Quanto accaduto recentemente in Russia (qui e qui i nostri primi approfondimenti), ha riportato alla ribalta il pericolo che i corpi celesti possono provocare impattando con violenza la superficie terrestre, generando enorme devastazione. Un meteorite, invece che cadere sulla terraferma, può terminare la sua corsa in mare ed allora possono svilupparsi tsunami, anche di grandi dimensioni. Ce ne parla il geologo Giampiero Petrucci.
Secondo le statistiche almeno il 90% degli tsunami di tutta la storia planetaria è causato da un terremoto. Eruzioni e frane, subaeree o sottomarine, rappresentano altre sorgenti tsunamigeniche di una certa importanza, soprattutto nel nostro paese dove non mancano esempi, anche relativamente recenti, di eventi generati in questo modo (come quello di 10 anni fa a Stromboli oppure il 28 dicembre 1908 nello Stretto di Messina). Una causa poco frequente ma comunque ben accertata è rappresentata dai cosiddetti meteotsunami ovvero onde anomale provocate da particolari condizioni atmosferiche. Il fenomeno più raro che può generare uno tsunami è invece l’impatto di un corpo celeste con uno specchio d’acqua. Per quanto poco probabile, questo evento s’è verificato più volte nel passato remoto del nostro pianeta.
Corpi celesti. Un meteorite può essere definito come una massa rocciosa proveniente dallo spazio interplanetario che attraversa l’atmosfera terrestre ed impatta la superficie del nostro pianeta. Generalmente è un asteroide ovvero un corpo celeste proveniente da una particolare fascia dello spazio, tra Marte e Giove, che percorre una propria orbita intorno al sole, con caratteristiche fisiche similari ai pianeti e di diametro molto variabile (dai 20 ai 1000 km). La meteora invece è un corpo celeste che non riesce a raggiungere la superficie terrestre perché si disintegra prima, incendiandosi nell’atmosfera. Dunque la meteora può essere un asteroide che non riesce a diventare meteorite. Le statistiche dicono che un asteroide col diametro di 50 metri può raggiungere l’atmosfera terrestre una volta ogni secolo mentre uno del diametro di 2 km può colpirla una volta ogni milione di anni. Al giorno d’oggi un caso del genere potrebbe provocare la morte di almeno un quarto della popolazione mondiale, senza considerare le conseguenze nefaste sul clima e l’economia dell’intero pianeta: scenari apocalittici, talvolta ripresi da qualche film hollywoodiano. Gli studi asseriscono che corpi celesti con diametri inferiori ai 100 metri generalmente esplodono in volo, nell’atmosfera; non per questo però non possono generare disastri perché l’esplosione, in particolare l’onda d’urto associata, può sviluppare una certa devastazione al suolo. Caso eclatante quanto accaduto il 30 giugno 1908 nella Russia centrale, nel famoso evento di Tunguska, quando un corpo celeste del diametro di circa 30 metri esplose ad un’altezza stimata di 5-10 km dalla superficie terrestre, in una zona fortunatamente disabitata, ma distruggendo migliaia di alberi per un’area di circa 2000 kmq. Secondo alcuni calcoli un meteorite del diametro di 200 metri che urta la superficie del mare può generare uno tsunami con onde alte circa 3 metri ad un centinaio di km dal suo punto d’impatto ma se il diametro raddoppia, l’altezza delle onde aumenta di almeno 5 volte.
Chicxulub. Uno tra gli eventi più famosi della storia scientifica, se non forse il più celebre in assoluto, è la teoria che vuole la scomparsa dei dinosauri provocata dalle conseguenze climatiche connesse alla caduta di un meteorite nel Golfo del Messico avvenuta circa 65 milioni di anni fa. Tutto nasce all’inizio degli anni ’80 del Novecento. Fino a quel momento si sa soltanto che alla fine del Cretaceo, appunto 65 milioni di anni fa, secondo quanto attestato dalle ricerche paleontologiche, sulla Terra si è verificata una grande estinzione di massa: circa la metà delle specie viventi, in un tempo relativamente breve, non riuscirono a sopravvivere, prescindendo dal fatto che vivessero in mare, sulla terraferma od in cielo. Nessuna spiegazione scientifica, tra cui un’inversione magnetica ed un raffreddamento degli oceani, sembra allora valida per spiegare questa scomparsa improvvisa. Finchè viene scoperta un’anomala abbondanza di iridio nelle rocce sedimentarie di origine pelagica in varie parti del mondo, dall’Italia (per la precisione in Umbria nella cosiddetta scaglia rossa) alla Nuova Zelanda, datate intorno al periodo di separazione tra il Cretaceo e l’Era Terziaria. Le concentrazioni sono talmente alte, a volte anche più di 100 volte della normalità, che non possono essere casuali: poiché tale minerale si trova soprattutto nei corpi celesti, si ipotizza una sua provenienza extraterreste.
