SCIENZE. Elvidio Lupia Palmieri Maurizio Parotto Il Globo terrestre e la sua evoluzione. Minerali e rocce Vulcani Terremoti

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1 Idee per il tuo futuro Elvidio Lupia Palmieri Maurizio Parotto Il Globo terrestre e la sua evoluzione Minerali e rocce Vulcani Terremoti Edizione blu con Earth Science in English SCIENZE

2 Elvidio Lupia Palmieri Maurizio Parotto Il Globo terrestre e la sua evoluzione Minerali e rocce Vulcani Terremoti Edizione blu con Earth Science in English SCIENZE

3 Copyright 2012 Zanichelli editore S.p.A., Bologna [6730] I diritti di elaborazione in qualsiasi forma o opera, di memorizzazione anche digitale su supporti di qualsiasi tipo (inclusi magnetici e ottici), di riproduzione e di adattamento totale o parziale con qualsiasi mezzo (compresi i microfilm e le copie fotostatiche), i diritti di noleggio, di prestito e di traduzione sono riservati per tutti i paesi. L acquisto della presente copia dell opera non implica il trasferimento dei suddetti diritti né li esaurisce. Le fotocopie per uso personale (cioè privato e individuale, con esclusione quindi di strumenti di uso collettivo) possono essere effettuate, nei limiti del 15% di ciascun volume, dietro pagamento alla S.I.A.E del compenso previsto dall art. 68, commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n Tali fotocopie possono essere effettuate negli esercizi commerciali convenzionati S.I.A.E. o con altre modalità indicate da S.I.A.E. Per le riproduzioni ad uso non personale (ad esempio: professionale, economico, commerciale, strumenti di studio collettivi, come dispense e simili) l editore potrà concedere a pagamento l autorizzazione a riprodurre un numero di pagine non superiore al 15% delle pagine del presente volume. Le richieste per tale tipo di riproduzione vanno inoltrate a Centro Licenze e Autorizzazioni per le Riproduzioni Editoriali (CLEARedi) Corso di Porta Romana, n Milano e sito web L editore, per quanto di propria spettanza, considera rare le opere fuori del proprio catalogo editoriale, consultabile al sito La fotocopia dei soli esemplari esistenti nelle biblioteche di tali opere è consentita, oltre il limite del 15%, non essendo concorrenziale all opera. Non possono considerarsi rare le opere di cui esiste, nel catalogo dell editore, una successiva edizione, le opere presenti in cataloghi di altri editori o le opere antologiche. Nei contratti di cessione è esclusa, per biblioteche, istituti di istruzione, musei ed archivi, la facoltà di cui all art ter legge diritto d autore. Maggiori informazioni sul nostro sito: Interactive e-book: Realizzazione a cura di ChiaLab srl, Bologna Filmati Coordinamento redazionale: Matteo Fornesi Progetto e sceneggiature: Mauro Mennuni Supervisione scientifica: Maurizio Parotto Regia e montaggio: Francesco Dafano Grafiche ed editing video: Gioia Riccioni Voce: Dodo Versino Animazioni Coordinamento redazionale: Matteo Fornesi Sceneggiature: Antonella Testa Grafica: Arkematica, Roma Voce: Bruno Schirripa Speakeraggio Steven Davies per dudat srl, Bologna Realizzazione editoriale: Redazione: Vittoria Balandi, Massimo Evangelisti Segreteria di redazione: Deborah Lorenzini Progetto grafico e impaginazione: Studio Emme Grafica+, Bologna Disegni: Thomas Trojer, Claudia Saraceni Indice analitico: Il Nove, Bologna Contributi: Aggiornamento dati e contributi icografici: Chiara Amadori Stesura degli esercizi: Paola Fredi, Stefania Azzollini Mappe: Stefania Azzollini Pagine Earth Science in English: Paola Fredi con il contributo di Anna Piccinelli Revisione delle pagine Earth Science in English: Roger Loughney Le schede introduttive sono state realizzate con il contributo di: Lorenzo Lancellotti, Lisa Ricci e Antonella Testa Copertina: Progetto grafico: Miguel Sal & C., Bologna Realizzazione: Roberto Marchetti Immagine di copertina: Giants Causeway, County Antrim, Irlanda del Nord. Micha Pawlitzki/Corbis Prima edizione: febbraio 2012 L impegno a mantenere invariato il contenuto di questo volume per un quinquennio (art. 5 legge n. 169/2008) è comunicato nel catalogo Zanichelli, disponibile anche online sul sito ai sensi del DM 41 dell 8 aprile 2009, All. 1/B. File per diversamente abili L editore mette a disposizione degli studenti non vedenti, ipovedenti, disabili motori o con disturbi specifici di apprendimento i file pdf in cui sono memorizzate le pagine di questo libro. Il formato del file permette l ingrandimento dei caratteri del testo e la lettura mediante software screen reader. Le informazioni su come ottenere i file sono sul sito Suggerimenti e segnalazione degli errori Realizzare un libro è un operazione complessa, che richiede numerosi controlli: sul testo, sulle immagini e sulle relazioni che si stabiliscono tra essi. L esperienza suggerisce che è praticamente impossibile pubblicare un libro privo di errori. Saremo quindi grati ai lettori che vorranno segnalarceli. Per segnalazioni o suggerimenti relativi a questo libro scrivere al seguente indirizzo: Le correzioni di eventuali errori presenti nel testo sono pubblicate nel sito Zanichelli editore S.p.A. opera con sistema qualità certificato CertiCarGraf n. 477 secondo la norma UNI EN ISO 9001:2008

4 Indice Storia della Geologia (1). Dal mito alle prime intuizioni Storia della Geologia (2). Dopo una lunga gestazione nasce la Geologia VIII VI ONLINE La Terra come sistema integrato Studiare il sistema Terra La Geologia e le altre scienze X XII XIV Animazioni Filmati Audio La Geologia e il mondo in cui viviamo XVI La Geologia condiziona la nostra vita XVIII La Geologia e l uomo: conoscenza e applicazione XX Il mestiere di geologo XXII 1 La crosta terrestre: minerali e rocce 1 I costituenti della crosta terrestre 2 2 La «chimica» della crosta terrestre Elementi, composti e miscele, Stati di aggregazione della materia, 5 3 I minerali La composizione chimica dei minerali, La struttura cristallina dei minerali, Proprietà fisiche dei minerali, La classificazione dei minerali, Come si formano i minerali, 10 Approfondimento Cristalli, un mondo di fantasie geometriche e colori 11 4 Le rocce Lo studio delle rocce, I processi litogenetici, 13 5 Rocce magmatiche o ignee Dal magma alle rocce magmatiche, Classificazione dei magmi, Classificazione delle rocce magmatiche, 18 6 L origine dei magmi Un solo magma o tanti magmi?, Perché si formano i magmi?, 21 7 Rocce sedimentarie Dai sedimenti sciolti alle rocce compatte, Le rocce clastiche o detritiche, Le rocce organogene, 24 Approfondimento Dolomiti: giardino di coralli Le rocce di origine chimica, Dalla «roccia-madre» alle rocce sedimentarie: il processo sedimentario, 28 8 Rocce metamorfiche Il metamorfismo di contatto, Il metamorfismo regionale, Le facies metamorfiche, Classificazione delle rocce metamorfiche, 31 9 Il ciclo litogenetico 32 Approfondimento Perché l amianto rappresenta un pericolo per la salute? 34 Mappa di sintesi 35 Termini e concetti fondamentali 36 Esercizi 38 Earth Science in English 40 III

