venerdì 21 luglio 2017

Analisi funzionale e biomeccanica delle caratteristiche di locomozione del Tyrannosaurus rex



Sellers et al., (2017) hanno descritto su PeerJ due studi sulla biomeccanica locomotoria del T. rex. Il Tyrannosaurus rex è stato uno dei più grandi predatori terrestri bipedi che sia mai esistito, e in quanto tale, rappresenta un modello biologico utile per la comprensione degli adattamenti morfofunzionali e dei vincoli dovuti alle dimensioni del corpo (Brusatte et al., 2010). La capacità di correre del T. rex e di altri dinosauri di notevoli dimensioni è stata fortemente discussa in letteratura (Bakker, 1986; Hutchinson & Garcia, 2002; Paul, 1998; Paul, 2008; Sellers & Manning, 2007) come gli stili di vita e i comportamenti dei grandi dinosauri teropodi (Bakker, 1986; Carbone, Turvey & Bielby, 2011; Farlow, 1994; Holtz Jr; 2008; Paul; 1998; Paul; 2008; Ruxton & Houston, 2003). Tuttavia, nonostante un secolo di ricerca, dal lavoro di Osborn (1916) sull'anatomia degli arti dei tirannosauri, non resta un consenso su una velocità massima più precisa per il T. rex.  Studi anatomici (Bakker, 1986; Paul, 1998; Paul, 2008), tra cui alcuni che impiegano un certo grado di metodi quantitativi biomeccanici (Paul, 1998), hanno proposto una velocità molto più elevata (fino a 20 ms-1) che corrisponde ad un alto livello atletico, nonostante la mole di questi teropodi. Questi studi citano gli arti lunghi e gracili del T. rex come una caratteristica adattabile chiave che indica un solido rapporto (Christiansen, 1998) con queste velocità assolute (Bakker, 1986, Paul, 1998, Paul, 2008) (People & Currie, 2011). Al contrario, alcuni approcci biomeccanici più diretti e quantitativi hanno favorito delle velocità intermedie (Farlow, Smith & Robinson, 1995; Sellers & Manning, 2007) o velocità molto più ridotte per il T. rex, includendo nella loro gamma predittiva un'incapacità di raggiungere la vera corsa (Gatesy, Baker & Hutchinson, 2009; Hutchinson, 2004b; Hutchinson & Garcia, 2002). Gli approcci biomeccanici sottolineano i principi ben noti (Biewener, 1989, Biewener, 1990) come quello classico che, maggiore é il peso minore sarà la velocità, Alexander, 1977; Alexander & Jayes, 1983; Marx, Olsson & Larsson, 2006; Medler, 2002). I modelli biomeccanici incorporano intrinsecamente caratteri anatomici (ad esempio, proporzioni degli arti) su cui si basano valutazioni qualitative più tradizionali, ma richiedono anche definizioni quantitative per i parametri del tessuto molle associati alla distribuzione di massa e alle proprietà muscolari. Questi parametri del tessuto molle non si sono quasi mai conservati nei fossili di dinosauro e quindi devono essere stimati indirettamente. In genere i limiti minimi e massimi posti su tali parametri, sono stati ricavati in base ai dati degli animali vivi (Hutchinson, 2004a, Hutchinson, 2004b, Hutchinson & Garcia, 2002) e/o modelli di computer aggiuntivi (Bates, Benson e Falkingham, 2012; Hutchinson et al., 2005; Sellers et al., 2013). Tuttavia, questi approcci producono campi molto ampi per i parametri del tessuto molle nei dinosauri che si traducono direttamente in valori imprecisi per le stime delle prestazioni, come la velocità di esecuzione (Bates et al., 2010). Così, mentre gli approcci biomeccanici sono più espliciti e diretti dalla loro inclusione di tutti i principali fattori anatomici e fisiologici che determinano la capacità di corsa, la loro utilità all'interno della paleontologia in generale è stata gravemente limitata da elevati livelli di incertezza associati ai tessuti molli. Di conseguenza, le stime per la velocità di marcia del T. rex ricavate dai modelli biomeccanici variano da 5 a 15 m/s (Gatesy, Baker & Hutchinson, 2009, Hutchinson, 2004b, Hutchinson & Garcia, 2002, Sellers & Manning, 2007). Una soluzione sarebbe quella di trovare le informazioni in una morfologia scheletrica conservata che potrebbe essere usata per ridurre la dipendenza predittiva dei modelli biomeccanici sui tessuti molli. È stato recentemente suggerito che il carico osseo possa essere utilizzato per migliorare la ricostruzione degli apparati locomotori dei vertebrati fossili escludendo gli attacchi che portano a carichi scheletrici eccessivamente elevati (Sellers et al., 2009). È molto probabile che in molti casi gli scheletri dei vertebrati si siano ottimizzati per le prestazioni locomotorie in modo tale che le sollecitazioni  di picco potessero raggiungere il 25-50% della loro limite, indicando un fattore di sicurezza tra due e quattro (Biewener, 1990). Esistono rare eccezioni  in cui le ossa lunghe sono notevolmente più forti di quelle richieste (Brassey et al., 2013a), ma in generale questo compromesso tra massa corporea e capacità portante sembra essere un adattamento anatomico diffuso che si riscontra negli invertebrati e nei vertebrati (Parle, Larmon & Taylor, 2016). Le nostre precedenti simulazioni di locomozione bipede dei teropodi (Sellers & Manning, 2007), non considerano direttamente il carico scheletrico, ma calcolano le forze di reazione congiunte che possono essere utilizzate direttamente per stimare il carico osseo utilizzando la metodologia meccanica (Brassey et Al., 2013c). Tuttavia, lo studio conclude e dimostra che, includere molteplici modalità fisiche migliora le  ricostruzioni della biologia locomotoria degli organismi antichi e suggerisce una migliore comprensione dei vincoli meccanici connessi alle grandi dimensioni del corpo. Quindi, questo lavoro pubblicato su PeerJ, per poter essere convalidato appieno, dovrebbe essere confrontato con altri studi sperimentali effettuati sulle specie bipedi esistenti.

