sabato 16 dicembre 2017

Storia dell'astronomia e della cosmologia (Terza parte)

Galileo Galilei


Galileo Galilei

Galileo Galilei (1564-1642) nasce a Pina il 15 Febbraio. Viene indirizzato dal padre allo studio della matematica e della musica, ma egli ebbe passione per la medicina, da cui si tenne lontano per gli indirizzi del padre.
Ma Galileo, dopo avere assistito ad una lezione di geometria, ne rimane affascinato e decide, con non poche difficoltà, il padre a lasciarlo studiare matematica.
Galilei fu profondo osservatore dei fenomeni naturali; il suo metodo fu la misurazione e la quantificazione delle cose; da lì si potevano discernere le relazioni matematiche deputate alla spiegazione semplificata del fenomeno.
Il suo linguaggio non fu solo i dotto latino, ma anche il popolare italiano, e questo fu forse uno fei fattori chiave della sua popolarità; senza l'italiano non sarebbe potuto divenire, con tutta probabilità, il Galilei che tutti conosciamo.
Fondamentale fu lo studio sulla caduta dei corpi; si riteneva (e molti ritengono ancora oggi) che la velocità di caduta di un corpo sia proporzionale al suo peso. La concezione può essere superficiale ma non ingenua: infatti pare proprio che i corpi meno pesanti (piume, foglie) siano ben più lenti nella caduta di quelli pesanti.
Galilei sperimentò con i piani inclinati; ne vennero fuori 2 constatazioni:
  1. Lo spazio percorso dagli oggetti in caduta non dipende dal loro peso;
  2. Gli oggetti si muovono a velocità crescente e non costante.
Il risultato fu la fine di una digressione filosofica sulla natura del moto dei corpi: in considerazione di una forza costante applicata, il corpo si muoverà più velocemente con l'aumentare del tempo ed inoltre, per l'attrazione gravitazionale, la distanza percorsa aumenta con il quadrato del tempo.
Ma Galileo dimostrò anche che un corpo può opporsi essere soggetto a più forze, come il proiettile, che è sottopoto contemporaneamente a gravità (per cui è attratto verso il basso) e a spinta propulsiva (per cui è spinto verso avanti). La somma dei due moti genera un'iperbole; per questo Galileo può essere considerato il fondatore della balistica.
Questa composizione dei moti spiega perchè, pur essendo che tutti i corpi sulla Terra ne condividano la rotazione, non ruotino con essa: esistono altre forze in una condizione di attrazioni ed equilibri.
Da qui la teoria meccanicistica dell'Universo, secondo cui i fenomeni naturali e i corpi sono soggetti a leggi di equilibrio e contrappasso, forze uguali e contrarie. La teoria sarà superata dalla scoperta dell'atomo e delle particelle subatomiche (rammentiamo che già in antichità fu ipotizzata l'esistenza di minuscole particelle che componessero la materia) e l'armonia dell'Universo non poteva più essere spiegata così semplicisticamente.
Queste teorie, però, sono chiaramente rivoluzionarie: i teologi ritenevano che i corpi, dopo la spinta iniziale, continuassero a muoversi per l'azione degli angeli; altri che essi, dopo la spinta iniziale, avrebbero continato a muoversi indefinitamente e a velocità costante.
Anche l'osservazione di una supernova nel 1604 è rivoluzionaria: pone fine alla teoria sull'immutabilità del firmamento (solido).
Finalmente, nel 1609, Galileo inventa il telescopio: un tubo per osservare il cielo tramite lenti, ma anche per osservare le minuscole creature con una diversa disposizione delle lenti (Galileo osserva anche gli insetti).
Tramite il telescopio, Galileo suggellerà la cesura con la teoria dell'immutabilità dei cieli: osserverà che la Luna possiede rilievi montuosi del tutto analoghi a quelli della Terra; scoprirà le macchie solari, e la coincidenza per cui anche altri le osserveranno queasi simultaneamente con lui ne accrescerà la notorietà; scoprirà la rotazione del Sole in 27 giorni.
Ma le scoperte scientifiche ed astronomiche non si fermano qui: scoprirà che Giove possiede 4 corpi celesti che ruotano attorno ad esso, e solo successivamente Keplero darà loro il nome di "satelliti". Oggi noti come galileani, i 4 satelliti di Giove, Io, Europa, Callisto e Ganimede furono inizialmente detti medicei in onore della famiglia "Medici".
Quei 4 satelliti ruotanti attorno al corpo principale di Giove erano un vero e proprio piccolo sistema planetario; la loro scoperta dovette essere certamente carica di emotività.
Inoltre, osservò che Venere avesse fasi analoghe a quelle della Luna; spiega la luce cinerea della Luna con il riflesso della luce del Sole della Terra, vale a dire che il Sole illumina la Terra e la luce della Terra è a sua volta riflessa sulla Luna, questo è un elemento a favore della cosmologia copernicana. Ma lo è anche la natura diversa dei pianeti da quella delle stelle, così è confutata ancora una volta la teoria sull'uniformità dei corpi celesti e immutabilità dei cieli; i pianeti sono globi come la Terra e riflettono la luce del Sole.
In una lettera a Keplero (1610) egli scrive, in forma anagrammatica, che "il più lontano dei pianeti ha forma tripla". Interpretato dal suo interlocutore come un messaggio di scoperta di due satelliti di Saturno, solo con Huygens prima e con Cassini poi si comprenderà che ciò che Galileo vide non erano satelliti, bensì anelli; il primo ne individuò uno solo, il secondo più di due e sulla loro natura egli disse che non erano corpi solidi e neppure corpi semplici, ma corpi composti a loro volta da oggetti minori.
Nel 1623, con l'avvento di Papa Urbano VIII, Galileo si sentì in grado di poter divulgare le sue teorie in un clima apparentemente più tollerante; il libro pubblicato nel 1632 fu "Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, tolemaico e copernicano". Il libro descrive un dibattito tra due colti (Simplicio, che rappresenta il papa e professante la teoria tolemaica) e Salviati (che rappresenta Galileo e professante la teoria copernicana) per mostrare la validità delle loro teorie ad un uomo comune, Sagredo.
Alla fine, Simplicio ne uscì sconfitto, ma la sua associazione con il papa fu troppo evidente.
Nel 1633 Galileo fu accusato di eresia e costretto ad abiurare le proprie teorie rivoluzionarie. Quale sia il motivo per cui egli lo fece non è noto; una spiegazione forse semplicistica risiede nella sua età veneranda ed in una parziale cecità. Il libro rimase all'Indice fino al 1835, ma già nel 1965 Papa Paolo VI ne iniziò la riabilitazione che sarà ultimata con Papa Giovanni Paolo II nel 1992.
Pubblicò le sue scoperte periodicamente attraverso il periodico "Sidereus Nuncius".

