Scienze della terra

La fotografia aerea tradizionale, le immagini telerilevate da orbita satellitare, le riprese dall'alto con i droni (U.A.V., Unmanned Aerial Vehicle) per rilievi locali e la fotogrammetria terrestre sono tutti strumenti di analisi territoriale che si avvalgono, in maniera assai efficace, della visione con sovrapposizione stereoscopica delle immagini e che a volte, grazie all'esagerazione verticale del modello, amplificano la capacità dell'osservazione, della restituzione e della classificazione delle diverse unità del terreno. L'analisi di reali, differenti casi specifici esposti nel Volume, promuove l'addestramento degli utenti attraverso la creazione di modelli stereoscopici che permettano a ciascuno di implementare la propria capacità di interpretazione e classificazione delle immagini. Il percorso di questo processo si sviluppa attraverso quattro fasi successive: il primo passo costituisce la base teorica della formazione e della proprietà dell'immagine scattata dall'aereo che ha una storia di quasi cento anni e che si fonda essenzialmente sui criteri della geometria ottica e della tecnica della ripresa fotografica. Segue l'analisi, il riconoscimento e la classificazione delle forme del rilievo (materia della Geomorfologia) e la successiva e conseguente definizione delle unità litologiche e delle formazioni geologiche riconosciute attraverso i vari criteri relativi ai differenti parametri di colore, struttura, tessitura, processi di erosione o di alterazione o degradazione chimico-fisica delle singole unità sul terreno. Questo conduce ai numerosi esempi di cartografia geologico-tecnica riportati nel testo. Il passaggio successivo ci porta alla ripresa da alta quota che non coinvolge più il sorvolo aereo tradizionale ma si fonda sull'analisi di immagini riprese da capsule spaziali o da orbite satellitari. Qui si sviluppa la disciplina definita come Telerilevamento (o Remote Sensing) che aggiunge ai dati dell'ottica fotografica elementi di rilevamento di grande precisione nel campo elettromagnetico, di "firme spettrali", onde radar riflesse, termografie e altre tecniche con livelli di precisione elevati e in via di continua evoluzione.

Questo quaderno offre un'ampia panoramica sulle Scienze della Terra che spazia da alcuni aspetti delle previsioni sismiche, analizzando taluni fenomeni precursori fino al telerilevamento per lo studio del pianeta Terra di cui la meteorologia aveva intravisto per prima le straordinarie prospettive. Per finire uno sguardo sugli aspetti legali riferentesi alla protezione legale e al valore dei dati satellitari e della responsabilità degli Stati.

Pochissime sono le «frontiere» rimaste sul nostro pianeta. La più selvaggia, e la meno compresa, è rappresentata dagli oceani: queste immense regioni, troppo vaste per essere controllate, ospitano storie i cui contorni sono spesso indefiniti e ragione e torto, buoni e cattivi, predatori e prede finiscono per confondersi. Ian Urbina, giornalista investigativo del «New York Times», per cinque anni ha viaggiato da una parte all'altra del mondo a bordo di navi - pescherecci, flotte della guardia costiera, navi di pattuglia della polizia marittima, vascelli di gruppi ambientalisti come Greenpeace e Sea Shepherd - per documentare ciò che accade in mare aperto. Fra trafficanti e contrabbandieri, pirati e mercenari, ladri di relitti e pescatori di frodo, conservazionisti e bracconieri inafferrabili, fornitori di aborti semi-illegali, schiavi e clandestini lasciati morire alla deriva, ma anche ecologisti, giustizieri, medici e volontari, Urbina racconta un mondo ricco di coraggio e brutalità, dove sopravvivenza e tragedia camminano sempre a braccetto e il crimine e la violenza rimangono impuniti perché l'incertezza del diritto lascia loro campo libero. «La regola della legge» spiega Urbina «in mare diventa liquida, quando non si sgretola del tutto.» "Oceani fuorilegge" racconta chiaramente come sia possibile che il mare nasconda un mondo distopico, feroce e sovente disumano davanti al quale la società globale, divorata da un appetito insaziabile, chiude più o meno consapevolmente gli occhi. Gli oceani sono l'ultimo Far West in cui chiunque può fare qualsiasi cosa, perché nessuno lo sta guardando.