giovedì 13 luglio 2017

Il sito geologico di Orgues of Ille-sur-Têt

Fotografia prelevata da Wikipedia.
Fotografia di Xavier Varela Pinart
Le Orgue di Ille-sur-Têt sono dei rilievi rocciosi, conosciuti in inglese come badlands, situati nei pressi dei Pirenei orientali della Francia meridionale. Questi affioramenti di argilla si sono depositati circa 4-5 milioni di anni fa e sono stati scolpiti principalmente dalle intense precipitazioni e dalle inondazioni. Riferimento: Orgues of Ille-sur-Têt Badlands - NASA EPOD. 

martedì 11 luglio 2017

Il Nord Italia avrà le temperature estive dell'attuale Egitto entro il 2100

Le estati sulla Terra sono già più calde di quanto dovrebbe essere, e diventeranno più calde entro la fine del secolo se l'immissione dell'anidride carbonica continuerà ad aumentare. Questo problema sarà sentito più intensamente nelle città. La crescita rapida e incontrollata della popolazione mondiale associata all'effetto urbano dell'isola di calore renderà le città molto calde con temperature medie che aumenteranno di circa di 7,8 °C.  Attualmente, circa il 54 per cento della popolazione mondiale vive nelle città, e entro il 2050 la popolazione urbana dovrebbe crescere di 2,5 miliardi di persone. Questo a sua volta rappresenta una minaccia la salute pubblica e per l'economia. Per illustrare il futuro delle città e le scelte che le autorità preposte dovranno affrontare, Climate Central ha realizzato un grafico interattivo in collaborazione con l'Organizzazione Meteorologica Mondiale, che mostra come potrebbero essere in futuro le temperature durante l'estate in ciascuna di queste città, confrontandole con altre città poste ad una latitudine diversa.  Ad esempio, lo scenario peggiore, attribuisce alla mite città di Ottawa in Canada, un clima tropicale uguale alla città di Belize entro il 2100. L'area che comprende le montagne nei pressi di Kabul in Afghanistan, potrebbe diventare come la costa di Colombo in India. Il Cairo che é già caldo,  potrebbe raggiungere temperature come Abu Dhabi. La temperatura media del terreno è destinata a salire di 8,6 °C, ma a causa delle ubicazioni geografiche, alcune città si riscalderanno molto di più. Sofia, in Bulgaria, subirà la variazione termica più importante a livello globale, con temperature che aumenteranno di quasi 8 °C entro il 2100. Questo renderebbe le sue estati più simili a quelle di Port Said in Egitto. Napoli raggiungerà i 33,7 °C come il Cairo. Torino raggiungerà, dagli attuali 20,3 °C, i 27,5 °C. Quindi entro il 2100 le temperature estive nei centri urbani in Italia potrebbero raggiungere una media di 32/33 °C. Affrontare un caldo meno estremo rende l'adattamento più facile e meno costoso. Ecco perché migliaia di sindaci di tutto il mondo si sono uniti e impegnati per ridurre le emissioni delle rispettive città. 

lunedì 10 luglio 2017

La Roccia di Gibilterra

Foto pubblicata sul sito i.ytimg.com
Fotografia pubblicata sul sito sharewonders.com
Immagine tratta dal sito summitpost.org 
La Roccia o Rocca di Gibilterra è un promontorio il cui crinale principale é caratterizzato da una cresta con cime che si ergono fino a 400 m sopra il livello del mare. Questo monolite formato da calcari e da dolomiti del Giurassico inferiore, Rodrıguez-Vidal J. et al., (2004) é un prolungamento roccioso costituito da una piega rovesciata. Gli strati sedimentari più antichi che compongono la Roccia di Gibilterra sovrastano quelli più recenti. Questi strati, che sono notevolmente fagliati e deformati, fanno parte della Formazione di scisto della Baia Catalana (più recente), la Formazione di scisto della Piccola Baia (la più antica) e la Formazione della Scala Dockyard (età sconosciuta). Sebbene sia una formazione costituita prevalentemente da scisto, contiene anche unità spesse composte da arenaria marrone di origine calcarea e arenaria scura morbida intercalata da calcare blu,  grigio-verde intarsiato con grigio scuro. La formazione della scisto della Baia Catalana contiene frammenti di spine fossili di Echinoidea non identificabili, frammenti di Belemniti e rari Ammoniti, Rose, E. P. F. & M. S. Rosenbaum (1991). I fossili includono anche vari Brachiopodi, Coralli, Gasteropodi, Pelecipodi e Stromatoliti. 