5 Indice ONLINE 2 La giacitura e le deformazioni delle rocce Animazioni Filmati Audio 1 La Stratigrafia e la Tettonica nello studio delle Scienze della Terra Informazioni dalle rocce, Ricostruire storie geologiche, 42 2 Elementi di Stratigrafia Le facies sedimentarie, I principi della Stratigrafia, Il mare va e viene: trasgressioni e lacune, 49 Approfondimento Niccolò Stenone e la geologia della Toscana 50 3 Elementi di Tettonica Come si deformano le rocce, Quando le rocce si rompono: le faglie, Quando le rocce si flettono: le pieghe, Quando le rocce si accavallano: sovrascorrimenti e falde, 59 4 Il ciclo geologico 61 5 Le carte geologiche 64 Approfondimento La ricerca di idrocarburi 68 Mappa di sintesi 69 Termini e concetti fondamentali 70 Esercizi 72 Earth Science in English 74 3 I fenomeni vulcanici 1 Il vulcanismo L attività vulcanica, I magmi, 77 2 Edifici vulcanici, eruzioni e prodotti dell attività vulcanica La forma degli edifici vulcanici, I diversi tipi di eruzione, 80 Approfondimento I vulcani e la civiltà dell uomo I prodotti dell attività vulcanica, 84 Approfondimento Il Vesuvio 84 Approfondimento Lave e piroclastiti Altri fenomeni legati all attività vulcanica, 87 3 Vulcanismo effusivo ed esplosivo Il vulcanismo effusivo delle dorsali oceaniche e dei punti caldi, Il vulcanismo esplosivo, La distribuzione geografica dei vulcani, 91 4 I vulcani e l uomo 94 Approfondimento Il rischio vulcanico in Italia 96 Approfondimento La prevenzione del rischio vulcanico 98 Mappa di sintesi 99 Termini e concetti fondamentali 100 Esercizi 102 Earth Science in English 104 IV

6 Indice ONLINE 4 I fenomeni sismici Animazioni Filmati Audio 1 Lo studio dei terremoti Un fenomeno frequente nel tempo, ma localizzato nello spazio, Il modello del rimbalzo elastico, 107 Approfondimento I primi passi della sismologia Il ciclo sismico, Propagazione e registrazione delle onde sismiche Differenti tipi di onde sismiche, 110 Approfondimento Strumenti per «auscultare» la Terra: i sismografi Come si registrano le onde sismiche, Come si localizza l epicentro di un terremoto, La «forza» di un terremoto Le scale di intensità dei terremoti, La magnitudo di un terremoto, Magnitudo diverse: nb, MS, Mw, Magnitudo e intensità a confronto, Forti movimenti e accelerazione, Gli effetti del terremoto I danni agli edifici, Maremoti o tsunami, I terremoti e l interno della Terra 126 Approfondimento Terremoti artificiali La distribuzione geografica dei terremoti La difesa dai terremoti Previsione dei terremoti, 131 Approfondimento La prevenzione antisismica in Italia La prevenzione del rischio sismico, 134 Approfondimento Quali sono le nostre attuali possibilità di difesa dai terremoti? 136 Mappa di sintesi 139 Termini e concetti fondamentali 140 Esercizi 142 Earth Science in English 144 Glossario 145 Indice analitico 151 V

7 Storia della Geologia (1) Dal mito alle prime intuizioni L uomo ha cominciato a studiare il suo pianeta già quando, spinto da una curiosità più forte del terrore istintivo che lo portava a fuggire, si è fermato a guardare un vulcano in eruzione. Ma l uomo studiava e cominciava a conoscere il mondo in cui viveva anche quando imparava a cercare qualche tipo di roccia che gli potesse essere utile per colpire o per tagliare, o semplicemente per farsene un ciondolo. Il documento «geologico» più antico che si conosca è il Papiro delle miniere, conservato nel Museo egizio di Torino. Verso il 1100 a.c. uno scriba vi ha rappresentato una zona (oggi ben conosciuta) presso la città di Luxor, nella media valle del Nilo, disegnandovi colline di rocce di vario tipo e la strada che le attraversava, per portare ad alcune miniere d oro. Una vera carta geologica, anche se realizzata per fi ni pratici. Ma è nella mitologia indo-europea, nella cultura Veda ( a.c.), nata nelle valli tra i giganteschi rilievi dell Himalaya di nord-ovest, che si trovano i primi segni di una presa di coscienza del mondo circostante. Il continuo trasformarsi del paesaggio con forme e manifestazioni grandiose porta a percepire l incessante trasformazione della Terra e fa maturare concetti di mutabilità e di continuo divenire del mondo circostante, in tempi lunghissimi: «se vi fosse una grande montagna, formata da roccia compatta, e ogni cento anni venisse un uomo e Il Papiro delle miniere (Egitto, ac) la sfi orasse con la sua veste di seta, quella montagna fi nirebbe per tale causa per logorarsi e si consumerebbe più rapidamente di un ciclo mondiale. Eppure molti di tali cicli hanno rotato, centinaia di migliaia di cicli». L idea di un «tempo profondo» (miliardi di anni), che i geologici condividono oggi con astronomi e cosmologi, è una conquista relativamente recente, ma 3000 anni fa si era già affacciata. lontano dalle rive, abbandonate, conchiglie marine Nello stesso periodo, nelle isole del Mare Egeo, dove fi oriva la cultura greca delle colonie ioniche, molti studiosi cominciarono a rivolgere la loro attenzione alla natura, scoprendovi segni di continue trasformazioni. Ricordiamo per tutti Pitagora ( a.c.), che attraverso Ovidio (Metamorfosi, libro XV) afferma: «Io stesso vidi ciò che un tempo era stato solida terra trasformato in mare; vidi dalle acque emergere nuove terre e lontano dalle rive, abbandonate, conchiglie marine». Si scoprono i fossili, come tracce di vita del passato, da cui ricavare informazioni su cambiamenti di terre in mari e viceversa. In realtà, non si può parlare di interpretazione di fenomeni geologici in senso moderno, ma si era posta l attenzione su tracce di continue modifi cazioni della superfi cie terrestre. Se vi fosse una grande montagna VI

