Primo piano

Le stalattiti raccontano il clima di migliaia di anni fa

POLITECNICO DI TORINOPrevedere l’andamento climatico futuro attraverso l’applicazione di modelli paleoclimatici ottenuti dallo studio delle stalattiti: è una delle possibili applicazioni a lungo termine della ricerca pubblicata in questi giorni dai due ricercatori del Politecnico di Torino Carlo Camporeale e Luca Ridolfi su una delle più importante riviste di Fisica a livello internazionale, Physical Review Letters.

Una ricerca degna di nota anche per l’aspetto multidisciplinare: competenze di meccanica dei fluidi si sono unite a teorie fisiche e geochimiche per un risultato che potrebbe aprire la strada a nuovi approfondimenti.

Le stalattiti, infatti, hanno molto da raccontare sulle caratteristiche del clima di migliaia di anni fa, quando esse hanno cominciato a formarsi. I due ricercatori hanno formulato una teoria assolutamente innovativa circa la possibilità di “leggerle” attraverso l’applicazione di modelli matematici per ricavare dati sui flussi d’acqua infiltrati nelle zone carsiche e quindi sul relativo clima. In particolare, la ricerca si focalizza su un fenomeno curioso: le stalattiti, che si formano sul soffitto delle grotte, non presentano generalmente una superficie liscia, ma si allungano verso il basso con accumuli di diverso spessore lungo la superficie, che formano delle vere e proprie increspature, chiamate tecnicamente “crenulations”.

La teoria dei due studiosi mostra come la successione di queste increspature, che creano un andamento ondulatorio nella struttura della stalattite, sia causata da diverse concentrazioni di carbonato di calcio nell’acqua piovana che penetra all’interno delle grotte nelle varie fasi climatiche che si sono susseguite nella storia del pianeta. Quando avvengono delle precipitazioni, infatti, l’acqua piovana filtra nel suolo e penetra all’interno delle grotte arricchita dai minerali che sono presenti nel terreno. L’aumento di flusso d’acqua comporta a sua volta un aumento di concentrazione nell’acqua di anidride carbonica e calcio che, una volta a contatto con l’aria contenuta in grotta, dà origine alla calcite, il minerale che permette appunto di dare vita a stalattiti e stalagmiti. L’accumulo di materiale minerario crea uno strato sulla superficie della stalattite originando così delle ondulazioni superficiali, tecnicamente note appunto come crenulazioni. La teoria proposta permette di legare questo alternarsi di increspature e avvallamenti alle portate idriche che le hanno generate, ricostruendo così le variazioni delle precipitazioni di decine di migliaia di anni fa.

Interessanti le possibili applicazioni della teoria: oggi, per cercare di ricostruire il paleoclima delle zone continentali si deve ricorrere a costose analisi isotopiche delle stalagmiti. Questo studio potrebbe contribuire ad una decisa riduzione dei costi, rendendo possibile la ricostruzione dei paleo-flussi d’acqua attraverso l’applicazione a una sezione verticale di stalattite semplicemente di un modello geometrico, in maniera simile a certe analisi sviluppate in dendrocronologia, dove si risale alla piovosità di una stagione a partire dallo spessore del corrispondente cerchio nel tronco.




Il link all'articolo pubblicato su Physical Review Letters http://prl.aps.org/abstract/PRL/v108/i23/e238501