"I gradienti della Terra" | Lectio Doctoralis di Carlo Doglioni (Sapienza Università di Roma)

Описание: In video la lectio doctoralis del prof. Carlo Doglioni, docente di Geodinamica alla Sapienza Università di Roma e accademico dei Lincei, tenuta in occasione della cerimonia di conferimento del Dottorato Honoris Causa in Scienze della Terra e dell’Ambiente da parte dell’Università di Catania.

GRADIENTI DELLA TERRA
Dalla meccanica quantistica alla fisica newtoniana, dalle leggi di Maxwell alla teoria della relatività, fino alla biologia cellulare, la natura è guidata da gradienti: variazioni nello spazio e nel tempo di grandezze come pressione, temperatura o potenziale elettrico. Ogni fenomeno naturale — dal battito del cuore a un terremoto — nasce da un gradiente che regola l’equilibrio e la trasformazione dell’energia.
Anche la Terra obbedisce a questa legge universale. Dal nucleo fino alla superficie, tutto ciò che accade — la generazione del campo magnetico, la dinamica delle placche, le eruzioni vulcaniche o le frane — è il risultato di gradienti di parametri fisici. Più grande è il gradiente, maggiore è l’energia che può essere liberata. Eppure, ancora oggi non sappiamo con certezza quale sia il motore della geodinamica: cosa muove le placche tettoniche rimane una delle grandi domande aperte nelle geoscienze. Le teorie tradizionali — come la trazione della litosfera in subduzione o la convezione del mantello — non spiegano completamente la complessità del fenomeno. Esistono vari modelli, ma nessuno è stato dimostrato in modo definitivo. I modelli tradizionali — come il tiro della litosfera in subduzione o la convezione del mantello — presentano limiti significativi. La densità della litosfera oceanica, pur diventando maggiore con l’età e il raffreddamento, non basta da sola a spiegare la complessità del movimento globale delle placche. Inoltre, le condizioni termiche del mantello inferiore e della parte basale di quello superiore, subadiabatiche, riducono la possibilità di una convezione attiva.
Il gradiente medio di temperatura all’interno del pianeta è inferiore a 1 °C/km; tuttavia, le temperature del mantello — comprese tra circa 1300 °C nella parte superiore e circa 3000°C alla base — garantiscono viscosità e tempi di rilassamento tali da permettere la discesa della litosfera nelle zone di subduzione e la risalita dell’astenosfera nelle aree di rifting, dando luogo a una convezione passiva. Il principale piano di scollamento della litosfera si trova tra 100 e 200 km di profondità, nel cosiddetto canale a bassa velocità, dove le onde sismiche rallentano. Le variazioni laterali di viscosità in questo livello — cioè i gradienti di viscosità — determinano differenze di velocità tra le placche sovrastanti.
La legge di Gutenberg-Richter, che correla la frequenza dei terremoti alla loro magnitudo, ci rivela un aspetto fondamentale: la globalità del fenomeno sismico e quindi anche della sua sorgente energetica. Il fatto che la sismicità sia distribuita su scala planetaria indica che l’energia che muove le placche debba avere un’origine globale. È possibile che un contributo provenga anche da forze esterne, come le maree solide, la cui componente orizzontale orientata verso ovest potrebbe influenzare la dinamica globale della litosfera. È quindi necessario ipotizzare anche un meccanismo esterno che contribuisca al movimento delle placche.
La geodinamica terrestre appare dunque come un sistema caotico e auto-organizzato, controllato da forze interne ed esterne. Comprenderlo richiede un cambio di prospettiva e un impegno internazionale. Nel nostro immaginario, come Dante, associamo il cielo al paradiso e le profondità terrestri all’inferno, e quindi vi prestiamo poca attenzione e investiamo poco nella conoscenza del pianeta. In realtà, la sottile superficie su cui viviamo è il vero confine della vita, dove i gradienti di temperatura, pressione e composizione atmosferica rendono possibile l’esistenza. Sotto di noi non c’è l’inferno, ma la sorgente stessa dell’evoluzione, dato che tutti gli esseri viventi sono fatti di atomi provenienti dal mantello terrestre. Con questo obiettivo cerchiamo di lanciare il progetto Earth Telescope, dedicato allo studio della struttura e della dinamica del nostro pianeta.
Ma i gradienti non appartengono solo alla fisica della Terra: plasmano anche i sistemi umani. Le differenze economiche e demografiche tra Nord e Sud del mondo generano gradienti di “potenziale umano” che alimentano migrazioni e squilibri. Riconoscere questi meccanismi significa accettare che, in natura come nella società, il movimento nasce sempre da un gradiente che deve essere conosciuto e dove possibile governato — e che negarlo significa opporsi al principio stesso della vita.