Pensate alle vostre ossa: al delicato meccanismo del gomito, alla robusta spina dorsale che ci imparenta con ogni vertebrato mai vissuto, al modo in cui l'articolazione della spalla ruota e ci permette movimenti impensabili per altri animali. Non possiamo vederle, ma queste strutture celate dalla pelle e avvolte dai muscoli custodiscono la nostra storia individuale, i segreti dell'evoluzione e l'immaginario religioso e culturale di ogni popolo, vivente o estinto. "Lo scheletro nell'armadio" ci racconta tutto delle nostre ossa: di come ci accomunino agli altri esseri viventi; di come ancora oggi nel nostro scheletro si trovino tracce dei primi ominidi, di protomammiferi vissuti all'ombra dei dinosauri, di pesci preistorici dalle cui pinne si sono evolute le nostre mani e di minuscoli organismi dei mari primordiali. Di come abbiamo modellato il nostro mondo, gli strumenti che usiamo, le città in cui viviamo in base a quello che le nostre articolazioni possono o non possono fare. Di come le nostre ossa, solo in apparenza rigide, continuino a rinnovarsi e a crescere durante tutta la vita, tenendo traccia dei traumi sofferti, dei cibi di cui ci siamo nutriti e delle esperienze che abbiamo vissuto. Di come da antichi resti e sepolture abbiamo potuto ricostruire la storia di uomini e donne per troppo tempo dimenticati, di re, battaglie, popoli e intere culture. Di come scheletri e teschi, nonostante siano stati spesso scelti come simboli di morte e caducità, paradossalmente siano la parte di noi che durerà più a lungo e continuerà a parlare della nostra vicenda umana. In queste pagine Brian Switek spazia dalla biologia cellulare al culto delle reliquie, dall'artrite dei dinosauri alle collezioni anatomiche di musei e università (e ai metodi non troppo etici con cui sono state assemblate), e ci rivela come i più grandi segreti siano celati proprio dentro di noi.

Pochi di noi riescono a farsi un’idea dei lunghissimi periodi di tempo che hanno segnato la lunga storia del nostro pianeta e questa visione così ristretta è alla base di molti problemi ambientali. Un intervallo di nove giorni, che è il tempo che una goccia d’acqua trascorre di solito nell’atmosfera terrestre, è un concetto che possiamo facilmente capire. Ma periodi di centinaia di anni - il tempo di sopravvivenza di una molecola di anidride carbonica nell’atmosfera - si avvicinano ai limiti della nostra comprensione. Le nostre vite di tutti i giorni sono modellate da processi troppo frenetici, al punto che le nostre attuali abitudini avranno, per contro, conseguenze che sopravviveranno per molte generazioni dopo di noi. Il tempo della Terra rivela come conoscere i ritmi del profondo passato del pianeta e la stessa comprensione del tempo tipica dei geologi ci possano aiutare ad avere una visione globale, indispensabile per sperare in un futuro più sostenibile. Marcia Bjornerud svela come i geologi abbiano mappato il passato del pianeta, determinando la velocità dei processi che modellano le terre emerse, come la costruzione o l’erosione delle montagne, per confrontarli con i ritmi meno stabili degli oceani e dell’atmosfera. Questi ritmi sovrapposti nei cambiamenti del sistema Terra - alcuni veloci, altri lenti - richiedono una visione del mondo che Bjornerud chiama timefulness (pienezza del tempo). Questo libro presenta un nuovo modo di pensare al nostro posto nel tempo, permettendoci di prendere decisioni su scala multigenerazionale. La durata della vita della Terra può sembrare insondabile se comparata alla brevità dell’esistenza umana, ma questa visione del tempo nega le nostre radici profonde nella storia della Terra - e la portata delle nostre azioni sul pianeta.

