Una carriera all estero studiando impatti cosmici, catastrofi ambientali e l estinzione dei dinosauri

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Corrado Clemente
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1 Una carriera all estero studiando impatti cosmici, catastrofi ambientali e l estinzione dei dinosauri Elisabetta Pierazzo Planetary Science Institute

2 Gli Inizi 1988: Laurea in Fisica, Dipartimento Galileo Galilei, Universita di Padova Silvia Sartori

3 Primo espatrio 1989: Borsa di studio Ing. A. Gini per l estero University of Arizona, Tucson University of Pennsylvania Philadelphia Primo contatto con gli Stati Uniti, East Coast e Southwest

4 Ritorno in Italia 1990: Borsa di studio CNR, presso l Istituto per lo Studio delle Grandi Masse (ora Istituto di Scienze Marine) a Venezia Andrea Bergamasco

5 Secondo Espatrio: Dottorato Americano : Dottorato in Scienze Planetarie presso il Lunar & Planetary Laboratory, University of Arizona, Tucson

6 La mia carriera oggi Ricercatore (dal 2002) Ricercatore Affiliato (dal 2004) Editore Associato (dal 2003) Cervello all estero Venerdi di Repubblica (Aprile 2005)

7 Anno di Fondazione: 1972 Ufficio Centrale: Tucson, AZ Piu di 40 ricercatori Non Profit

8 Un gruppo interessante Bill Hartmann, ricercatore Mark Sykes, direttore Morgan Freeman in visita al PSI

9 La mia ricerca Impatti cosmici Fisica degli impatti Simulazioni di impatti su vari corpi planetari Importanza dei materiali sugli impatti Effetti ambientali di impatti cosmici

10 Cos è un impatto cosmico? Proiettile Cratere semplice Cratere transiente D<D tr Onda d urto D>D tr Cratere complesso Le dimensioni del cratere dipendono dall energia d impatto e dalle proprietà dei materiali nel target D tr = diametro di transizione da un cratere semplice a uno complesso (circa 4 km sulla Terra)

11 Europa Ganimede Marte Eros Crateri d impatto esistono su qualsiasi corpo planetario con una superficie solida Luna Phoebe Mercurio Thetys

12 Crateri d impatto terrestri ~174 La Terra è il pianeta con il numero più basso di crateri d impatto Perché? Tettonica a zolle Erosione Sedimentazione Vita Problema Oceani: esplorazione difficile + crosta oceanica giovane

13 Roter Kamm, Namibia (2.5 km) Spider, Australia (13 km) Brent, Canada (4 km) Meteor Crater, AZ (1.2 km) Wabar, Saudi Arabia (1.1 km) Wolfe Creek, Australia (0.9 km) Manicouagan, Canada (100 km) Vredefort, South Africa ( km) Popigai, Russia (100 km)

14 Come si studiano i crateri? Immagini satellitari: forma e caratteristiche, materiale emesso Sulla Terra: esplorazione geologica del cratere, materiale danneggiato dall onda d urto, dati geofisici Modelli Numerici: permettono di investigare il processo di formazione dei crateri

15 Struttura misteriosa #1

16 Cratere Gosses Bluff, Australia Strutture complessa con un anello centrale di colline (età: 143 milioni di anni) Diametro : 22 km Erosione quasi completa Identificatione legata principalmente alla variazione di colore della vegetazione Anello interno: 5 km Serie circolare di colline, facilmente identificabili

17 Struttura misteriosa #2

18 Struttura Richat, Mauritania Diametro : ~48 km Formata da processi vulcanici Non tutte le strutture circolari sono crateri d impatto! È importanta visitare le strutture in questione per studiarne le caratteristiche e ottenere evidenza dell impatto attraverso lo studio delle rocce

19 Struttura misteriosa #3

20 Cratere Chicxulub, Mexico Età: 65 milioni di anni Diametro: 180 km Il cratere è sepolto, non facilmente visibile da immagini satellitari Prima indicazione di un impatto dalla distribuzione mondiale di materiale Identificato attraverso esplorazione geologica e geofisica

21 Il Cratere Chicxulub Ottima preservazione: Sepolto sotto ~1 km di sedimenti Struttura complessa, con diversi anelli : D = km NASA-JPL Shuttle Radar Topography mission Schrodinger, Luna Barton, Venere Età: 65 milioni di anni Coincide con il limite Cretaceo/Terziario (KT)