L'epoca galileana

Nel 1608 Giovanni Alfonso Borelli constata che le orbite delle comete non sono ellissi ma parabole.
Nel 1614 si ha la pubblicazione di "Descrizione della regola meravigliosa dei logaritmi" da parte di Nepero (1550-1617), in cui l'autore spiega le regole per il calcolo dei logartmi e mostra tabelle con logaritmi già calcolati. Egli pensa che i numeri possano essere espressi esponenzialmente: 4 è 2², 8 è 2³, e così via. I numeri scritti in forma esponenziale sono utili al fine di semplificare i calcoli ed ebbero un impatto enorme all'epoca, come i computer lo hanno oggi.
Nel 1647 Hevelius (1611-1687) produce la prima mappa della faccia visibile della Luna. Relizza un imponente telescopio della lunghezza di quasi 50 metri sulla spiaggia di Danzica, ma non fu mai utilizzato per via delle dimensioni.
Ismael Boulliau (1605-1694) ipotizza che la forza centrale che agisce sui pianeti sia proporzionale all'inverso della loro distanza.

Prima Parte

Seconda Parte

mercoledì 13 dicembre 2017

Storia dell'astronomia e della cosmologia (Seconda Parte)

Rinascimento e nuove prospettive


Il Giovane Mecenate vi propone qui la seconda parte di questa interessante storia delle scienze astronomiche.

Con il Rinascimento, la cui data d'inizio può simbolicamente identificarsi nel 29 Maggio 1453, in cui i Turchi conquistano Costantinopoli e molti studiosi greci fuggono in Europa per portarvi le loro ricchezze (e anche la capacità di tradurre in latino), si avrà una vera e propia rivoluzione scientifica, basata finalmente su un'astronomia più sperimentale ed osservativa e meno filosofico-mistica. Pionieri sono nomi del calibro di un Galileo Galilei, di un Leibniz, di un Newton.
Di un Giordano Bruno, il cui anacronismo gli costò cara la pelle. Eppure, egli ebbe uno sguardo che passò molti secoli dopo di lui.
Ma prima del loro avvento, sarà importante parlare di Johannes Müller (1436-1476), detto Regiomontano, il quale costruì un vero e proprio osservatorio nel 1471 e, l'anno successivo, studia la rinomata cometa di Halley. A dispetto di questi meriti, però, rifiuta la rotazione della Terra: egli spiega che se la Terra ruotasse gli uccelli sarebbero spazzati via o urterebbero tra di loro, e lo stesso dicasi delle nubi. Chiamato da Papa Sisto V a Roma per una riforma del calendario, morirà prima di ultimare la missione a causa di peste.
Nel 1473 nasce colui che avrà il merito di abbattere quella cosmologia apparente e condivisa nell'antichità: Nicolò Copernico (1473-1543).
Dopo aver frequentato l'Università di Cracovia, egli parte per l'Italia, ove si laurea in diritto canonico.
Egli formula la teoria elio-centrica: non è la Terra al centro del Sistema Solare, ma al centro vi è il Sole, e i pianeti gli ruotano attorno. Egli notò che Mercurio e Venere sono più vicini al Sole che non la Terra. Tuttavia Copernico mantenne le orbite circolari (e non ellittiche).
Sospettoso di essere accusato quale eretico, egli tentennerà nel pubblicare la sua teoria nel suo libro, "Sulle rivoluzioni dei corpi celesti". Si rammenti che Copernico era laureato in diritto canonico. E difatti il libro fu messo all'Indice dalla Chiesa Cattolica, ma anche Martin Lutero lo condannò.
Il merito copernicano fu l'abbattimento formale di quella teoria geo-centrica da sempre creduta, per motivi filosofico-metafisici, o per motivi di osservazione apparente.

Sistema Eliocentrico Planetario Copernico

Sistema elio-centrico di Copernico

Tycho Brahe

Eppure un grande osservatore come Tygo Brahe (1546-1601) non sposò mai la teoria copernicana. Appassionato di politica ed alchimia, si convertità all'astronomia definitivamente nel 1572, quando osserverà una stella molto brillante nella costellazione di Cassiopea. Egli la chiamò "nova", e da lì deriverà il termine di supernova. Difatti quella osservata da Brahe fu proprio una supernova, una stella molto massiccia che, giunta al termine della propria vita, esplode generando immane quantità di energia e luminosità insolita dalla Terra.
Nel 1577 osserva una cometa e nota che essa si trova molto al di là dell'orbita della Luna: è pertanto un duro colpo inferto alla cosmologia ufficiale, che vedeva i pianeti incastonati in firmamenti solidi trasparenti. Nemmeno Galileo osò tanto: egli riteneva che le comete fossero solo un fenomeno atmosferico e non reali corpi celesti. Inoltre la cometa aveva orbita non circolare ma ellittica: pertanto, non poteva più essere considerata attendibile la teoria dei firmamenti solidi, che non potevano esistere. Eppure Tycho Brahe rimase fedele alla visione tradizionale, forse anche per il timore di accusa di eresia, e non diede mai credito alle proprie scoperte. Al punto tale che formulerà una cosmologia abbastanza complessa e circonvoluta: egli teorizzò che tutti i pianeti ruotano attorno al Sole, ma il Sole attorno alla Terra.
Uno dei crateri lunari porta il suo nome.

Giordano Bruno

Giordano Bruno (1548-1600), originario di Nola presso Napoli, nel suo libro "Dell'infinito universo e mondi", teorizza un'ipotesi assolutamente rivoluzionaria: l'Universo è infinito ed ogni stella visibile lassù possiede un proprio sistema planetario. Siccome Dio è infinito, la sua potenza e le sue azioni non possono che essere infinite: l'Universo stesso dunque deve essere infinito. Pertanto, anche le stelle e i loro sistemi planetari sono infiniti in numero. Ciò implicava la fine dell'antropocentrismo religioso dal momento in cui, se esistono altri sistemi planetari, addirittura infiniti numericamente, il sistema solare di cui fa parte la Terra non possiede alcuna centralità nè particolarità. Giordano Bruno viene considerato il precursore dell'astronomia contemporanea, dedita alla ricerca di esopianeti e di forme di vita extra-terrestri, pensanti ed evolute o semplici.
Come sappiamo, le sue posizioni gli costarono la vita: accusato di eresia, fu messo al rogo il 17 Febbraio 1600.

