Krakatoa 1883, l'Esplosione!!! Viaggio al tempo della "Luna Blu"

 

Il vulcano Krakatoa (Krakatau, nella lingua locale) o meglio ciò che ne è rimasto, è ubicato nello “Stretto della Sonda” tra le lussureggianti isole di Sumatra e Giava, ricoperte da vegetazione equatoriale (foresta pluviale) e contraddistinte dalla presenza di una fauna esotica singolare (soprattutto Sumatra) come oranghi, elefanti, rinoceronti, orsi malesi e anche tigri “Tigri di Sumatra”). La prima delle due isole (Sumatra), sin dai tempi dei primi coloni (olandesi) nonché, all'epoca dei fatti, fu destinata, in prevalenza, alla coltivazione delle Palme da olio, del teak e del caucciù nonchè all'estrazione, principalmente, del carbone. Invece, la seconda (Giava) era già famosa per le sue coltivazioni di caffè e di tabacco. Entrambe, già negli ultimi decenni dell'ottocento, erano densamente popolate (Giava in particolare) e questo giocò un ruolo importante nella quantificazione del potere devastante dell'eruzione del Krakatoa del 1883 rendendola tra le più cruente esplosioni vulcaniche di tutti i tempi con una intensità paragonabile a quella di una bomba atomica da 200 megatoni. Un così alto numero di vittime (circa 36.000), in verità, è da attribuire non solo, direttamente, alle “nubi ardenti” ma bensì, agli tsunami provocati dalla caduta in mare del materiale piroclastico portato da dette “nubi”. Per intenderci, la “nubi ardenti” sono masse di gas che trasportano con esse ceneri, lapilli, pomici e quant'altro e, aventi temperature elevatissime (sopra i 300 C°) si muovono “scivolando” ad altissima velocità, lungo i pendii degli edifici vulcanici, distruggendo tutto ciò che incontrano.

Nonostante ciò, il Krakatoa non è annoverabile tra la stretta schiera dei Supervulcani presenti sulla terra come, al contrario, lo è il vicino Toba, nell'Isola di Sumatra che, 74.000 anni fa esplose in maniera parossistica e, a detta di buona parte della comunità scientifica, fu causa dell'inizio dell'ultima grande glaciazione (glaciazione del Wurm).

Ad onor del vero, anche l'esplosione del 1883 del Krakatoa (della quale ci accingiamo a parlare), proiettò nell'atmosfera, una quantità tale di ceneri che si tradusse in una “schermatura” della radiazione solare a “onde corte” tale, da provocare una diminuzione globale della temperatura della superficie terrestre di un valore medio pari a 0,6 C° che si protrasse per mesi e mesi.

Un'altra delle peculiarità che contraddistinguono l'esplosione del 1883 del Krakatoa è quella di aver dato vita al pittoresco nonché inquietante fenomeno della “Luna Blu” del quale in seguito parleremo.

                                                                                        Parole chiave: Isola, Perbuatan, Arco vulcanico, Grandi Isole della Sonda, subduzione, cintura di fuoco, eruzione, esplosione, vulcano, camera magmatica, materiale piroclastico, scala del VEI, aerosol, Effetti climatici, temperature, Espansione termica, Alterazioni cromatiche, Luna Blu, Munch, L'urlo, eco mediatica.

INQUADRAMENTO DEI LUOGHI

Nel 1883, il Krakatoa era un'isola disabitata composta da tre vulcani: Il Danan, il Perbuatan e il Rakata. L'isola si trovava in corrispondenza del braccio di mare, denominato (come detto in premessa) “Stretto della Sonda” (coordinate 6°6' S, 105°25' E) che separa le isole di Sumatra e Giava appartenenti all'Arco vulcanico delle Grandi Isole della Sonda (vedi Fig.1; “Ubicazione del Krakatoa”). L'Arco vulcanico delle Grandi Isole della Sonda è costituito, appunto, da isole di natura vulcanica originatesi per “subduzione” della Placca Australiana al di sotto della Placca Euroasiatica che essendo più leggera, in un certo senso, “galleggia” rispetto la prima.

Fig.1; "Ubicazione del Krakatoa".

Fig.2; "Visualizzazione situazione attuale".

Nel fenomeno della subduzione la placca che scorre verso il basso, man mano che si approfondisce nel mantello fonde e, la risalita di questo materiale fuso genera, in superficie, l'Arco vulcanico.

Dunque, per questo motivo, l'Arco delle Grandi Isole della Sonda” (appartenente alla famosa "cintura di fuoco") è sempre stata, nel corso della sua storia geologica, un'area interessata da importanti eruzioni vulcaniche prime fra tutte quella di Toba (74.000 anni fa), quella del Tambora (1815), Agung (1963) e, quella del Krakatoa (1883).

Tutte queste eruzioni provocarono effetti climatici molto estesi, talora a “scala globale”.

Infatti, l'eruzione del Toba portò ad una diminuzione della temperatura media globale di circa 3,5 C° invece, quella del Tambora causò il famoso (in letteratura geologica) “Anno senza estate” (1816) e il Krakatoa che, oltre alla riduzione media globale della temperatura di 0,6 C° causò il famoso fenomeno della “Luna Blu”.

Ma a questo punto è lecito domandarsi quali sono ragioni del notevole effetto climatico che sembrano contraddistinguere le eruzioni dei vulcani dell'Arco delle Grandi Isole della Sonda”. Le ragioni sono essenzialmente tre:

• La prima consiste nel carattere tipicamente esplosivo dei centri eruttivi in zona di subduzione che comporta l'espulsione dei gas fino al raggiungimento, addirittura, della stratosfera;

• La seconda è dipendente dal chimismo del magma (prevalentemente andesitico) qui ricco in SO2 (Anidride Solforosa) e H2S (Acido Solfidrico) che una volta raggiunta l'atmosfera, creano un aerosol costituito da Solfati;

• La terza, invece, è funzione della vicinanza dell'Arco delle Grandi Isole della Sonda con l'equatore in questo caso, infatti, l'aerosol una volta raggiunto la stratosfera si diffonde velocemente in direzione dei meridiani e, quindi arriva velocemente a tutte le latitudini.

CRONOSTORIA DELL'EVENTO ESPLOSIVO

Ritornando alla cronostoria dell'esplosione del Krakatoa, nel 1680, dopo oltre 2000 anni di quiete, uno dei tre vulcani costituente l'isola, il Perbuatan eruttò devastando la vegetazione dell'intera isola. Successivamente, il 20 Maggio del 1883 sempre il Perbuatan mostrò nuovamente, segni ben precisi di attività, espellendo una colonna di fumo alta 11 Km ben visibile sia dall'Isola di Giava che da quella di Sumatra. Durante i tre mesi che seguirono, si verificarono tante piccole eruzioni accompagnate da lievi eventi sismici. Tutti, sia i coloni indonesiani che quelli olandesi, avevano ancora un ricordo ben vivo di quanto successe durante la devastante eruzione del Tambora di qualche decennio prima (1815) ma, il Perbuatan fu sottovalutato a causa delle sue piccole dimensioni anzi, i coloni olandesi cominciarono, persino, a organizzare escursioni e picnic nell'isola.
Nessuno poteva immaginare che, il Perbuatan e gli altri due vulcani dell'Isola di "Krakatoa" non erano altro che tre coni vulcanici appartenenti alla stessa gigantesca camera magmatica e che, l'eruzione principale, quella devastante, doveva ancora verificarsi. Essa si ebbe il 26 e il 27 Agosto 1883.

Sia i coni vulcanici del Perbuatan che del Danan cominciarono a espellere lava e gas che raggiunse un'altezza di 50 Km circa. La camera magmatica si svuotò rapidamente e ciò portò allo sprofondamento di gran parte dell'edificio vulcanico di Rakata. Le coste di Giava e quelle di Sumatra furono investite violentemente dallo tsunami che si generò sia per la vibrazioni legate all'esplosione che per il  flusso di materiale piroclastico, sottoforma di “nubi ardenti”, che impattò violentemente la superficie marina creando onde alte decine di metri (in certi punti raggiunsero e superarono i 30 m). Alla fine si contarono circa 36.000 morti e più di un centinaio di villaggi rasi al suolo.

Si racconta che il rumore generato dall'esplosione si stato talmente forte (superiore ai 310 decibel) da forare i timpani dei marinai di una nave che, al momento, passava a circa 64 Km dall'isola.

La notizia dell'esplosione del Krakatoa si diffuse rapidamente in tutto il pianeta grazie all'avvento del telegrafo che diede una grande eco mediatica all'avvenimento.

Inoltre, in tutto il mondo cominciarono a verificarsi strani fenomeni ottici quali, tramonti e chiari di luna colorati genericamente denominati come fenomeno della “Luna Blu” del quale si darà spiegazione più avanti.