22 Il Limite Cretaceo/Terziario (KT) Prima estinzione identificata nelle rocce terrestri (Cuvier & Brogniart, 1811) Fossili Marini: scomparsa di micro- e macrofossili Fossili Terrestri: record incompleto

23 Il Limite KT 1980: Evidenza geochimica (iridio) su scala mondiale dell impatto di un grosso asteroide/cometa 1991: Identificazione del cratere d impatto Chicxulub, Yucatán Mexico

24 C è davvero una connessione tra l impatto cosmico che ha formato Chicxulub e l estinzione dei dinosauri? C è correlazione temporale? Bisogna ammettere che questi reperti parlano in favore della teoria della estinzione da impatto

25 Amici dinosauri, lasciate che vi presenti l ordigno tecnologicamente piu avanzato and potente che sia mai stato inventato dalla nostra specie la bomba a iridio. C è davvero una connessione tra l impatto cosmico che ha formato Chicxulub e l estinzione dei dinosauri? C è correlazione temporale? C è correlazione causa-effetto? La vera ragione delle anomalie geochimiche al limite KT

26 C è davvero una connessione tra l impatto cosmico che ha formato Chicxulub e l estinzione dei dinosauri? C è correlazione temporale? C è correlazione causa-effetto? È possibile che ci siano state altre cause?

27 Impatto alla fine del Cretaceo Depositi massivi (spessore 3 km) di carbonati e evaporiti nella regione d impatto Emissione di gas importanti per il clima! CO 2 H 2 O SO x Piattaforma continentale + sedimenti + mare poco profondo 64.98± 0.05 milioni di anni

28 Modelli numerici di impatti Proiettile Modelli numerici (cioè simulazioni al computer) sono l approccio migliore per investigare il processo di formazione dei crateri e di emissione di materiale

29 Esempio: Impatto di un asteroide tipo KT atmosfera terrestre km Everest crosta terrestre

30 Esempio: Impatto di un asteroide tipo KT materiale polverizzato, fuso,vaporizzato km proiettile Everest crosta terrestre

31 Modelli numerici dell impatto KT Simulazioni di: Asteroide con velocitá di 20 km/s Cometa con velocitá di 50 km/s di dimensioni intorno a 10 km di diametro Regione d impatto (target): Mare poco profondo km Strato Sedimentario km (carbonati+evaporiti) Crosta Continentale km (granito) Mantello (dunite) > 33 km

32 Risultati Impatti di asteroidi e comete: Lanciano oltre l atmosfera terrestre grosse quantita di materiale polverizzato o liquido Producono grosse quantita di gas che possono cambiare il clima Carbonati CO 2 Evaporiti SO 2 e SO 3 Mare H 2 O

33 Effetti ambientali Incendi su scala mondiale (immediato) Giorni-Settimane L atmosfera riscaldata dal rientro del materiale lanciato oltre l atmosfera dall impatto emette radiazione infrarossa sulla superficie terrestre

34 Effetti ambientali Perturbazione Climatica Mesi o Anni (immediato) L accumulazione di polvere e acido solforico in atmosfera (oltre i 10 km) blocca la radiazione solare causando un raffreddamento alla superficie terrestre

35 Effetti ambientali Pioggia Acida Mesi o Anni Dovuta all acido solforico (evaporiti) e acido nitrico (azoto atmosferico) formati in atmosfera

36 Effetti ambientali Effetto Serra Decenni o piu Riscaldamento dovuto all aumento di CO 2 (carbonati) in atmosfera inondazioni Rialzo delle temperature: siccità scioglimento dei ghiacci (non al KT)

37 Cosa manca? Dimostrazione scientifica della connessione diretta impatto effetti ambientali - estinzioni Tante speculazioni, ma manca il modello fisico delle perturbazioni climatiche/ambientali Problema: i modelli climatici non riescono ad assorbire le perturbazioni introdotte dall impatto Il lavoro continua

38 ma ci sono anche momenti di svago! Slovenia Germania Australia Giappone Olanda Irlanda Dalmazia Australia Israele

39 Ringraziamenti dove sarei senza il loro appoggio?

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