Scienza Facile

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

Stefano Rossignoli 20 Ottobre 2009

scavo_roccia

Anche oggi, portando una seconda superiore in giro per il museo di Storia Naturale di Milano, mi è capitato di parlare di datazione dei fossili e, alla fatidica domanda:”Come si datano i fossili? Spiegatemelo voi!”, cosa mi hanno risposto?

Col Carbonio!!!!

E’ ovvio, no? Sembra proprio che tutto si possa datare col carbonio! Ormai siamo abituati a questa risposta, …anche se da una seconda liceo scientifico mi sarei aspettato di meglio!!!
Ma cerchiamo invece di capire come funziona e su cosa si basa questo metodo di datazione.

Per prima cosa vediamo cos’è il carbonio 14 (che da ora in poi chiameremo C14).
E’ un atomo radioattivo che si trova in natura. Gli atomi di carbonio che si trovano più comunemente in natura, in ordine di abbondanza, sono 3: il C12, il C13 e il C14. e differiscono tra loro per il numero di neutroni. Il primo che è il più comune (98.93%) ne ha 6, il secondo 7 e il terzo, nonchè il meno abbondante dei tre ne ha 8.
Come ogni atomo radioattivo, il C14 si trasforma (decade) rilasciando energia sotto forma di particelle.
Il C14 è presente nell’anidride carbonica dell’aria, viene assunto tramite la fotosintesi e trasformato in sostanza organica dagli organismi fotosintetici (alghe, piante…) ed entra nella catena alimentare. Si trova quindi nella sostanza organica di ogni essere vivente ed è presente in percentuale sempre costante rispetto al C12 in quanto viene assunto in continuazione dagli individui con l’alimentazione fino al momento della morte.
Quando un organismo muore, non assume più carbonio e quindi nemmeno carbonio14. Da quel momento in poi, il decadimento del C14 fa in modo che la quantità totale di C14 contenuta nella sostanza organica dell’individuo si dimezzi ogni 5730 anni circa (questo periodo di tempo viene chiamato periodo di dimezzamento ed è tipico di ogni atomo radioattivo).
Misurando il C14 rimasto e conoscendo già il periodo di dimezzamento del C14 e il rapporto tra C12 e C14 al momento della morte dell’individuo, si può arrivare con semplici calcoli alla data della morte dell’individuo stesso.

Sembra facile, ma vediamo quando si può usare questo metodo di datazione così efficace…

Per prima cosa serve che ci sia della sostanza organica nel resto da datare e la sostanza organica tende a decomporsi e a conservarsi in quantità irrisoria nei resti fossili.
Pur avanzando della sostanza organica, la percentuale di C14 è bassissima già in partenza e dopo 60.000 anni non è più misurabile, quindi poniamo già un limite molto grande a questo metodo. Non si possono datare resti di più di 60.000 anni e, per quanto sembrino tanti, in paleontologia è come dire “L’altro ieri”!

Ma se vogliamo complicarci ancor di più la vita… siamo sicuri che negli ultimi 60.000 anni il C14 contenuto nell’atmosfera sia sempre stato in percentuale costante rispetto al C12?
La risposta è che siamo sicuri che non lo sia stato!!!

A questo proposito ci vengono in aiuto delle correlazioni eseguite utilizzando gli anelli di crescita di alcune piante. Il tutto è piuttosto complicato da spiegare, ma possiamo dire che il metodo del C14 va benissimo per datazioni fino a 7.000 anni e più ci si allontana da questo limite, più si rischia di fare errori.
Se il tutto vi lascia grossi dubbi, vi rimando alla letteratura specializzata. Spero almeno sia chiaro che nessun osso di dinosauro (i più recenti hanno circa 65.000.000 di anni) o nessuna roccia antica o recente che sia verranno datati col carbonio.

Con cosa verranno datati allora?
Con altri metodi, a volte analoghi a quello del carbonio ma che sfruttano atomi con periodi di dimezzamento maggiori e magari non presenti nella sostanza organica, a volte con metodi completamente diversi.

Se questo articolo non vi basta, procuratevi un libro di Geologia generale qualsiasi e scervellatevi pure …e probabilmente non vi basterà nemmeno quello!