Recentemente, nel 1927, durante una eruzione di modeste proporzioni si formo, all'interno della caldera, il cono vulcanico denominato “Anuk Krakatau” che in lingua indigena significa “Figlio del Krakatoa”.

Infine, nel 2018, il collasso di parte dell'edificio dell'Anuk Krakatau innescò uno tsunami che colpì, senza provocare grossi danni, le coste di Giava.

MAGMATISMO

Il carattere prettamente esplosivo del Krakatoa è diretta conseguenza del suo magmatismo. Infatti, il magma del Krakatoa è un magma “andesitico” e dunque, abbastanza ricco in Silice SiO2 (circa 52 – 65 % dell'intera massa fusa) tale da formare facilmente (nelle zone più superficiali del centro eruttivo aventi temperatura minore) un vero e proprio “tappo” che, si oppone alla fuoriuscita delle megabolle di gas (acqua H2O e anidride carbonica CO2) e del magma sospinto da esse, verso la superficie. Ad un certo punto, man mano che questo fenomeno continua e si accumulano questi gas e questo magma sotto il “tappo” la pressione del sistema aumenta fin quando diventa talmente elevata da far saltare in aria il “tappo”(disintegrandolo) e con esso, spesso, anche ampie porzioni dell'edificio vulcanico. Il gas in pressione, a questo punto, è libero di uscire , portando con se i frammenti rocciosi più piccoli (generatisi per disintegrazione del “tappo” e di parte del cono vulcanico) e andando a costituire una colonna eruttiva che può raggiungere anche la stratosfera. Nonostante ciò, il Krakatoa non è o non è stato mai un Supervulcano infatti, rientra nel sesto grado della scala VEI (Vulcanic Esplosivity Index) ovvero la scala dell'Indice di Esplosività Vulcanica che prevede una colonna eruttiva di altezza superiore ai 25 Km, un volume di materiale piroclastico eruttato maggiore o uguale a 10 Km3 e un tempo di ritorno del fenomeno di 100 anni.

EFFETTI CLIMATICI

Il concetto per il quale l'aerosol prodotto da una eruzione vulcanica sia in grado di bloccare la radiazione solare a "onde corte" e provocare così un certo raffreddamento della superficie terrestre, fu formulato proprio in occasione dell'esplosione del Krakatoa per la quale, si ebbe una diminuzione della temperatura media globale di 0,6 C° come precedentemente detto. In concomitanza di tale diminuzione delle temperature della superficie terrestre, si ebbe un raffreddamento della superficie degli oceani che si che fu trasmesso anche alle parti più profonde della “colonna d'acqua” dove durò per decenni. Tale raffreddamento delle acque oceaniche si contrappose all'aumento fisiologico del contenuto di calore degli oceani dovuto al fenomeno della “Espansione termica” per il quale, le acque oceaniche si riscaldano a causa dell'assorbimento (più del 90%) del calore in eccesso prodotto dall'uomo con le sue attività, espandendosi e determinando così un certo aumento del livello medio delle acque, con conseguenze negative, soprattutto, per le zone costiere. Dunque, in definitiva, l'aerosol del Krakatoa, tra le tante cose, limitò per decenni il fenomeno negativo dell'aumento del livello medio dei mari e degli oceani.

FENOMENI DI ALTERAZIONE CROMATICA

L'eruzione del Krakatoa del 1883, oltre a “creare” i maestosi fenomeni costituiti dalle colonne eruttive, dalle "nubi ardenti", dagli tsunami, dalle diminuzioni delle temperature medie globali, ecc. portò anche alla formazione di tanto stupendi quanto inusuali e pittoreschi fenomeni di alterazione cromatica caratterizzati da giochi di colore particolarissimi apprezzabili a tutte le latitudini e longitudini del globo terrestre.

La causa di questi fenomeni era da attribuire all'aerosol “solfatico” (particelle più piccole di un micron di anidride solforosa SO2 e acido solfidrico H2S che ad alta quota formano H2SO4 e conseguenti Solfati) che insieme a quelle costituite da cenere vulcanica, furono proiettate verso l'alto dall'esplosione del Krakatoa fino a raggiungere, addirittura, la stratosfera.

Le colorazioni particolari che talora assunsero i paesaggi negli anni successivi all'esplosione, furono causate dall'insieme dei fenomeni ottici (riflessione, rifrazione, diffrazione, ecc.) che determinavano una volta la trasmissione, un'altra l'assorbimento di determinate porzioni dello spettro della luce bianca visibile e, al contempo, il passaggio (trasmissione) della radiazione restante che, una volta combinatasi, determinava il colore (colore risultante).

Di conseguenza, fu possibile osservare con grande stupore, paesaggi caratterizzati dall'avere nuvole di colore rosso sangue, riflessi rossastri della superficie del mare, tramonti autunnali di colore rosso vivo e prolungati più del solito ma anche di color arancio o verde giada e, chiari di luna di un colore blu intenso che si protraevano per settimane e settimane.

Il verificarsi di questi fenomeni ebbe una grande eco mediatica infatti, in un articolo del New York Times, pubblicato il 5 Novembre del 1883 si riportava:” Poco dopo le 5, l'orizzonte occidentale si infiammò improvvisamente di un brillante scarlatto, colorando di cremisi il cielo e le nuvole”. A tutt'oggi, molti critici d'arte ipotizzano che i cieli surreali del 1883 abbiano ispirato la famosa opera di Edvard Munch, “L'urlo” (realizzata nel 1893, appena dieci anni dopo l'esplosione) tanto è che, lo stesso Munch una volta scrisse: “Stavo camminando lungo la strada con due amici, poi il sole tramontò, all'improvviso il cielo divenne rosso sangue e mi sentii sopraffatto dalla malinconia”. Ma si pensa anche che Munch non fosse stato il solo artista ad essere stato influenzato dal fenomeno ma, insieme a lui, sarebbero da annoverare esponenti dell'Impressionismo e del Post - Impressionismo del calibro di Monet, Manet, Van Gogh e di Renoir.

Fig.3; "L'Urlo", Edvard Munch.

CONCLUSIONI

Semplicemente, è possibile concludere dicendo che, l'esplosione del Krakatoa del 1883 è stata la prima dei grandi eventi distruttivi, di questo tipo del globo ad avere una così tanta e tale eco mediatica da poter esser considerata e sentita come un evento di “interesse comune”.

Visita al Parco Nazionale dello Yellostone (USA) - Il Supervulcano

 

Nell'anno 2000, nel corso di una trasmissione della BBC, fu mandato in onda un documentario nel quale il presentatore pronunciò, per la prima volta, coniandolo, il termine di Supervulcano (nonché di Supereruzione e di Superesplosione). Questo termine, dopo essersi diffuso nell'opinione pubblica, cominciò a farsi strada anche nella comunità scientifica per la quale, il termine di Supervulcano è un termine da riferire ad un vulcano che con le sue eruzioni passate o future ha o potrebbe danneggiare o, addirittura, portare alla completa estinzione, specie animali e vegetali esistenti. Nel presente articolo (Post) “presentiamo” il più grande dei Supervulcani a tutt'oggi esistenti e attivi, ovvero, lo “Yellostone” che, per ironia della sorte, giace “tremante” al di sotto di uno dei parchi più famosi e rinomati, per la grande diversità delle specie, dell'intero territorio degli Stati Uniti, ovvero, il Parco Nazionale dello Yellostone.

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Il Parco Nazionale dello Yellostone (Yellostone National Park YNP) è il primo parco istituito nel territorio degli Stati Uniti (1 Marzo 1872) ed è situato tra gli stati del Wyoming, Montana e Idaho (Stati Uniti nordoccidentali) occupando una superficie complessiva di 8.991 Km2.

Esso si si estende su un altopiano avente una altezza media di circa 2.400 m sul livello del mare e comprende laghi, canyon, fiumi e montagne.

Il parco è attraversato dal Fiume Yellostone che nasce nel Wyoming e si sviluppa per una lunghezza totale di circa 1.114 Km prima di confluire nel più grande e famoso Fiume Missouri. Esso costituì la più grande via di comunicazione degli indiani Shoshone e poi anche dei coloni. Tale corso d'acqua prende il nome di Yellostone (ovvero in inglese “Pietra gialla”) in quanto, attraversando il territorio del parco, all'altezza del Gran canyon, si ritrova a scorrere, per un certo tratto, all'interno di una gola avente le pareti di colore giallastro dovuto alla presenza di incrostazioni di zolfo.