Draghi, ciclopi, giganti, unicorni, fenici. Quando gli antichi si imbattevano in resti di animali sconosciuti, subito li attribuivano a creature fantastiche. Poi gli scienziati hanno dimostrato che si trattava solo di fantasie ancestrali: i mostri non esistono, oggi lo sappiamo tutti; eppure la spiegazione che gli studiosi hanno dato di quei reperti è stata addirittura più terrificante: prima di noi, una miriade di altri viventi abitava il nostro pianeta, ma ora non ci sono più. Sulla Terra, infatti, nulla è per sempre. Nella "Malinconia del mammut" Massimo Sandal racconta la grande storia delle estinzioni, da quella del Permiano fino alla «sesta», che ci coinvolgerà, ciò che significa per noi e per il nostro rapporto con la natura, e i modi in cui stiamo provando a riportare in vita specie scomparse da anni o addirittura secoli. Racconta di terre scomparse, oceani di fuoco e meteoriti precipitati dal cosmo, ere abitate da microscopici organismi, piante spaventose e animali straordinari come il dodo, il tilacino, la tigre dai denti a sciabola, i dinosauri. Come in un gigantesco museo di scienze naturali in cui tutto d'improvviso torna in vita, assistiamo alla resurrezione di uno stambecco dei Pirenei scomparso cento anni fa attraverso campioni di cellule conservate in azoto liquido, alla «costruzione» di un antico uro per mezzo di incroci tra specie simili a quella estinta, all'inaugurazione di un vero e proprio Jurassic Park in Russia e ai tentativi ambiziosi, talvolta folli, di riportare in vita il nostro animale preistorico preferito: il mammut, fonte di ispirazione per scrittori e artisti, idolo dei bambini e oggetto dei desideri degli scienziati. Nell'ultima sala di questo bizzarro museo ci siamo noi, la specie dominante e invincibile; oppure soltanto la prossima a scomparire.

In circa 1200 immagini fotografiche, schemi e illustrazioni, vengono presentate le principali forme del rilievo terrestre, classificate in funzione degli agenti e dei processi che le hanno generate. Le fotografie – in massima parte scattate dall’autore – sono state scelte in modo da essere significative dal punto di vista scientifico e di impatto immediato dal punto di vista estetico. I testi che accompagnano le immagini, seppure rigorosi per il loro contenuto scientifico, sono volutamente semplificati al massimo per essere intesi senza difficoltà anche da un’utenza più ampia di non specialisti. L’intento divulgativo dell’opera, infatti, procede di pari passo con quello didattico-scientifico. Rispetto alle precedenti edizioni il testo attuale risulta arricchito di immagini e commenti e integrato con due nuovi capitoli: un primo capitolo introduttivo riguardante la Geomorfologia come scienza e i principi e i metodi degli studi geomorfologici e un capitolo dedicato alla Geomorfologia quantitativa applicata ai bacini idrografici e alle reti di drenaggio.

Il manuale, giunto alla IV edizione, illustra e spiega tutti i fenomeni direttamente o indirettamente legati all’atmosfera, affrontando in modo esauriente i problemi di natura fisica, climatologica e storica. Ogni argomento è esposto in uno stile che coniuga il necessario rigore scientifico con la massima semplicità e chiarezza. Il volume si focalizza sull’analisi meteo-climatica, sul confronto tra i modelli, sulle simulazioni di lungo termine, con particolare riguardo ai cambiamenti climatici, tema di assoluta attualità nel panorama scientifico e politico mondiale.

Negli anni Cinquanta del secolo scorso, all’inizio della “grande accelerazione” (nell’uso dei combustibili fossili e nella crescita economica e demografica), nell’alta Val d’Astico si tentò di costruire una diga ma i lavori furono improvvisamente abbandonati. Poi fu la volta di un ardito progetto di attraversamento autostradale in galleria dello sbarramento montuoso fra Trentino e Vicentino. In anni recenti, il piano è stato rilanciato con un diverso tracciato e l’autore è stato chiamato ad analizzarlo, mettendo in luce una criticità trascurata, cioè un rilevante pericolo geologico. Il progetto definitivo ha forse in qualche modo rimediato alla carenza iniziale, senza tuttavia modificare le scelte operate in assenza di adeguate conoscenze. L’analisi del caso serve a inquadrare l’evoluzione fisica del territorio nel contesto più ampio delle attività che hanno fatto dell’uomo il principale agente geologico di modificazione del pianeta, tanto da posticipare l’inizio di una nuova fase glaciale e da rendere necessaria l’istituzione di una nuova epoca, definita Antropocene. Completano il volume alcune schede sui principali siti di interesse geologico della valle.