Stefano Rossignoli 12 Ottobre 2009

Strati

Aspetta un attimo! Attenda un istante prego… Quanti modi di dire per farsi aspettare… Sappiamo tutti che un istante è un periodo di tempo irrisorio, qualche secondo, qualche minuto, ma quanto dura un istante paleontologico?
Trattandosi di una scienza, anche in paleontologia le grandezze devono essere misurabili ed essendo il tempo la cosa assolutamente più importante, anche questo viene misurato e quantificato.
Come unità di misura del tempo, solitamente si utilizzano le migliaia o i milioni di anni, più raramente i miliardi…
Ma come lo misuriamo e come accertiamo che un reperto è più antico di un altro?
Quando ne parlo con la gente, mi dicono quasi sempre:”Col carbonio!”.
Chissà perchè c’è la credenza che col metodo del carbonio 14 si possa datare tutto… Per questo vi rimando all’articolo dedicato, ma la datazione dei fossili (almeno quella relativa) è teoricamente molto semplice.
Visto che gli organismi vengono per forza seppelliti prima di fossilizzare, quelli che stanno sotto di solito sono più antichi di quelli che stanno sopra, semplicemente perchè sono arrivati lì prima!
Poi le rocce possono anche piegarsi, rovesciarsi, rompersi e scivolare le une sulle altre e le situazioni si possono enormemente complicare e la datazione può diventare un problema enormemente complicato.
Ma torniamo al nostro istante…
Per misurare un istante serve un’unità di misura piuttosto piccola e i paleontologi di solito ragionano a strati! Sono gli strati di sedimenti o di rocce sedimentarie le unità di misura effettivamente utilizzate dai paleontologi. Questi poi possono essere misurati in tempo effettivo.
Ma a che precisione possiamo arrivare?
Gli strati del passato più regolari e precisi misurabili arrivano a farci distinguere al massimo l’estate e l’inverno.
Ad esempio, in un laghetto vicino ad un ghiacciaio, d’estate arriva molta acqua e sedimento grossolano che può depositarsi e formare uno strato, poi d’inverno non arriva più acqua, la superficie del lago gela e non c’è più energia. E’ in questo momento che i sedimenti più fini (il limo) che si trovavano in sospensione nell’acqua che sta sotto la coltre ghiacciata, si depositano sul fondo formando uno strato solitamente più scuro e più sottile. Questi strati si chiamano Varve e di solito sono molto sottili, nell’ordine di qualche millimetro o pochi centimetri.
Ancora più sottili sono gli strati dei ghiacciai antartici. Nelle zone più centrali delle calotte antartiche, ogni anno nevica; molto poco, infatti l’Antartide è paragonabile ad un grande deserto per la sua bassissima quantità di precipitazioni. Ma con la temperatura così bassa, tutta la neve che cade si conserva e forma uno strato. La neve che cade in inverno è chimicamente diversa da quella che cade in estate e ad un’accurata analisi si nota questa piccola differenza.
Il problema è che più si va indietro nel tempo, più si perde finezza e sensibilità nel misurare gli intervalli di tempo.
Purtroppo non si trovano Varve che hanno cominciato a depositarsi agli inizi della vita sulla Terra e che stanno depositandosi ancora oggi…
Per la verità di Varve poi se ne trovano poche.
Esistono normalmente strati che si sono formati in migliaia di anni e non si può assolutamente determinare cosa è successo in intervalli piccoli di tempo.
Sarò più pratico. Immaginate uno strato o una serie di strati di sedimenti spessa 10cm e deposta in 1000 anni.
Se ci trovaste un osso di grandi dimensioni perfettamente conservato questo potrebbe anche occupare tutto lo strato o attraversarne addirittura degli altri, quindi non posso datarlo con certezza, ma con un errore di più o meno 1000 anni circa o anche peggio!
Ci sono teorie sulle estinzioni di massa, come ad esempio quella di 65 milioni di anni fa in cui sono stati coinvolti anche gli ultimi dinosauri comparsi sulla Terra, in cui si afferma che il tutto è durato uno o due anni.
Ovviamente la paleontologia non è in grado di dare un supporto temporale a questa teoria, semplicemente perchè non si può capire cosa sia avvenuto in un tempo così ‘piccolo’.

