Alla ricerca di meteoriti nella valle del Bosso e nel Monte Catria

di Paolo Faraoni

Chi percorre la valle del Bosso tra la Romita e il Pianello a piedi o in bici si sarà accorto che negli strati di roccia che affiorano dal sito del “Livello Faraoni” a tutta la serie della maiolica (gli stati di roccia biancastra) sono presenti un numero notevole di fori alcuni dei quali colorati di azzurro. Gli esperti del settore sanno bene che molti di questi fori sono stati prodotti dai vari campionamenti fatti dagli studiosi di microfossili quali foraminiferi (fossili di organismi marini, dotati di un guscio, di solito concamerato, in genere calcareo) o di altre specie. Oltre alla ricerca di microfossili, questa serie cretacica del Bosso, datata con i nostri studi sugli ammoniti, permette anche lo studio sul paleomagnetismo che è una disciplina, facente parte della geofisica, che studia le proprietà magnetiche di rocce e sedimenti e le caratteristiche del campo geomagnetico del passato, sia in termini direzionali che di intensità. Rocce e sedimenti contengono infatti piccole quantità di minerali ferromagnetici che, durante la diagenesi del sedimento, si dispongono statisticamente secondo le linee di flusso del campo magnetico terrestre presente in quel momento. Datando la roccia e studiando la direzione di magnetizzazione dei minerali magnetici, è possibile dunque risalire all'intensità e alla direzione del campo magnetico terrestre presente al momento della formazione della roccia stessa.

Qui sopra la sezione tipo del “Livello Faraoni” del Bosso e un particolare dei fori nella roccia.

Incuriosito da questo insolito numero di fori, ho chiesto all’amico prof.Marini Augusto se sapeva qualche cosa in merito, e dopo pochi giorni, mi ha inviato, la pubblicazione che ha come base i campionamenti fatti nella valle del Bosso e lungo la strada che da Chiaserna porta al monte Catria, dove qualche anno fa abbiamo studiato la sezione di maiolica del Valanginiano e Hauteriviano. Infatti grazie ai nostri studi sugli ammoniti del cretacico, che hanno datato con certezza le rocce esposte, l’equipe di studiosi capeggiata dal prof. Birger Schmits dell’università di Lund (Svezia)  e dal famoso Walter Alvarez della Berkeley University of California sono venuti in Italia a prelevare campioni di materiale. Con l’ausilio di tecnologie innovative hanno poi estrapolato dai  campioni di roccia, gli  spinelli ossia  minuscole meteoriti precipitate in mare milioni di anni fa, conservate nei fanghi marini,  che nel tempo si  sono poi trasformati negli  gli strati di roccia attuali.

Questo è il lavoro degli scienziati,  pubblicato nella rivista della  “The Geolocical Society of America”:

Meteorite flux to Earth in the Early Cretaceous as reconstructed from sediment-dispersed extraterrestrial spinels )

Birger Schmitz 1,2*, Philipp R. Heck2, Walter Alvarez 3,4, Noriko T. Kita5, Surya S. Rout 2, Anders Cronholm1, Céline Defouilloy 5, Ellinor Martin 1, Jan Smit 4,6, and Fredrik Terfelt 1 1Astrogeobiology Laboratory, Department of Physics, Lund University, SE-22100 Lund, Sweden 2Robert A. Pritzker Center for Meteoritics and Polar Studies, The Field Museum of Natural History, Chicago, Illinois 60605, USA 3Department of Earth and Planetary Science, University of California, Berkeley, California 94720, USA 4Osservatorio Geologico di Coldigioco, Contrada Coldigioco 4, 62021 Apiro, Italy 5WiscSIMS, Department of Geoscience, University of Wisconsin–Madison, Madison, Wisconsin 53706, USA 6Department of Sedimentary Geology, Vrije Universiteit, 1081 HV Amsterdam, Netherlands.

La pubblicazione tratta lo studio degli Spinelli, ovvero gocce  microscopiche  di meteoriti. Questi  minuscoli minerali hanno le dimensioni di un granello di sabbia, e possono sopravvivere ai più duri cambiamenti atmosferici e chimici sulla superficie terrestre.