Il Parco Nazionale dello Yellowstone è meta di un gran numero di turisti, anche nel periodo invernale quando le temperature sono abbondantemente sotto lo zero. Ciò è dovuto alle sue attrazioni faunistiche (bisonti, orsi e lupi, alci e moltissime specie di uccelli), floristiche (il pino contorto è la specie arborea principale insieme al Pino dal biancospino che, produce noci delle quali si cibano gli orsi Grizzly e quelli neri) e paesaggistiche uniche al mondo. Il paesaggio attuale è strettamente connesso all'assetto geologico dell'area. Sono presenti, infatti, fenomeni idrotermali di varia sorta come sorgenti, vulcanelli di fango ma, il Parco Nazionale dello Yellostone è famoso, soprattutto, per i suoi geyser (come abbiamo visto in uno dei nostri post precedenti) infatti, se ne contano circa 300 all'interno del parco (un numero che rappresenta quasi la metà di tutti i geyser attivi presenti al mondo). Essi hanno dimensioni e tipologie più svariate. Il più famoso tra tutti è l'Old Faithful con la sua frequenza di eruzione (ogni 90 minuti) e un getto che può raggiungere i 50 m o poco più.

Fig.1; Geyser "Old Faithful", il più famoso dei geyser dello Yellostone.

Nel parco è presente anche una delle più grandi sorgenti idrotermali del mondo (Grand prismatic spring) contornata dal suo stesso lago (100 m di diametro) che ha la particolarità di avere le acque di colore cangiante, ovvero, quelle più vicine al centro sono di colore blu-indaco assumendo, invece, il colore acquamarina man mano che ci si avvicina alle sponde.

Altra attrazione del parco è la cosiddetta “Foresta fossile” (conosciuta anche come “Foresta pietrificata”). Essa è tra le più grandi al mondo e si formò per seppellimento, da parte della cenere vulcanica relativa ad una delle tante eruzioni del Supervulcano Yellostone, di una antica foresta. Questo seppellimento portò alla silicizzazione del legno e da qui alla formazione di questa magnifica attrazione.

Una delle attrazioni principale è, comunque il Gran canyon per la impetuosità delle acque, per le sue cascate (Upper e Lower falls) nonché per le particolari sfumature di colori, delle pareti, della valle in cui il Fiume Yellostone scorre.

Fig.2; Gran Canyon.

Ci sono molte altre attrazioni di tipo paesaggistico nel Parco Nazionale dello Yellostone e, gran parte di queste (compreso quelle descritte) sono strettamente dipendenti dalla particolare geologia del luogo infatti, lo “Yellostone” è anche e soprattutto un Supervulcano, forse uno dei più grandi mai esistiti se non il più grande ed è ancora attivo (il più grande vulcano attivo del Nord America).

Il Parco Nazionale dello Yellostone si estende sulla caldera del Supervulcano (la caldera è un'area depressa costituente ciò che rimane del vulcano dopo la sua esplosione). All'interno di questa caldera giace lo Yellostone lake ( un'altra delle attrazioni turistiche del parco) ovvero, un grande lago avente una superficie di 352,2 Km2 e una profondità massima di 120 m.

La caldera dello Yellostone, secondo alcune stime, misura 55 Km x 72 Km ed è una tra le più grandi al mondo.

La presenza di una così grande caldera, insieme ad altre evidenze, non lascia dubbi sul fatto che ci troviamo di fronte ad un Supervulcano.

Fig.3; Esempio di caldera con tipico lago sovraimposto.

I Supervulcani provocano esplosioni di incredibile potenza che producono straordinari quantitativi di materiale piroclastico. Di norma, affinchè un vulcano possa essere considerato un Supervulcano, deve ricadere all'interno dell'8° grado della scala VEI (Volcanic Explosivity Index), ovvero, dell'Indice di Esplosività Vulcanica. Dunque, per essere un Supervulcano, in questa classificazione, si deve prevedere una emissione di un volume di prodotti piroclastici (cenere, lapilli, pomici e brandelli di lava) maggiore o uguale a 1.000 Km3, un'altezza della colonna eruttiva maggiore di 25 Km e una frequenza di accadimento compresa tra i 10.000 e i 100.000 anni.

Per intenderci, la differenza che intercorre tra un vulcano e un Supervulcano consiste nel fatto che, un vulcano forma una montagna e ha eruzioni che decimano piante ed animali per diversi chilometri di circonferenza mentre, un Supervulcano cancella del tutto montagne e minacciano di estinzione specie sia animali che vegetali a causa della alterazione climatica da esso provocata. Basti pensare a quello che successe, a detta di molti studiosi, con l'esplosione, 74.000 anni fa, dell'altro grande Supervulcano, ovvero, il Toba (Sumatra – Indonesia) la cui colonna eruttiva oscurò, a tal punto, l'atmosfera del pianeta tanto da essere stata considerata la causa primaria di “innesco” dell'ultima grande glaciazione (chiamata Wurm in Europa o Wisconsin in Nord America). Ma quale è il motivo per il quale un vulcano o un Supervulcano risulta essere più o meno esplosivo di un altro? L'esplosività di un centro eruttivo (vulcano o Supervulcano) dipende, essenzialmente, dal tenore in Silice SiO2 del magma (ovvero, acidità del magma) e dal quantitativo di gas liberatosi dalla massa fusa (in prevalenza vapore acqueo H2O e anidride carbonica CO2). Il meccanismo che porta all'esplosione è il seguente: Un elevato tenore in Silice SiO2 del magma (come nel caso dello Yellostone il cui magma è fortemente acido “magma riolitico”) conferisce, alla massa fusa una elevata viscosità con susseguente formazione di un “tappo superficiale” che si oppone alla fuoriuscita delle megabolle di gas che trasportano il magma dalla porzione più profonda della camera magmatica verso la superficie. A questo punto è solo questione di tempo, man mano che il gas (megabolle) si accumula, giocoforza, al di sotto del “tappo superficiale” la Pressione del sistema aumenta finché, alla fine, esplode il tappo con (quasi sempre) tutto il resto dell'edificio vulcanico. Il gas si libera sottoforma di una colonna o nube eruttiva (piroclastica) e quello che resta del cono vulcanico è una depressione più o meno circolare chiamata caldera la quale, a seguito dello svuotamento della sottostante camera magmatica può “collassare” provocando, come si vedrà in seguito, fenomeni di natura sismica.

Fig. 2;  Esempio di "Nube eruttiva" generata per esplosione vulcanica.

Le caratteristiche geologiche dello Yellostone National Park evidenziano il reale percorso della Placca dell'America settentrionale negli ultimi 18 milioni di anni. Questo movimento di tale Placca, avvenuto sopra un Hotspot fisso e posizionato nel mantello superficiale, è avvenuto come una sorta di movimento di scorrimento su di un “nastro trasportatore” che è l'astenosfera. Negli ultimi 18 milioni di anni, questo Hotspot ha eruttato decine di volte mentre la Placca si spostava e, le ultime tre eruzioni sono avvenute quando l'area dello Yellostone era già in corrispondenza, sotto la crosta terrestre, dell'Hotspot.

Come abbiamo visto le enormi dimensioni della caldera ma anche della camera magmatica lunga ben 60 Km, larga 29 e profonda da 5 a 12 Km, non lasciano dubbio sulla entità e identità del vulcano dello “Yellostone” che di fatto è un Supervulcano. Alcuni studi affermano che tale caldera sia il prodotto di una eruzione catastrofica datata a circa 640.000 anni fa. In seguito a tale esplosione e al rilascio di oltre 1.000 Km3 di materiale piroclastico si è formato, per deposizione e raffreddamento la Formazione geologia del “Tufo di Lava Creek”. Ma l'eruzione più violenta, in assoluto, si verificò circa 2.1 milioni di anni fa, con un volume emesso di materiale piroclastico pari a 2.450 Km3  e il cui consolidamento ha portato alla costituzione della Formazione geologica nota come “Tufo di Huckleberry Ridge” nonché alla formazione della caldera di Island Park. Una ulteriore esplosione, questa volta più piccola e risalente a circa 1.3 milioni di anni fa, espulse 280 Km3 di ceneri, lapilli e pomici andando a costituire così la Formazione geologica definita “Tufo di Mesa Falls” e la caldera di Henry's Fork.

Attualmente, il Supervulcano è ancora attivo e, a testimoniarlo, è la presenza del fenomeno del bradisismo e della grande attività idrotermale che lo caratterizza. Entrambi i fenomeni risultano connessi. Infatti, quando il Plume ovvero, il Pennacchio che dal mantello superiore pompa, periodicamente, il suo magma nella camera magmatica, le rocce e il terreno superficiale soprastante si “gonfiano”, si sollevano leggermente e ciò è accompagnato da piccoli terremoti che “scuotono” il sistema dei fluidi idrotermali presenti i quali, fuoriescono dalla superficie sottoforma di geyser, sorgenti idrotermali, pool (ovvero piscine), fumarole, ecc. La fuoriuscita provoca una riduzione di pressione all'interno della camera magmatica con conseguente abbassamento del suolo accompagnato sempre da piccoli terremoti dovuti all'assestamento del suolo. L'insieme di questi terremoti di piccola entità costituisce il fenomeno del bradisismo e, ogni singolo terremoto prende il nome di bradisisma. Una situazione, alquanto simile a quella appena descritta, è riscontrabile anche in Italia, in corrispondenza dei “Campi Flegrei”.

