel quale non si è conservato tutto il sedimento depositatosi in quell’intervallo poiché parte del materiale sedimentato è stato asportato dalla sequenza stratigrafica a opera di vari processi.

Se effettivamente il nostro fossile proviene da livelli a rosso ammonitico significa che la sua età può andare dal Triassico Medio al Giurassico Superiore, dove i momenti di massima diffusione di questo tipo di facies si hanno durante i piani Toarciano e Aaleniano (tra 182 e 170 milioni di anni fa, al passaggio dal Giurassico Inferiore al Medio) per l’orizzonte detto Rosso Ammonitico Lombardo, e dal Bajociano al Titoniano Inferiore (Giurassico Medio-Superiore, tra 170 e 150 milioni di anni fa) per l’orizzonte detto Rosso Ammonitico Veronese. Attualmente è quest’ultimo quello maggiormente estratto come pietra ornamentale, perciò il nostro fossile potrebbe provenire da cave che lavorano l’orizzonte più recente della facies.

In conclusione, possiamo dire con esattezza a quale specie appartenga la conchiglia in cui mi sono imbattuto? Invero no, almeno non nelle condizioni in cui si trova. Come in tutte le storie, però, possiamo trarre una morale di fondo che dia un senso a queste righe: i fossili si trovano nei posti più inaspettati, basta aguzzare la vista e si rimarrà sorpresi dei luoghi da cui possono saltar fuori; questo vale non solo per le lastre di pietra ornamentale che decorano le città, ma anche per le rocce che affiorano naturalmente sul terreno. L’importante è sapere dove e cosa cercare, e per saperlo non c’è nulla che aiuti più della curiosità e della voglia di espandere le proprie conoscenze.

Daniele Tona – 11 settembre 2017

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A dispetto di quello che l’iconografia cinematografica può indurre a pensare, normalmente i resti fossili che i paleontologi estraggono dalle rocce sono ben lontani dal fornire un’idea chiara e immediata dell’aspetto dell’organismo al quale appartengono; la norma è rinvenire resti parziali, disarticolati, frammentati o soltanto singoli elementi di scheletri interni o esterni assai più complessi. Un esemplare pressoché intero (diciamo sopra il 90% di completezza), magari anche articolato, che rispecchi fedelmente l’anatomia in vita è un ritrovamento molto più che raro, forse praticamente unico. “Ci vuole un gran feeling”, disse una volta a lezione il mio professore di paleontologia dei vertebrati mimando enfaticamente il gesto che rappresenta la parte del corpo umano tipicamente associata alle clamorose botte di fortuna.

Eppure, alle volte, la natura è capace di superare la più vivida immaginazione, e ci regala fossili talmente completi e ben conservati da pensare che siano troppo belli per esser veri: Archaeopteryx, con le sue piume impresse sul calcare litografico che hanno dimostrato che le idee di Darwin non erano eresie senza capo né coda; Scipionyx, che pur non avendo conservato la copertura esterna di piume (perché possiamo dare praticamente per scontato che la bestiola in questione fosse piumata) ci ha dato un’immagine di come dovessero essere le interiora di un dinosauro; la ricca fauna di Messel, che ha preservato i peli, le squame e le piume degli animali come se fossero stati sepolti da pochi giorni anziché da cinquanta milioni di anni. La lista potrebbe andare avanti per un po’, in ogni modo tutti questi esempi, per eccezionali che siano dal punto di vista della conservazione, sono comunque stati vittima di processi che in qualche maniera li hanno modificati schiacciandoli, asportando delle parti o disarticolandole, più in generale alterandoli quel tanto che basta da non poter più rendere adeguatamente l’aspetto di quell’organismo vivo, vegeto e in tre dimensioni.

Ecco dunque che la natura parte in contropiede e fa saltar fuori qualcosa che riesce a ovviare agli inconvenienti che affliggono i pur spettacolari fossili testé citati. Si tratta del fossile di un dinosauro del gruppo degli anchilosauri, ossia quei dinosauri erbivori che hanno portato all’estremo il concetto di protezione sviluppando una vera e propria armatura di piastre ossee che ricopriva il dorso, la coda e la testa, spesso corredata di lunghi spuntoni e, nel caso della famiglia Ankylosauridae, anche di una mazza all’estremità della coda composta da placche spesse e robuste che potevano facilmente spezzare le gambe a qualunque predatore in cerca di guai.

L’incredibile fossile di Borealopelta e la (molto) probabile ricostruzione del suo aspetto. La scale bar è 10 cm. Image credit: Royal Tyrrell Museum

L’esemplare in questione è incompleto, poiché privo della coda, delle zampe posteriori e di parte della regione del bacino. Detto così non sembrerebbe all’altezza degli illustri esempi citati qualche riga più su, ma ciò che lo rende davvero straordinario è il modo con cui si è conservata la parte di corpo rinvenuta: i singoli elementi che componevano l’armatura di questo dinosauro hanno infatti mantenuto la stessa posizione che avevano quando l’animale era vivo, senza subire disarticolazione, trasporto o frantumazione, e il fossile non è stato neppure appiattito dal peso dei sedimenti soprastanti. In altre parole, significa che la parte di corpo preservata è una riproduzione pressoché perfetta del dinosauro quando è morto, e se noi tornassimo indietro nel tempo fino a poco prima che morisse esso avrebbe avuto lo stesso aspetto (in termini di conformazione della testa, disposizione delle piastre ossee, proporzioni corporee e quant’altro) immortalato nella roccia dai processi di fossilizzazione. Sembra una banalità, ma molte volte la frammentarietà dei resti fossili costringe ad accontentarsi di mere ipotesi quando si tratta di ricostruire le fattezze di un organismo estinto, e tali ipotesi sono tanto più speculative quanto più scarsi sono i resti a disposizione dei paleontologi. Basta pensare a Deinocheirus: fino a quando erano note solo le braccia l’unica cosa certa era la famiglia a cui apparteneva; quando poi è saltato fuori il resto dello scheletro si è capito che la sua anatomia era molto più bizzarra di quanto gli studiosi avessero potuto immaginare.