Giovanni Keplero

Giovanni Keplero (1571-1630) è costretto ad intraprendere la vita religiosa; non gli restavano altre strade, avendo mani deformi e vista difettosa. Eppure si nota la sua perspicacia matematica e presto apprenderà la teoria elio-centrica.
Seguace di Tycho Brahe, alla sua morte ne erediterà l'intero patrimonio culturale e cercherà, con quei dati, di formulare una nuova cosmologia. Innanzitutto, egli constata che l'intensità della luce diminuisce con il quadrato della distanza della sorgente di luce. Abbandonando una volta per tutte i firmamenti solidi, egli ipotizza orbite ellittiche per i pianeti ruotanti attorno al Sole; esso occupa uno dei due fuochi delle ellissi che si trovano sull'asse maggiore delle stesse. Partendo da questo presupposto, Keplero formulerà le 3 leggi che di lui portano il nome:
  1. L'orbita descritta dai pianeti è un'ellisse di cui il Sole occupa uno dei due fuochi. È detto "afelio" il punto più lontano dal sole ed è detto "perielio" quello più lontano.
  2. Considerando le orbite dei pianeti, il raggio che unisce il centro del Sole e il centro dei pianeti (raggio vettore) descrive aree proporzionali ai tempi impiegati per descriverle
  3. I quadrati dei tempi di rivoluzione attorno al Sole sono proprorzionali ai cubi dei semiassi maggiori da essi descritti.

martedì 12 dicembre 2017

Storia dell'astronomia e della cosmologia (Prima Parte)

Via Lattea

La Via Lattea sovrasta l'osservatorio "La Silla", Cile


L'astronomia e la cosmologia sono tra le discipline più antiche, e sono anche tra le scienze preferite del Giovane Mecenate! Le loro radici sono profonde quanto quelle della religione o della filosofia. Non solo per la meraviglia che suscita un'immagine come quella su ma perchè, proprio come la religione, i loro princìpi non sono stati formulati sotto l'egida della sperimentazione. I loro oggetti, stelle, pianeti, non sono accessibili direttamente, se non negli ultimi decenni. Sarà con Galileo Galilei e Newton che le scienze atronomiche applicheranno sperimentalmente le leggi fisiche e inizieranno a comprenderle.
Il Giovane Mecenate proverà a fare una cronistoria delle scienze astronomiche dai tempi antichi fino ad oggi.

Le cosmologie antiche

La concezione dell'Universo per le popolazioni antiche è omogenea ed ingenua; si basa sulla pura apparenza. Per tutti i popoli antichi la base cosmologica è dunque una concezione di una terra piatta e di un cielo solido, come si potrebbe pensare ad un'occhiata superficiale.
Per l'Antico Egitto il mondo era un rettangolo, i cui lati maggiori erano paralleli allo scorrere del Nilo; il cielo era solido e sovrastato da un oceano celeste, di cui un braccio era proprio il Nilo.
Babilonesi ed Ebrei condividono la stessa cosmologia: una terra piatta sostenuta da imponenti colonne e sovrastata da un cielo solido, su cui sono fissate le stelle, la Luna e il Sole.
Del resto, gli Ebrei furono soggetti a Babilonia durante l'esilio in seguito all'assedio di Gerusalemme nel 597 e nel 587 a.C.
Al di là del cielo solido vi è un oceano presumibilmente infinito (così si spiegava il colore azzurro del cielo, che lasciava trasparire ciò che vi era dopo) su cui risiedono le divinità babilonesi o Dio (Javhè).
Anassimandro (610-546 a.C.), Talete di Mileto (624-546 a.C.) e Anassimene (570-500 a.C.) possono essere considerati i precursori del pensiero scientifico, ma l'egizio Imothep (XXVI secolo a.C.) può essere considerato come il primo vero scienzato perchè fu lui a costruire la prima piramide.
I 3 filosofi greci sono stati i primi a ritenere che l'uomo, senza apporto di miti e religioni, possa comprendere l'universo con la razionalità. Tuttavia, sebbene i greci ebbero il merito di essere i primi ad avere un pensiero scientifico in senso stretto, la loro astronomia era pessima: produssero innumerevoli modelli cosmologici e non riuscirono mai a formulare un calendario universale.
Talete ritiene che la Terra fosse un disco galleggiante sull'acqua e che anche le stelle fossero composte di acqua, Anassimandro la pensa un disco o un cilindro fluttuante nel vuoto sovrastato da un cielo solido su cui erano appese le stelle come gemme incastonate.
In compenso, già Pitagora (V secolo a.C.) riuscì ad ipotizzare correttamente la forma sferica della Terra. Aristotele posiziona la Terra al centro dell'universo, per contro Aristarco (III secolo a.C.) vi pone il Sole; infine Tolomeo (I secolo a.C.), sposando la tesi aristotelica, vi riposiziona la Terra, e il modello aristotelico geo-centrico sarà il modello cosmologico formale fino all'epoca rinascimentale.
Dal sistema planetario tolemaico che prevede in ordine di distanza dalla Terra la Luna, Mercurio, Venere, il Sole, Marte, Giove e Saturno, traggono origine i giorni della settimana.
Eppure Tolomeo è tra i primi a calcolare con precisione la distanza Terra-Luna e il diametro della prima, nonchè a predìre correttamente un'eclisse solare (28 Maggio 585 a.C.).
Passi avanti furono compiuti da Democrito (IV-III secolo a.C.) che ipotizzò che la Via Lattea fosse composta da stelle e non da una striscia di latte uscente dal seno di una dea. Egli inoltre ipotizzò che la materia fosse un'unità composita di minuscole particelle.
Nel II secolo a.C. Aristarco da Samo contraddice la tesi aristotelico-tolemaica e posiziona al centro del sistema planetario il Sole e, sempre nel II secolo, i cinesi osservano la cometa di Halley per la prima volta.