I ricercatori svedesi (con capo progetto Birger Schmitz, un geologo marino dell'Università di Lund, in Svezia) sperano di raccoglierne abbastanza, e in diverse parti del mondo, per rinvenire i luoghi delle esplosioni di enormi asteroidi nello spazio e eventi simili che dettero luogo a grandi estinzioni o a cambiamenti climatici durante la storia della Terra                                                         

Tale metodo di ricerca potrebbe rivelare scoperte interessanti nelle stratificazioni geologiche, anche perché gli scienziati non possono individuare completamente tutti gli eventi solo con lo studio delle occasionali meteoriti fossili o nei rari crateri da impatto.

La maggior parte dei meteoriti che sono caduti sulla Terra sono scomparsi senza diventare fossili, o lasciando un cratere da impatto che gli scienziati potessero trovare, il che ha reso praticamente impossibile per gli scienziati il recupero di prove sufficienti per sostenere teorie su come gli eventi astronomici sono legati alla storia della Terra.

"Sappiamo che in zone desertiche della Terra, i meteoriti tipici  si decompongono entro 20/30.000 anni", ha spiegato Schmitz. "Nelle zone più umide, la decomposizione è anche più veloce."

Ma le impronte digitali chimiche e isotopiche di questi spinelli rivelano di che tipo di meteoriti si tratta, e da dove provengono. Gli scienziati ora sanno che i minerali spinello/ extraterrestri possono essere trovati negli strati di sedimenti di tutte le età negli ultimi 3,5 miliardi anni.

La datazione temporale degli spinelli potrebbe rivelare i maggiori eventi di estinzione con cause extraterrestri, non solo l'estinzione di massa dei dinosauri. Una estinzione di massa precedente, durante il periodo Frasniano/Fammeniano, circa 372 milioni di anni fa, coincide con almeno tre grandi crateri da impatto.

 Forse la più grande esplosione di nuova vita oceanica nella storia della Terra ha avuto luogo durante il Grande evento di Biodiversificazione Ordoviciano, circa 470 milioni di anni fa, coincidente con il più grande e conosciuto "Sfondamento Asteroide",  avvenuto nella cintura degli asteroidi del sistema solare, nel corso degli ultimi 3 miliardi di anni. Schmitz e colleghi hanno scoperto un rapido aumento del numero di spinelli trovati negli strati di roccia calcarea che segnano l'inizio di quel periodo di diversificazione in siti in Svezia, Russia occidentale e Cina centrale. Essi ipotizzano che l'esplosione  o lo scontro nello spazio di un asteroide ha portato, come conseguenze frequenti sulla Terra, all'impatto di asteroidi delle dimensioni di un chilometro che potrebbe avere generato le conseguenti modifiche nelle diversità della vita.

Creare una riscostruzione temporale della storia della Terra attraverso spinelli extraterrestri rappresenta ancora una idea abbastanza nuova. Il nuovo laboratorio allestito utilizzerà acido per sciogliere ogni anno circa dalle 5 alle 10 tonnellate di pietra calcarea sedimentaria, in cerca di spinelli, un grande passo per il gruppo di Schmitz, che gestiva poco più di un decimo di una tonnellata all'anno, circa 15 anni fa.

Nel lavoro svolto con i dati delle sezioni cretaciche del Fiume Bosso e del Monte Catria gli autori della pubblicazione scientifica cosi spiegano i risultati trovati.

Riassunto: viene mostrato  come gli strati sedimentari della Terra possono fornire una  registrazione dell’evoluzione collisionale della fascia degli asteroidi. Dai 1652 kg. di calcari della maiolica pelagica di etè berriasiana-hauteriviana dall’Italia abbiamo recuperato 108 grani di spinelli (piccoli resti di meteoriti extraterrestri). Sono stati analizzati con varie metodologie e analisi isotopiche dell’ossigeno per individuare l’origine e la tipologia delle meteoriti.