8 La cultura greca, assorbita in seguito dai Romani, mostrava l esistenza di un substrato culturale fertile, pronto a dare i suoi frutti: ma nei secoli successivi, dalla fi ne dell Impero Romano e per tutto il Medio Evo, queste premesse promettenti non ebbero il seguito che ci si poteva aspettare. L interpretazione dei fossili, per esempio, si perde nella fantasia di quanti li considerano «scherzi di natura» o «prodotti di infl ussi astrali», o di quanti li ritengono resti di organismi abbandonati sui monti dal Diluvio universale, che viene proposto come evento-origine del mondo attuale. Poche le voci «fuori del coro» e bisogna arrivare al XV e al XVI secolo per trovare qualche tentativo di spiegare l origine della crosta terrestre: ma spesso sono teorie ricche di speculazioni fantasiose, lontane dall osservazione e dall esperienza. Eppure, un occasione per un gran passo avanti nelle conoscenze geologiche si era presentata con Leonardo da Vinci ( ), che traeva le sue conclusioni da osservazioni dirette sul terreno, come durante grandi lavori di ingegneria idraulica in Lombardia. La sua mente, libera da pregiudizi, aveva intuito la continua trasformazione della superfi cie terrestre, e scriveva di un antico Mediterraneo, che «riceveva le acque de l Africa, l Asia e l Europa ( ) e le cime dell Appennino stavano in esso mare in forma di isole». Egli vede quello che descrive, perché ha visto le prove sul terreno. Purtroppo, le scoperte di Leonardo rimasero nascoste, come è noto, nei suoi manoscritti e furono conosciute solo quando, tre secoli più tardi, la geologia aveva già riscoperto per altre vie quelle stesse idee. Asterie, pietre ritenute prodotto dell influsso delle stelle L interno della Terra in un immagine del 600 Leonardo: rocce stratificate e deformate VII

9 Storia della Geologia (2) Dopo una lunga gestazione nasce la Geologia L osservazione di quanto accade sulla superficie del pianeta, favorita dall allargarsi degli orizzonti geografici, apre nuove strade che superano le speculazioni teoriche. Le rocce vengono riconosciute come testimonianze del passato: si comincia a «leggere» la storia della Terra, che appare una struttura dinamica, in continua trasformazione. Formarsi di nuove rocce, vulcanismo, sismicità, mutamenti delle forme della superficie sono parti di un unica trama nella quale è intrecciato anche il mondo biologico. Facciamo un altro salto in avanti: nel Settecento e Ottocento in Europa nasce fi nalmente la Geologia come scienza a se stante. Si impara a interpretare l origine delle rocce e dei fossili, che diventano così strumenti preziosi per ricostruire paesaggi del passato. Tra tanti studiosi, ricordiamo il veronese Arduino ( ), che riconosce nella storia della Terra alcuni grandi «capitoli» (le ere geologiche). All inizio di questo periodo si pensa ancora che la Terra abbia avuto una lontana origine, ma che in seguito si sia andata solo «consumando» lentamente per i processi erosivi. Sarà lo scozzese James Hutton ( ) ad aprire una nuova strada, scoprendo che le rocce sono in continua formazione, ma che subiscono anche deformazioni (sollevamenti) ed erosioni, che le demoliscono. Nel tempo, questo ciclo ricomincia, «senza che si riescano a percepire tracce di un inizio, né prospettive di una fi ne». È l immagine di una Terra dinamica, in continua trasformazione, attraverso processi ciclici. senza tracce di un inizio, né prospettive di una fine Alla ricerca del «motore» interno La Terra vista dallo spazio L interno del pianeta: nucleo, mantello e crosta VIII

10 All inizio del 900 si scopre che le Alpi sono formate da lembi di crosta scivolati uno sull altro, come risultato di collisioni tra continenti Facciamo un ultimo salto, verso i nostri giorni. Scoperte in tutto il mondo hanno consentito di confrontare situazioni e idee per spiegare gli incessanti mutamenti della Terra. Con l inizio del Novecento un idea profondamente innovativa apre nuove prospettive, quando il metereologo tedesco Alfred Wegener ( ) propone l immagine di una Terra «mobile», con la deriva dei continenti: la crosta terrestre si trasforma non solo per movimenti di sollevamento e abbassamento, ma anche spostandosi lateralmente rispetto all interno del pianeta, cosicché terre emerse e oceani mutano di forme e di posizione, tanto che un tempo le terre hanno formato un unico continente, chiamato Pangèa. Negli stessi anni, geologi impegnati nello studio delle grandi catene montuose come le Alpi scoprivano nelle strutture dei rilievi le prove di vasti movimenti di interi settori di crosta terrestre sopra settori contigui (falde), con spostamenti laterali di centinaia di kilometri. L idea di Wegener, di grande audacia innovativa, aveva bisogno di altri dati per venire perfezionata, come la scoperta del ruolo della radioattività naturale come fonte dell energia per muovere il gigantesco motore interno della Terra, e come la scoperta dei fondi oceanici, l ultima grande frontiera geografi ca. Nella seconda metà del Novecento si è giunti così a un modello globale che interpreta «come funziona» il nostro pianeta, il cui involucro esterno risulta formato da venti frammenti (placche) in continuo movimento, attivato da moti che agitano l interno profondo della Terra. Ma questa è ormai cronaca. E tutto è cominciato quando Pitagora osservò conchiglie marine abbandonate lontano dalle coste Ricostruzione del Pangea; sotto, l originale di Wegener Continenti e oceani mossi da un potente motore interno L interno della Terra rivelato dalla sismica: zone più calde (rosso) e più fredde (blu) IX