Sistema geocentrico Tolomeo

Sistema geo-centrico di Tolomeo

Eratostene (II-I secolo a.C.) realizza la più attendibile cartina geografica di allora; raffigura dalle isole britanniche all'isola di Ceylon. In astronomia, determina con precisione l'inclinazione dell'eclittica, ovvero l'angolo compreso tra l'asse terrestre e il piano del moto apparente del Sole.
La sua impresa più grande, per la quale non venne apprezzato, fu la misurazione della circonferenza della Terra. Considerando che nel solstizio d'estate il Sole ad Assuan è allo zenit mentre ad Alessandria è sette gradi da esso (ipotesi della curvatura) egli calcola, adoperando un'unità di misura in uso del suo tempo, lo stadio, la misura della circonferenza terrestre in 46.000 km, un valore assai verosimile, ma incredibile per l'epoca: la misurazione prevedeva un'estensione della Terra maggiore di 4 volte rispetto alle terre conosciute. Per cui egli ipotizza che le terre sconosciute fossero continenti mai scoperti oppure solo acqua. Poseidonio fu accreditato rispetto ad Eratostene per i risultati più accettabili e quest'ultimo, provato emotivamente, decise di morire di fame.

Astronomia medievale, araba ed orientale

Dopo il fervore scientifico dei secoli in prossimità della nascita di Cristo sotto l'egida ellenistica, con l'Impero Romano si ha una quiescenza del sapere scientifico; la sua attitudine alla guerra e alla conquista, ma anche all'edilizia e alle costruzioni ne inibisce la curiosità verso la scienza osservativa e teorica.
Nel 354 d.C. nasce forse il pensatore cristiano più grande di tutti i tempi insieme a S.Tommaso. Padre e Dottore della Chiesa, Sant'Agostino era ben più che solo un pensatore cristiano: egli anticipò Einstein in persona con la sua concezione dell'Universo strettamente correlata al tempo. Per Agostino solo Dio è al di fuori del tempo. Il tempo non è una sovra-struttura che contiene l'Universo, ma è un tutt'uno con l'Universo: l'Universo non è nato nel tempo ma con il tempo (la Città di Dio, Libro XI, 5).
Dopo la caduta dell'Impero Romano sono gli Arabi i nuovi pionieri della scienza; a loro si devono i termini di algebra ed algoritmo. La loro forza risiede nella coesione  religiosa e linguistica nonostante l'incorporamento di diverse culture.
Nel X secolo Cordoba, allora islamica, vanta una gigantesca biblioteca con 400.000 volumi e Baghdad è il fulcro della cultura. Sono anche grandi osservatori del cielo e matematici.
Ma anche ad oriente i cinesi, con una cultura stabile nelle consuetudini e con una forte burocrazia, non sono da meno, forse sono anche più fervidi. Inventano la carta; il primo libro stampato nell'VIII secolo d.C. Sono i primi ad impiegari i razzi in battaglia ed inoltre, ben prima che in Occidente, utilizzano strumenti meccanici diffusamente come il pistone.
Sembra che nel VI secolo d.C. i cinesi compresero che la chioma delle comete si estende in direzione radiale rispetto al Sole.
Pare che furono i precursori di Galilei e Newton perchè già avevano formulato la prima legge del moto (un corpo proseguirà la sua corsa finchè una forza esterna non lo influenza).
Eppure i cinesi non furono mai interessati ad una cultura sicentifica in senso stretto: furono sempre formulate teorie filosofiche disgiunte dalla sperimentazione e dalle osservazioni.
Per i buddisti l'Universo è eterno e ciclico: da sempre e per sempre nasce e muore. Quindi sono molto interessati alla matematica.
Per gli indiani vale lo stesso, in relazione ai calcoli connessi alla posizione di Sole e Luna; non erano interessati ai pianeti.
Nel 1054 viene osservata la supernova della Nebulosa del Granchio e nel 1066 nuovamente la cometa di Halley, che venne identificata come segno per le conquiste di Guglielmo il Conquistatore.
Nel XIV secolo Nicolò Cusano sostiene la similarità di tutti i corpi celesti dell'Universo e che la Terra orbiti attorno al Sole. Egli fu il primo ad utilizzare lenti concave per la correzione della miopia.

Continua nella Seconda Parte

domenica 10 dicembre 2017

La più grande eruzione della storia: Tambora

In questo articolo il Giovane Mecenate parlerà della più grande eruzione mai avvenuta in tempi storici.

Tutti noi abbiamo sentito parlare della famosa eruzione del Vesuvio del 79 d.C. che seppellì Pompei ed Ercolano. E i nostri telegiornali per qualche settimana ci hanno informato dell'eruzione del maestoso Gunung (monte in indonesiano) Agung che si erge come punto più alto dell'isola di Bali, in Indonesia, con i suoi circa 3000 metri di altezza e di cui si teme una potente eruzione con flussi piroclastici (vere e proprie valange di ceneri ardenti che discendono ad altissima velocità lungo i pendii di un vulcano esplosivo).
E chi non ricorda l'eruzione del Pinatubo del 1991, che raffreddò il clima del pianeta di circa 0,5 C° per qualche anno? Si tratta di 3 esempi della forza distruttrice della natura, la quale nel suo scatenarsi non può che essere ammirata e temuta in una mescolanza antitetica di emozioni contrastanti.
L'eruzione del vulcano islandese del 2010, l'Eyjafjöll, paralizzò ad intermittenza i voli aerei in Europa.
Nessuna di queste eruzioni vulcaniche è lontanamente paragonabile a quella che interessò il monte Tambora in Aprile del 1815. Essa è stata ritenuta all'unanimità da storici e vulcanologi come la più catastrofica eruzione della storia dell'uomo dall'entità impareggiabile (finchè nel 2013 un gruppo di ricercatori pare avere individuato con pochi dubbi la fonte di un'eruzione vulcanica di entità simile datata al 1257 circa nel Monte Rinjani, ma se ne parlerà in un articolo successivo).
Tanto che la montagna ne risultò profondamente mutata nella morfologia e nell'altezza: dagli oltre 4.000 metri d'altezza sul livello del mare passò agli attuali 2.850, oltre 1 km d'altezza andò perduto, polverizzato nell'atmosfera, sgretolatosi o sprofondato per generare una caldera.
E tanto che per i successivi anni se ne pagarono le conseguenze, in tutto il mondo.

