venerdì 11 agosto 2017

L'uso delle onde sismiche per lo studio delle aree cratoniche

La carta geologica realizzata dall'Istituto di Geofisica di Postdam mostra il cratone dell'Archeano localizzato nel sud dell'India.
I continenti hanno tollerato miliardi di anni di sollecitazioni tettoniche e di deformazioni, ciononostante, esistono ancora oggi, a differenza della litosfera oceanica che a causa della subduzione ha un'età massima di 200 Ma.  I continenti e i loro nuclei interni, o cratoni, sono molto più spessi (> 175 km), e più antichi (> 2 miliardi di anni), più freddi e più dinamici. Tuttavia, le caratteristiche fondamentali, come la dimensione e la forma, sono ancora dibattute a causa delle grandi incertezze riscontrate nelle misurazioni che risultano ingannevolmente dirette, per cui nel complesso appaiono complicate. I cratoni continentali sono dei corpi rigidi composti da crosta e mantello, il loro spessore è stato ritenuto correlato alla temperatura e si estende fino a profondità che variano da 250 a 350 km. Nella pagina 580 di questo numero pubblicato su ScienceTharimena et al. (2017), gli scienziati hanno utilizzato la tecnica della sismica a riflessione all'interno di tutti i cratoni terrestri per rilevarne lo spessore. L'intensità osservata, suggerisce che, la base della placca cratonica, è definita da una fusione parziale del mantello composto da silicati e non dalla temperatura. 
Sezione dell'inteno della Terra, da Tharimena et al. (2017).

mercoledì 9 agosto 2017

Gas a effetto serra come innesco primario per tre delle cinque principali crisi biotiche del Fanerozoico

Serie temporale che mostra la posizione e l'evoluzione dei Trappi siberiani: A) Identificazione del bacino B) Fase iniziale di risalita magmatica C) Fase secondaria con riscaldamento diffuso e rilascio di gas a effetto serra (CO2, CH4) durante il contatto con le rocce metamorfiche D) Riduzione delle emissioni dei gas e aumento dei filoni costituiti da intrusioni che si ramificano da una massa magmatica e si diffondono nelle rocce circostanti in modo orizzontale. E) Declino ulterione delle emissioni dei gas e persistenza dei filoni.
L'immagine mostra la duranta temporale delle crisi biotiche in relazione alla durata delle emissioni delle Large Igneous Provinces (LIPs)
Le estinzione di massa sono state caratterizzate da un crollo catastrofico della biosfera con una successiva riorganizzazione. La loro natura brusca necessita di un innesco simile e di breve durata, in cui spesso é implicato il magmatismo delle province magmatiche (LIP). Tuttavia, l'attività delle grandi province ignee ha una durata maggiore rispetto alle estinzioni di massa. Pertanto, se le grandi province ignee rappresentano un innesco efficace, per poter arrecare danni all'ambiente deve sussistere un subintervallo di magmatismo. L'inizio della più grave estinzione della Terra avvenuta al termine del Permiano, coincide con un cambiamento repentino della posizione della grande provincia ignea delle trappole siberiane contemporanee, dalle inondazioni alle intrusioni. Questo studio, S. D. Burgess et al., (2017), identifica come innesco dell'estinzione, l'aumento dei filoni costituiti dalle intrusioni che si ramificarono e si diffusero nelle rocce circostanti in modo orizzontale FIG 1(D). Il calore emesso da queste sabbie, espose i sedimenti fossili volatili e inattivi ​​ liberando ingenti volumi  di gas a effetto serra necessari per indurre l'estinzione. Queste osservazioni suggeriscono che le grandi province ignee formate da sabbia sono più suscettibili nell'innescare catastrofi e cambiamenti ambientali globali rispetto alle rocce basaltiche. Il magmatismo delle (LIP) e le relative emissioni dei gas a effetto serra hanno determinato l'innesco principale per tre delle cinque principali crisi biotiche di Fanerozoico, di cui, l'evento nel Permiano rappresenta la più grave crisi biotica mai avvenuta, che caratterizzò l'evoluzione della vita sulla Terra 2,3,4. Sebbene siano state proposte altre cause per l'estinzione finale di Permiano 5,  la teoria della connessione causale tra il magmatismo delle LIP dei Trappi Siberiani e questa estinzione di massa detiene un ampio consenso. Questa connessione causale tra i due fenomeni è sostenuta da prove con una coincidenza temporale impressionante 4, 6,7,8,  caratterizzata da una rapida introduzione degli isotopi di carbonio nel sistema marino 8, 9 e da un brusco aumento della temperatura globale del mare di circa 10 °C 10. Queste evidenze indicano inequivocabilmente un impatto massiccio, di breve durata, dei gas ad effetto serra (ad esempio, CO2, CH4) nell'atmosfera, che si pensa sia stato generato dal metamorfismo dei sedimenti crostali, verificatosi durante la diffusione del magma delle LIP 12, 13, oppure durante la fusione verificatasi alla base della litosfera14 . Tuttavia, ci sono tre problemi che complicano i legami causali proposti tra l'estinzione di massa e il magmatismo delle LIP. La prima è una disparità significativa nei tempi in cui si verificò il magmatismo delle LIP e l'estinzione di massa; Il magmatismo durò tra i 500 Ka e 1 Ma, con esempi multipli che durano fino a 50 Myr (Fig. 1) (Karoo-Ferrar), mentre l'estinzione di massa avvenne all'ordine di <100 Ka 4, 8, 15,16,17,18 (Fig. 1). La seconda è la collocazone temporale relativa all'ubicazione gografica dele LIP e all'estinzione di massa. In alcuni casi, la formazione delle LIP ebbe inizio centinaia di migliaia di anni prima dell'estinzione di massa, con scarse risposte negative percepibili nella biosfera durante le voluminose eruzioni 4, 15, 19. In terzo luogo, non tutti gli eventi delle LIP sono associati a un cambiamento climatico significativo 20, 21. Dato che le LIP sono composte da componenti ignei multipli (ad es. Rocce piroclastiche), spesso collocati in tempi diversi e su intervalli variabili, in cui è necessario valutare criticamente l'aliquota del volume magmatico totale. Inoltre, quale tratto di questa porzione lo distingue dal volume magmatico rimanente? Il volume responsabile deve essere dimostrato immediatamente prima e possibilmente durante l'estinzione di massa e deve avere la capacità di innescare un massiccio rilascio dei gas a effetto serra. La geocronologia recente sulle trappole siberiane, il magmatismo delle LIP e l'estinzione del fine Permiano hanno evidenziato un'associazione temporale distinta tra questi due fenomeni, ma senza individuare in modo univoco e specifico il tasso di estinzione 4, 8. Questo quadro temporale tuttavia consente una valutazione dettagliata della relazione causale presunta tra il magmatismo e l'estinzione per determinare quale subintervallo dei trappi siberiani ha indotto l'estinzione di massa e perché questo particolare magma fosse così mortale.