11 La Terra come sistema integrato La Terra è formata da una gran varietà di materiali, solidi, liquidi e gassosi, ma non è un semplice aggregato: in realtà è un sistema integrato, cioè un insieme di componenti, ciascuna con la propria individualità, che interagiscono tra loro attraverso una complessa serie di processi fisici, chimici e biologici. Le singole parti (o «sfere») sono come involucri a stretto contatto. Litosfera crosta oceanica mantello superiore crosta continentale La litosfera (a volte indicata anche come «geosfera») corrisponde alla Terra solida e comprende, a rigore, la maggior parte della massa del pianeta, formata da minerali e rocce. Si osserva nelle terre emerse, ma essa costituisce anche il fondo degli oceani e prosegue in profondità per migliaia di kilometri. In effetti, però, il termine litosfera ha assunto oggi anche un significato più ristretto e comprende solo la crosta terrestre e la porzione più superficiale del sottostante mantello, per uno spessore complessivo di 100 km. È un involucro frammentato in numerosi grossi settori («placche»), in grado di muoversi uno rispetto all altro, ed è costantemente modellata dall azione di grandi processi, legati a forze interne (eruzioni vulcaniche, formazioni di catene montuose, apertura di nuovi oceani) e a forze esterne (l erosione operata dalle acque, dai ghiacci, dal vento). astenosfera litosfera Struttura della Terra Idrosfera L idrosfera è lo strato di acque che ricopre, con gli oceani e i mari, oltre il 70% della superficie del pianeta. Essa comprende anche le acque dolci dei fiumi e dei laghi, e quelle che si infiltrano nel sottosuolo. Dell idrosfera fa parte anche la criosfera («sfera di ghiaccio»), cioè l acqua allo stato solido presente nelle calotte glaciali, nei ghiacciai di montagna e nei mari polari. In realtà, la criosfera è spesso considerata una sfera a sé stante, per l influenza sulla superficie terrestre da parte delle estesissime calotte di ghiaccio, che, nelle periodiche epoche glaciali, rivestono gran parte del pianeta. precipitazioni evapotraspirazione Ciclo idrogeologico deflusso superficiale 46 e deflusso sotterraneo Sole ENE R G I A SOLARE precipitazioni evaporazione dagli oceani 409 Sole Un delicato equilibrio Le «sfere» si sono formate nel corso della storia della Terra e sono legate da complesse relazioni, per cui ogni X 1 Il Sole attiva il motore esterno della Terra 2 L energia solare è responsabile del tempo atmosferico e del clima Il sistema Terra nello spazio: un delicato equilibrio 3 Il motore interno della Terra 4 e da quello è alimentato dal calore liberato dalla intrappolato durante la radioattività del formazione del pianeta suo interno 5 Il calore irradiato dalla Terra compensa quello ricevuto dal Sole e quello proveniente dall interno del pianeta. modifica in una di esse comporta una risposta globale, che coinvolge le altre sfere. L assetto del nostro pianeta, perciò, è il risultato di un 6 Le meteoriti trasferiscono massa dallo spazio alla Terra. equilibrio dinamico che comprende continui scambi tra interno del pianeta, superficie terrestre, oceani e atmosfera. Biosfera e litosfera Frutto imponente di questa interazione sono le rocce sedimentarie organogene, formate dall azione costruttiva di organismi marini, ma anche i grandi accumuli di carbone e di petrolio.

12 Dallo spazio la Terra appare come una sfera di colore blu sfumato di azzurro, avvolta da sottili strie discontinue e vortici bianchi. Nascoste sotto i grandi sistemi di nuvole, le terre emerse appaiono come aree di colore aran-cio con sfumature rossastre nelle zone desertiche, mentre sfumature verde scuro rivelano, lungo la fascia equatoriale, la presenza della vita. atmosfera biosfera idrosfera Relazioni tra le sfere terrestri litosfera Biosfera La biosfera comprende tutti gli organismi che vivono sulle terre emerse, in mare e nell atmosfera. Tra gli organismi viventi e il resto del pianeta si verificano continui scambi di materia ed energia. Uno dei risultati più vistosi è la formazione di imponenti masse rocciose, che, con il tempo, finiscono per costituire intere montagne come le Dolomiti o l Appennino centrale. Quei rilievi sono formati, infatti, di calcari, prodotti dall attività di organismi marini, come coralli, gasteropodi e alghe, tutti capaci di realizzare i loro gusci sottraendo il carbonato di calcio all acqua del mare in cui vivono. Strato su strato, costruiscono imponenti scogliere e barriere coralline, che si trasformano prima o poi in terre emerse. Corallo coloniale fossile La Terra dallo spazio. (NASA) Atmosfera L atmosfera è l involucro gassoso che avvolge la Terra e che si manifesta in modo vistoso negli ammassi e nei vortici di nubi visibili nelle immagini del pianeta dallo spazio. La sua massa si concentra nei primi 30 km sopra la superficie, anche se i gas, via via più rarefatti, arrivano a km di quota. In prossimità del suolo è composta da azoto (78%) e ossigeno (21%); il resto comprende altri gas, tra i quali vapore acqueo e anidride carbonica. La spirale dei sistemi nuvolosi di un ciclone Idrosfera, atmosfera e litosfera I processi che operano nell idrosfera e nell atmosfera contribuiscono al modellamento della litosfera. Ad esempio, i corsi d acqua scavano valli e trasportano i materiali erosi, che finiscono in mare, dove vengono depositati per trasformarsi in rocce sedimentarie. Anche l atmosfera produce effetti analoghi, con processi sia meccanici (erosione del vento), sia chimici (alterazione a opera delle sostanze contenute nell aria). Atmosfera e biosfera La presenza dell atmosfera è di vitale importanza per la biosfera. Innanzitutto l atmosfera limita le escursioni termiche giornaliere entro una gamma di valori che comprende quelli compatibili con la vita; inoltre, la presenza dell ozonosfera determina l assorbimento delle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole, nocive per gli esseri viventi. Anche la biosfera modifica l atmosfera: l ossigeno nell aria è prodotto dall attività del mondo vegetale, senza il quale la composizione dell atmosfera sarebbe molto diversa (come è stato nei primi tempi dell evoluzione della Terra). Gli esseri umani e la Terra Le comunità umane partecipano alla fitta rete di interazioni che caratterizza il sistema Terra. Rispetto agli altri organismi, gli esseri umani modificano l ambiente in modo profondo, prelevando dal pianeta enormi quantità di materie prime, disperdendo nell ambiente rifiuti e scarti di lavorazione, modificando il paesaggio con i propri insediamenti. Spesso le attività antropiche modificano in modo irreversibile i processi che regolano i delicati equilibri tra le diverse componenti del sistema. È vero che tali equilibri sono dinamici, ma prima di provocarne la modifica bisognerebbe essere consapevoli delle conseguenze che ne possono derivare. XI