Adesso il Giovane Mecenate vi parlerà di un fenomeno con pochi precedenti dapprima analizzando le caratteristiche geologiche del vulcano; poi descriverà l'eruzione stessa con le testimonianze del passato e con un'analisi delle stesse; infine si occuperà delle conseguenze globali del fenomeno.

Caratteristiche geo-morfologiche di un gigante

Il monte Tambora è ubicato nell'isola di Sumbawa, in Indonesia, ad est di Lombok e Bali. È un'isola di dimensioni media (circa 15.000 km²) la cui morfologia della porzione più orientale ricorda vagamente la forma di un geco, visibile sotto.

Mappa Sumbawa

Isola di Sumbawa

Il punto più alto dell'isola, al centro, è proprio il monte Tambora. Esso è inquadrato nel contesto della "cintura del fuoco" che, come saprete tutti, è l'arco a forma di ferro di cavallo che attraversa l'intero pacifico, descrivendo la zona più attiva del nostro pianeta con una massima concentrazione di vulcani e terremoti. Si trova in una zona di subduzione, ovvero in una zona ove una placca tettonica (quella australiana) scorre verso un'altra placca (quella euro-asiatica).
Per dovere di cronaca, aggiungo che questa caratteristica è comune alla maggior parte dei vulcani indonesiani, che dunque sono tra i più esplosivi in assoluto: è qui che si trova il Krakatoa ed è qui che si trova la super-caldera Toba.
Il Tambora è un immensa montagna la cui caldera in seguito all'eruzione è un'ampia depressione di ben 6-7 km di diametro e 1.250 m di profondità. Sono numeri immani, reduci di un'eruzione vulcanica la cui intensità non è facilmente testimoniabile dall'uomo. Giù avete un'immagine dell'aspetto del monte oggi.
Tambora Immagine dall'alto

Il Tambora come appare oggi

La sua formazione risale a circa 57.000 anni fa. Il diametro dell'intero complesso risulta di ben 60 km. Prima dell'eruzione del 1815, il vulcano è stato attivo per almeno 3 volte, ma la magnitudine delle eruzioni non è nota. Tuttavia è possibile che non siano state fortemente esplosive come quella del 1815. La parola-chiave è morfologia del vulcano
Viene formalmente definito stratovulcano ma, in realtà, a guardare bene il corpo in 3D, i pendii non risultano ripidi, ma allo stesso tempo neppure dolci come quelli dei vulcani a scudo (Mauna Kea, Mauna Loa).
Andiamo a guardare degli screenshot che ho ottenuto da Google Earth Pro.

Immagine Tambora Screenshot 1

Immagine Tambora-1

Screenshot Immagine tambora 2

Immagine Tambora-2

I pendii del vulcano non esibiscono forte pendenza. Dunque, più che stratovulcano (o vulcano a scudo), questo vulcano dovrebbe essere solo simile ad un vulcano a scudo, una categoria intermedia tra i classici vulcani a cono e a scudo. Se ne deduce quindi (ma, come detto, non è possibile stabilirlo) che le precedenti eruzioni dovevano essere di natura effusiva e solo parzialmente esplosiva. Poi qualcosa dovette cambiare nel magma del vulcano che, divenendo molto più viscoso, preparò la devastante eruzione del 1815
Ma soprattutto, la sua forma non pare essere perfettamente conica, ma ovale, allungata in direzione NE.

Immagine Screnshot Tambora allungata 1

La linea rossa rappresenta l'allungamento NE-1


Screenshot Immagine Tambora allungata 2

La linea rossa rappresenta l'allungamento NE-2

Ne risulta così una forma piuttosto irregolare. Non sono stati rinvenuti ritratti del Tambora prima dell'eruzione del 1815, nella sua forma originaria. In genere si ritiene che la sua forma primordiale doveva essere quella dei classici stratovulcani, dalla forma a cono simmetrico (come il monte Fuji) che si elevava fino a 4.000-4.300 metri d'altezza, ma è mio parere che è una deduzione morfologica della montagna piuttosto sbrigativa e semplicistica che non tiene conto delle irregolarità dell'edificio che abbiamo visto.
Uno studio recente, risalente al 2016, cerca di ricostruirne la morfologia anche in considerazione dell'allungamento in direzione NE: http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2016/EGU2016-8916.pdf
Lo studio analizza i fianchi del vulcano e suppone una forma complessa precedente all'eruzione del 1815 che lasciò la caldera odierna: un vulcano con 2 vette (i resti di una delle quali costituiscono presumibilmente l'allungamento ellittico NE)  e/o una piccola caldera. Anche l'altezza viene revisionata: tra i 3.700 m e i 3.900 m circa.
Allo stato attuale prevale comunque la morfologia stratovulcanica che forse è implicitamente confermata dal Rajah di Sangar, che descrive, in occasione dell'eruzione dle 1815, 3 colonne di fuoco che si innalzarono da un solo cratere e in prossimità di una sola cima, come vedremo.
Di seguito, l'ipotesi della morfologia stratovulcanica.
Tambora forma prima 1815

Tambora prima dell'eruzione del 1815

Tambora caldera oggi

Tambora come appare oggi

Cronache dell'eruzione

Nella camera magmatica del vulcano, la roccia fusa al suo interno era accompagnata da un precario equilibrio di temperatura e pressione. Ad un certo punto, il raffreddamento della camera ruppe il suddetto equilibrio e i soluti della roccia, non più miscibili (exsoluzione) finirono per generare una pressione enorme (oltre 5000 atmosfere) che andavano necessariamente sfogate in un'eruzione esplosiva. La camera magmatica divenne come il tappo di una bottiglia di spumante e l'exsoluzione come la pressione che si genera quando viene sbattuta verso l'alto e verso il basso. Una volta alleggerito il tappo, la pressione riesce a farlo saltare in aria, e così avvenne col Tambora (in fondo con ogni vulcano esplosivo).
Già nel 1812 vennero testimoniate scosse e dal cratere si innalzò una colonna di cenere oscura. Ma poi il vulcano tornò dormiente. Nessuno poteva aspettarsi che da lì a 3 anni si sarebbe scatenato un inferno di fuoco ed oscurità.
Racconteremo l'evento con le testimonianze di chi lo ha vissuto coi propri occhi. Poi lo cercheremo di spiegare scientificamente.