Davanti alla maestosità delle Alpi, al verde dei boschi appenninici, ai suggestivi e irripetibili scorci della laguna veneta, della penisola sorrentina o delle coste di Sardegna, nessuno può negare che l'Italia sia un paese unico al mondo, la cui bellezza risiede soprattutto nella varietà dei paesaggi. Ma da dove sono nate queste meraviglie? E quando? Com'era il nostro territorio prima di diventare il luogo spettacolare che ogni anno attrae milioni di persone? In questo nuovo libro Mario Tozzi racconta la storia più antica e nascosta dell'Italia, a partire da quando, oltre 200 milioni di anni fa (un tempo relativamente breve in termini geologici), il Bel Paese nemmeno esisteva, o meglio, giaceva sommerso sotto le acque di un grande oceano conosciuto come Tetide. La regione in cui sarebbe sorta la penisola era il regno incontrastato di alghe, coralli e minuscoli organismi impegnati a costruire «edifici» alti centinaia di metri, le stesse rocce che oggi costituiscono l'ossatura delle Dolomiti e dell'Appennino, dove infatti non è raro trovare fossili di origine marina. Ma il mondo protetto dalle tiepide acque della Tetide sarebbe stato presto sconvolto dalla collisione di due delle maggiori placche geologiche del pianeta, Africa ed Europa, iniziata decine di milioni di anni fa e in corso ancora oggi. A seguito di questo epico scontro, porzioni di territorio sempre più ampie hanno cominciato a emergere, sebbene non ancora nella caratteristica forma a stivale che il paese avrebbe assunto solo negli ultimi due milioni di anni soprattutto grazie all'erosione dei fiumi. Difficile immaginarlo ora, ma nelle pianure di Trentino, Campania e Puglia pascolavano indisturbati dinosauri erbivori e, milioni di anni dopo, branchi di elefanti passeggiavano a pochi metri dall'Altare della Patria. E gli italiani, quando e come hanno iniziato a popolare queste terre? Chi erano i nostri antenati? Il coinvolgente racconto di Tozzi prosegue ricostruendo le tappe dell'insediamento umano, sempre e comunque legato alla storia fisica del territorio, a partire dai primi oreopitechi giunti dall'Africa fino ai sapiens, che qui hanno trovato un ambiente ideale nel quale si sono inseriti con intelligenza e arte. Forse non c'è un altro paese al mondo in cui la storia del territorio e quella degli uomini si siano intrecciate in maniera così stretta e sorprendente come in Italia, dove sono sorte alcune delle più belle e particolari città del mondo. Tutte figlie di quelle rocce e di quei paesaggi.

Mai come oggi l'atmosfera terrestre, gli oceani e i continenti sono stati tanto sorvegliati dal punto di vista meteorologico e ambientale, e ogni anno la comunità scientifica internazionale produce migliaia di ricerche che confermano la portata epocale dei danni inflitti dalle attività umane al sistema-Terra. Non conosciamo tutto di come funziona il clima terrestre, ma ormai da anni ne sappiamo abbastanza per comprendere la gravità della situazione, il rischio di collasso degli ecosistemi da cui dipendiamo e l'urgenza di intervenire con azioni efficaci. A cosa servirebbero, infatti, secoli di avanzamento della conoscenza, se poi restassimo impreparati di fronte alla più grande sfida della storia umana, pur avendola prevista con decenni di anticipo? Luca Mercalli, ricercatore e divulgatore scientifico che da anni racconta agli italiani la meteorologia e l'attualità climatica e ambientale, ci aiuta a orientarci con questo libro, pubblicato per la prima volta nel 2009, e ora completamente revisionato alla luce dei molteplici aggiornamenti dal mondo della ricerca e dei negoziati internazionali. Dalla storia di chi ha scoperto il riscaldamento globale, alla fusione dei ghiacciai alpini, fino a ciò che possiamo fare nella vita quotidiana per alleggerire il nostro contributo climalterante, una base di informazione per costruire la consapevolezza necessaria a quel “salto evolutivo” che (se riusciremo a fare) permetterà alle prossime generazioni di vivere ancora dignitosamente su questo pianeta.