13 Studiare il sistema Terra Gli studi sulla Terra seguono due obiettivi complementari. Il primo è di tipo essenzialmente conoscitivo: capire come «vive» il nostro pianeta attraverso continue trasformazioni, la cui storia si svolge da oltre 4 miliardi di anni. L altro obiettivo è di tipo applicativo e mira a fornire dati, informazioni e strumenti per un corretto rapporto tra uomo e pianeta (recupero di risorse, interventi sull ambiente, difesa dai rischi naturali). Tecniche antiche e recenti Oggi le Scienze della Terra, accanto alle ricerche abituali, con la ricognizione diretta sul terreno e l aiuto di laboratori tradizionali, impiegano un ampia gamma di metodologie di analisi e di strumentazioni sempre più sofisticate e si avvalgono di potenti calcolatori elettronici per l elaborazione di grandi quantità di dati. Immagine satellitare di un tratto delle Alpi occidentali velocità media annuale di spostamento verticale (mm/anno) Uno sguardo dall alto N Tecniche radar da satellite mettono in evidenza zone in movimento verticale (ESA, elab. InSAR) Accanto alle tradizionali tecniche di raccolta di dati, misure e campioni per analisi direttamente sul terreno, i ricercatori hanno a disposizione strumenti d indagine innovativi, come le immagini da satellite, che consentono il monitoraggio di vaste aree della superficie terrestre, spesso difficilmente accessibili. Le immagini da satellite sono strumenti di grande efficacia anche nello studio degli oceani, con la possibilità di rilevare le caratteristiche delle acque (temperatura, salinità, contenuto in ossigeno) e il loro schema di circolazione globale. Determinante è la possibilità di seguire l evoluzione di tali caratteristiche attraverso la ripetizione delle osservazioni sulla stessa area a brevi intervalli di tempo. Il vulcano sottomarino Marsili (CNR) Sul fondo degli oceani Immagine satellitare di un tratto delle Alpi occidentali Alcuni dei progressi più spettacolari nelle conoscenze dell idrosfera sono legati all impiego delle moderne navi oceanografiche, dotate di numerosi strumenti: tra questi il sonar multifascio, che irradia il fondo marino attraverso un ventaglio di onde acustiche diretto perpendicolarmente alla rotta della nave. In tal modo è possibile riconoscere con grande evidenza le strutture dei fondali marini, come quella del gigantesco vulcano sottomarino Marsili, ancora attivo, che si innalza di 3000 metri dal fondo del Mar Tirreno, al largo delle coste calabre. Attraverso l atmosfera Lo sviluppo di palloni sonda e di aerei e razzi equipaggiati con opportune strumentazioni, ha permesso di effettuare misurazioni sempre più precise nell atmosfera. Un enorme massa di dati viene registrata ed elaborata da potenti computer in stazioni a terra e i risultati vengono correlati per avere un quadro generale di fenomeni estesi alla scala dell intero pianeta. Sempre più importante è il monitoraggio continuo da parte di satelliti artificiali per la sorveglianza dell atmosfera e delle radiazioni solari che la investono. Le immagini in tempo reale consentono di individuare l innescarsi di grandi perturbazioni atmosferiche (come i cicloni) e di seguirne l evoluzione, permettendo di tracciare tempestivi piani di difesa. L uragano Alex (2010) sul Golfo del Messico (CIMSS) XII

14 Raggiungere l inaccessibile Ci sono parti del nostro pianeta nelle quali non è possibile fare ricerche dirette, come una camera magmatica sotto un vulcano o strati di roccia a migliaia di kilometri sotto la superficie, ma anche le superfici di altri pianeti, la cui natura e storia vorremmo confrontare con quella della Terra. Per affrontare questi problemi sono stati messi a punto particolari strumenti in grado di raccogliere immagini e dati. Verso il centro della Terra Lo studio dell interno del pianeta si avvale della Geofisica. La struttura profonda è indagata attraverso lo studio della gravità, del campo magnetico naturale, del flusso di calore che arriva in superficie e, soprattutto, delle onde sismiche. Si tratta di «vibrazioni» prodotte da un terremoto o da un esplosione artificiale, che possono attraversare anche l intero pianeta e sono registrate e interpretate quando tornano in superficie. La Sismica ci sta portando alle frontiere della Geologia: computer potenti, che elaborano dati sismici raccolti da una rete mondiale di stazioni, hanno permesso di sviluppare la tomografia sismica, una tecnica che fornisce immagini tridimensionali dell interno della Terra. Interno della Terra: zone calde (arancio) e fredde (blu) (Scientific American, 2007) Alle frontiere dello spazio esterno Un campo di ricerca eccitante per la geologia è l esplorazione di altri pianeti e dei loro satelliti, soprattutto attraverso l invio di sonde spaziali poste in orbite intorno ad essi o in grado di scendere sulla loro superficie. Attraverso i dati così raccolti, i geologi specialisti di geologia planetaria cercano di capire quali processi hanno rimodellato la superficie di pianeti e satelliti e se vi è la possibilità di trovare acqua e tracce di vita. Laghi di metano liquido sulla superficie di Titano (NASA) Il pianeta in laboratorio Laboratori in tutto il mondo analizzano materiali e fluidi e determinano temperature, pressioni, concentrazioni chimiche degli elementi che caratterizzano i processi chimici, fisici, biologici svoltisi nel passato o in atto nel pianeta. Per queste analisi si impiegano microscopi elettronici, che consentono di ingrandire oggetti fino a centinaia di migliaia di volte, e sofisticate micro-sonde, capaci di misure di altissima precisione su quantità sempre più piccole di materiali. Nuove scoperte consentono di rilevare nelle rocce le tracce raggio laser cuneo di diamante Cella per alte pressioni a cuneo di diamante delle trasformazioni avvenute nel passato, che altri potenti strumenti riescono a datare con sempre maggior approssimazione. Nei laboratori si cerca anche di comprendere la natura e lo stato dei materiali nelle parti più profonde della Terra. Nelle celle per alte pressioni a cuneo di diamante, piccoli frammenti di diversi minerali vengono sottoposti a pressioni di oltre 1400 kilobar, mentre un raggio laser li colpisce riscaldandoli a qualche migliaio di gradi, per simulare le condizioni di temperature e pressioni che esistono tra nucleo e mantello, a 3000 km di profondità. Lo strumento più efficace rimane, però, la fitta rete di connessioni tra gli studiosi dei diversi laboratori, per lo scambio di informazioni e dati, in una sfida che ha come obiettivo la conoscenza globale del nostro pianeta. XIII