Il lavoro di Brown et al. (2017) pubblicato su Current Biology descrive questo nuovo dinosauro, ascrivendolo a un nuovo taxon denominato Borealopelta markmitchelli, lo “scudo boreale di Mark Mitchell”, in riferimento alla provenienza dell’esemplare e al preparatore che ha lavorato più di 7000 (sì, settemila!) ore per riportarlo alla luce. L’esemplare descritto dallo studio rappresenta l’olotipo (cioè l’individuo su cui si basa la diagnosi) del taxon ed è conservato al Royal Tyrell Museum of Palaeontology di Drumheller in Canada; esso stesso proviene dal Canada e più precisamente da rocce della regione dell’Alberta appartenenti al Wabiskaw Member, parte della Clearwater Formation databile all’Aptiano, quindi all’intervallo di tempo compreso tra 125 e 113 milioni di anni fa nel Cretaceo Inferiore.

Non ci dilungheremo troppo sul descrivere nel dettaglio l’anatomia di Borealopelta che è già esaustivamente trattata dal lavoro di Brown e dei suoi coautori, ed è peraltro liberamente accessibile e quindi consultabile e scaricabile senza problemi. Possiamo comunque accennare al fatto che la grande qualità di preservazione dei resti ha permesso di diagnosticare facilmente i suoi caratteri peculiari, ravvisabili soprattutto nel modo con cui si dispongono le squame ossificate (o osteodermi) e le varie piastre e spine ossee.

Poiché i rapporti reciproci tra questi elementi non sono cambiati quasi per nulla sin dalla morte dell’animale, essi costituiscono un importante elemento descrittivo con cui è stato possibile stabilire sia l’identità di Borealopelta come nuovo genere e specie, sia i rapporti di parentela con altri dinosauri corazzati: esso appartiene alla famiglia Nodosauridae, un gruppo di anchilosauri privo di mazza caudale ma dotato di grandi spuntoni a protezione del collo e della spalle, e quindi più improntati a una difesa frontale rispetto agli Ankylosauridae che invece puntavano maggiormente su una difesa da tergo con la loro micidiale coda armata; per la cronaca l’analisi filogenetica pone come suoi parenti più stretti Pawpawsaurus ed Europelta, vissuti qualche milione di anni dopo durante l’Albiano.

Ma cos’è che ha permesso a Borealopelta di conservarsi così bene, con tutte le parti dell’armatura al loro posto e perfettamente tridimensionali? La risposta si trova nel sito dove è stato scoperto, la Suncor Millenium Mine nell’Alberta nordorientale. Si tratta di rocce di ambiente marino, formatesi non troppo lontano dalla costa e note per i ritrovamenti di vari rettili marini; su quell’antico fondale marino è giunta la carcassa di Borealopelta che si è adagiata sul fondo a pancia in su (noi ne vediamo il dorso perché è stato preparato il lato inferiore del blocco di roccia contenente il fossile, che quindi è esposto capovolto rispetto a come il sedimento si è originariamente depositato), dopo di che è stata sepolta dal sedimento e ha avuto inizio la sua fossilizzazione. Le condizioni chimico-fisiche instauratesi sul fondo, probabilmente a causa delle sostanze prodotte dalla decomposizione della carcassa, hanno portato alla formazione di siderite, ossia carbonato di ferro (FeCO3) che ha rapidamente impregnato il sedimento per un raggio di 20-40 centimetri attorno alla carcassa, formando un robusto nodulo che ha impedito l’azione distruttiva degli organismi saprofagi e ha mantenuto al loro posto gli elementi dermici della corazza prevenendo la loro disarticolazione e dispersione.

Come se non bastasse l’aver tenuto insieme le parti della corazza lasciando praticamente inalterato nei secoli l’aspetto di Borealopelta, il chimismo del nodulo di siderite ha addirittura preservato una pellicola organica attorno alla corazza, probabilmente derivata dalle guaine di cheratina che ricoprivano il tessuto osseo di squame, osteodermi e aculei; analisi al microscopio elettronico a scansione (SEM) mostrano che è stato il cemento sideritico a trattenere la materia organica, intrappolandola e conservandola. Altre analisi spettrometriche hanno identificato in particolare molecole del gruppo delle pheomelanine, diagnostiche nel determinare il probabile colore degli elementi dermici di Borealopelta: la distribuzione di queste molecole sulla superficie del corpo suggerisce una colorazione bruno-rossastra lungo il dorso, che all’altezza della fila di osteodermi più ventrale sui fianchi passava alla tonalità più chiara osservata sul ventre e sulla coppia di spine più lunghe in corrispondenza delle spalle. Si tratta di un peculiare motivo cromatico, tecnicamente chiamato countershading e traducibile come “contrombreggiatura”, visibile oggigiorno in erbivori di taglia medio-piccola come antilopi e cervi e che serve a mimetizzarsi fra la vegetazione puntando sul contrasto cromatico tra le zone illuminate e quelle in ombra per nascondersi dai predatori.