Nello Yellostone, a partire dal 1985 e, per un arco di tempo della durata di 10 anni, si sono verificati diversi di questi terremoti di lieve entità che hanno provocato un abbassamento complessivo della superficie di 20 cm. Dal 2004 la superficie, in corrispondenza dello Yellostone è tornata a sollevarsi, sempre accompagnata da una serie di terremoti di piccola entità. Nel 2008, si è avuta una sequenza sismica che si è protratta, ininterrottamente, per 11 giorni consecutivi. Questi fenomeni dimostrano che, come dicevamo, il Supervulcano è ancora attivo e un giorno esploderà ma, nessuno sa quando questo avverrà e quale sarà l'intensità dell'evento.

Ma andando a ritroso nel tempo, sempre in ambito “sismico”, ma stavolta parlando di terremoti di una certa intensità che hanno provocato danni e vittime, ricordiamo il terremoto del 1959 con epicentro appena fuori dal confine nordoccidentale dell'area adibita a parco. Questo evento tellurico di magnitudo ML di 7.5 della scala Richter ha causato ingenti danni e la morte di 28 persone. Questo terremoto ha causato l'attivazione di diversi geyser, di sorgenti idrotermali e di tutta una serie di fessure nel terreno che si sono tradotte in fumarole. Successivamente, nel 1975, sempre in corrispondenza dell'area del Parco Nazionale dello Yellostone, si è verificato un sisma di magnitudo 6.1 ML della scala Richter ma, fortunatamente, i danni sono stati minimi. Nel 1985, invece, l'area nordoccidentale del parco è stata oggetto del verificarsi di uno sciame sismico costituito dal susseguirsi, in breve tempo, di 3.000 scosse di lieve entità.

Tutti questi eventi sismici, di una certa modalità e/o intensità, sono da ricondurre a un piccolo “collasso”. del settore nordoccidentale della caldera. Il fenomeno del “collasso della caldera” è associato ad una fase (che può essere temporanea) di “svuotamento della camera magmatica” sottostante l'area dell'epicentro (settore nordoccidentale del parco).

Attualmente, comunque, il Parco Nazionale dello Yellostone rimane una bellissima e ambita meta rinomata (come già detto) per le sua fauna, per la sua flora e per il suo paesaggio e, a “vegliare” sui turisti e in generale, sulla gente del parco è l'USGS (United States Geological Survey) con una campagna di monitoraggio continuo dell'attività sismica dei luoghi. Ma il nemico principale, non sembra essere, al momento, il Supervulcano ma, bensì, la siccità che rischia di “danneggiare” irrimediabilmente e in breve tempo, alcuni degli elementi più pittoreschi e fragili del parco: I geyser.....e il processo è già in atto.

I nanomicronscopici di "vetro" - I Radiolari

I Radiolari (Phylum Radiozoi) insieme ai foraminiferi, costituiscono l'Infraregno dei Rhizaria appartenente, a sua volta, al Regno dei Protisti.

Da sempre i Radiolari hanno affascinato gli studiosi e non, per il gran numero di forme dei loro microscopici gusci, spesso, trasparenti e spinosi.

I Radiolari o Radiozoi sono presenti sin dal Cambriano (Paleozoico) e sono organismi marini unicellulari eucarioti (ovvero che hanno un nucleo ben definito contenente DNA, ecc,) che vivono in quasi tutti i mari, dai poli all'equatore, e alle profondità più svariate anche se, una buona parte di loro predilige restare entro poche centinaia di metri sotto la superficie marina (zona fotica). Costituiscono buona parte dello zoopancton. 

Hanno uno scheletro costituito, prevalentemente, da Silice idrata SiO2 nH2O (opalina) oppure da Celestite SrSO4 e si distinguono dal resto dei Protisti per avere un Citoplasma suddiviso in una porzione interna definita Endoplasma e una porzione esterna chiamata Ectoplasma. A separare l'Endoplasma dall'Ectoplasma c'è una struttura definita Capsula centrale costituita da sostanza organica. All'interno della Capsula centrale abbiamo, oltre l'Endoplasma che avvolge il nucleo (si può avere più di un nucleo), i mitocondri e i Vacuoli (piccole gocce di lipidi che si ritiene siano utilizzate per la sintesi delle proteine). L'Ectoplasma, invece, contiene gli Alveoli. Essi sono disposti all'interno di una massa organica definita Calimna. Si ritiene che questi corpuscoli (Alveoli) fungano da "regolatori idrostatici" per la risalita, la discesa e la stasi dell'organismo ad una determinata profondità desiderata.

Un'altra funzione importante svolta dall'Ectoplasma è quella di ospitare, al suo interno, alghe simbionti ovvero “endosimbionti” le quali, come vedremo meglio in seguito, hanno la funzione di produrre energia per la cellula del radiolare.

I radiolari sono conosciuti per avere tutta una serie di estroflessioni di forma allungata ad andamento radiale chiamate genericamente Pseudopodi. Questi possono essere "rigidi" o "flessibili". Quelli rigidi sono costituiti da Silice amorfa idrata (opalina) o da Solfato di Stronzio (SrSO4) ovvero Celestite e costituiscono le cosiddette "Spine" (parti integranti dello scheletro). Quelli flessibili, invece, sono di due tipi. Un primo tipo, denominato Axopodi è costituito da estroflessioni che dall'Endoplasma, attraversando tutto l'Ectoplasma, fuoriuscono dalla "teca scheletrica" come sottili filamenti radiali. Il secondo tipo, invece, è costituito dai Filopodi, ovvero, filamenti flessibili che si dipartono direttamente dalla superficie più esterna dell'Ectoplasma.

Gli Axopodi hanno la funzione di "cattura" del cibo, incollandolo ad essi. Le prede sono, generalmente, batteri, diatomee, coccolitoforidi e microplancton. I Filopodi, invece, "intrappolano" la preda mediante il loro intrecciarsi a formare una sorta di "reticolo". Qualora i Filopodi dovessero terminare con una biforcazione apicale allora, prendono il nome di Rizopodi. Il cibo, una volta catturato e intrappolato, viene convogliato verso l'interno della cellula e, precisamente all'interno degli Alveoli, posti aldilà del Calimna, dove viene digerito. Un'altra "opzione" è quella per la quale, il cibo viene trasportato all'interno dell'Endoplasma e lì viene digerito e metabolizzato.

Fig.1; Sezione schematico-illustrativa di Radiolare.

Alla loro morte, gli scheletri di questi organismi cadono sul fondo (Piana Abissale, profondità da 2.000 a 6.000 m) dove subiscono i processi diagenetici che portano alla litificazione dei depositi da essi costituiti. Si formano così litotipi specifici come i "fanghi a radiolari" e le Radiolariti. Tali rocce sono estremamente "pure" in Silice (con assenza quasi totale di Carbonati). Il motivo risiede nel fatto che, alle profondità in cui si ha la deposizione degli scheletri dei radiolari (dai 4.000-5.000 m in giù) si supera. abbondantemente, il "Limite di Compensazione dei Carbonati", (profondità di circa 3.000 m) ovvero, quella profondità, a partire dalla quale, le acque oceaniche sono talmente sottosature in Carbonati che dissolvono qualunque guscio carbonatico, compreso quello dei Foraminiferi aventi areale distributivo, pressappoco, uguale ai Radiolari. Per questo motivo, in fondo (Piana Abissale) arrivano e si depositano solo i gusci e scheletri dei Radiolari e di altri organismi a guscio siliceo. Altre aree dove si ha una predominanza nella deposizione degli scheletri silicei dei Radiolari su quelli carbonatici dei Foraminiferi, sono le aree che ricadono nelle zone di Dorsale medioceanica. Infatti, le emissioni vulcaniche in esse presenti e aventi elevato tenore in Silice, favoriscono il proliferarsi dei Radiolari. Ma, tutto sommato, queste aree hanno una estensione piuttosto ridotta. In generale, tenendo conto del fattore Latitudine, procedendo dall'Equatore (acque calde e temperato-calde) ai Poli (acque più fredde) si assiste a una diminuzione (in una eventuale area "campione") di specie differenti di Radiolari ma, a un contemporaneo aumento degli individui appartenenti a ogni specie (questo rientra nel più vasto argomento sulla "Selezione delle specie").