15 La Geologia e le altre scienze Charles Darwin è universalmente noto come grande naturalista biologo, ma non molti sanno che fu anche geologo e nel famoso viaggio attorno al mondo sulla Beagle, oltre alle osservazioni biologiche che tanto dovevano contribuire a far maturare le sue idee sull origine della specie, effettuò anche lo studio geologico di un settore della Cordigliera andina e mise a punto la sua ipotesi sull origine degli atolli corallini, tuttora ritenuta valida. Molti studiosi si sono interessati di più settori del sapere e anche quando i campi di ricerca si sono fatti via via più specialistici, la realtà complessa che ci circonda ha reso sempre più necessaria una collaborazione tra competenze diverse. La mappa riassume in modo schematico il quadro dei rapporti tra Geologia (o Scienze della Terra, come vengono indicate nell insieme le discipline relative allo studio del nostro pianeta) e altre scienze, e mostra le aree di indagine con aspetti in comune. Charles Darwin Geologia e Astronomia Quando iniziarono le ricerche spaziali con sonde automatiche la NASA (l agenzia degli U.S.A. per lo spazio) affi ancò numerosi geologi agli altri studiosi impegnati nell impresa. La scelta era indirizzata a impiegare l esperienza e la competenza maturate dai geologi nell analisi della superfi cie terrestre per riconoscere forme e processi analoghi su altri pianeti e satelliti. Uno dei componenti dell ultima missione Apollo, sulla Luna, era un geologo; la raccolta di campioni di rocce sul nostro satellite attivò altri specialisti in tutto il mondo in mineralogia, petrografi a, geodinamica e geofi - sica, ed è nata così la Geologia planetaria per lo studio comparato dei corpi del Sistema solare. Le nuove frontiere ci mostrano ormai la Terra come parte di un più esteso sistema, in evoluzione lungo le vie di una storia iniziata circa 4600 milioni di anni fa. IO (satellite di Giove) è rivestito di vulcani attivi che eruttano zolfo. (NASA) PALEOGEOGRAFIA variazioni del rilievo terrestre e dei climi nel tempo geologico COSMOLOGIA la Terra come pianeta ASTRONOMIA materia nello spazio celeste GEOLOGIA E GEOGRAFIA FISICA dinamica interna ed esterna della Terra Astrofisica GEOFISICA processi fisici nella Terra FISICA energia GEOLOGIA STORICA SCIENZE DELLA TERRA studio della Terra GEOLOGIA STRUTTURALE deformazioni delle rocce Chimica fisica GEOCHIMICA distribuzione degli elementi nella Terra CHIMICA materia Geologia e Fisica I concetti e le metodologie di ricerca della Fisica applicati ai fenomeni fi sici che avvengono nell interno o sulla superfi cie della Terra e nell atmosfera sono alla base della Geofisica, che interviene nello studio dei processi endogeni ed esogeni. Un ampio campo di indagine è la «Terra solida», con lo studio del campo gravimetrico e del campo magnetico, del fl usso di calore («geotermia»), dei fenomeni fi sici all origine dei terremoti e delle eruzioni vulcaniche, delle deformazioni delle rocce della crosta. Un altro campo comprende lo studio delle caratteristiche fi siche degli oceani, della circolazione delle acque, dell attività dei ghiacciai. Un terzo campo di ricerche riguarda la fi sica dei fenomeni meteorologici e l insieme delle interazioni tra fenomeni solari e atmosfera terrestre. Numerosi sono anche gli aspetti applicativi, oggetto della prospezione geofi sica per ricerche minerarie, petrolifere, di acqua e per problemi di ingegneria civile, in cui Geologia e Geofi sica operano in stretto contatto. Stazioni come questa registrano in continuo l attività sismica. XIV

16 scogliera marginale isola livello del mare L origine degli atolli corallini secondo Darwin Schema moderno di un atollo corallino MINERALOGIA E PETROGRAFIA minerali, rocce, giacimenti STRATIGRAFIA successioni di rocce e fossili nel tempo geologico Biochimica concentrazione di piombo nel terreno (mg/kg) PALEONTOLOGIA vita nel passato BIOLOGIA materia vivente Mare Tirreno Geologia e Biologia Le tracce fossili più antiche di vita sul nostro pianeta fi nora scoperte risalgono a circa 3,5 miliardi di anni fa. Da allora, la storia della vita si è intrecciata in modo inestricabile con quella del pianeta: basti pensare allo sviluppo di organismi capaci di fotosintesi, che con la loro attività hanno trasformato la composizione dell atmosfera terrestre primitiva, immettendovi ossigeno libero, un gas in precedenza praticamente assente. La Terra è l unico pianeta del Sistema solare ad avere ossigeno libero in quantità nell atmosfera, una condizione indispensabile per lo sviluppo della maggior parte del mondo vivente. La diffusione dei resti di organismi viventi ha portato allo sviluppo della Paleontologia, lo studio della vita del passato, strettamente connesso alla biologia, a cominciare dal tema fondamentale dell evoluzione biologica. Geologia e Chimica Napoli La concentrazione di piombo nei terreni della provincia di Napoli. L evoluzione delle ammoniti documentata dai fossili in una successione di strati Dall applicazione delle conoscenze e delle metodologie della Chimica alle scienze della natura è nata la Geochimica, che si interessa della composizione chimica del globo terrestre, studiando l abbondanza e la distribuzione degli elementi chimici e dei loro composti, e analizzando i fenomeni chimicofi sici che avvengono nell ambito dell atmosfera, dell idrosfera, della litosfera e della biosfera. La Geochimica è legata in particolare a quei settori della Geologia che studiano i minerali e le rocce; suoi campi di indagine specifi ci sono i fl uidi magmatici e i gas che da essi si liberano nell atmosfera, le acque che circolano nel sottosuolo, la datazione radiometrica delle rocce e così via. Molti studi hanno grande interesse applicativo: nella ricerca mineraria, per esempio, la prospezione geochimica individua le tracce di metalli contenuti nel suolo o nelle acque, per mettere in luce concentrazioni elevate di qualche elemento chimico. XV