martedì 1 agosto 2017

Negazionisti o scettici? Un'infografica non ha nessuna valenza scientifica

Nel Luglio del 2017, é stato pubblicato in un gruppo un articolo di climatologia dal titolo: Global Temperature Trends From 2500 B.C. To 2040 A.D. Inizialmente, sono stato attratto dalla grafica e dai colori, ma dopo qualche secondo ho capito che non aveva nessuna validità sotto il profilo scientifico. Ora, queste immagini, come tante altre, vengono utilizzate per dimostrare l'indimostrabile, alcuni confondono la scienza con la pseudoscienza. Questa infografica, e non grafico, é colma di errori grossolani: 1) I due autori non hanno pubblicato nella didascalia neanche un riferimento bibliografico, e già questo sarebbe sufficiente per capire che non é attendibile. 2) Nell'asse dell'ordinata non sono stati specificati i valori della temperatura 3) Quando si ricostruisce l'andamento di un forzante radiativo in un grafico, in questo caso la t., l'oscillazione non é cosi lineare e arrotondata come appare nella figura. 4) I due autori sono noti a tutti nel settore della climatologia perché negano le cause antropiche dell' AGW, 5) L'infografica vorrebbe dimostrare che le oscillazioni della temperatura sono correlate a fenomeni naturali, questo é vero prima delle attività umane ma non negli ultimi 130 anni (pubblicazioni NASA GISS). 6) Attribuire il riscaldamento degli Oceani all'attività vulcanica e affermare che la CO2 é un inquinante mi fa pensare che gli autori non possiedano neanche un minimo di nozioni di fisica di base. La causa del riscaldamento degli Oceani é ormai nota in letteratura, Gleckler et al., (2012).
Questo invece é un grafico attendibile, infatti non é bello, ma questa é la scienza. Osservate come l'oscillazione temporale della t. risulti frastagliata. Il grafico mostra le variazioni della temperatura degli ultimi 2000 anni rispetto alla media del 1961-1990, basata su dati proxy (anelli degli alberi, carotaggi di ghiaccio e coralli) e sui dati moderni rilevati dal termometro. Negli ultimi due millenni, il clima si è riscaldato e raffreddato, ma non risultano precedenti episodi di riscaldamento così intensi e rapidi come gli ultmi 130 anni. Questo grafico di Fiona Martin, della Sezione di Paleoclimatologia della NOAA, é stato adattato dalla Figura 34.5 nella Conferenza Nazionale del Clima, sulla base dei dati dello studio di Mann et al., (2008).