L’ipotesi Siluriana.

Claudio Della Volpe

Per un blog col nostro sottotitolo questo è un argomento chiave; quali sono le condizioni geologiche per parlare di Antropocene? Ne abbiamo parlato estesamente in post recenti; sappiamo che ci sono varie ipotesi, almeno 4. E sono legate alla difficoltà di trovare segni di livello geologico del nostro passaggio nella biosfera, di livello geologico, cioè che rimangano saldi per milioni di anni, non per qualche migliaio o centinaia di migliaia. La cosa, come abbiamo documentato, non è banale e la discussione è accesa.

Ma proprio per questo nasce spontanea una domanda: e se in passato ci fossero state altre civiltà come la nostra, da cosa ce ne accorgeremmo? Come potremmo distinguere gli effetti di cause “naturali” da quelli di cause “artificiali”?

Ecco in due parole il senso dell’articolo pubblicato di recente da Gavin Schmidt e Adam Frank.Non tutto il grande pubblico conosce il nome di Gavin; ma per me che mi sono appassionato di clima e ci ho lavorato e insegnato per un pò, Gavin è una sorta di geniaccio; impossibile non conoscerlo.

Ricercatore alla NASA, è stato il fondatore di RealClimate, la pagina di climatologia che ha reso in tutto il mondo la discussione sul clima e la lotta contro il negazionismo climatico, la divulgazione ad altissimo livello della Fisica e della Chimica del clima un argomento di valenza culturale e, diciamolo, anche politica. Ma senza mai dismettere la coerenza e la autorevolezza di essere tenuto e gestito da scienziati militanti. Un esempio da imitare.

E per questo l’articolo di Gavin è estremamente stimolante ed importante.

L’analisi parte dall’equazione di Drake, coniata per stimare la probabilità che esistano altre civiltà; si tratta di una equazione che è semplicemente il prodotto di una serie di termini ciascuno dei quali esprime la probabilità (inferiore all’unità) che un certo evento appartenente alla sequenza necessaria per riprodurre una civiltà tecnologica (come noi la immaginiamo) abbia luogo nelle stelle della galassia o dell’Universo conosciuto.

Alcuni termini si conoscono ormai dallo studio dell’astronomia, altri da quello della geologia della Terra, altri sono stimati anche a partire dalla nostra esperienza. A questo riguardo è interessante notare come per risolvere l’equazione occorra stimare la probabilità che la vita e l’intelligenza si riproducano o si siano riprodotte nella storia della Terra; è possibile che si siano riprodotte più volte? Quasi sicuramente si: vite non basate sul DNA e intelligenze diverse da quella umana (delfini o scimpanzè) sono state robustamente ipotizzate o sono studiate.

Allo stesso modo lo studio della astronomia planetaria tramite i satelliti sta facendo scoprire ed ipotizzare altri ambienti in cui la vita può essersi sviluppata nel passato remoto (Venere e Marte o alcuni dei satelliti di Giove costituiscono ambienti possibili).

Altre note interessanti sono legate al modo in cui raccogliamo informazioni di tipo geologico e antropologico: culture diverse da Homo sapiens sono state già scoperte e recenti sviluppi riguardano per esempio Homo sapiens neanderthalensis che è stato provato capace di arte e culto dei morti, molti eoni prima di noi (fra l’altro dal mio collega di Trento, Diego Angelucci); ricordiamo sempre che il fuoco l’ha inventato Homo erectus, quasi un milione di anni fa mentre noi abbiamo solo 200mila anni.

Quanto dura un manufatto complesso? Il più complesso manufatto “tecnologico” che conosciamo è il meccanismo di Antikythera (probabilmente un planetario alessandrino, una sorta di calcolatore analogico) datato 205aC e trovato in fondo al mare. I nostri computer quanto dureranno?

