Datazioni in conflitto con la Scienza?

Cosa accade quando la datazione di un reperto entra in conflitto con il resto della scienza (teoria di Darwin per esempio)?
Ecco la mia risposta a Stefano Dubaldi …parliamone!

Domanda di Stefano Dubaldi 3 Dicembre 2009.

Ciao Stefano!
La mia domanda è molto semplice ed elementare.
Cosa accade quando la datazione di un reperto entra in conflitto con il resto della scienza (teoria di Darwin per esempio)? Grazie.

Stefano Rossignoli 4 Dicembre 2009

Sten al Museo di Storia Naturale di Milano

Caro Stefano, innanzi tutto ti ringrazio per aver visitato il mio blog e per avermi posto questa domanda interessante e non certo frequente.

Mi capita spesso infatti di parlare della teoria sull’Evoluzione per Selezione Naturale formulata da Charls Robert Darwin ufficialmente nel 1859 ed è un argomento che amo particolarmente.
Quando concludo una visita guidata sull’evoluzione, spesso e volentieri concludo dicendo che tutto ciò che è scienza, biologica e non biologica, viene sempre studiato su base evolutiva, cioè si cerca di studiarne i cambiamenti passati e quelli in corso, prevedendone alle volte anche quelli futuri.
I ‘reperti’ fossili, ad esempio, vengono datati e studiati in modo da localizzarli con la maggior precisione possibile nell’albero filogenetico (l’albero genealogico delle specie) di tutte le specie vissute e viventi sul nostro pianeta.
Quando Darwin capì che tutte le specie viventi sono tra loro parenti perchè si sono originate da antenati in comune via via sempre più antichi, disegnò su uno dei suoi taccuini privati il ‘Corallo della Vita’, ovvero il primo o comunque uno dei primi alberi filogenetici…
I fossili per ora confermano semplicemente ed in modo elementare che Darwin ha avuto ragione.
Non serve conoscere i metodi di datazione assoluta per comprendere questo, ma basta conoscere i metodi di datazione relativa, cioè quelli che ci indicano che una cosa è più antica o più recente dell’altra.
La datazione relativa viene fatta soprattutto in base agli strati di sedimenti o di rocce sedimentarie che si trovano sul nostro pianeta. Sono stati studiati e vengono tutt’oggi studiati gli strati di tutta la Terra e sono stati messi in ordine dai più antichi ai più recenti.
I fossili che si trovano all’interno degli strati, sono i fossili corrispondenti al periodo in cui gli strati si sono formati, salvo rari casi di fossili infiltrati ma comunque comprensibili e databili.
In base a questo metodo, NON E’ MAI stato trovato un fossile che metta in discussione la teoria darwiniana, ma anzi, i fossili CONTINUANO A CONFERMARLA e continuano a confermare l’evoluzione in generale facendoci notare le tappe di questo processo di cambiamenti… Un ritrovamento che metta in discussione la teoria di C.R.Darwin potrebbe essere, giusto per fare un esempio banale, portare alla luce i resti di un uomo dagli stessi strati in cui si trovino i dinosauri, o viceversa.
MA QUESTO NON E’ MAI SUCCESSO!
L’alternativa potrebbe essere che un ritrovamento qualsiasi metta in discussione questi o altri fondamenti scientifici attuali, allora la comunità scientifica internazionale ne discuterà e valuterà automaticamente il modo di procedere…
Sarebbe ingiusto e disonesto nascondere alcuni reperti.
Mi viene in mente quanto sarebbe proficuo inventarsi l’esistenza di dossier e magazzini segreti in cui vengano conservati i frutti di ritrovamenti che vanno contro la scienza!!!

In realtà, scrivendo, mi viene in mente che NESSUN ritrovamento, scoperta o datazione potrà mai andare in conflitto con la scienza, semmai potrà solo migliorarla. Uno scienziato che si rispetti (e la comunità scientifica in generale) è portato per abitudine a cambiare le proprie idee quando prove certe e non discutibili lo portano verso conclusioni diverse da quelle previste.
Certamente è anche tenuto a verificare e a controbattere, quando si tratta solo di congetture.

Per quanto riguarda la teoria di Darwin, ho seri dubbi che verrà confutata dal mondo scientifico.
Comunque sia, ad esempio, 150 anni fa la comunità scientifica era creazionista. Oggi no, perchè il tutto è stato valutato e le basi su cui lavorare sono cambiate e migliorate.

Sperando di aver risposto in modo esauriente, rinnovo i miei ringraziamenti e ti saluto cordialmente!
A presto!

Stefano Rossignoli.

La datazione col Carbonio 14

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.

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!

Un istante! Sì, ma in Paleontologia…

Un istante è un concetto relativo. In Paleontologia è ciò che è avvenuto nello stesso momento geologico e può durare anche centinaia di migliaia di anni

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…!

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