giovedì 6 luglio 2017

Le Falesie della Scala dei Turchi ad Agrigento

Fotografia tratta da canalblog.
Fotografia di Valentina De Santis.
Foto tratta da Wikipedia.
Nelle foto possiamo ammirare gli effetti delle variazioni eustatiche del Mediterraneo costituite da  un'alternanza ciclica di calcilutiti e marne calcilutitiche a microforaminiferi della Formazione Trubi situata in località Scala dei Turchi ad Agrigento, lungo la costa tra Realmonte e Porto Empedocle. Questa formazione geologica che risale al Pliocene, di origine pelagica, é costituita prevalentemente dai gusci carbonatici di microfossili, nello specifico Foraminiferi planctonici (globigerine), depositatisi per decantazione in un fondale marino profondo.  La parte più antica di questa deposizione che risale al Miocene superiore, riguarda la successione del Messiniano, costituita da strati di gesso che documentano un rilevante episodio di evaporazione. I depositi plio-pleistocenici in Sicilia sono distribuiti prevalentemente nel settore centro-orientale dell’Isola (“Bacino di Caltanissetta”). Sul bordo settentrionale del “Bacino di Caltanissetta” sono riconoscibili tre cicli sedimentari, di cui il più antico comprende sostanzialmente i Trubi, ed è riferibile al Pliocene inferiore. Tale successione, dal carattere marcatamente regressivo, appartiene ad un intervallo cronologico che va dal Piacenziano al Calabriano. I Trubi sono costituiti da un’alternanza ciclica di marne e calcari (fig:1,2,3) di colore variabile che vanno dal bianco al crema al giallastro o al bruno, con ricco plancton calcareo, in strati generalmente piano-paralleli spessi mediamente 20cm, localmente anche metrico. Lo spessore complessivo della formazione può raggiungere il centinaio di metri. Alla base localmente è presente un orizzonte clastico, noto col termine di Arenazzolo, e la cui composizione dipende essenzialmente dai termini del substrato. Le associazioni a foraminiferi sono caratterizzate, nei livelli basali della successione.Il contenuto faunistico è ben conservato e diversificato. Le associazioni a foraminiferi sono caratterizzate, nei livelli basali della successione, da Sphaeroidinellopsis seminulina e Globorotalia margaritae (Biozona MPl2 di CITA, 1975) e nei livelli sommitali da G. margaritae e G. puncticulata (Biozona MPl3). Le associazioni a nannofossili sono caratterizzate da Calcidiscus leptoporus, C. macintyrei, Discoaster brouweri, D. pentaradiatus, D. surculus, Helicosphaera carteri, H. sellii, Reticulofenestra pseudoumbilicus, Sphenolithus spp. (biozone MNN12-MNN13 di RIO et alii, 1990).  RIFERIMENTO:  GEOLOGIA DELLA SICILIA - IL DOMINIO OROGENICO - ISPRA.
Variazione del livello dei mari durante il Pliocene-Miocene. Haq et al., (1987).

sabato 1 luglio 2017

Tre parametri per monitorare l'attivià dei Campi Flegrei

Un nuovo studio pubblicato su Nature Chiodini et al., (2017), dimostra che la sismicità di fondo nei Campi Flegrei aumenta in relazione alla deformazione del suolo e alla concentrazione dei gas fumaroloci. L'aumento dell'attività sismica nel tempo è ampiamente correlata ai risultati delle recenti simulazioni ottenuti eseguendo la modellazione dell'iniezione di fluidi magmatici nel sistema idrotermale dei Campi Flegrei. Queste variazioni indicano che esiste un unico processo inerente all'incremento della pressione della temperatura del sistema idrotermale che controlla i segnali geofisici e geochimici nella caldera. I risultati dei ricercatori mostrano, quindi, che i dati sul monitoraggio della sismicità di fondo risultano essere un ottimo parametro per controllare l'attività vulcanica della Caldera. Le deformazioni della terra, la sismicità e le variazioni geochimiche sono osservazioni indipendenti, ma mostrano lo stesso schema temporale. Esse indicano quindi un processo unico che controlla la crisi in atto dei CFc. Ogni osservazione, in particolare il segnale sismico, ha un ottima correlazione con i risultati (massa dei fluidi iniettati e  temperatura) del modello termofluidodinamico e delle ripetute iniezioni di fluidi magmatici ad alta temperatura nel sistema idrotermale che alimenta le fumarole della Solfatara. Queste correlazioni sono rilevanti e sicure, in quanto i dati sismici, i dati geodetici e i rapporti tra CO/CO2 non sono stati utilizzati per limitare il modello numerico.