17 La Geologia e il mondo in cui viviamo Il nostro pianeta mostra aspetti di grande interesse a diverse scale di osservazione. Dallo spazio esterno, per esempio, si riconoscono oceani, continenti, catene montuose. Viaggiando attraverso un continente possono attirare l attenzione imponenti cime montuose, morbide colline rivestite di boschi, pianure che arrivano all orizzonte. Se ci fermiamo a guardare più da vicino, scopriamo rocce che contengono resti fossili di animali o vegetali, in grado di farci conoscere antiche forme di vita o tracce di climi del passato. Vediamo qualche esempio di come la geologia possa spiegare l origine e il significato di queste grandi e piccole strutture del mondo che ci circonda. I continenti sono formati da regioni molto diverse tra loro Esaminiamo una carta a rilievo dell Europa, tra il Mar di Norvegia e il Mar Mediterraneo, e osserviamo le differenze tra varie regioni del continente. Queste regioni così diverse hanno avuto storie geologiche differenti. A La regione della costa norvegese è di origine geologica antichissima, ma ha subìto in tempi successivi numerose trasformazioni; tra le più recenti, l invasione di giganteschi ghiacciai, che hanno scavato profonde valli: al ritirarsi dei ghiacciai, le valli sono state invase dal mare e si sono trasformate nei ben noti fi ordi. B Le vaste aree pianeggianti (dalla Francia alla Russia) corrispondono a regioni meno antiche, un tempo attraversate da alte catene montuose; ma le montagne sono state ormai ridotte a esigui rilievi, e dominano ampiamente le pianure costruite dai depositi abbandonati da estesi reticoli fl uviali. C Le imponenti catene montuose alpine sono il risultato di un attività che ha interessato il settore meridionale dell Europa solo in tempi geologici recenti: le aree sollevate sono ancora imponenti e acque e ghiacci sono in piena attività erosiva. C A B Cosa può raccontare un paesaggio? Guardiamo questa immagine, presa lungo una scarpata nelle Dolomiti. In alto si vedono pareti quasi verticali, di colore chiaro. Sotto, rocce di colore rosso scuro, ben stratifi cate. Lungo il pendio, blocchi isolati in equilibrio precario (nel cerchio). Perché si è formata quella parete a strapiombo che sovrasta le rocce rosso scuro? Cosa sono le rocce di colore rosso scuro? Quanto tempo ci vorrà perché i blocchi alla base delle pareti precipitino lungo il pendio sottostante? Le risposte alle singole domande aiutano a interpretare la «scena» di questo paesaggio. Le alte pareti si sono formate perché le rocce in cui sono intagliate sono molto più resistenti delle rocce rosse sottostanti, che vengono invece asportate facilmente dall erosione dell acqua. Questo lento ma inarrestabile processo scava alla base delle rocce soprastanti, non stratifi cate, che, private del sostegno, sono soggette a continui crolli. Le ripide pareti, in pratica, si rinnovano continuamente, arretrando un po ad ogni crollo. Le rocce di colore rosso scuro sono formate da sottili strati alternati di argille e arenarie; il colore rosso è dovuto alla presenza di particolari sostanze, in genere ossidi di ferro dispersi tra i granuli dell arenaria. Più diffi cile dire quando precipiteranno i blocchi isolati, ma in termini geologici sarà presto, in meno di 1000 anni. XVI

18 Nelle rocce le prove dell esistenza di forme di vita diverse da quelle attuali Numerosi musei, molti fi lm fantastici, migliaia di libri mostrano scene come quella qui riprodotta, in cui dinosauri si muovono in territori coperti da piante oggi sconosciute. Da dove vengono le prove dell esistenza di quelle strane creature? Questa ricostruzione di una delle zone acquitrinose, che 50 milioni di anni fa costellavano la parte centrale del Nord America, è frutto di una stretta collaborazione tra un paleontologo, specialista nello studio di forme viventi nel passato, e un pittore. La ricchezza di dettagli con cui sono rappresentati questi dinosauri (del genere Diplodocus, lungo fi no a 27 metri) e la vegetazione sono il risultato dello studio accurato di resti fossili, animali e vegetali, ritrovati nelle rocce accumulatesi sul fondo degli acquitrini. La fantasia è solo nei colori. Resti di un antico rettile volante, trovato in rocce di 200 milioni di anni fa. Da questi resti, perfettamente conservati, si ricostruisce la forma vivente, le sue dimensioni, le abitudini di vita. Studiando le rocce in cui il fossile è contenuto, si risale alle caratteristiche dell ambiente al tempo in cui queste forme vivevano. Cambiamenti climatici globali dall ultima età glaciale Queste due immagini mostrano la posizione e l estensione della copertura glaciale nell emisfero settentrionale nel passato a confronto con la situazione odierna, nella quale la calotta glaciale appare molto ridotta. Conoscere come si è verifi cato e cosa ha comportato questo fenomeno di formazione e scioglimento dell imponente copertura glaciale, un evento di portata planetaria, può aiutarci a prevedere cosa potrebbe accadere in futuro per un raffreddamento o un riscaldamento globale del clima. A Circa anni fa il clima del pianeta era un po più freddo di oggi e questo permise a una grande calotta di estendersi su tutto il Canada, la Groenlandia, l Asia settentrionale e il Nord Europa. B Negli ultimi anni il clima si riscaldò abbastanza da far fondere il ghiacciaio continentale fi no a ridurlo alle dimensioni attuali. Quello che conosciamo della passata estensione della calotta glaciale e sulle tappe del suo progressivo scioglimento è stato scoperto dai geologi, che hanno esaminato il paesaggio alla ricerca di tracce, come forme glaciali (strie, solchi, valli) e depositi abbandonati dal ritiro del ghiacciaio (morene). A B Geologia a diverse scale La Geologia interpreta il nostro mondo a tutte le scale di osservazione. La storia geologica è responsabile della posizione e delle caratteristiche delle catene montuose, delle pianure e delle linee di costa. Processi geologici formano i diversi tipi di rocce e modellano le rocce nelle forme del paesaggio che noi vediamo. Nel paesaggio sono presenti testimonianze della storia del pianeta, come antichi ambienti, eventi del passato e antiche forme di vita. Lo studio della Geologia ci aiuta a comprendere meglio quello che ci circonda, dai più piccoli granuli di sabbia a un intero continente. Conoscere un po di Geologia permette di vedere il mondo in modo nuovo: ci aiuta a osservare e a interpretare quello che si vede, a ricostruire eventi del passato e a renderci conto di come l impronta di quegli eventi sia riconoscibile nel paesaggio intorno a noi. XVII