Fondamentali le memorie di Sir Thomas Raffles, all'epoca luogotenente dell'Impero Britannico in Indonesia, nonchè fondatore di Singapore nel 1819. Egli ordinò di raccogliere le testimonianze di chi vide l'immane eruzione vulcanica coi propri occhi.
La traduzioni sono mie, dal seguente link: https://archive.org/stream/memoiroflifepubl00raff#page/n7/mode/2up

Egli rapporta: "Le prime esplosioni furono udite su quest'isola (Sumbawa) nella sera del 5 Aprile, furono notate in ogni quartiere, e continuarono ad intervalli fino al giorno seguente. Il suono fu, in un primo momento, quasi unanimemente attribuito a cannone distante, cosicchè un distacco di truppe fu mosso da Giacarta, in previsione che un accampamento militare venne attaccato, e lungo le coste le navi furono spiegate in 2 casi in cerca di una presunta nave in pericolo.
Il mattino seguente, comunque, una leggera caduta di cenere rimosse ogni dubbio, ed è degno di nota che, mentre l'eruzione continuava, il suono appariva più forte [...]
Dal 6 Aprile il sole divenne oscurato: si ebbe l'impressione che fosse avvolto da nebbia, il tempo fu afoso [...].
Questo durò diversi giorni, le esplosioni continuarono occasionalmente, ma meno violentemente e meno frequenti di prima. Anche la ceenere vulcanica iniziò a cadere, ma in piccole quantità; e così sottilmente da essere percepita difficilmente nei distretti occidentali" (Memoir of the life and public services of Sir Thomas Stamford Raffles, pp. 240-241).
Queste sono le descrizioni di un vulcano che si sta solo schiarendo la gola.

La fase parossistica avverrà nella sera del 10 Aprile.
La descrizione di questa è del Rajah di Sangar: "alle 10 di sera circa, tre distinte colonne di fuoco si sprigionarono, vicino alla cima del Monte Tambora, ognuna di loro apparentemente entro il limite del cratere; e dopo essere ascese separatamente ad una grande altezza, le loro sommità si unirono nell'aria in modo molto confuso. In breve tempo, l'intera montagna vicino Sangar apparve come un corpo di fuoco liquido che si estendeva in ogni direzione. Il fuoco e le colonne di fuoco continuarono a scatenarsi con furia ininterrotta; finchè l'oscurità causata dalla quantità di materia in caduta le oscurò alle 8 circa. Le pietre, in questa fase, caddero molto spesse a Sangar, alcune di loro grandi come due pugni, ma generalmente non più grandi di noci. Tra le 9 e le 10 circa , la cenere iniziò a cadere, e presto ne seguì una violenta tempesta, che abbattè ogni casa vicino il villaggio di Sangar [...].
Nella parte di Sangar adiacente al Tambora, i suoi effetti furono molto più violenti, strappando dalle radici i più grandi alberi e trasportandoli in aria, insieme a uomini, cavalli, bestiame, e qualsiasi cosa che entrò nella sua influenza (questo testimonierà l'immenso numero di alberi galleggianti visti in mare). Il livello del mare si innalzo di quasi dodici piedi di quanto non ebbe mai fatto prima [...].
La tempesta durò circa un'ora. Non furono udite esplosioni fino a quando essa cessò, alle 11 circa. Dalla mezzanotte fino alla sera dell'11 Aprile, continuarono senza interruzione, dopodichè la loro violenza si ridusse, e furono udite solo ad intervalli, ma le esplosioni non cessarono fino al 15 Luglio" (Ivi, pp. 249-250).

Analisi scientifica del resoconto ed entità dell'evento

Le tre colonne di fuoco, con tutta probabilità, non erano tre colonne di lava, bensì tre colonne di cenere, tipiche delle eruzioni esplosive, che vennero innalzate con estrema veemenza dalla prima esplosione. Allo stesso modo, non pare realistico pensare che la montagna divenne in poco tempo un "corpo di fuoco liquido" a causa di letterali, enormi flussi di lava, ma a causa di flussi piroclastici.
Ma la prima ipotesi non è da escludersi del tutto poichè nella descrizione la montagna diventa "fuoco liquido" in breve tempo, e noi sappiamo che i flussi piroclastici non si generano subito, ma in una fase successiva, quando la cenere si addensa, il suo peso è maggiore di quello dell'aria e cade per gravità.
Il "modo molto confuso" in cui le colonne si uniscono sembra essere la formazione di massicce nubi di cenere vulcaniche nell'alta atmosfera.
Per quanto riguarda la tempesta che sradica alberi e case, è verosimile pensare agli effetti delle nubi ardenti stesse; pertanto la descrizione di alberi e animali che vengono trasportati in aria sembra essere piuttosto colorita e fantasiosa; le nubi ardenti non trasportano, ma inceneriscono per via delle alte temperature, superiori abbondantemente ai 100 C°. Ma non è da escludersi un fenomeno tempestoso simultaneo all'eruzione, oppure delle tremende onde d'urto (le esplosioni vennero udite fino a 2.600 km di distanza), o ancora a spostamenti d'aria generati dal riscaldamento dell'aria limitrofe al vulcano che, meno densa dell'aria fredda, si sollevò, e quest'ultima colmò violentemente il vuoto.
L'aumento del livello del mare di 4 metri circa (dodici piedi) dovette essere stato provocato dal giungere dei flussi piroclastici in mare e/o da esplosioni freato-magmatiche (dovute all'interazione tra magma ed acqua, lo stesso fenomeno che produsse l'esplosione finale del Krakatoa quasi un secolo dopo).
Difficile identificare la causa per cui, secondo la descrizione, non si udirono esplosioni fino alla fine della tempesta, alle 11 circa. È ovvio che le esplosioni vulcaniche iniziarono sin da subito.
Comunque un fenomeno dello stesso tipo accadde in occasione dell'eruzione del Sant'Elena nel 1980: i testimoni non udirono alcun boato, mentre i suoni vennero percepiti a decine di chilometri di distanza. L'assenza di suoni potrebbe essere spiegata da vuoti d'aria dovuti a spostamenti di masse d'aria, per cui il suono non si diffonde.