Rappresentazione del fossile di Borealopelta. In giallo sono indicati gli elementi ossei (scheletro e osteodermi); in grigio scuro le parti di cheratina (squame epidermiche e guaine di osteodermi e spine); in grigio chiaro la matrice sedimentaria; in azzurro e violetto resti vegetali. La scale bar per B e C è di 10 cm.
Modificato da Brown et al. (2017)

I dati ottenuti dalle analisi delle molecole organiche non solo rendono ancora più accurata una ricostruzione già di per sé molto vicina alla realtà, ma hanno anche implicazioni dal punto di vista paleoecologico. Una prima considerazione riguarda il modo con cui le guaine di cheratina ricoprivano gli elementi ossei della corazza: non è un particolare banale questo, perché la superficie di questi ultimi non è a contatto diretto con l’esterno, e la forma di questi elementi può non rispecchiarsi esteriormente negli strati di cheratina che li ricoprono; Borealopelta conserva parte delle coperture cornee di osteodermi e aculei e mostra come esse ne accentuino il profilo, in particolare nelle spine della regione delle spalle la cui lunghezza effettiva rispetto all’elemento osseo era estesa di molto da una guaina simile a quella che ricopre le corna dei bovini. Ne consegue che le spine di questo animale, già impressionanti allo stato scheletrico, erano ancora più lunghe e acuminate quando era ancora in vita. Ciò ne faceva un ottimo deterrente per i predatori, che di fronte al rischio di finire infilzati su quegli spuntoni o di spaccarsi i denti contro le piastre della corazza ci avrebbero pensato due volte prima di aggredire Borealopelta. Eppure, per quanto è chiaro che l’evoluzione abbia sviluppato siffatta corazzatura a scopo principalmente difensivo, i dati sulla distribuzione della pigmentazione suggeriscono anche altre funzioni; vale in particolare per la coppia di spine più lunghe fra quelle ai lati del corpo, dette parascapolari perché ubicate in prossimità delle scapole: a differenza del resto della corazza si distinguevano per la colorazione molto più chiara e per la spessa guaina di cheratina che le faceva risaltare per lunghezza e colore e quindi conferiva loro una probabile funzione di display sociosessuale accanto a quella difensiva; in altre parole servivano probabilmente anche per riconoscere altri individui della stessa specie ed eventualmente attirare quelli del sesso opposto, sebbene da qui in poi non si possa dire null’altro di certo poiché entreremmo nella pura speculazione di comportamenti che non possono essere desunti da un fossile.

Un altro, più importante elemento paleobiologico viene suggerito dalla distribuzione dei pigmenti lungo il corpo, in particolare da quello che abbiamo definito contrombreggiatura. Come detto, nei mammiferi odierni questo fenomeno si osserva in erbivori di taglia generalmente assai più piccola rispetto ai loro predatori, mentre oltre una certa stazza il corpo tende ad assumere una colorazione più uniforme. Per Borealopelta si stima una lunghezza di circa 5,5 metri e una massa corporea attorno alla tonnellata e mezza. Era quindi un animale massiccio e pesante, ben oltre la soglia di 1 tonnellata che nei mammiferi odierni segna il passaggio dalla colorazione contrombreggiata a quella uniforme (questo perché oltre quella soglia gli erbivori diventano troppo grandi rispetto ai loro predatori e quindi non hanno più bisogno di una livrea che li aiuti a nascondersi).

Va tuttavia detto che, ai tempi di Borealopelta, i predatori che bazzicavano per l’Alberta erano teropodi paragonabili a quelli rinvenuti decine di chilometri più a sud come ad esempio Acrocanthosaurus, un bestione del gruppo degli allosauroidi lungo una dozzina di metri e del peso di diverse tonnellate. Non si trattava quindi di animali della taglia di una tigre di o un orso che avrebbero avuto filo da torcere da Borealopelta, ma di animali molto più grandi e caratterizzati da uno stile di caccia e da facoltà sensoriali diverse rispetto a un mammifero, a cominciare dalla vista più acuta e in grado di distinguere una maggiore gamma di colori. Gli autori dello studio sostengono quindi che, sebbene Borealopelta abbia una mole ben al di sopra di quella che oggi giustifica l’adozione di una colorazione contrombreggiata, la pressione selettiva esercitata da predatori diversi da quelli attuali ha spinto questa specie a una vera e propria “corsa alle armi” evolutiva volta a perfezionare la combinazione tra un’armatura robusta, spine acuminate e una colorazione mimetica allo scopo dapprima di celarsi alla vista dei predatori e poi di offrire un deterrente visivo a eventuali attacchi, come a dire “Okay, mi hai scoperto, ma se vuoi mangiarmi devi prima vedertela con la mia corazza. Se proprio ci tieni a finire impalato, fatti sotto!”