I confronti sono stati fatti con meteoriti dell’Ordoviciano e abbiamo dedotto che l’80% degli spinelli extraterrestri provenivano da condriti ordinari. I rapporti tra i tre gruppi di condriti ordinari H-L-LL appaiono simili a quelli del presente ma differiscono significativamente da quelli dell’Ordoviciano.
la storia  della fascia principale degli  asteroidi da cui provengono l’80% delle meteoriti che cadono sulla terra (La fascia principale degli asteroidi è la regione del sistema solare situata grossomodo tra le orbite di Marte e di Giove. È occupata da numerosi corpi di forma irregolare. Questi hanno diametri medi di oltre 400 km, mentre Cerere, l'unico pianeta nano della fascia, ha un diametro medio di circa 950 km. I restanti corpi hanno dimensioni più ridotte, fino a quelle di un granello di polvere). può essere ricostruita dalla documentazione sedimentaria della Terra recuperando spinelli extraterrestri in sedimenti condensati. Le tre prime "finestre" nel flusso di meteoriti nel tempo profondo sono state ricostruite, fornendo intuizioni nel flusso nel Cretaceo primitivo e prima e dopo la rottura del corpo genitore L-condrite nell'Ordoviciano medio. Il flusso meteorico di fondo nel Paleozoico iniziale sembra essere stato significativamente diverso dal flusso nel Cretaceo, che è più simile al flusso di oggi. L'acrondrite dominava nel Paleozoico primitivo e oggi le condriti ordinarie dominano. Questa tendenza generale è stata a volte sovrastampata (per 1-10 m.i.) da inondazioni di singoli tipi di meteoriti da occasionali eventi di rottura importanti nella fascia degli asteroidi, ad esempio dopo la LCPB.

Citando Walter Alvarez coautore della pubblicazione sugli spinelli, non possiamo non ricordare che è stato lo scopritore del LIMITE K-T che è il termine con cui si indica il passaggio datato a 65,5 milioni di anni fa tra Cretacico e Cenozoico- Tale evento è marcato dalla presenza di un livello di un centimetro contenente una notevole quantità di iridio e altri metalli rari in natura ma assai comuni nei meteoriti. Secondo l’ipotesi di Alvarez la presenza così elevata di di iridio in questo straterello non poteva che essersi generata con l’impatto sulla terra di un grosso asteroide che determinò poi la transazione tra Cretaceo e Paleocene. Questo impatto provocò l’estinzione dei dinosauri, degli ammoniti delle belemniti e delle rudiste e di una molteciplità di creature.

Nel 1990 venne poi trovato l’enorme cratere provocato da questo impatto, individuato sulla costa dello Yucatan e denominato Cratere di Chicxulub.

La forma e la localizzazione del cratere indicano altre cause di devastazione oltre alla nube di polveri. L'impatto dell'asteroide sulla costa deve aver provocato giganteschi tsunami, testimoniati da numerose tracce nella costa Caraibica e nell'est degli Stati Uniti. L'asteroide impattò in uno strato di gesso (solfato di calcio) che provocò un aerosol di anidride solforosa il quale, oltre ad oscurare la luce del sole, provocò ingenti piogge acide che risultarono letali per la vegetazione, il plancton e gli organismi che costruiscono un guscio calcareo come i molluschi. Si calcola che ci vollero più di dieci anni perché gli aerosol si dissolvessero.

Il limite K/T è presente nella gola del Bottacione presso Gubbio.

In loc il Bottaccio, possiamo osservare  uno strato argilloso rosso noto a livello internazionale come “livello K/T ad iridio”  All'interno della formazione della Scaglia Rossa affiora uno strato argilloso rosso, ricco di iridio. L’iridio è un metallo molto raro nella crosta terrestre. Nella Gola del Bottaccione la sua concentrazione è al contrario molto abbondante (la Gola è anche chiamata “valle dell’iridio”). Nel 1980 un gruppo di ricercatori guidati da Walter Alvarez propose l’ipotesi secondo cui esso avrebbe una provenienza extra-terrestre e sarebbe la testimonianza dell’impatto di un asteroide o di una cometa che si schiantò sulla Terra, provocando enormi mutamenti climatici che portarono all'estinzione delle specie dei dinosauri e di numerosi organismi marini (tra cui foraminiferi e ammoniti), diffusissimi fino ad allora.

Nella foto il limite K/T della gola del Bottaccione presso Gubbio

Particolari di altre sezioni in cui si evidenzia in modo netto il limite K/T 

Conclusioni.

Ancora una volta, dall’analisi di piccoli “fori nella roccia”  e dalla datazione delle rocce cretacee effettuata in larga misura con lo studio degli ammoniti delle nostre valli Appenniniche, abbiamo potuto percorrere  insieme  un lunghissimo tratto di storia di milioni di anni.

Impatti di asteroidi, estinzioni di massa, formazioni di pianeti e asteroidi spaziando tra diverse  discipline scientifiche, il tutto scritto e racchiuso in quegli strati rocciosi che osserviamo tutti i giorni lungo le strade di casa, nei tragitti di lavoro o nelle passeggiate a piedi o in bicicletta.

© 2018 by Paolo Faraoni - Tutte le immagini sono state fornite dall'autore