19 La Geologia condiziona la nostra vita La struttura geologica del territorio ha condizionato e condiziona le attività umane per due aspetti fondamentali: dove abitare e dove cercare nuove risorse. Insieme a fattori storici, politici ed economici, la diversa densità nella distribuzione della popolazione mondiale è dovuta all influenza dell ambiente naturale. Abitare significa non solo disporre di aree adatte per costruire città e villaggi, ma anche per aprire vie di comunicazione, sviluppare centri industriali, innalzare dighe e così via. Ma non tutte le parti della superficie terrestre si prestano per questi impieghi. Le risorse comprendono una lunghissima serie di materiali che si possono ricavare dalla superficie terrestre e che vanno dai materiali da costruzione, ai minerali, all acqua e al suolo per usi agricoli, come pure ai combustibili fossili e a tutte le altre fonti di energia. Ma tali risorse non si trovano ovunque e molte sono «nascoste» in profondità. Alla ricerca di posti sicuri per viverci L ambiente naturale intorno a noi contiene diversi indizi per capire se siamo in un posto relativamente sicuro o se ci si deve attendere qualche evento naturale con possibili conseguenze disastrose. Quali sono gli indizi fondamentali che dovrebbero guidare la nostra scelta di un posto sicuro? La posizione, l altezza, la forma dei rilievi e delle valli sono il risultato di processi geologici. Fattori geologici come l acclività dei versanti e la resistenza dei materiali le rocce in cui essi sono modellati determinano se un sito è abbastanza stabile per costruirvi edifi ci o infrastrutture. I versanti di colline e rilievi possono essere così ripidi oppure formati da materiali poco coerenti da essere facilmente sottoposti a frane, che scendono distruggendo ogni cosa lungo il loro percorso. La frana che sbarrò la Valtellina nel 1987 Eruzione del vulcano Heimaey (Islanda), nel 1973 Danni prodotti dal terremoto di Van (Turchia), nel 2011 I vulcani eruttano gigantesche quantità di ceneri e di lava: quelli con forte attività esplosiva possono ricoprire vaste aree con materiali che si espandono intorno al cratere a velocità elevate e con grandi capacità distruttive. Ma i suoli che derivano da materiali vulcanici sono molto fertili e possono dare splendidi raccolti. Chi abita in una regione di vulcani attivi deve valutare se buoni raccolti valgono il rischio. Ampie fasce della crosta sono tagliate in profondità, e a volte fi no in superfi cie, da profonde lacerazioni (chiamate «faglie»); quando le rocce ai lati delle faglie si muovono, gli attriti provocano terremoti, i cui effetti in superfi cie possono distruggere edifi - ci costruiti in modo non adatto e provocare anche migliaia di vittime. Effetti dell alluvione che ha colpito la Thailandia nel 2011 Le aree pianeggianti lungo i fi umi sono siti da sempre cercati per insediamenti stabili, per la disponibilità di acque, necessarie oltre che per uso domestico e agricolo, anche per i trasporti e la produzione di energia. Ma le costruzioni in zone lungo le rive o ribassate rispetto agli argini sono a rischio di catastrofi che alluvioni. XVIII

20 Avere e non avere: la distribuzione geografica delle risorse naturali Questo planisfero mostra che alcuni paesi sono ricchi di giacimenti di carbone, mentre molti altri ne sono privi. Cosa possiamo dire di questa distribuzione naturale di una delle più importanti risorse? Equa tor e I giacimenti di una qualunque risorsa già scoperti e utilizzabili costituiscono le riserve. Ebbene, quasi il 95% delle riserve di carboni fossili si trova nell emisfero boreale, per la maggior parte localizzata in tre sole aree: Stati Uniti, Cina ed ex U.RS.S. Questa apparente «ingiustizia è dovuta alla combinazione di condizioni climatiche e geografiche, che nel lontano passato hanno favorito la formazione di grandi giacimenti di carboni fossili solo in certe parti della Terra. Come è noto, i giacimenti di carbone si sono formati in zone costiere periodicamente invase dal mare e sottoposte a lento sprofondamento nel tempo. In tali condizioni, con climi favorevoli allo sviluppo di un intensa vegetazione, si sono accumulati grossi spessori di sostanza organica vegetale, che in seguito si è trasformata in carbone. La vegetazione che ha Distribuzione mondiale delle riserve di carboni fossili dato origine ai grandi depositi che noi oggi sfruttiamo risale alla fine dell Era paleozoica (circa milioni di anni fa) e richiedeva un clima caldo-umido, del tutto analogo al clima equatoriale o pluviale, tipico della fascia della superficie a cavallo dell Equatore: POLO NORD ma, come ben si vede nella mappa, i giganteschi giacimenti che utilizziamo disegnano invece una fascia che corre a latitudini anche molto elevate, ben lontapolo na dall Equatore. SUD La soluzione a tale apparente incongruenza fu data da Alfred Wegener, con la teoria della deriva dei continenevaporiti tracce di ghiaccio depositi di carbone ti. Secondo tale teoria, alla fine dell Era paleozoica le sabbie desertiche (calotta glaciale) (foreste equatoriali) (zone aride) terre emerse erano riunite in un unico supercontinente, Tracce delle fasce climatiche nel Pangèa (Carbonifero) chiamato Pangèa, per cui gli imponenti accumuli di sostanza vegetale di quell età erano allineati lungo l antica fascia equatoriale, come mostra il planisfero basato su uno degli schemi originali di Wegener. I successivi movimenti dei continenti che si erano formati per la disgregazione del Pangèa, hanno fatto migrare nell emisfero boreale i settori di crosta contenenti il prezioso carico di resti vegetali, che lentamente si stavano trasformando in carbone. L Italia e gli altri paesi dell Europa meridionale sono quasi del tutto privi di queste risorse, si sono formati più recentemente e sono caratterizzate da rocce depostesi in mari aperti, lontano dalle coste. Una sfida: la conquista delle «frange pioniere dell ecumene» A parte i motivi geologici specifici, prima ricordati, che possono impedire la sicurezza di un insediamento, bisogna ricordare che le condizioni climatiche concorrono a rendere ampie parti della superficie terrestre non adatte agli insediamenti permanenti. Fin dall antichità si usa indicare con il termine ecumene la parte della superficie terrestre che l uomo abita in permanenza. Una vasta zona non abitabile è invece l Antartide e zone disabitate sono anche le regioni più interne delle foreste equatoriali e dei deserti: si parla in tal caso di zone anecumeniche. Oggi, però, continui progressi tecnologici consentono agli esseri umani di stabilirsi in zone prima sfavorevoli e di utilizzare risorse anche in condizioni molto difficili, in aree dell ecumene chiamate «frange pioniere». Ma in queste regioni aumentano i rischi di alterare delicati equilibri geologici in atto da tempi lunghissimi ed è più che mai necessario conoscere bene i processi con i quali si interferisce, per evitare conseguenze disastrose: la storia geologica di una regione può essere il punto di partenza di queste analisi. Abitazioni e campi coltivati in zone sottratte al mare (Olanda) XIX

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