Il diagramma mostra la percentuale di taxa di mammiferi erbivori che presentano una livrea contrombreggiata in funzione della massa corporea; i nomi in alto indicano invece i loro principali predatori. Si noti che la contrombreggiatura viene adottata in sempre meno taxa man mano che la massa aumenta, fino alla sua assenza in erbivori di massa superiore a quella dei predatori, e che Borealopelta ricade in valori di massa superiori al valore di soglia, ma esibisce comunque contrombreggiatura. Da Brown et al. (2017)

Spero che il mio post abbia reso l’idea di quanto prezioso e importante sia il fossile di Borealopelta, non solo per quanto riguarda le informazioni che i paleontologi hanno ottenuto da lui, ma anche per dimostrare che la natura è sempre ricca di sorprese, e che queste spesso superano ogni immaginazione per quanto sanno essere spettacolari e sorprendenti.

Ciò nondimeno mi rendo conto che le parole non possono descrivere adeguatamente Borealopelta: un’immagine vale più di mille parole, si dice, per questo rimando a questo link sul sito di National Geographic dove un’intera galleria mostra la meraviglia della paleontologia che è Borealopelta.

Bibliografia

Brown, C.M.; Henderson, D.M.; Vinther, J.; Fletcher, I.; Sistiaga, A.; Herrera, J.; Summons, R.E. An Exceptionally Preserved Three-Dimensional Armored Dinosaur Reveals Insights into Coloration and Cretaceous Predator-Prey Dynamics. Current Biology. doi:10.1016/j.cub.2017.06.071

Stefano Rossignoli 30 marzo 2010 (revisionato il 28 luglio 2017)

La revisione del luglio 2017 è dovuta a un mio errore piuttosto grave nella spiegazione della causa dell’espansione degli oceani. Mi è stato fatto notare in modo molto antipatico e irrispettoso ma, avendo ragione chi me l’ha fatto notare, almeno dal punto scientifico, ho voluto correggere l’articolo sfruttando appieno il buono di una persona estremamente preparata, seppur frustrata e incattivita…

Il discorso è quanto mai ampio, ma cercherò di affrontarlo nel modo più semplice possibile in modo da consentire la lettura a chiunque o quasi.

Gli oceani si formano è vero e per lo stesso motivo per cui si formano, possono anche chiudersi.
Si formano, si chiudono, (si muovono di conseguenza anche i continenti formati da ‘crosta continentale’ a stretto contatto con la crosta oceanica) e cambiano continuamente posizione.
Come Federica Colombo ci spiega, tanto tempo fa c’era la Pangea, un grande supercontinente in cui le terre emerse che conosciamo oggi erano più o meno tutte attaccate tra loro, ma prima si sono formati altri supercontinenti a causa dei lenti e inesorabili movimenti delle placche continentali.
Un oceano inizia a formarsi quando un continente (o meglio una parte di crosta continentale) si spezza lungo una frattura lunga anche migliaia di chilometri e i due margini della frattura iniziano ad allontanarsi.

Ma cosa può muovere o addirittura spezzare interi continenti?

Un ragazzino di terza elementare forse direbbe:”Il magma!”.

E avrebbe ragione!!!
Per il fatto che il magma (la roccia fusa che sta sotto la crosta terrestre) è caldo e quindi meno denso delle rocce solide, questo tende a salire, a muoversi in senso circolare (come indicato qui sotto in figura) e anche a effondere o, se preferite, ad eruttare.
Non solo affiora durante le eruzioni vulcaniche che conosciamo tutti …pensate all’Etna, vulcano di casa nostra che molto spesso si mette ‘in attività’, ma il magma può effondere anche lungo spaccature di dimensioni e lunghezza enormi, chiamate ‘Dorsali‘.

Sotto le dorsali il magma si muove con movimenti circolari detti MOTI CONVETTIVI che vi spiegherò prestissimo in questo articolo dedicato (I moti convettivi e la Tettonica delle Placche).
Il magma del Mantello funziona quindi un po’ come un nastro trasportatore cha una elevatissima forza ed è in grado di spostare intere masse continentali.
La velocità di spostamento è nell’ordine del centimetro all’anno (0-20cm/anno) ed è mediamente regolare.
Esistono attualmente sulla Terra decine di migliaia di chilometri di dorsali.

Lungo le dorsali viene prodotta anche nuova crosta terrestre, più precisamente ‘Crosta Oceanica’.

Il Magma infatti, che erutta  sotto forma di Lava (ovvero magma senza quasi più gas al suo interno!), solidifica aggiungendo regolarmente un “nuovo pezzetto” di crosta oceanica…

Dorsale Oceanica e moti convettivi

Dorsale Oceanica e moti convettivi

E’ questa la caratteristica principale di un oceano: La presenza di MOTI CONVETTIVI, di una dorsale e la formazione di nuova crosta oceanica che inizia ad allontanarsi regolarmente, in direzione perpendicolare alla dorsale stessa.

Nella situazione in cui la crosta oceanica prodotta va direttamente a spingere sul margine di un continente (Margine Continentale Passivo), anche il continente si allontanerà dal centro della dorsale avendo come conseguenza l’espansione dell’oceano. Questa è la situazione dell’Oceano Atlantico.
Nell’oceano Pacifico c’è ovviamente una dorsale, ma la nuova crosta che viene prodotta, dopo il suo tragitto (più o meno lungo), va ad immergersi e a scivolare sotto il continente (Margine Continentale Attivo).
Questo fenomeno di ‘immersione’ della crosta oceanica sotto la crosta continentale viene chiamato subduzione.

Bordo_convergente (subduzione - Immagine da Wikipedia)

Ne consegue che l’Oceano Pacifico si sta restringendo nonostante la continua produzione di Crosta oceanica!
Questi movimenti sono misurabili più o meno direttamente, certo non con il metro!