Dalla presenza comune della Capsula centrale, il Phylum dei Radiolari fu considerato composto dalle seguenti 3 classi:

- Classe Phaeodaria;

- Classe Polycystina;

- Classe Acantharia.

Gli organismi che ricadono nella prima classe (Phaeodaria) hanno scheletro costituito da sostanza organica (dunque non producono fossili). Dall'analisi del DNA risulta, ormai certo che, gli organismi appartenenti a questa classe non fanno parte dei Radiolari, ma bensì, appartengono ai Cercozoi. Pertanto, nel presente articolo (Post) non verranno descritti.

Quelli appartenenti alla seconda classe (Polycystina) sono considerati i radiolari in senso stretto e hanno scheletro siliceo. Infine, per quanto riguarda gli Acantharia (ancora oggi considerati da alcuni studiosi “incertae sedis” anche se recenti test sul loro DNA li reimmette all'interno del Phylum Radiolari) hanno la particolarità di avere uno scheletro costituito da SrSO4 ovvero Celestite. Difficilmente, alla loro morte, i loro scheletri si conservano.

Cominciamo col descrivere i Radiolari della classe Polycystina:

La classe dei Polycystina è una classe appartenente al Phylum Radiozoi (ovvero Radiolari) e rientrano nell'Infraregno dei Rhizaria appartenente, a sua volta,  al Regno dei Protisti.

Questi organismi unicellulari marini eucarioti hanno uno stile di vita Planctonico e sono eterotrofi (eterotrofi sono quegli  organismi che si nutrono di altri per avere l'energia necessaria per la loro sopravvivenza) ma molte specie si possono considerare mixotrofe in quanto ospitano, in simbiosi, organismi capaci di fornire loro energia e Carbonio. Conducono, generalmente, un'esistenza "solitaria" ma si conoscono certe specie "coloniali" dove gli individui, insieme, sono immersi in una massa gelatinosa che può superare il metro di lunghezza.

I Polycystina sono presenti sin dal Cambriano (Paleozoico) e sono considerati i radiolari "strictu sensu". Come vedremo questa classe è suddivisa in due ordini:

- Ordine Spumellare;

- Ordine Nassellaria.

La cellula dei Polycystina è caratterizzata dall'avere una Capsula centrale che divide il Protoplasma in due porzioni:

- Endoplasma;

- Ectoplasma.

All'interno dell'Endoplasma e dunque della Capsula centrale troviamo uno o più nuclei (a seconda della specie gli "individui" possono essere mononucleati o multinucleati), i mitocondri, l'apparato del Golgi, ribosomi, lisosomi e il reticolo endoplasmatico. Dall'Axoplasto (organo situato dentro l'Endoplasma) si formano i "microtubuli" da cui hanno vita gli Axopodi costituiti da sottili estensioni citoplasmatiche che catturano le particelle di cibo. Sono presenti anche i cosiddetti vacuoli costituite da piccole gocce di lipidi che fungono come "riserva" alimentare.

La forma della Capsula centrale è fortemente "diagnostica" per distinguere le diverse specie. Essa è costituita da tectina o pseudotectina, è pigmentata e ha dei pori (dai quali fuoriescono gli Axopodi) che nei Spumellari sono distribuiti in maniera uniforme mentre, nei Nassellari , sono concentrati in una sola parte. La presenza della Capsula centrale, per molto tempo però, ha fuorviato gli studiosi in quanto portò a pensare che, anche gli Phaeodra facessero parte del Phylum dei Radiolari. Ma solo successivamente, l'analisi del DNA lo smentì.

L'Ectoplasma, invece, contiene gli alveoli con eventuali organismi endosimbionti (dinoflaggellati e Aptodi), i vacuoli digestivi e gli Pseudopodi. Gli Pseudopodi sono proiezioni esterne alla cellula e come detto in precedenza si dividono in Filopodi e Axopodi la cui funzione primaria è quella di catturare e trattenere il cibo.

Nel caso dei Polycystina, lo scheletro è da considerarsi a tutti gli effetti un "endoscheletro" in quanto non comprende al suo interno, tutta la massa dell'Ectoplasma. Un certo spessore di quest'ultimo resta fuori e protegge la struttura scheletrica dal diretto contatto con l'acqua marina sottosatura in Silice SiO2.

Lo scheletro dei Polycystina è costituito da Silice idrata SiO2 nH2O (opalina). Questa è una sostanza amorfa e dunque, da considerarsi isotropa. Il "materiale" fossilifero appartenente al Phylum dei Radiolari è costituito, essenzialmente, dagli scheletri silicei dei Polycystina.

Lo scheletro dei Polycystina è costituito (anche il più complesso) da una unità base formata dall'unione di tre elementi piuttosto semplici:

Abbiamo una "Barra mediana" cilindrica o subcilindrica (talora proprio appiattita), corta o lunga, dritta o curva e che porta in entrambe le sue due estremità altri elementi:

- La "Spina" che è un elemento aghiforme unito ad una estremità della Barra mediana;

- La "Spicola" che è, essenzialmente, una grossa barra (unita all'altra estremità della Barra mediana) che porta in entrambe le sue estremità spine ben sviluppate. La Spicola, da sola, può in certe specie, costituire l'intero scheletro dell'individuo.

L'intreccio di più Barre mediane da luogo ad una struttura forata (conosciuta anche come "Tessuto") . Lo scheletro poroso che ne deriva può essere di 3 tipi:

a) "Struttura a graticcio", ovvero, con maglie molto larghe che possono dar luogo ad ampi "pori" a contorno circolare o pseudo esagonale, molto ravvicinati:

b) "Struttura spugnosa" ovvero con maglie molto fitte che danno luogo a "pori" di piccolo diametro aventi contorno subcircolare o talvolta. totalmente irregolare;

c) "Struttura a parete planare perforata" costituita da una "parete sottile e tutto sommato "integra" (con pochi "pori" sparsi e distanziati.

Adesso, dopo aver visto come, l'intrecciarsi delle barre possa dar luogo a scheletri aventi struttura differente, vediamo le "Spine". Le "Spine" si dividono in 2 tipi:

1. "Spine" sottili e corte, sono quelle che determinano la "Spinosità diffusa" dello scheletro dei Polycystina;

2. "Spine" grosse e lunghe, meno diffuse rispetto a quelle sopra.

I Polycystina, come già detto in precedenza, si dividono in 2 Ordini, ovvero, "Spumellaria" e "Nassellaria". Questa suddivisione è stata operata considerando, soprattutto, le differenti caratteristiche morfologiche degli scheletri.

I Polycistina appartenenti all'ordine dei "Spumellaria" sono contraddistinti dall'avere uno scheletro a "simmetria radiale" intorno ad un punto centrale. Pertanto, si presentano di forma sferica, subsferica ma anche lenticolare, a cilindro, a dischi, a seconda dell'accorciamento o allungamento dell'asse di accrescimento. Addirittura, sono presenti forme ad "anello" il quale, si sviluppa ad una certa distanza dal centro dello scheletro. Da questo anello si possono irradiare "Spine" massicce e ben sviluppate. Queste forme particolari prendono il nome di "Saturnalini".

Talora, sempre negli "Spumellaria" si possono avere forme costituite da scheletri subsferoidali concentrici, con diametri decrescenti dalla periferia al centro. Ciascuno di tali scheletri è unito al precedente e al successivo tramite robuste "Spine radiali". La parte più esterna (la sfera più esterna) si definisce Scheletro o Guscio "corticale", quelle più interne (comprese dal Guscio corticale) prendono il nome di Gusci o Scheletri "Medullari". In alcune specie il Guscio Medullare più interno, ovvero, quello più piccolo, può ricadere all'interno della "Capsula centrale" della cellula. Solitamente, tali gusci sono a "Graticcio" o "Spugnosi" e, talvolta, all'interno di uno stesso individuo, si riscontrano insieme gusci a "Graticcio" e Gusci a struttura "Spugnosa".

Fig. 2; Scheletro "Spumellaria" con Spicole e Spine. 

I "Nassellaria" invece, sono costituiti da uno scheletro interno e da uno esterno.

Lo scheletro esterno ha una morfologia "conica" (talora anche cilindrica, a goccia, a campana o a elmetto) con "simmetria radiale" rispetto ad un asse longitudinale di accrescimento. Questo scheletro esterno è costituito, longitudinalmente, da "segmenti", "porzioni" dette "Camere".

Il primo "segmento" ha forma "conica" o "semisferica" e viene definito "Chephalis". I successivi "segmenti" formano il "Thorax", l'Abdomen" e il "Postabdomina" e hanno forma "anulare". La struttura di questo scheletro esterno può essere a "Graticcio" o "Liscia".