(Thanassis Stavrakis, Associated Press)

Nonostante la ampia e stimolante introduzione il lavoro è comunque ristretto all’analisi delle condizioni geochimiche necessarie ad individuare una civiltà industriale pre-quaternaria dai record geologici compresi fra il Devoniano e il Pliocene, dunque fra 400 e 4Ma fa.

Il primo pezzo dell’articolo è dunque dedicato all’impronta geologica dell’Antropocene (The geological footprint of the Anthropocene), l’epoca che viviamo e a cui il nostro blog è dedicato.

La discussione verte su tracce geologiche che rimangano stabili per milioni di anni; a questo riguardo Gavin dice una cosa molto interessante. C’è un paradosso; uno si aspetta che la civiltà umana lasci tracce più evidenti col trascorrere del tempo, ma in effetti, nota l’articolo, se una civiltà dura molto tempo vuol dire che diventa sostenibile e se diventa sostenibile allora la sua impronta ecologica diminuirà, NON crescerà. Voi che ne dite? Già questa è una domanda di quelle che meritano, e fare domande è il ruolo dello scienziato.

Alcuni elementi di livello geologico sono:

-l’alterazione del rapporto 13C/12C legato all’aver bruciato in due secoli e mezzo oltre 500Gton di C di origine fossile e dunque con bassissimo tenore di 13C; il rapporto fra i due isotopi è dunque diminuito e rimarrà tale nel record geologico;

– a causa dell’aumento di temperatura indotto da questa combustione è cambiato il δ18O, ossia è cambiato il rapporto 18O:16O, che sono i due isotopi stabili dell’ossigeno;

– e infine l’effetto combinato della combustione dei fossili, della sintesi Haber-Bosch, dell’applicazione su larga scala della concimazione sintetica e la selezione di piante che fissano più azoto ha alterato profondamente il ciclo dell’azoto così da alterare anche δ15N in sedimenti lontani da quelli delle zone “civilizzate”.

Sono cambiati i sedimenti oceanici sia in quantità sia in composizione a causa dell’aumentato flusso di materiali.

Alcuni animali “domestici” hanno avuto uno sviluppo enorme mentre altri invece sono scomparsi a causa della scomparsa dei loro habitat.

Queste modifiche si noterebbero anche a molti milioni di anni di distanza. Poi ci sono le molecole sintetiche per esempio i cosiddetti POPs, ossia le molecole organiche persistenti che si comportano di fatto come degli inquinanti molto insidiosi; molti di essi sono costituiti da molecole con legami C-Cl o C-F, più forti e stabili di quelli C-C e C-O, anche se non sappiamo in effetti quanti anni effettivamente queste molecole persisterebbero nell’ambiente.If an industrial civilization had existed on Earth many millions of years prior to human era, what traces would it have left and would they be detectable today? Image credit: Michael Osadciw, University of Rochester.

http://www.sci-news.com/featurednews/silurian-hypothesis-05921.html

Sappiamo comunque che nei sedimenti alcune molecole persistono per tempi molto lunghi; questo si sa che avviene per i grassi e gli steroidi; questa situazione deve essere considerata anche alla luce del fatto che le molecole di origine naturale e sintetica hanno spesso una differenza: quelle sintetiche sono presenti con entrambi i loro racemi, se le molecole sono otticamente attive, mentre quelle naturali al contrario sono presenti solo in una delle forme.

Anche le cosiddette plastiche sono ampiamente presenti in ambiente e rappresentano nei sedimenti materiali notevolmente persistenti.

Ed infine ci sono almeno due isotopi transuranici la cui origine è prevalentemente sintetica: Plutonio-244 (semivita 80.8 milioni di anni) e il Curio-247 (semivita 15 milioni di anni) sarebbero ritrovabili per un tempo molto lungo; ovviamente le quantità in gioco sarebbero significative in caso di eventi estremi come esplosioni atomiche generalizzate.