Due anni, in paleontologia, sono molto meno di un istante…

Allora forse, quando un paleontologo vi dirà:”attenda un istante”, assicuratevi che non sia un istante paleontologico ma un istante attuale, altrimente potreste rischiare anche di non vederlo più…!

Stefano Rossignoli 8 Ottobre 2009

Questo articolo è dedicato più che agli appassionati di scienza, ai climbers che probabilmente non lo leggeranno o lo snobberanno!
Il motivo è semplice. Chi arrampica, normalmente distingue due o al massimo tre tipi di rocce: Il calcare e il granito …tutt’al più la dolomia perchè in Dolomiti qualcuno arrampica!!!

calcare

La distinzione principale tra granito e calcare, deriva dal fatto che normalmente si arrampica con due stili diversi.

Il calcare tende maggiormente a fessurarsi, a presentare buchi e tacche con appigli per le mani e appoggi per i piedi, mentre il granito offre più spesso placche compatte dove lo stile di arrampicata più usato è quello dell’aderenza, ovvero con pochi appigli per le mani si cerca di appoggiare la maggior superficie possibile della suola della scarpetta sulle rocce per avere più aderenza e maggior spinta verso l’alto…
…come si dice con il Toso, ovvero il mio fratellino di corda:“Piedi bene e su!”.

Il Toso su placca di gneiss

E comunque sia, esisto no anche placche di Calcare …e che placche!!! Spesso sono fessurate in quanto il calcare è solubile all’acqua piovana relativamente acida a causa del mescolamento con l’anidride carbonica atmosferica…

Ste su placca di calcare

Ma vediamo quali tipi di rocce vengono classificati calcare e granito e quali sono le loro caratteristiche principali…

Prima di tutto bisogna distinguere tre gruppi principali di rocce:

- le rocce ignee o vulcaniche, formate dal raffreddamento del magma. Se il magma si solidifica all’interno della crosta terrestre, si ottiengono rocce intrusive, se solidifica all’esterno (per un’eruzione) si ottengono le rocce effusive

- le rocce sedimentarie, formate dal deposito e dall’accumulo di materiale (detto appunto sedimento).

- le rocce metamorfiche, si parla di metamorfismo, quando le rocce sopra descritte subiscono una trasformazione dovuta alla pressione e alla temperatura…

Cominciamo dal calcare che è tipicamente una roccia sedimentaria. Anche il calcare però non è tutto uguale. Normalmente si arrampica sui calcari massicci o a stratificazione massiccia, ma non su quelli troppo stratificati perchè sono molto friabili e poco sicuri. I calcari massicci di solito si sono formati sulle piattaforme carbonatiche, ovvero zone di mare molto basso (qualche metro) e caldo, dove potevano vivere una grandissima quantità di organismi a scheletro calcareo (come i coralli, i molluschi, alghe, ecc). Già, perchè il calcare su cui si arrampica è stato prodotto dagli organismi! A volte però si può arrampicare anche su calcari stratificati che si sono formati sul fondo di bacini marini dove arrivava fango calcareo (che a sua volta veniva dalle piattaforme in erosione). La stratificazione è dovuta al fatto che il sedimento non arrivava in continuazione, ma ad intervalli, quindi si formavano delle discontinuità tra uno strato e l’altro. Ovviamente, cambieranno molto le caratteristiche dell’arrampicata col cambiare dell’inclinazione degli strati. Anche la dolomia è una roccia sedimentaria. Semplificando molto, è un calcare in cui un metà del calcio è stato sostituito dal magnesio e la sua formazione è tutt’ora un mistero, anche se ultimamente si tende a pensare che la dolomitizzazione dei calcari avvenisse a pelo d’acqua o quasi. Di certo, le dolomie mostrano un alternanza tra lo stare sommerse e l’emersione dall’acqua durante la loro formazione. Quando avveniva l’emersione della piattaforma carbonatica, non si formava più dolomia ma si otteneva una discontinuità che è visibilissima quasi su ogni torrione formato da queste rocce.