Vediamo ora un modo semplice per capire che la crosta oceanica si muove allontanandosi dalla Dorsale.

Mappa Dorsale medio-atlantica (Da Wikipedia)
Se osservate una mappa del fondo oceanico, mediamente nel mezzo degli oceani ci sono delle enormi catene montuose che sono appunto le Dorsali Medio Oceaniche.

Se poi andate in corrispondenza delle isole Haway (USA – Oceano Pacifico) noterete che esse sono anche un sistema di monti sottomarini allineati più o meno in direzione Est-Ovest e la dorsale si trova ad est, cioè alla loro destra.

Le isole Haway sono anche un insieme di isole Vulcaniche caratterizzate da attività vulcanica persistente in quanto si trovano su un Punto Caldo (Hot Spot) in cui il magma del mantello risale costantemente.

Hot Spot Isole Hawaii (Schema semplificato)

Il punto caldo è grossomodo fisso quindi, mentre la crosta oceanica gli transita sopra, essa si rigonfia in coni vulcanici. Quelli che troviamo ad OVEST delle Haway sono gli antichi vulcani ormai ‘spenti’ che corrispondono al momento in cui quella parte di crosta oceanica transitava sopra l’Hot spot.
In conseguenza a questo fenomeno, ad EST delle Haway non trovate vecchie isole perchè la parte di crosta che si trova ad EST deve ancora passare sopra il Punto Caldo…

Questo è solo uno dei tanti esempi per capire che gli oceani si formano, si ‘aprono’ e si ‘chiudono’ e che il nostro pianeta cambia ed è in continua evoluzione. La Terra è un libro aperto, ma per comprenderlo bisogna imparare il suo linguaggio!!!

Daniele Tona – 18 luglio 2017

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Anche quest’anno alla fine di maggio, più precisamente nei giorni 24, 25 e 26, la Società Paleontologica Italiana ha indetto il congresso annuale dei suoi soci. La sede del congresso di quest’anno è Anagni, città in provincia di Frosinone che, oltre alla sua importanza storica e artistica (ha dato i natali a ben quattro papi tra cui Bonifacio VIII, e il suo centro storico è uno dei migliori esempi dell’architettura e dell’arte medievale), si trova anche nelle vicinanze di numerosi siti di interesse paleontologico risalenti a varie epoche, e in virtù di ciò è la cornice ideale per il congresso organizzato quest’anno dal comitato capitanato dall’Università La Sapienza di Roma.

Com’è ormai tradizione annuale, se sono qui a parlarvene è perché ho avuto il piacere di partecipare alle Giornate di Paleontologia, anche se questa volta c’è mancato poco che dovessi dare forfait a causa degli impegni scolastici ma soprattutto della miopia di certe figure dell’amministrazione scolastica che non erano convinte della validità e dell’importanza di questo evento. Non voglio dilungarmi oltremodo sulla questione perché non è né il luogo né l’argomento, diciamo solo che per fortuna tutto si è risolto nel migliore dei modi e questo post ne è la dimostrazione. In ogni modo ci sarà modo di parlare in futuro del rapporto tra paleontologia e scuola italiana…

Il legame tra paleontologia e scuola è stato anche uno degli argomenti trattati durante la tavola rotonda di Palaeontologist in Progress tenutasi martedì 23 maggio. In questo devo ammettere di avere una certa misura di responsabilità poiché uno dei temi di discussione è stato proposto dal sottoscritto, partendo dai vergognosi errori riportati sul libro di scienze adottato dalla scuola dove ho insegnato per espandersi in una riflessione più ampia sul se e il come sia eventualmente possibile collaborare con le case editrici per revisionare i testi di modo che siano al passo con le scoperte più recenti, o quantomeno non raccontino autentiche castronerie ai ragazzi. Devo dire che mi ha fatto piacere vedere come un argomento che pensavo avrebbe lasciato il tempo che trova abbia invece dato il via a una lunga e stimolante discussione che si è poi sviluppata fino a toccare la questione, mai attuale come in questi ultimi tempi, del riconoscimento della figura del paleontologo da parte degli enti preposti alla gestione dei beni culturali, che in Italia annoverano anche i fossili.

La Sala della Ragione, mercoledì mattina in attesa dell’inizio dei lavori

Con la giornata di mercoledì 24 maggio ha avuto inizio il congresso vero e proprio nello spazio allestito nella Sala della Ragione all’interno del municipio di Anagni. Dopo i saluti delle autorità, comprensibilmente orgogliose che la loro città sia stata scelta come sede per riunire la comunità paleontologica italiana, sono cominciati ufficialmente i lavori con la comunicazione inaugurale a invito il cui relatore, Fabio Massimo Petti del Museo delle Scienze di Trento, ha parlato dei dinosauri del Lazio meridionale. Questo tema è strettamente legato al contesto dell’area di Anagni, poiché proprio in quest’area sono noti non solo alcuni siti a impronte (i cui ritrovamenti hanno fatto parte dell’escursione della seconda giornata di congresso, e non a caso questa comunicazione è stata una sorta di introduzione a quanto avremmo visto l’indomani), ma anche resti ossei di dinosauro di recente pubblicazione e di cui abbiamo già parlato alcuni mesi fa.

La comunicazione su invito è stata seguita da quelle presentate dai partecipanti al congresso. Come sempre per questioni di spazio posso solo limitarmi a una rapida carrellata dei lavori illustrati, ma una cosa che posso premettere fin da subito è che la mia predilezione per i rettili mesozoici è stata ampiamente soddisfatta dai numerosi lavori che li hanno riguardati.