Alcuni scienziati, guidati dal Prof. Alvarez dell’Università di Berkeley, propongono la teoria per cui alla fine del Cretaceo si sarebbe verificato l’impatto di un meteorite, del diametro di circa 10 km, con il nostro pianeta. La teoria, accolta con scetticismo misto a sorpresa, trova un fondamento dopo una decina d’anni quando, grazie anche alle immagini satellitari, si scopre un enorme cratere, dal diametro di almeno 200 km, nel Golfo del Messico, davanti alla penisola dello Yucatan. Tale cratere, per circa la metà mascherato dal mare e per l’altra metà da sedimenti di età ad esso posteriore, viene denominato Chicxulub dalla località in cui si eseguono indagini geofisiche a scopo petrolifero le quali per la prima volta mostrano l’esistenza di una specie di arco, dall’andamento pressochè simmetrico ed allineato, per una settantina di km sulla costa orientale del Messico. E’ il cratere considerato il principale indiziato per l’estinzione di massa del Cretaceo.
Non tutti sono d’accordo. Ulteriori prove arrivano dallo studio dei sedimenti sulle coste. Si va a caccia di tsunamiti (qui la nostra intervista esclusiva alla ricercatrice Alessandra Smedile): un simile impatto con la superficie del mare, non può non aver provocato uno tsunami le cui tracce potrebbero ritrovarsi sul litorale.
La ricerca ha successo. In numerose località messicane e statunitensi, tutt’intorno al Golfo, per distanze che arrivano anche a 1000 km dal punto d’impatto, sono rilevati livelli sabbiosi, caotici e rimaneggiati, contenenti fossili marini di microrganismi strappati dal loro ambiente naturale e trasportati con violenza dalle onde. Questi livelli, deposti all’interno di sedimenti più fini, rappresentano una chiara evidenza di ambienti ad alta energia, quasi uno shock in una sedimentazione generalmente più tranquilla e regolare. Sono le tsunamiti. Nasce dunque un modello dell’evento, con ricostruzioni anche al computer. Non appena il gigantesco asteroide entra nell’atmosfera, genera un’onda d’urto così forte che il suo arrivo sulla superficie del mare provoca già uno tsunami. Segue l’impatto devastante la cui posizione geografica è individuata all’incirca nel nord-ovest dell’attuale Yucatan. Altre onde, di altezza media intorno a 150 metri ma con punte fino a 300 metri, vengono generate, propagandosi in tutte le direzioni. Il loro arrivo sulla costa è assolutamente catastrofico: riescono a penetrare sul continente per circa 300 km, risalendo tra l’altro i bacini degli attuali Rio Grande e Mississippi. Infine si verifica un fortissimo effetto-risacca per cui le onde continuano per diverso tempo ad andare avanti ed indietro, generando ulteriore distruzione.
Una simile catastrofe provoca sconvolgimenti terribili anche a livello climatico. L’atmosfera è talmente carica di polveri e detriti da oscurare a lungo, forse per un intero decennio, la luce del sole, con effetti catastrofici sui processi di fotosintesi: le temperature medie si abbassano in una sorta di “inverno globale” e parecchie specie, dinosauri compresi, non riescono ad adattarsi, scomparendo per sempre dalla faccia della Terra. Tuttavia ancora oggi questa teoria trova qualche critico, soprattutto in base alla selezione delle specie sopravvissute. Perché i dinosauri sono scomparsi e, ad esempio, i serpenti ed i coccodrilli no? Un altro problema è sorto quando ulteriori datazioni dei livelli legati al meteorite di Chicxulub avrebbero indicato età di 300mila anni precedenti l’estinzione di massa cretacica, valutazione messa però recentemente in discussione. Dunque il dibattito sembra ancora aperto, ma tutti concordano sul fatto che l’impatto dell’enorme meteorite con la terra abbia rappresentato uno degli eventi più importanti di tutta la storia del nostro pianeta.