Invece, lo scheletro interno è sempre ubicato dentro il "Cephalis" ed è costituito dal "Tripode". Il "Tripode" è una particolare Spicola avente una Barra mediana dove, ad una estremità, si hanno 3 grosse Spine, invece nell'altra, le Spine sono 4. Talora, queste Spine fuoriescono anche dallo scheletro esterno. Spesso, queste spicole sono unite tra loro a dar vita a strutture "anellari", dette "Anelli saggittali".

La "consistenza" dello scheletro influisce anche sull'ecologia di questi organismi. Infatti, nelle parti più superficiali della colonna d'acqua si ha una prevalente presenza di "Spumellaria" mentre, nelle porzioni più profonde (aventi maggiori valori di Pressione e solubilizzazione della Silice maggiore) si ha un netto dominio dei "Nassellaria" (che hanno scheletri più "robusti").

    

Fig.3; Scheletro di "Nassellaria".

Invece, per quanto riguarda i Radiolari appartenenti alla classe Acantharia hanno dimensioni molto piccole (da 20 a 800 micrometri) e pertanto, sono parte integrante del plancton o meglio zooplancton.

La loro diffusione può essere definita "globale" in quanto sono presenti a tutte le latitudini e profondità e addirittura nelle acque di falda. Comunque, sembrano prediligere le acque superficiali oligotrofiche (ovvero carenti in nutrienti) della fascia equatoriale e di quelle tropicali, ma al contempo, sono generalmente eterotrofi "pascolatori" (con i loro Axopodi), e si nutrono di una gran quantità di specie. Nella acque superficiali, superano abbondantemente, in numero sia i Foraminiferi che i Polycistynea e quando sono in fioritura possono raggiungere anche i 500.000 individui per metro quadro di acqua.

Alcuni di essi ospitano (nell'Endoplasma) degli organismi endosimbionti fotosintetici (microalghe eucariotiche intracellulari) e, per questo motivo, queste specie sono da considerarsi Mixotrofe ovvero specie che hanno diverse fonti di approvvigionamento di energia e di Carbonio. Ciò fa si che gli Acanthara siano considerati, al contempo, consumatori di una gran quantità di prede ma, anche come produttori primari (per merito delle microalghe simbionti) di energia e nutrienti per l'ambiente batipelagico.

Queste microalghe endosimbionti, contrariamente per quanto capita nei foraminiferi e persino negli altri radiolari, non solo vengono ospitate nell'Endoplasma (che è il vero citoplasma della cellula) ma rimangono lì permanentemente. Mediante 'uso del microscopio elettronico si è visto che, all'interno (nel citoplasma) di un singolo individuo, possono coesistere anche un centinaio di microalghe.

Intorno agli anni 70 (secolo scorso) si è visto, mediante microscopia elettronica che, gli endosimbionti presenti più di sovente, appartenevano o ai Dinoflagellati, dei quali non si è riuscita a individuare la specie, oppure alle microalghe Aptofite (in Genere Phaeocystis). Per quanti riguarda queste ultime, sono stati riscontrati solamente in tre specie ospiti della Classe Acanthara, ovvero, la Lithoptera muelleri, la Acanthometra pellucida e la Amphilonche elongata e la specie presente è ancora una volta il Genere Phaeocystis. Comunque, nel complesso, l'identità delle microalghe endosimbionti, nella loro totalità, rimane piuttosto generica (soprattutto per quanto riguarda, come detto in precedenza, la classificazione delle specie di Dinoflagellati ospitate).

Gli elementi distintivi dei radiolari appartenenti alla classe Acanthara sono lo scheletro (interno) costituito da Solfato di Stronzio SrSO4 ovvero Celestite (ma è presente anche il Bario), ha una caratteristica forma di "Stella". Tale scheletro è costituito da una serie di "Spine" (ognuna delle quali è costituita da un singolo individuo cristallino di Celestite prodotto da opportuni "vacuoli" presenti nell'Ectoplasma e aventi una disposizione ben precisa (secondo la legge geometrica di Muller che vedremo più avanti) e una cellula ameboide eucariota che in età adulta diventa multinucleata.

Più precisamente, la cellula degli Acanthara, oltre al nucleo, è costituita da un protoplasma diviso in due compartimenti, ovvero, l'Ectoplasma e l'Endoplasma, L'Ectoplasma (che, tra le altre cose, è il compartimento responsabile della cattura e digestione delle prede) è delimitato, verso l'esterno, da una membrana definita "corteccia periplasmatica" mentre, l'Endoplasma e l'Ectoplasma risultano separati dalla "parete capsulare".

Inoltre, posseggono ampi Axopodi e mioneni contrattibili che costituiscono i filamenti colleganti la corteccia periplasmatica con la punta di ciascuna Spina. Questi filamenti contrendosi e rilassandosi fanno variare il volume della cellula che in questa maniera modula le variazioni di galleggiabilità dell'individuo.

Lo Stronzio Sr e il Bario Ba sono gli elementi più pesanti contenuti nelle acque marine e dunque, questo garantisce una elevata velocità di deposizione, creando cosi un flusso verticale di Carbonio, Stronzio e Bario notevole. Tale flusso diventa di maggiore entità, quando l'organismo produce, in fase riproduttiva, una serie di pesanti cisti che vanno rapidamente a fondo. Si pensa che lo Stronzio Sr sia coinvolto nella biomineralizzazione del Carbonato di Calcio dei gusci dei Gasteropodi, dello scheletro dei coralli, ecc.).

A causa della povertà nelle acque oceaniche dello Stronzio Sr, i loro gusci, dopo la morte dell'organismo, si dissolvono rapidamente e pertanto, non ci sono pervenute testimonianze fossili degne di nota.

Per quanto riguarda la classificazione tassonomica degli Acantharia questa, si basa sia sulle caratteristiche morfologiche (il modo con cui le Spine sono unite al centro della cellula) e sull'analisi dell'RNA con la quale è possibile raggruppare tutte quelle specie che hanno un progenitore comune e che vanno a costituire un Clade.

Il confronto tra queste due metodologie di osservazione (quella morfologica e quella ribosomica) ha dato buoni frutti nel senso che, i due metodi portano allo stesso risultato, ovvero alla identificazione e attribuzione di una specie a un raggruppamento piuttosto che ad un altro.

Partendo dall'osservazione morfologica possiamo distinguere scheletri composti da dieci Spine diametrali o scheletri costituiti da venti Spine radiali. le Spine diametrali attraversano il centro della cellula mentre quelle radiali terminano solamente nel centro della cellula e generalmente sono debolmente attaccate. Esse sono, (assieme a quelle radiali di certe specie) facili a staccarsi e a formare così piccole cisti.

In definitiva distinguiamo:

- Holachantida: 10 spicole diametrali senza giunzione centrale (semplicemente incrociate)

capaci dunque, di incistamento;

- Chaunacanthida: 20 Spine radiali, debolmente attaccate, capaci di incistamento;

- Synphiacanthida: 20 Spine radiali, con giunzione stretta;

- Arthracanthida: 20 Spine radiali con giunzione stretta.

Per quanto riguarda la classificazione molecolare (suddivisione in Cladi in base all'analisi dell' RNA) questa è pressoché concordante con quella morfologica appena descritta e dunque abbiamo, gli Holacanthida sono polifiletici e includono 3 Cladi ovvero i Cladi A, B,D (dunque sembrano essersi evoluti per primi). I Chaunacanthida che includono solo il Clade C e poi gli Arthracanthida e i Symphacanthida che avendo gli scheletri più complessi, sembrano essersi evoluti per ultimi e includono i Cladi E e F.

Ad ogni modo, a tutt'oggi, l'Ordine degli Achantaria è considerato una incertae sedis (fonte Database WoRMS "World Register of Marine Species").

Comunque sia, riaprendo il discorso sulla costituzione e sulla classificazione degli Acantharidi, lo studioso Muller, sulla base delle osservazioni microscopiche effettuate su individui appartenenti alle specie Acanthometra multispina  e Plhyllostaurus siculus (entrambe le specie appartenenti alla Clade F) vide che, gli Acantharia sono costituiti da 20 Spine radiali, ciascuna delle quali è costituita (come già detto) da un singolo cristallo di celestite e che si dipartono, appunto, radialmente da un punto centrale costituito dall'intrecciarsi delle radici flessuose di dette Spine. Queste radici sono commiste a fibre di materiale citologico contrattibile. L'insieme delle radici e di tali fibre che si intrecciano su esse prende il nome già detto di "miomene" e, le radici costituiscono l'endoscheletro degli Acantharidi. Sempre Muller osservò che, in queste specie la distribuzione spaziale delle Spine radiali presentava un assetto ben ordinato. Questo assetto, geometricamente ordinato delle Spine radiali costituisce la "Legge geometrica di Muller, 1859". Quindi, dall'osservazione al microscopio congiuntamente a quello che era visibile ai raggi x, si osservò che sul piano equatoriale dello scheletro, era presente un "set" ordinato di 4 Spine costituenti un "quartetto". Poi, erano presenti altresì, 2 quartetti ciascuno su uno dei due piani tropicali inclinati (inclinazione 60°) e infine 2 quartetti polari, per un totale di 20 Spine. Dalle angolazioni combinate delle Spine radiali equatoriali, delle Spine radiali tropicali e di quelle polari, veniva a formarsi una sfera (scheletro sferico).