Nella seconda parte dell’articolo Schmidt considera quali eventi del passato abbiano avuto conseguenze simili a quelle che abbiamo analizzato finora per l’Antropocene. Ora questi episodi esistono nel passato geologico e sono conosciuti come ipertermali, periodi della durata di 10-100.000 anni in cui la temperatura è variata significativamente verso l’alto ritornando poi lentamente alla “normalità”.

Fra gli altri ipertermali 4 gruppi vengono esaminati in dettaglio differenziandoli a seconda della loro età geologica, situati nell’Eocene, nel Paleocene, nel Giurassico-Cretacico e poi più indietro nel Mesozoico e nel Paleozoico.

Gavin conclude che è difficile al momento attribuire o escludere con certezza cause artificiali (come una civiltà di tipo industriale) considerate come origine di fenomeni passati che presentano di fatto molti punti di contatto con quelli che stiamo vivendo adesso: esteso e rapido aumento della concentrazione di gas serra, aumento generalizzato della temperatura planetaria, alterazione della composizione anche isotopica dei depositi, alterazione della fauna e della flora con estesa riduzione del numero di specie, presenza di molecole od isotopi la cui origine naturale è improbabile o impossibile; si augura che una maggiore attenzione ad una ipotesi di questo tipo possa in futuro consentire di accettare od escludere la possibilità prospettata. Gli autori del lavoro sono al momento convinti che la loro ipotesi sia falsa; ma rimangono aperti a scoperte emozionanti.

Ho avuto modo di discutere dell’ipotesi con alcuni studenti nei vari corsi che tengo e che coinvolgono essenzialmente futuri ingegneri; parecchi la hanno considerata una ipotesi da “fisici” da “scienziati”, non cose da ingegneri; il che onestamente mi appare riduttivo. Ma la cosa che mi ha preoccupato di più è stata la riflessione di uno studente che dato che è molto probabile che tra qualche milione di anni ragionevolmente non ci sarà più traccia di noi allora tanto vale che viviamo come meglio ci aggrada, senza preoccuparci del futuro.

Voi che ne pensate?

Riferimenti.

Preprint su arxiv: https://arxiv.org/abs/1804.03748

Articolo di Gavin Schmidt:

https://www.cambridge.org/core/journals/international-journal-of-astrobiology/article/silurian-hypothesis-would-it-be-possible-to-detect-an-industrial-civilization-in-the-geological-record/77818514AA6907750B8F4339F7C70EC6

3 thoughts on “L’ipotesi Siluriana.

  1. Trovo anch’io un inutile esercizio accademico il preoccuparsi di definire un era geologica in funzione di civiltà future che potrebbero studiare i nostri reperti. Sono invece dell’idea che definire l’antropocene serva alla nostra civiltà per fissare la data d’inizio della prossima era era diciamo l'”ecolocene”. Avrei anche il nome per il prossimo programma di sviluppo UE: Horizon 202020.
    Cioè, se Homo sapiens esiste da cento o duecentomila anni, sarebbe opportuno darci altrettanto tempo per una nuova mutazione genetica verso una specie meno ambiziosa, egoista e avida, che provi piacere nel vivere in armonia con la natura e nel fare cose per gli altri piuttosto che nel possedere oggetti a sostegno del proprio ego o nello svolgere attività dissipative solo per saturare i sensi senza il minimo sforzo fisico.

  2. Ho letto anch’io l’articolo e l’ho trovato molto stimolante. Innanzitutto perché l’idea di una civiltà precedente (o successiva) alla nostra mi ha sempre colpito, ma non ho mai avuto gli strumenti per ragionarci.

    Una cosa che mi sembra da sottolineare dell’articolo è che per l’ultimo degli episodi ipertermali,il PETM di 55 milioni di anni fa, abbiamo un’idea di cosa possa essere successo. L’episodio è avvenuto all’interno di un grosso periodo eruttivo, che ha interessato i depositi di sabbie bituminose canadesi. In pratica la natura ha simulato la combustione di grandi quantità di fossili dell’antropocene, e quindi sappiamo cosa succede in questi casi. E non è stata piacevole.

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