Eltanin. Se il “meteorite dei dinosauri”, come viene comunemente chiamato l’evento di Chicxulub, è il più famoso, non è certamente l’unico caduto sulla superficie terrestre né in mare. Nel 1981 furono scoperte altre anomale concentrazioni di iridio in alcune carote estratte dai fondali nel Mare di Bellingshausen, nell’Oceano Pacifico Meridionale, dalla nave Eltanin che dà il nome all’evento. Ulteriori spedizioni hanno rinvenuto altre altissime concentrazioni (da 1 g/cmq a 6 g/cmq) di materiale meteoritico in una serie di livelli definiti depositi di impatto, per un’area di almeno circa 20mila kmq, in un oceano profondo oltre 5 km: questa probabilmente è la zona dell’intero pianeta con maggiori concentrazioni di materiale meteoritico.
La datazione radiometrica ha permesso di piazzare questo evento a circa 2.2-2.5 milioni di anni fa: si ipotizza che il diametro del meteorite responsabile sia stato almeno di 1 km, forse 4 km, e che viaggiasse a circa 20 km/s. Ulteriori indagini, calcoli idrodinamici e simulazioni al computer sembrano confermare l’ipotesi che questo impatto abbia potuto provocare anche uno tsunami, con onde alte fino a decine di metri, che avrebbe colpito Antartide e Sud America, fino ad una distanza di circa 1500 km, nel giro di 2-3 ore. Dall’altra parte del Pacifico potrebbero essere state raggiunte anche le Isole Figi e la Nuova Zelanda. Questo tra l’altro spiegherebbe il meccanismo di trasporto correlato all’anomala presenza di microfossili cenozoici in alcuni sedimenti antartici più recenti. Pur mancando un definito cratere d’impatto, probabilmente posizionato a nord delle cosiddette Freeden Seamounts, una specie di catena sottomarina che si eleva di oltre 2000 metri dalle piani abissali, questo evento rappresenta comunque un fenomeno tale da poter aver generato, almeno a livello regionale, anche variazioni climatiche. Qualcuno giunge ad ipotizzare che potrebbe aver accelerato perfino lo sviluppo delle glaciazioni quaternarie.
Mahuika. Tutto il mondo presenta comunque crateri connessi ad impatti di meteoriti. Uno dei più controversi è quello situato nel Mar di Tasmania, a sud della Nuova Zelanda e chiamato Mahuika, il nome con cui i Maori indicano il dio del fuoco. Il cratere è largo una ventina di km, è profondo circa 130 metri e circondato da depositi di impatto, in particolare le cosiddette tectiti: si tratta di frammenti vetrosi, composti principalmente di silicio e caratterizzati da una scarsissima presenza di acqua, formatisi tipicamente in ambiente con fortissime pressioni e temperature legate proprio all’impatto della superficie terrestre con un meteorite. In questo modo si sarebbe dunque formato il cratere di Mahuika anche se non tutti gli scienziati concordano. Una conferma indiretta arriva da diversi livelli di tsunamiti trovati sulla terraferma, in Australia (soprattutto sulle coste del Nuovo Galles del Sud) e Tasmania come nelle varie isole della Nuova Zelanda. Tali depositi sono molto in alto rispetto al livello attuale del mare: un centinaio di metri nella baia australiana di Jervis, tra i 150 ed i 200 metri nella Stewart Island, un’isola che si trova immediatamente a meridione dell’Isola del Sud neozelandese. L’ipotesi principale è che il meteorite, impattando sul mare provenendo da nord-ovest, abbia generato uno tsunami, altrimenti difficilmente spiegabile. L’età più probabile per questo evento, confermata dalle datazioni dei livelli di tsunamiti, è ritenuta il XV secolo, intorno al 1420-1450, un periodo in cui non si hanno evidenze né di forti terremoti né di eruzioni violente. Oltre tutto proprio in quell’epoca i Maori, l’unica popolazione allora vivente in quelle aree, abbandonarono in massa le coste neozelandesi, trasferendosi nelle zone più interne: la ragione più plausibile per questa migrazione pare proprio una catastrofe naturale proveniente dal mare il cui ricordo è ancora presente nella tradizione locale.