Arriviamo al granito!

Granito
Granito

Quello vero è una roccia ignea intrusiva dovuta al raffreddamento di magmi con elevato contenuto di Silice.
Ci sono poi le granodioriti, le dioriti. Senza entrare troppo nello specifico, direi che queste sono sempre più scure man mano che diminuisce la Silice e aumenta il Ferro…
Ovviamente dai climbers e dagli alpinisti vengono tutti classificati come granito!!! Sono effettivamente rocce con una struttura molto simile, in quanto il raffreddamento lento del magma ha permesso la formazione di piccoli cristalli, ovvero di minerali i cui spigoli e facce si distinguono molto bene anche ad occhio nudo.

Ma uno gneiss o un micascisto o una serpentinite (messi personalmente in ordine di tenuta dal meno scivoloso al più scivoloso!) così comuni sulle Alpi, non si possono chiamare Granito! …e neppure granitoidi.
Sono rocce diversissime che derivano da rocce preesistenti che hanno subito una trasformazione, sono appunto rocce metamorfiche. Si distinguono facilmente dalle rocce ignee perchè spesso sono scistose ovvero presentano una sorta di orientazione di ciò che è rimasto dei cristalli.

Gneiss
Gneiss

Serpentinite
Serpentinite

Comunque, non si distinguono più i limiti tra i singoli cristalli come nelle rocce ignee intrusive e questo deve portarci a distinguere queste, dalle rocce da cui sono derivate. Ad esempio uno gneiss è spesso un granito metamorfosato…

Detto questo, l’utilità di conoscere le rocce per un Climber è quasi nulla. E’ molto più importante saper distinguere quelle che tengono da quelle che non tengono, quelle che si spaccano più facilmente da quelle di cui ci si può fidare di più. Come sempre, l’esperienza vale più di anni e anni sui libri, ma credo che nell’arrampicata possa tornare utile una conoscenza della fisica di base e poi ovviamente …assenza di vertigini e tanta fortuna!!!

Dizione e grammatica.

Stefano Rossignoli 8 Ottobre 2009

Continua la rassegna di come penso che debba essere la divulgazione scientifica.

Oggi mi preoccupo del linguaggio. Scusate la presunzione ma mi permetto di parlare anche del linguaggio da utilizzare durante le lezioni universitarie.

Per prima cosa parliamo della dizione. Le parole devono essere scandite con estrema chiarezza, a bocca aperta e non chiusa o semichiusa con particolare attenzione alle vocali e alle doppie, per non parlare del susseguirsi di consonanti o di vocali a cui va prestata la massima attenzione. Questo farà anche dormire (o arrabbiare) meno gli interlocutori!

Vi chiederete da dove arriva tutto questo!

Dalla musica. Io sono un musicista e compongo canzoni. La scienza è solo una delle mie tante passioni.
Canto e suono le mie canzoni e, mentre la gente non si permette quasi mai di criticare un professore direttamente, non vi rendete conto di quanto invece si permette di criticare una canzone o un cantautore, soprattutto se lo conosce. Vi assicuro che per cantare una canzone propria ci vuole più coraggio che per spogliarsi dei vestiti! …quindi, all’inizio, quando le parole dei miei pezzi non si capivano, ne ho sentite di tutti i colori anche per quel motivo!

Ora arriviamo alla grammatica.
Il linguaggio, oltre a dover essere scandito perfettamente, ritengo che debba essere estremamente corretto. Condizionali e congiuntivi non devono essere sostituiti. Devono essere utilizzati perfettamente.

Bisogna assolutamente evitare i mugugnii ad esempio mmmmmm, eeeeeeee, e gli intercalari ad esempio i no, cioè, praticamente…e la peggior parola del momento:”TIPO”, che viene usata quasi sempre quando non vuol dire nulla!
Oppure pensate a quanto è brutto cominciare una frase con:”Niente…”!

L’ultima nota di questo piccolo articolo riguarda la costruzione delle frasi.
Le frasi devono essere complete. non possono essere lasciate a metà pensando che lo studente o il turista le completi da solo nella sua mente, perchè non le completerà. Semplicemente non capirà e basta.