Durante le due sessioni di comunicazioni, una al mattino e una nel primo pomeriggio, si è parlato di ammoniti (sia in termini di anatomia che di sistematica), vertebrati cenozoici (proboscidati, erinaceidi, cetacei) e mesozoici (un lavoro sugli ittiosauri del Cretaceo italiano), studi di micropaleontologia (nannofossili calcarei, acritarchi) e lavori a più ampio spettro di carattere paleoclimatico e paleoecologico.

Nella seconda sessione pomeridiana non sono state presentate comunicazioni orali ma si è tenuta la proiezione del documentario “Giallo Ocra – il mistero del fossile di Matera” scritto e diretto dal giornalista Renato Sartini. Il documentario parla del ritrovamento di uno scheletro di balenottera del Pleistocene nella zona di Matera, e in coda alla sua proiezione è seguito un dibattito al quale ha preso parte anche l’autore.

Nella giornata di giovedì 25 maggio si è tenuta l’escursione dei Paleodays 2017, focalizzata sull’area a sud est di Anagni e articolata in tre tappe. Come abbiamo detto l’area intorno ad Anagni è molto ricca dal punto di vista paleontologico grazie al gran numero di siti risalenti alla epoche più svariate, ad esempio quelli paleolitici di grande interesse per l’Istituto Italiano di Paleontologia Umana che dal 2011 ha la sua sede proprio ad Anagni, oppure i siti di Coste San Giacomo (Pleistocene Inferiore) e Fontana Ranuccio (Pleistocene Medio) che hanno restituito una ricca fauna a mammiferi e, nel caso di Fontana Ranuccio, anche manufatti umani.

Il primo stop dell’escursione ha però toccato livelli più antichi rispetto a quelli dei siti sopra citati, e più precisamente i calcari miocenici di Coreno Ausonio. Nell’area circostante questa città viene cavata una pietra ornamentale chiamata Perlato di Coreno, che prende il nome dall’effetto perlaceo dato alla roccia dalla presenza di litotamni, ossia resti di alghe rosse corallinacee.

Dal punto di vista geologico i calcari estratti appartengono alla Formazione dei Calcari a Briozoi e Litotamni che affiora nell’Appennino centrale e meridionale; questa unità rappresenta la porzione di età cenozoica della Piattaforma Laziale-Abruzzese e sovrasta in paraconcordanza dolomie e calcari bioclastici di età mesozoica (in altre parole la Formazione dei Calcari a Briozoi e Litotamni ha la stessa giacitura dei livelli mesozoici, ma è separata da essi da una superficie di discontinuità che rappresenta un lasso di tempo in cui non c’è stata deposizione, oppure i sedimenti si sono deposti ma sono stati erosi prima che la Formazione dei Calcari a Briozoi e Litotamni si depositasse a sua volta) per poi passare verso l’alto alla più recente Formazione delle Marne a Orbulina.

Il modello deposizionale della Formazione dei Calcari a Briozoi e Litotamni delinea una rampa carbonatica omoclinale, in pratica una grande piattaforma inclinata verso il mare aperto formata dal progressivo accumulo di sedimento carbonatico in acque subtropicali o tropicali; i produttori del sedimento carbonatico possono essere vari tipi di organismi a seconda della posizione lungo la rampa: nel caso dei sedimenti che formano i calcari della cava dove ci siamo fermati si tratta di alghe rosse corallinacee, che con i loro talli formano strutture incrostanti chiamate rodoliti attorno a frammenti di conchiglie, briozoi o gusci di foraminifero. I rodoliti possono raggiungere anche i 10-20 cm di diametro e sono i clasti più grandi all’interno di un sedimento comprendente anche una matrice fatta da bioclasti di vario tipo, talvolta bioerosi e bioturbati. L’associazione di organismi che ha prodotto questi bioclasti si trovava all’interno della zona oligofotica nella rampa intermedia, quindi a una profondità in cui la luce solare è sufficiente per vedere sott’acqua ma non abbastanza intensa da permettere la fotosintesi agli organismi autotrofi; in termini di profondità la zona oligofotica dipende da vari fattori tra cui la torbidità dell’acqua, ma in linea di massima si attesta non oltre i 200 metri.

Un esempio della Formazione dei Calcari a Briozoi e Litotamni dalla cava dell’area di Coreno Ausonio

Il secondo stop ha portato i congressisti a Esperia, città a una trentina di chilometri a sud di Frosinone nelle cui vicinanze sono state scoperte numerose orme di dinosauro. La scoperta risale al settembre del 2006 in una sezione di un paio di metri di spessore affiorante circa 3 km a ovest dell’abitato e interpretata come una successione di calcari di colore marrone chiaro con alternanza tra facies più grossolane e facies più fini; in base a quest’alternanza e alla dominanza della facies più grossolana si può collocare la successione in un punto della piattaforma carbonatica interessato dall’azione del moto ondoso e delle maree, che portavano via il sedimento più fine lasciando in posto quello di dimensioni uguali o maggiori alla sabbia; le orme di dinosauro sono impresse su uno dei livelli più grossolani, caratterizzato da strutture sedimentarie che evidenziano momenti di temporanea esposizione subaerea che ha permesso l’essiccamento dei sedimenti e quindi la conservazione delle impronte. Il contenuto in alghe dasicladacee, frammenti di rudiste e foraminiferi bentonici ha permesso di inquadrare l’età della successione all’Aptiano, verso la fine del Cretaceo Inferiore.