Nord America. L’America sembra essere un continente particolarmente “amato” dai meteoriti. La baia di Chesapeake si trova sulle coste atlantiche della Virginia, negli Stati Uniti, circa 500 km a sud di New York: Norfolk e Portsmouth le sue principali città. Dagli anni ’80 in questa zona, anche in mare, si eseguono ricerche, sondaggi e prospezioni sismiche in cerca di acquiferi e giacimenti petroliferi. Le carote estratte mostrano risultano sorprendenti: gli strati regolari di sabbie ed argille sono intervallati da alcuni livelli anomali, caotici e rimescolati, contenenti cristalli di quarzo fortemente alterati e stressati, con sistemi di fratture parallele in più direzioni. Si rinvengono anche microtectiti e sferule: strutture sferiche millimetriche dovute alla vaporizzazione della roccia all’impatto con un meteorite ed alla successiva loro condensazione all’interno dei sedimenti. I microfossili presenti, dell’Eocene, permettono la datazione: 35 milioni di anni fa. Indagini sismiche più accurate, grazie alla compagnia petrolifera Texaco, individuano un enorme cratere, totalmente nascosto e ricoperto dai sedimenti di età successive all’evento, centrato sulla cittadina di Cape Charles e ricadente sulla piattaforma continentale atlantica. Il cratere è enorme e con una forma anomala, una specie di sombrero rovesciato: la parte più profonda è larga un’ottantina di km. Tectiti associate a questo evento sono state rinvenute in Texas ed in Georgia. Si calcola che l’impatto del meteorite abbia potuto scagliare l’acqua per un’altezza di diversi km e generato un enorme tsunami i cui contorni però sono ancora sconosciuti.
Anche la zona dove oggi sorge New York sarebbe stata colpita da uno tsunami provocato da un meteorite del diametro di almeno un centinaio di metri, circa 2300 anni fa. Sedimenti anomali, con minerali fortemente deformati e presenza di sferule e nanodiamanti di chiara origine meteoritica, sono stati recentemente ritrovati lungo il corso del fiume Hudson, ad una cinquantina di km dalla sua foce. Il cratere sarebbe nascosto in mare, davanti alle coste del New Jersey, nei pressi di Long Island. Un’ipotesi comunque tutta da dimostrare ed ampiamente da verificare. Alte concentrazioni di iridio, sferule e cristalli deformati da un’energia molto intensa si ritrovano anche in alcuni livelli a profondità di circa un km intorno alla zona dei Grandi Laghi, in particolare il Lago Superiore, al confine tra Stati Uniti e Canada. Sudbury e Thunder Bay, nell’Ontario, sono le città intorno alle quali si sarebbe verificato l’impatto di un altro meteorite, del diametro di circa 10-15 km: il cratere ha un diametro di circa 250 km. L’evento sarebbe accaduto in un tempo remotissimo, addirittura circa 1850 milioni di anni fa ed avrebbe scatenato un disastro di proporzioni assolutamente planetarie: i detriti sono stati rinvenuti fino a 800 km di distanza. L’abbondante presenza di minerali, con relative attività estrattive, nel Midwest americano sarebbe legata anche a questo avvenimento catastrofico.
I casi accertati di grandi crateri derivanti dall’impatto di meteoriti con la superficie terrestre sono circa 150 di cui una cinquantina di grandi dimensioni. Anche in Europa sono presenti: il più famoso è quello di Nordlingen, in Germania, datato a 15 milioni di anni fa. Molti però sono controversi ed ancora oggetto di studi e discussioni, come quello di Silverpit, nel Mare del Nord, scoperto grazie ad indagini geofisiche, il quale teoricamente avrebbe pure potuto generare uno tsunami. Più certo invece l’evento detto Mjolnir, dal nome del martello di Thor, il mitico dio vichingo. Il cratere, scoperto nei primi anni ’90 grazie a prospezioni sismiche, è situato nel Mare di Barents, tra le Isole Svalbard e la costa settentrionale norvegese. Largo una quarantina di km, vede confermata la sua origine extraterrestre dal ritrovamento in alcune carote di livelli tipicamente caratterizzati dall’abbondante presenza di iridio (15 volte più del normale). Il meteorite avrebbe avuto un diametro compreso tra 1 e 3 km: il suo impatto sul mare avrebbe sprigionato un’energia similare a quella di un terremoto con magnitudo 8.0, generando uno tsunami con onde alte una decina di metri. L’evento sarebbe accaduto circa 142-145 milioni di anni fa, come confermato dal ritrovamento di alcune tsunamiti, datate intorno a quella data, sulle coste svedesi e francesi.
Dunque tutta la Terra è costellata di crateri di origine extraterrestre. I catastrofisti più radicali hanno da tempo indicato proprio in un meteorite il killer più probabile per l’umanità. Forse non sarà così, ma è indubbio che, pur se le probabilità sono estremamente basse, gli impatti di corpi celesti con la superficie del nostro pianeta possono sviluppare eventi catastrofici di livello assoluto. Possiamo soltanto, una volta di più, confidare nella scienza. O nella fortuna.
BIBLIOGRAFIA
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- Paine M.P., Asteroid Impacts: the Extra Hazard Due to Tsunami, Science of Tsunami Hazards, Vol.17, n. 3, pp. 155-166,1999
- www.wikipedia.org