Fig.4; "Struttura schematica di un Radiolare Achantaria.

La classe Acantharia, attualmente comprende 50 generi e 150 specie, raggruppate in 18 famiglie.

Per quel che concerne il "Ciclo Vitale" (riproduzione compresa) di questi microrganismi, esso non è conosciuto nella sua completezza. Quello che si sa per certo è che, gli individui adulti di quasi tutte le specie, diventano multinucleati e, quelli appartenenti al gruppo Holochanthida e Chaunacanthida ad un certo punto, perdono le Spine e al loro posto, formano delle pesanti cisti che vanno a depositarsi sul fondo facendo fuoriuscire delle cellule "sciamatiche" dalle quali avranno vita nuovi individui. Quegli individui, appartenenti a specie che non producono incistamenti, si dirigono essi stessi verso il fondo a liberare le cellule "sciamatiche".

Pericolo "Sabbie Mobili"

 

Baia Mont Saint Michelle (Francia)

Col termine di “sabbie mobili” (in inglese Quicksand) ci si riferisce, in generale, a tutta una serie di terreni instabili che si ritiene possano intrappolare chiunque vi cammini sopra.

Sono state e sono tutt'oggi coprotagoniste in numerosi film, libri e addirittura giochi elettronici.

Nel tempo, sono state effettuate numerose prove di laboratorio sia su provini di sabbie mobili naturali che riprodotte artificialmente, i cui risultati dimostrano che la liquefazione è dovuta alla struttura stessa del sedimento. Infatti, le “sabbie mobili”, in senso stretto, sono, spesso, un impasto granulare sciolto di particelle di sabbia stabilizzate da una matrice argillosa presente nei pori intergranulari che forma un vero e proprio gel particellare avente il tipico comportamento delle sostanze colloidali. Gli sforzi liquefanno la matrice argillosa e l'insieme della struttura costituita tra i grani sabbiosi collassa, espellendo acqua (espulsione che è talora visibile e che prende il nome di “ebollizione”). Ciò si traduce in un sistema densamente compattato in basso, praticamente impossibile da dilatare. E' per questo motivo che, una volta intrappolati, è difficile uscire dalle “sabbie mobili”. Test di affondamento dimostrano che, grazie alla Legge della galleggiabilità (Principio di Archimede), è impossibile annegare nelle “sabbie mobili”........

Dal un punto di vista più prettamente tecnico le “sabbie mobili” costituiscono una miscela satura (talora sarebbe meglio dire una “sospensione”) formata da due fasi, una solida e una liquida o gassosa (aria) costituenti un fluido a comportamento “non Newtoniano”. Per fluido a comportamento “non Newtoniano” si intende un fluido la cui viscosità non è costante ma varia a seconda delle diverse sollecitazioni a cui è sottoposto.Ricordiamo che per viscosità si intende “la misura della resistenza di un fluido allo scorrimento”, resistenza dovuta all'attrito interno tra gli “strati adiacenti” costituenti il fluido stesso.

Le due fasi costituenti la miscela sono costituite, nel caso più semplice, da sabbia più o meno fine e acqua. In realtà, si formano “sabbie mobili” anche tra limo ed acqua, argilla e acqua, sedimenti a grana fine ed acqua e, persino, sabbia e aria (sabbie mobili “asciutte” ovvero dette anche “secche”). Solitamente, la fase solida è la componente predominante nella massa totale della miscela.

Il caso più comune, ovvero quello di una miscela costituita da sabbie più o meno fini e acqua, si riscontra, spesso, nelle aree di “sbocco fluviale” quali delta e estuari (per esempio le famose “sabbie mobili” della baia dove è ubicato Mont Saint Michelle, in Francia) ovvero, laddove l'Energia cinetica è molto bassa e le particelle più fini (sabbia fine, limo e particelle argillose) possono depositarsi. Questo è il caso in cui si genera un mix costituito da una fase solida di sabbia con sovente argilla (che riempie più o meno totalmente gli spazi intergranulari della struttura sabbiosa) più una fase liquida costituita da acqua e, in cui, la condizione di “saturazione”, rappresenta una condizione di “Equilibrio Instabile”. In tale condizione, una qualsiasi situazione di stress, di turbazione (quale un “sovraccarico improvviso”, p.e. Anche “il nostro piede” per intenderci, o un aumento, dal basso verso l'alto, della pressione idrostatica (come nel caso di una sorgente artesiana o di un innalzamento del livello freatico di una falda idrica).o persino, uno scuotimento dovuto al verificarsi di un sisma, arreca una turbazione al sistema e innesca il fenomeno, appunto, delle “sabbie mobili”.

Infatti, l'acqua reagendo col minerale argilloso da luogo ad un vero e proprio processo di polimerizzazione (gelificazione) con flocculazione di tale massa argillosa che, scende in basso andando ad aumentare la densità e la viscosità dei livelli inferiori e lasciando, nella porzione superiore, un livello più “soffice” costituito da grani sabbiosi a “struttura disarticolata” (“disarticolazione” determinata dall'acqua espulsa, verso la superficie, causata dall'addensamento, verso il basso, del materiale argilloso) con densità e viscosità alquanto ridotte. Per tal motivo, quando, malauguratamente, si “infila” il piede in una sabbia mobile questo, si approfondisce con estrema facilità, fin quando, addentrandosi nella porzione più profonda (diventata ad elevata densità e viscosità) riesce difficile muoverlo e/o uscirlo.

Dunque, succintamente, il processo di funzionamento del fenomeno “sabbie mobili” prevede un “collasso”, uno spostamento verticale (dall'alto verso il basso) della “materia” costituente un determinato sedimento.

A questo punto, vale la pena, a causa del loro effetto altamente distruttivo, spendere qualche parola in merito al fenomeno delle “sabbie mobili” per scuotimento da terremoto e meglio conosciuto, in letteratura scientifica, come “Liquefazione del suolo”.

Questo fenomeno ha luogo a causa del passaggio delle onde sismiche attraverso terreni sabbiosi saturi, sciolti o molto sciolti. Il terreno si comporta temporaneamente come un fluido e perdendo la capacità di sostenere qualunque peso. Ribollimenti di sabbia, fessure del terreno o espandimenti laterali (Lateral Spreads) sono le manifestazioni tipiche di tale fenomeno.

Ma vediamo, in termini semplici, cosa succede: In condizioni normali di saturazione di un terreno sabbioso, la Pressione dell'acqua interstiziale favorisce l'”aggregazione” dei granuli sabbiosi costituenti il sedimento, compattandolo e conferendo un certo grado di coesione (per coesione C si intende la Forza di adesione delle particelle di un terreno che si contrappone allo scorrimento tra esse). Però, allorquando, un tale sedimento subisce il passaggio delle onde sismiche la situazione cambia. Tali onde hanno l'effetto di “comprimere” il sistema facendo, altresì, aumentare la Pressione dell'acqua interstiziale che questa volta non compatta la struttura clastica del sedimento ma, al contrario, la “disgrega” favorendo lo “scorrimento” tra granulo e granulo e quindi la diminuzione del grado di coesione e dell'angolo di attrito interno (l'angolo di attrito interno di un terreno è la proprietà di un terreno di opporsi allo scuotimento tra le particelle) e, in definitiva, la diminuzione della Resistenza al taglio con conseguente “collasso” del sistema “terreno” (la Resistenza al taglio è quella capacità che ha un materiale di opporsi allo scorrimento di una parte di essa rispetto all'altra ed è direttamente proporzionale alla coesione e all'angolo di attrito interno). Contemporaneamente, al fine di riequilibrare la Pressione interstiziale (aumentata a causa del passaggio delle onde sismiche) l'acqua tende a trovare una “via di fuga”, risalendo verso la superficie. Durante la risalita prende in carico la particelle più fini del sedimento privandolo anche di questa componente. Alla fine si ha un terreno con una “Portanza” (intesa come capacità di sostenere un carico) ridotta al massimo e molto simile a quanto avviene con le classiche “sabbie mobili”.