Le orme occupano una superficie di circa 40 metri quadrati di estensione e non mostrano orientazione preferenziale o allineamento a formare piste; la loro conservazione, inoltre, non è ottimale per via della diagenesi e della tettonica occorsa alla successione, per cui da un punto di vista icnotassonomico è possibile ipotizzare solo a grandi linee quale animale abbia lasciato le impronte. Un primo gruppo di impronte è dato da tre esemplari di tipo tridattilo, quindi orme di zampe a tre dita nelle quali si possono riconoscere i cuscinetti delle falangi e lievi segni degli artigli; il probabile trackmaker era un bipede di piccola taglia, probabilmente un teropode; quale tipo di teropode fosse non è dato a sapere, anche se le impronte di Esperia sono molto simili a quelle di Borgo Celano in Puglia che a loro volta presentano molte affinità nella forma e nelle proporzioni con gli ornitomimosauri. Il secondo, e nettamente più abbondante, tipo di impronte è dato da orme subcircolari o ellittiche, piuttosto mal conservate ma comunque in alcuni casi riconoscibili come coppie mano-piede dove la prima è decisamente più piccola rispetto al secondo. Lo stato di preservazione non offre caratteri diagnostici utili a una classificazione icnotassonomica precisa, ma la disposizione delle coppie mano-piede e la morfologia suggeriscono che il trackmaker fosse un sauropode di medie dimensioni.

Purtroppo non è stato possibile visitare il sito di Esperia direttamente sul terreno, tuttavia i congressisti sono stati accolti dal locale Museo del Carsismo allestito dal gruppo speleologico romano, che ha realizzato un’esposizione riguardante l’ambiente di grotta e ciò che riguarda la flora e la fauna che lo abitano. In aggiunta ad essa sono esposti vari altri reperti tra cui anche molti fossili e ovviamente una riproduzione delle impronte dell’icnosito.

In aggiunta ad essa è visibile anche un calco di una rappresentanza piccola ma molto significativa di un altro sito a impronte:si tratta di Sezze, risalente al Cenomaniano Inferiore dei Monti Lepini e caratterizzato non da uno ma da ben tre strati a impronte distinti che rappresentano altrettanti episodi di emersione della piattaforma carbonatica. Anche qui si osservano orme attribuite a sauropodi, più precisamente a dei titanosauri per via della distanza fra le impronte degli arti destri e sinistri dovuta alla marcata larghezza del tronco; questo carattere differenzia i titanosauri dagli altri gruppi di sauropodi, che hanno un torace più stretto. Le impronte esposte al museo appartengono invece a teropodi di piccola taglia come quelle di Esperia, ma nel caso di Sezze l’autore delle impronte è stato ascritto agli oviraptorosauri; una caratteristica interessante di alcune di queste impronte è che insieme alle tracce lasciate dalle tre dita del piede normalmente poggiate a terra compare anche il segno del metatarso che di solito era sollevato da terra; esso appare come un segno che si estende nella direzione opposta rispetto alle dita, e indica che in quel momento il dinosauro si era accucciato sulla superficie fangosa.

Al di là della loro importanza per il fatto di rappresentare istantanee di vita degli animali che le hanno impresse, fornendo quindi informazioni sulla loro vita che i soli resti ossei non sono in grado di dare, il ritrovamento di queste impronte di dinosauri ha significative implicazioni dal punto di vista paleobiogeografico: innanzitutto indicano la presenza di gruppi di dinosauri poco o per nulla rappresentati da resti scheletrici nel nostro continente qual è il caso degli ornitomimosauri e soprattutto degli oviraptorosauri; in secondo luogo il rinvenimento di un numero sempre più elevato di icnositi che testimoniano la presenza di dinosauri anche di grandi dimensioni offre sostegno al modello secondo cui le piattaforme carbonatiche del Cretaceo non erano isolate l’una dall’altra e distanti dal continente in maniera analoga alle odierne Bahamas, bensì erano strutture connesse fra loro che hanno subito vari eventi di emersione temporanea nel corso dei quali i dinosauri erano liberi di spostarsi da una piattaforma all’altra e quindi di andare dall’Africa all’Europa e viceversa. Attualmente l’ipotesi più avvalorata è che gli icnofossili (e i resti ossei trovati in altre località, come Scipionyx a Pietraroja o il teropode trovato presso Capaci) rappresentino vari eventi di migrazione occorsi durante le fasi di emersione delle piattaforme, anzichèuna situazione in cui le piattaforme sono rimaste emerse per un tempo più o meno lungo del quale i livelli a orme costituiscono vari “istanti” dal punto di vista geologico.

Calco delle impronte di teropode dal sito di Sezze. L’impronta al centro mostra chiaramente le tre dita verso destra e il metatarso più lungo sulla sinistra

La meta del terzo stop dell’escursione è stata Pofi, paese a metà strada tra Anagni ed Esperia che è sede del Museo preistorico cittadino. Situato dal 2001 nelle sale del Centro Servizi Culturali della città, la fondazione del museo risale però agli anni Cinquanta quando lavori di scavo nei pressi di Pofi portarono alla luce i fossili di vari animali insieme a una gran quantità di strumenti litici; nel 1959, in seguito al ritrovamento di un’ulna umana e di fossili di varie specie di mammiferi nel sito di cava Pompi, la Sovrintendenza diede il nullaosta per la fondazione del museo di Pofi inizialmente situato nella Biblioteca comunale della città.