L'eruzione vulcanica raggiunse il 7° grado dell'indice di esplosività vulcanica (VEI-7).
Venne emessa la smisurata quantità di circa 150 km³ di materiale.
La montagna passò dai circa 4.000-4.300 metri d'altezza sul livello del mare agli attuali 2.850 metri; ben oltre 1.000 metri di edificio vulcanico venne polverizzato, sgretolato o sprofondato nelle viscere della terra, generando la caldera che oggi possiamo contemplare. La colonna eruttiva superò abbondantemente i 43 km d'altezza e l'Indonesia piombò nell'oscurità totale per più giorni; tsunami si abbatterono lungo le coste e forti boati terrorizzarono esseri umani a centinaia di chilometri di distanza, a Makassar (380 km circa), a Ternate (1.400 km circa), a Giacarta, allora Batavia (1200 km circa).
Date le enormi distanze in cui vennero uditi i boati, si può arguire che le esplosioni abbiano avuto la potenza di decine di megatoni, molto superiore a quella degli ordigni nucleari più potenti ai nostri giorni.
Anche dopo 30 anni dall'eruzione Sumbawa continuava ad essere ricoperta di cenere sottile.
Dei 140.000 abitanti dell'isola prima dell'eruzione ne sopravvivevano solo 12.000, per pura fortuna.
Ma le conseguenze non furono solo locali

1816: l'anno senza estate, e anni successivi

I 150 km³ di ceneri ed aerosol emessi durante l'eruzione schermarono per i mesi successivi i cieli del pianeta. Complice fu anche la zona equatoriale di emissione, sottoposta a forti venti che facilitarono la diffusione del materiale vulcanico nell'atmosfera. Nell'arco di mesi, si generò una cappa di polveri che schermarono la luce solare. Ne pagò le conseguenze l'anno successivo all'eruzione, che venne ricordato come "anno senza estate".
Nel 1816 si registrò un forte calo delle temperature globali; in Europa, che usciva per giunta dalle guerre napoleoniche devastata, il clima estivo fu insolitamente freddo; vi fu penuria di cibo a causa dei mancati raccolti, carestie. Morte del bestiame da allevamento.
A New York vennero registrate delle gelate, tempeste di neve in Canada nel mese di Giugno.
Ne seguirono saccheggi e disordini in vaste aree d'Europa.
Un inventore tedesco, per sopperire all'ausilio dei cavalli in seguito alla morte del bestiame, Karl Drais, inventò l'antenato della moderna bicicletta, il velocipede.
Tramonti spettacolari, dovuti all'alta concentrazione di polveri, ispirarono William Turner a dipingere i suoi tramonti "infuocati"

Turner Chichester Canal

Turner, Chichester Canal, 1828

Non pare esserci alcun nesso tra la sconfitta di Napoleone e le conseguenze globali dell'eruzione del Tambora, come qualcuno ha sollevato. La campagna di Russia avvenne 3 anni prima e la battaglia di Waterloo avvenne a Giugno, 2 mesi dopo l'eruzione, troppo presto perchè i suoi effetti divenissero davvero globali.
Mentre non è azzardato pensare che il clima compromesso nel 1816, e i conseguenti disordini furono causa di un malcontento che porterà ai moti rivoluzionari 1820-1821; se si considera la portata di quell'ondata rivoluzionaria, e la successiva del 1848-1849 (primavera dei popoli) possiamo a ragione definirci "figli del vulcano".

sabato 9 dicembre 2017

Gerusalemme capitale: perchè è una decisione sbagliata

In questo post il Giovane Mecenate vi mostrerà le conseguenze terribili di una politica decisione sbagliata che potrebbe avere conseguenze gravi per tutti.

È notizia degli ultimi giorni che il presidente USA Donald Trump intende spostare l'ambasciata statunitense da Tel Aviv a Gerusalemme. Ci si aspetta che l'evento si protragga fino a medio-termine; difatti l'ambasciata resterà formalmente a Tel Aviv per almeno sei mesi.
Tuttavia, le conseguenze di una decisione tanto importante potrebbero essere ben più rapide e niente affatto piacevoli.
Gerusalemme non è una città come le altre, è la città più sacra al mondo, per le tre principali religioni monoteiste: Islam, Cristianesimo ed Ebraismo.
Sappiamo che dopo la proclamazione dello Stato di Israele nel 1948, fu tracciata una "linea verde" che separò Gerusalemme Ovest (sottoposta alla giurisdizione di Israele) da Gerusalemme Est (sottoposta alla giurisdizione araba e palestinese) in seguito alla guerra arabo-israeliana del 1948-1949; ma la successiva guerra dei sei giorni (1967) permise ad Israele di conquistare anche la parte Est. Non si parlò mai di annessione, ma la soluzione non convinse le diplomazie internazionali neppure nel 1980, anno che vedrà la proclamazione di Gerusalemme quale capitale unica ed indivisibile.
L'azione, unilaterale, fu condannata dall'ONU e dalle diplomazie mondiali, nonostante ciò, Tel Aviv, capitale formale sono nel biennio 1948-1949, lo resta "de facto" ad oggi, giacchè le diplomazie straniere hanno sede lì.

Presidente Trump bandiera americana

Il Presidente Trump

Già si sono sollevati (e non poteva essere diversamente) gruppi islamici e palestinesi in seguito alle intenzioni presidenziali, tuttavia non si sintende parlare di loro; superfluo ricordare i motivi delle rivalità (che la decisione del presidente USA inasprirà) con Israele. È importante parlare di un altro attore, una potenza regionale: l'Iran.
Apparentemente, l'Iran è fuori dalla questione. E invece questa potenza regionale ne è coinvolta a tutti gli effetti.
La vera politica (specie internazionale) non è mai quella visibile, ma quella  invisibile, dietro le quinte, formulata sulla base di strategie ed obiettivi a lungo-termine.
E l'obiettivo di lungo termine sarà quello di rinsaldare l'asse USA-Israele (senza dimenticare l'Arabia Saudita) in Medio-Oriente in funzione anti-Iran. Già, perchè pare prorio che l'Iran sia un terribile avversario strategico per il presidente Donald Trump. Non che non lo fosse per il suo predecessore, barack Obama, ma pare proprio che lui voglia andare fino in fondo. Riaprire quel conflitto che con l'accordo sul nucleare iraniano (2015) Obama si era garantito come congelato per l'ultimo biennio del suo secondo mandato.
Spostare l'ambasciata USA a Gerusalemme vuol dire che la principale nazione occidentale riconoscerà l'egemonia e, fondamentalmente, le ragioni di Israele nella questione che da 70 anni insanguina quella regione; rafforzerebbe Israele in sè e per sè; l'Arabia Saudita potrebbe trattare con Israele una politica strategica anti-iraniana (rammento che Arabia ed Iran erano sull'orlo della guerra ad inizio 2016) e rafforzarsi per le presunte trattative di pace israelo-palestinesi che intende sponsorizzare e che l'amministrazione Trump vuole ottenere.
e tutto dovesse procedere secondo i piani, vi sarebbe una triade dominante in Medio-Oriente con Israele ed Arabia Saudita come attori principale e gli USA come potente supervisore, questi ultimi non mancheranno di benedire con i loro dollari (ed armamenti) gli alleati in questa zona calda del pianeta; ma questa è una storia vecchia.
L'accordo sul nucleare iraniano del 2015, che ha avuto il merito di paralizzare un conflitto tra Occidente ed Iran, pare dunque ormai carta straccia.