Dunque, l'applicazione di un carico (una struttura qualsiasi) comporta uno “sprofondamento” del suolo e, contemporaneamente, una espansione laterale dello stesso. L'acqua risalita in superficie con il suo carico di particelle fini, provoca l'”ebollizione” o i vulcanelli di fango che si possono osservare appena dopo il verificarsi di un terremoto. Inoltre, nel caso in cui questo processo sin qui descritto (Liquefazione) dovesse interessare terreni in pendio, questo comporterebbe la formazione di un fenomeno gravitativo del versante, ovvero, di una frana.

La problematica della Liquefazione del suolo è particolarmente sentita nei paesi ad alta propensione sismica, aumentando il Rischio sismico R.

Non a caso, gli avvenimenti più disastrosi per Liquefazione del suolo si sono avuti in Giappone (alto grado di sismicità) a causa dei terremoti di Kobe (1995) e Tohoku (2011) con il verificarsi di cedimenti delle fondamenta e/o parziali sprofondamenti di strutture abitative e danni alle infrastrutture quali ponti, strade, ecc.

Stesso discorso vale per alcune aree del subcontinente indiano. Un esempio fra tutti la Liquefazione del suolo causata dal terremoto del 26 Gennaio 2001 a Bhuj (India). La Liquefazione causò danni ingenti in diverse dighe del distretto di Kutch nonché crolli di diverse strutture nella città di Ahmedabad.

Liquefazione suolo

Ritornando alle “sabbie mobili” in senso stretto, esistono due differenti tipologie a seconda della fase fluida presente (ovvero acqua o aria).

Quando la fase fluida è costituita da acqua (come abbiamo visto fino adesso) le sabbie mobili vengono definite “normali”, l'acqua satura la sabbia dal basso (come in precedenza detto, può avvenire in presenza di una sorgente artesiana o per esempio per innalzamento del livello freatico di una falda idrica). Al contrario, quando, invece, la fase fluidale è costituita da aria, allora, abbiamo le cosiddette sabbie mobili “secche” o “asciutte”.

Queste costituiscono un fenomeno assai più raro (in realtà non esistono prove sulla loro esistenza in natura), che si crea quando l'aria soffia dal basso verso l'alto attraverso una massa di granelli di sabbia fine (come potrebbe avvenire nei deserti sabbiosi).Questo flusso di aria separa le particelle fini, creando uno strato fluido che non può sostenere alcun peso. Inoltre, qualora ci si dovesse trovare, nel deposito sabbioso, in presenza di particelle ancora più fini della sabbia fine, quale limo o particelle argillose, queste verrebbero sospinte, dall'aria proveniente dal basso, verso la superficie andando cosi a creare uno livello superficiale ancora più “soffice” e, pertanto, più insidioso in quanto più “avvezzo” allo sprofondamento di un eventuale carico sovrastante.

Dicevamo, che non esistono prove certe della esistenza delle sabbie mobili “asciutte”, ma ci sono numerose segnalazioni di viaggiatori che testimoniano di aver visto veicoli e persino intere carovane improvvisamente scomparse nel terreno sabbioso. Questi resoconti sono sempre stati considerati mero folklore, ma forse c'è più di quanto pensiamo. La scienza non esclude completamente la possibilità di sabbie mobili “asciutte” naturali, infatti, durante la pianificazione delle missioni lunari Apollo, gli scienziati aggiunsero grandi piastre alle estremità delle gambe del Modulo Lunare per sostenere il veicolo nel caso in cui gli astronauti avessero trovato sabbie mobili “asciutte” sulla Luna... ma la precauzione si rivelò inutile, poiché non fu mai trovato alcun terreno del genere.

Ma davvero si può morire “affogati” nelle “sabbie mobili”?

In realtà, le “sabbie mobili” raramente superano i pochi metri di profondità, il che le rende più un fastidio che un pericolo per la vita per “inghiottimento”. Lo sfinimento, la perdita delle forze per la stanchezza, risulta essere il rischio maggiore, considerando la quantità di energia necessaria per districarsi dal terreno impregnato d'acqua. Quando si muovono le gambe sotto la superficie, il movimento crea una “pressione di vuoto” (il risucchio), aumentando notevolmente lo sforzo necessario per muoversi. Lo stesso effetto di vuoto è ciò che fa sì che, come sarà capitato a molti, di perdere le scarpe passando su un terreno fangoso.

Nei rari casi in cui le "sabbie mobili" siano abbastanza profonde da permettere a una persona di “immergersi” totalmente, bisognerebbe sforzarsi parecchio per farlo. Il motivo è che il corpo umano galleggia più nelle sabbie mobili che in acqua. Questo galleggiare è conseguenza della cosiddetta “Legge di galleggiabilità” conosciuta come “Principio di Archimede” secondo il quale, un corpo immerso in un fluido (liquido o gassoso che sia) riceve una Spinta dal basso verso l'alto pari al peso del volume di fluido spostato. Dunque, abbiamo due forze in gioco: una la forza peso esercitata dal nostro corpo che agisce dall'alto verso il basso e l'altra contrapposta che costituisce la Spinta dal basso verso l'alto. Se le due forze fossero uguali il corpo starebbe in perfetto equilibrio nel fluido ma, siccome, il Peso specifico Ps o meglio la Densità del fluido (sedimento “sabbie mobili”) è doppia (esattamente il doppio ovvero 2 grammi su millilitro) rispetto a quella del nostro corpo (1 milligrammo su millilitro) ne consegue che, il nostro corpo può affondare, al massimo per metà, galleggiando così per metà sul nostro fluido. Dunque, non si può morire inghiottiti dalle “sabbie mobili”. Ciò è vero fino ad un certo punto, ovvero, fin quando non si altera l'entità di questa galleggiabilità.

La galleggiabilità di una persona diminuisce per esempio, quando si trasporta uno zaino pesante. Quindi, è buona norma dotarsi di uno zaino a sgancio rapido (nelle zone in cui è nota la presenza di “sabbie mobili”). Altro caso per il quale si ha una drastica diminuzione della galleggiabilità, sicuramente più grave e persino fatale, è quello che si ha “bevendo” il fluido “sabbie mobili” (per esempio quando si perde il controllo della situazione, ci si agita), e in tal caso, essere “inghiottiti” dalle sabbie mobili risulta realmente possibile.

Allora vediamo adesso, una breve rassegna su come si può morire, indirettamente (ovvero non per “inghiottimento” all'interno del sedimento) a causa delle “sabbie mobili”:

Annegamento: Questo può accadere quando un ulteriore quantitativo d'acqua “sovrasta” le “sabbie mobili” come nel caso di escursioni di marea o per la pioggia battente o a causa di una caduta in acqua. Ricordiamo, infatti, che le “sabbie mobili” possono trovarsi anche sott'acqua;

Ipotermia: Risulta impossibile mantenere costante a lungo la temperatura corporea quando ci si trova con metà denl nostro corpo sommerso nella sabbia. L'ipotermia si verifica sia nelle “sabbie mobili” normali (ovvero quella “bagnate”) che, al tramonto, in quelle "secche" ovvero  ”asciutte” del deserto (ammesso che esistano veramente);

Sindrome da schiacciamento: La compressione prolungata dei muscoli scheletrici (come quelli delle gambe), dei narvi e, in generale, sul sistema circolatorio inducono alla produzione di particolari sostanze che, una volta messe in circolo danneggiano i reni. Inoltre, la compressione prolungata può compromettere la circolazione nei tessuti delle gambe che potrebbero venire compromessi;

Disidratazione: Ovviamente, avviene quando si è intrappolati nella sabbia, per un tempo abbastanza lungo, senza poter bere.

Per “uscire” dalle “sabbie mobili” la prima cosa da fare è quella di non agitarsi (di non cadere nel panico) ed di evitare di muovere forsennatamente le gambe in quanto, questo potrebbe “liquefare” maggiormente il sedimento causando un ulteriore sprofondamento. Inoltre, al fine di aumentare la superficie di contatto e diminuire così la Pressione da noi esercitata, è bene inarcare la schiena il più possibile, come se ci volessimo “distendere”. Ovviamente, queste “accortezze” permettono al malcapitato di poter resistere, più a lungo allo sprofondamento ma, per uscirne veramente, risulta necessario essere soccorsi dall'esterno e dunque, essere provvisti di una buona dose di fortuna.

Dunque, in conclusione, è bene ricordare che, ogni qualvolta ci si ritrovi a parlare di “sabbie mobili”, in realtà, non si dovrebbe far riferimento ad un particolare tipo di sedimento (sabbia, limo, ecc.) ma, bensì, ad una particolare “Condizione Idraulica” nella quale, si è in presenza di una miscela che si comporta come un fluido non Newtoniano e soggetta ad un flusso fluido proveniente dal basso per il quale, i principali parametri geotecnici quali, Coesione, angolo di attrito interno e dunque, Resistenza al taglio sono, praticamente, compromessi.