Lo scorso 20 marzo nell’aula magna del rettorato di Siena sono intervenute per il Darwin Day la professoressa Vera Montalbano, direttore della collezione di strumenti di fisica dell’Università di Siena e Ilaria Bonini, direttore dell’Orto botanico dell’Università di Siena.
“Il tempo ritrovato. Storia dell’esplorazione scientifica che ha definito l’età della specie umana, del pianeta e oltre”
E’ il titolo dell’intervento di Vera Montalbano. La direttrice del museo collezione strumenti di fisica, appartenente al SIMUS (sistema museale universitario senese) del Dipartimento di Scienze fisiche, della Terra e dell’Ambiente, ha tracciato la linea del tempo del nostro pianeta passando per le teorie del creazionismo e del catastrofismo, citandone i maggiori pensatori. Per studiare l’età della Terra è chiaro che decenni e secoli sono entità teoriche convenzionali. Lo spettro delle scale temporali naturali è molto ampio: si passa dai tempi umani brevi (giorni), ai tempi umani lunghi (decenni) fino ai tempi geologici e astronomici (secoli e decine di migliaia di anni).
Per misurare il tempo facciamo riferimento ai fenomeni periodici come la rotazione della terra intorno al suo asse, o la rivoluzione di un pianeta intorno a una stella o a un altro pianeta. Ci avvaliamo di un tempo caratteristico misurabile con gli orologi (meccanici, digitali, atomici). Per misurare il tempo non solo possono essere usati i sistemi periodici ma tutti i sistemi dotati di un tempo intrinseco (gli orologi ad acqua, i sistemi di decadimento radioattivo, reazioni chimiche tra reagenti liquidi).
In epoca romana c’era chi pensava che la nascita della Terra risalisse alla guerra di Troia
In mancanza di metodi sperimentali adeguati si andava avanti con le teorie creazionistiche legate alle religioni. San Barnaba stimò l’età della Terra di 6000 anni, nel 1647 John Lightfoot stimò invece, che l’origine della terra si era avuta nel 3928 a.C giorno dell’equinozio d’autunno. Nel 1650 James Ussher datò la creazione nel pomeriggio del 22 ottobre 4004 a.C. Niels Stenser fu tra i primi a capire che i fossili sono resti di creature viventi. Stensen affermò che i geologi potevano analizzare la storia della Terra studiando gli strati rocciosi depositati nel corso dei millenni.
Queste nuove scoperte alla fine del Seicento diedero vita alle teorie catastrofistiche secondo cui la terra sarebbe originata da catastrofi naturali avvenute in modo rapido. Il conte di Buffon, George Louis Lecrerc, pensava che il sistema solare si fosse originato da una violenta collisione tra una cometa e il sole. Dalla collisione sarebbero originati dei globi di fuoco che raffreddandosi avrebbero dato origine ai pianeti. Fece costruire delle sfere di ferro dalla sua fonderia per simulare la creazione della Terra (dal momento che lui ipotizzava che la Terra fosse fatta di ferro), considerando il tempo impiegato dalla sfera per raffreddarsi una volta riscaldata lui stimò che la terra aveva 74832 anni.
James Hutton si distaccò dalle teorie delle Sacre Scritture dando origine all’attualismo (nessuna traccia di inizio, nessuna prospettiva di fine). Charles Lyell si oppose al catastrofismo considerando che in epoche precedenti sarebbe accaduto ciò che accadeva comunque nel presente, derivato dalle stesse cause e il presente è una continuazione lenta e progressiva del passato. Herman von Helmoltz stimò che la terra aveva tra i 20 e i 40 milioni di anni, basando le sue teorie sul tasso di produzione di energia irradiata dal sole.
Un metodo quantitativo per determinare l’Età della Terra
Nel Darwin Day al Rettorato di Siena ci si interroga sull’età della Terra
Nel 1863 William Thomson Lord Kelvin fu il primo fra tutti a definire un metodo quantitativo per determinare l’Età della Terra. Basava le sue teorie sul calore irradiato dal sole, sull’effetto mareale della rotazione terrestre, e la storia termica della terra. Da delle ricerche condotte su miniere Kelvin osservò che la terra da uno stato fuso iniziale si raffreddava gradualmente per conduzione.
Lui ipotizzò che la crosta terrestre doveva essersi formata tra i 400 e i 20 milioni di anni dal presente mentre Darwin ipotizzò prima 300 Ma, poi 100 Ma, e alla fine 20 Ma, nella terza edizione de l’Origine della specie. John Joly tentò di stimare l’età della terra dalla quantità dei sali contenuti negli oceani, indicò una stima di 90 Ma. Henry Becquerel scopre la radioattività nel 1896. Rutherford insieme a Borden nel 1905 propose la radioattività come metodo per misurare l’età delle rocce e dei minerali, e quindi l’età della terra. Un primo passo verso le misure radiometriche.
La datazione radiometrica (o radiodatazione)
In conclusione, ad oggi, la datazione radiometrica (o radiodatazione) è uno dei metodi per determinare l’età di fossili, rocce, asteroidi. Si basa sul rapporto tra le abbondanze osservate di un opportuno isotopo radioattivo e dei suoi prodotti di decadimento, ed è la principale fonte di informazioni dell’Età della Terra. Il metodo più comune è quello del carbonio-14. Gli organismi viventi acquisiscono carbonio, la cui concentrazione deriva da un equilibrio dinamico con l’atmosfera, attraverso l’anidride carbonica (le piante attraverso la fotosintesi, gli animali nutrendosi di piante o altri animali).
Quando un organismo muore cessa di assumere C-14, e gli isotopi presenti nel suo corpo continuano a decadere. La quantità di C14 rilevata dai resti dell’organismo fornisce una indicazione sul tempo passato dalla sua morte. Per misurare l’età delle rocce si usano vari isotopi. Ci sono vari modi per stimare l’Età dell’Universo, la radiodatazione usa l’età degli elementi chimici e l’età di alcune stelle antiche. Altri metodi usano l’età dei più antichi ammassi stellari, l’età delle più antiche nane bianche, o dei parametri cosmologici.
“Le piante raccontano l’evoluzione nell’orto botanico di Siena”
E’ il titolo dell’intervento della prof.ssa Bonini. Il percorso ci fa capire perché ricordare Darwin, ci fa comprendere che utilizzare le piante e scoprire la storia delle piante ci permette di studiare il tempo geologico, per questo scopo l’orto ha dei riferimenti tramite Qrcode che ci guidano. L’evoluzione delle piante è uno degli studi di Darwin, le tappe in orto portano a osservare biofite, pteridofite, gimnosperme, angiosperme.
500 milioni di anni fa le alghe del mare hanno conquistato la terra ferma e si sono differenziate in 500.000 specie diverse. Il percorso si può trovare anche sulla pagina del sito:
www.simus.unisi.it/percorso-evolutivo-darwin/.
Lo splendido Darwin Day si è concluso con il concerto del coro d’ateneo diretto da Elisabetta Miraldi.
Crediti immagini:
- Fig.1 La locandina dell’evento è consultabile al sito unisi
- Fig.2 Darwin Day al Rettorato di Siena, intervento di Vera Montalbano e Ilaria Bonini
- Fig.3 Darwin Day al Rettorato di Siena, “Il tempo ritrovato”
- Fig.4 Darwin Day al Rettorato di Siena, intervento di Vera Montalbano
- Fig.5 Darwin Day al Rettorato di Siena, intervento di Ilaria Bonini