E le conseguenze internazionali?

Purtroppo c'è da aspettarsi una recrudescenza del terrorismo in Europa e forse negli stessi Stati Uniti, mentre i flussi migratori verso il Vecchio Continente potrebbero aumentare in ragione di un inasprirsi delle tensioni. Questa è l'ipotesi migliore. Una seconda ipotesi, più grave, prevede una guerra tra Arabia Saudita ed Israele da un lato ed Iran dall'altro (l'Iran non è una potenza debole ed Israele possiede armi nucleari).. Lo scenario peggiore contempla una guerra tra Occidente e Russia (e Cina); la Russia vede ormai nell'Iran un interlocutore fedele nel più ampio contesto di divergenza con l'Occidente e di nuova guerra fredda; ma quest'ultimo aspetto andrebbe trattato con un articolo a parte. Ovviamente il secondo scenario può sfociare nel terzo quale suo culmine.

Mappa Politica Medio Oriente

I principali attori del Medio-Oriente

Infine, vorrei fare una considerazione sulla personalità del presidente Donald Trump: a me ricorda quella tipologia di persone narcisistico-represse che, una volta che subiscono un'umiliazione trovano una valvola di sfogo altrove più o meno coscientemente per riparare l'oltraggio.
Penso che la stessa cosa accada con Trump: dal carattere vincente e narcisistico, egli si trova inibito però nel perseguire una sua politica estera piuttosto autonoma, come i suoi obiettivi di riappacificazione con la Russia (cosa giusta) a causa dei neo-conservatori. Così, l'uomo trova rivalsa con una politica estera aggressiva e devastante. Spero che sia un'immagine errata.
Di certo, il presidente Trump rappresenta nei suoi modi e finalità un Occidente in decadenza che non sa più come reagire a sè stesso.
Alla fine, egli rischia di rivelarsi più guerrafondaio della Clinton che tanto stigmatizzava come tale. Ma niente simpatie od antipatie per l'uno o l'altra, queste appartengono agli ingenui e ai superficiali: qui si parla di fatti. Oppure, più realisticamente, di interessi.

E voi, conncordate con l'analisi del Giovane Mecenate? Esprimete pure le vostre opinioni, sarà felice del confronto!

venerdì 8 dicembre 2017

Un giovane curioso

Hubble Ultra Deep Field

Campo Ultra-Profondo di Hubble

L'immagine rappresenta l'Hubble Ultra Deep Field (HUDF), alla lettera "Campo Ultra-Profondo di Hubble". Si tratta di un'immagine proveniente dal noto telescopio spaziale Hubble, da cui prende il nome; essa mostra una regione del cielo della costellazione della Fornace ottenuta tra la fine del 2003 e gli inizi del 2004.
Quelle raffigurate non sono stelle, sono intere galassie, dozzine di galassie, ognuna delle quali potrebbe avere un diametro pari o superiori alla nostra Via Lattea, circa 100.000 anni luce; ci rendiamo conto di quali inimmaginabili grandezze siamo circondati?
Si dice che sia l'immagine più profonda mai raccolta dell'Universo; pertanto è un importante indice dello splendore e dell'immensità della realtà nella quale siamo immersi. Suppongo che non esista immagine migliore che la ritragga nella sua maestosità. Vale la pena studiarla e comprenderla per ammirarla al meglio, no?
Proprio questa sarà la finalità del blog.
Ce n'è un'altra, a cui vi condurrò adesso.

È il momento delle presentazioni.
Sono Alessandro, ho 25 anni, e amo la cultura nella sua poliedricità.
Sebbene sia più interessato alla vulcanologia, alla cosmologia e all'astronomia (si capisce dall'immagine su), non disdegno affatto tutte le altre discipline; ho una predilizione anche della politica (specie internazionale) e suppongo che gli articoli delle anzidette discipline saranno i maggioritari. Insomma, ci sarà di cui parlare.
Quando frequentavo le scuole medie e le superiori, tornato a casa, prima di pranzare e allo stesso modo dopo, sfogliavo enciclopedie e dizionari. Mi bastava cercare la parola-chiave di un argomento, o i sinomimi e contrari di un termine, e d'improvviso appariva quello di cui avevo bisogno.
Ho sempre amato il sapere, e gli amici chiedevano sempre consigli a me.
Il "Giovane Mecenate" è quindi colui che, nonostante la giovane età, si distingue da molti dei suoi coetanei per la passione verso la cultura, una caratteristica purtroppo non sempre rinvenibile nei nostri giovani che, spesso, non sanno parlare oltre alla squadra di calcio preferita. Questo vale anche per gli studenti universitari, i quali, al contrario, dovrebbero avere una mente più ampia, a mio parere.
Ed è qui che il Giovane Mecenate si pone il suo secondo, ma non meno importante, obiettivo: riscattare i nostri giovani, spesso sottovalutati, vuoi per relativismo culturale, che inibisce la scelta di obiettivi a medio-lungo termine e che ci viene imposto dallo status quo (fattore esogeno), vuoi per apatia e indifferenza (fattore spesso endogeno); dimostrare dunque che i nostri giovani sanno amare la cultura, sanno e possono presentare idee valide, sono in grado di sfuggire all'oblio di una società che, paradossalmente, è tanto più aperta quanto più totalitaria e divenire così un faro di speranza per sè medesimi, per il mondo. Forse il motto del secondo obiettivo è "fiducia ai giovani".
Il blog dunque si finalizza a lettori di ogni età, ma vuole anche avvicinare i giovani alla cultura ed al sapere.

Certo che tutti quanti avremo delle soddisfazioni, auguro il benvenuto a tutti i lettori per un'avventura fantastica alla coperta di in un mondo senza fine, insieme!