Il museo nella sua sede odierna pone grande enfasi all’evoluzione umana, destinando ampia parte dell’allestimento a calchi dei principali fossili africani ed eurasiatici e ai manufatti che testimoniano la storia evolutiva degli ominidi. Rilievo particolare è dato al cosiddetto uomo di Ceprano, scoperto nel 1994 all’interno di uno strato argilloso in località Campogrande che i dati ottenuti dalle analisi svolte, tra cui quelle stratigrafiche, sedimentologiche, geochimiche e paleomagnetiche, attribuiscono a un intervallo temporale compreso tra 430.000 e 385.000 anni fa. L’uomo di Ceprano è rappresentato solo da una calotta cranica, ma è di innegabile importanza poiché si tratta del più completo reperto umano del Pleistocene Medio rinvenuto in Italia. Essa è sufficientemente diagnostica da poter tratteggiarne il proprietario come un maschio di tarda età adulta, ma la precisa posizione sistematica è stata oggetto di dibattito per molto tempo; dai dati attualmente disponibili parrebbe riferibile una fase arcaica dell’evoluzione di Homo heidelbergensis, con maggiore affinità con i fossili umani coevi che provengono dall’Africa rispetto a quelli europei.

La collezione del museo comprende anche molti fossili appartenenti alle faune a vertebrati del Lazio meridionale associate ai resti umani. Degni di nota sono i resti dei proboscidati Mammuthusmeridionalis e Palaeoloxodonantiquus, dei quali sono esposti esemplari dei molari, delle lunghe zanne, del cranio e di varie altre parti dello scheletro; M. meridionalis è noto dal sito di Castro de’ Volsci, mentre dalla località Isoletta nel comune di Arce giungono le ossa di P. antiquus. Non manca un’ampia rappresentanza di invertebrati, in particolare bivalvi e gasteropodi, e vanno anche menzionati i calchi abbinati a molte vetrine, soprattutto di crani di ominidi, che possono essere presi in mano per osservare i reperti da varie angolazioni e apprezzare così le differenze di forme e proporzioni in un modo che sarebbe impossibile con il vetro della teca a frapporsi. E’ un modo a mio parere efficace di consentire ai visitatori di conoscere meglio questi importanti resti fossili non solo guardandoli ma anche toccandoli con mano.

Cranio di proboscidato in esposizione al museo di Pofi

La giornata di escursione si è conclusa con l’immancabile cena sociale, tenutasi quest’anno presso il Palazzo Bonifacio VIII dove, al termine del buffet, siamo anche stati graditi spettatori di un breve ma pregevole concerto di musica sinfonica.

Arriviamo così all’ultima giornata di lavori, venerdì 26 maggio, in cui si sono tenute altre tre sessioni di comunicazioni orali. Tra gli argomenti trattati, i rettili (anatomia del bacino dei mosasauroidi e implicazioni sulla sistematica, pitonomorfi del Cretaceo pugliese) i mammiferi (bradipi di terra, ungulati miocenici, associazioni faunistiche del Villafranchiano e del Miocene), i pesci (ittiofaune della Scaglia Rossa, torpediniformi dal Lagerstaette di Bolca), studi di stratigrafia (Pleistocene emiliano, sedimenti di mare profondo cenozoici) e di paleoecologia, micropaleontologia, associazioni a vertebrati, un importante ritrovamento di impronte umane a Laetoli e un occhio alle collezioni museali.

Come da prassi, in chiusura della giornata e per estensione del congresso ha avuto luogo l’assemblea dei soci della Società Paleontologica Italiana. Non starò a tediarvi con i dettagli, limitandomi a riportare quale sarà la sede delle Giornate di paleontologia del 2018: si terranno a Trento, più precisamente nelle sale del Museo delle Scienze.

Qualche considerazione finale? Non mi soffermo più di tanto su quello che ripeto ogni anno (sempre con grande piacere, sia chiaro) su quanto sia attiva la comunità paleontologica italiana soprattutto per quanto riguarda la componente più giovane che ormai costituisce la stragrande maggioranza dei partecipanti alle giornate di paleontologia. Non mi ci soffermo semplicemente per non essere ripetitivo, soprattutto per chi segue Scienza Facile da tempo e (spero) avrà già letto i miei resoconti delle precedenti edizioni. Vale piuttosto la pena di sottolineare, più che la vitalità in sé e per sé della paleontologia italiana, il fatto che sia così vitale in un contesto storico e culturale in cui è a malapena riconosciuta come disciplina da chi ha nelle proprie mani il patrimonio culturale del nostro paese. Vale per le istituzioni, che stentano a riconoscere ai fossili la stessa dignità dei reperti archeologici, e vale anche per il sistema educativo, al quale apparentemente basta scrivere quattro sciocchezze sui libri perché “tanto i ragazzini non sanno niente e non si accorgono se racconti loro delle frottole” (questa è l’impressione generale che mi danno gli editori di testi scolastici).

Alla luce di ciò il mio modesto messaggio è uno solo: di non mollare, di continuare a impegnarsi per far luce sul passato della nostra specie e del nostro pianeta, a prescindere dalle difficoltà che l’ignoranza e la burocrazia dilagante possono frapporre al cammino della scienza.