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11 mila metri sotto i mari Per la seconda volta l’uomo visita la fossa delle Marianne _______________________________________________________________ Il regista di "Titanic" ha esplorato la Fossa delle Marianne, l’abisso più profondo della Terra Per un trentina di anni, prima ancora di «Aliens» e poi di «Abyss», James Cameron si è divertito a trasportarci in mondi alieni e immaginati dalla sua fantasia. Il 26 marzo 2012 ne ha visitato uno personalmente, calandosi a bordo di un sottomarino verde a forma di siluro che lui stesso ha contribuito a disegnare, sul fondale della Fossa delle Marianne, il punto più basso della Terra: 11 mila metri sotto la superficie del mare, l’Everest alla rovescia più duemila metri.

James Cameron «È stato un viaggio incredibile», ha dichiarato appena riemerso dal Deepsea Challenger, a bordo di Octopus, il mega-yacht dell’amico Paul Allen (co-fondatore della Microsoft) usato come nave-appoggio. «Un posto molto lunare, molto desolato. Ho avuto una sensazione di totale isolamento dal resto dell’umanità, come se nello spazio di un giorno fossi andato e tornato da un altro pianeta». «Vogliamo credere che laggiù ci sono calamari giganteschi e mostri marini, ma non ho visto niente di più grande che gamberi lunghi tre centimetri. Pensavo che la vita si sarebbe adattata alla profondità, ma

non ne ho visto traccia». Cameron non è il primo essere umano che esplora le Marianne. Nel 1960 vi discesero Don Walsh, un ex-capitano della Marina americana, e Jacques Piccard, un ingegnere svizzero, a bordo del batiscafo Trieste. Rimasero sul fondo una ventina di minuti, ma riuscirono a vedere poco o niente per il fango sollevato dai motori. Cameron è il primo ad arrivarci da solo, a bordo di un batiscafo a forma di siluro di 12 tonnellate che ha resistito a una pressione mille volte superiore a quella della superficie terrestre.

Ci è rimasto poco più di due ore, concedendosi anche il lusso di dimenticare per un po’ i monitor e gli schermi della plancia di comando e le quattro telecamere ad alta definizione che, come si addice al regista di «Avatar», erano naturalmente in 3D. «Mi sono fermato e mi sono detto: sono qui, in fondo all’Oceano, nel posto più profondo della Terra. E oltre che un grande senso di isolamento, ho sentito quanto ero piccolo, in questo vasto posto sconosciuto e inesplorato». Per portare a termine la missione scientifica, condotta in collaborazione con il «National Geographic», Cameron intendeva raccogliere campioni di roccia e di sedimenti, alla ricerca di specie esotiche che potrebbero aiutarci a


capire non solo la vita marina ma anche quella extraterrestre. Ma poco dopo avere raccolto i primi campioni, il braccio idraulico non ha più funzionato, unico neo in un’impresa in cui tutto il resto è andato alla perfezione. E che adesso fa di Cameron un pioniere non solo del cinema ma dell’esplorazione. «Quando hanno chiuso il boccaporto avevo le farfalle nello stomaco», confessa il regista. «Ma poi l’eccitazione e l’adrenalina prendono il sopravvento. In un minuto o due sei nel buio più totale e il sottomarino diventa freddo. E ti metti a pensare come un astronauta. Devo fare questo e quest’altro e non combinare pasticci».

La Fossa delle Marianne

La Fossa delle Marianne, raggiunta dal regista James Cameron a più di mezzo secolo dall’esplorazione precedente, è circondata da un alone di mistero.

Oltre a essere il punto più profondo della Terra, sono in pochi ad averla esplorata. Si trova sul fondo dell’Oceano Pacifico nordoccidentale, a est delle isole omonime. I primi rilevamenti della profondità di quest’area furono effettuati nel 1951, utilizzando un ricevitore che intercettava il ritorno del segnale, dal vascello «Challenger II» della Royal Navy britannica, che diede il nome alla prima fossa individuata, il Challenger Deep. Fino ad oggi però sono solo tre gli esseri umani che hanno raggiunto il fondale. La Fossa delle Marianne si estende per circa 2.500 chilometri ed è delimitata dall’incontro di due placche tettoniche, dove la placca pacifica si insinua sotto la placca delle Filippine. Il punto più profondo, chiamato Challenger Deep, si trova a 10.901 metri sotto il livello del mare. A farne la mappa più minuziosa è stato lo scorso anno un gruppo di ricercatori americani. Gli scienziati, finanziati dal Dipartimento di Stato, hanno utilizzato un sonar multiraggio, montato su una nave idrografica della marina degli Stati Uniti. Prima di allora sapevamo molto poco sulle misure di questa parte dell’oceano. I primi esploratori furono l’oceanografo belga Jacques Piccard e il tenente della marina americana Donald Walsh. L’esplorazione è avvenuta il 23 gennaio 1960 con il batiscafo «Trieste», dal nome della città in cui fu costruito. Il batiscafo era un cilindro di 18 metri, con un diametro di 3,50 metri e un resistentissimo abitacolo sferico fissato sotto lo scafo e capace di accogliere due persone. Piccard e Walsh riemersero quasi cinque ore dopo: rimasero all’incirca 20 minuti a quasi 11 chilometri di profondità. Oltre ai tre uomini, sono tre i sottomarini senza equipaggio che hanno toccato il punto più profondo degli oceani. In tutti i casi comunque, pur avendo rilevato alcuni dati, si è sempre trattato di sfide tecnologiche il cui obiettivo primario era raggiungere un punto dalle condizioni così estreme rispetto alla normalità. Nel 1995 il robot giapponese Kaiko raccolse le prime immagini della fauna


abissale. Nel 2009, invece, il robot Nereus ha permesso di fotografare esemplari unici di cui si ignorava l’esistenza. Ancora oggi non abbiamo un quadro dettagliato della flora e della fauna che la abitano. Tuttavia, dalle immagini scattate dal 1960 a oggi, sappiamo che a quelle profondità vivono specie bizzarre, oltre a vermi, gamberi e oluturie. Walsh e Piccard, più di 50 anni fa, furono sorpresi di trovare delle specie di sogliole o platesse lunghe circa 30 centimetri. Inoltre sono stati individuati batteri in grado di resistere alla pressione dell’immensa colonna d’acqua (70 megapascal) e di sopravvivere sfruttando i cicli biologici innescati dalle sorgenti geotermiche sul fondo dell’abisso. Solo di recente, invece, sono state scattate fotografie di meduse e amebe giganti. È fondamentale mettere in evidenza l’importanza dell’esplorazione e dello studio della Fossa delle Marianne. Oltre a essere uno dei luoghi meno esplorati della Terra, la Fossa potrebbe celare importanti risposte sul clima del passato e del futuro. Una piattaforma depositata in un canyon sul fondo dell’Oceano Pacifico, infatti, ha dimostrato che le fosse oceaniche fungono da ricettori di anidride carbonica, il gas serra presente nell’atmosfera terrestre che il mare sottrae da quest’ultima in grandi quantità. Da qui l’ipotesi che la Fossa delle Marianne potrebbe giocare un ruolo importante nella regolazione della chimica e del clima della Terra intera.

Sono tanti gli interrogativi a cui ancora non abbiamo una risposta. Innanzitutto ancor oggi non sappiamo perchè la Fossa delle Marianne sia così profonda e se questa straordinaria profondità sia legata in qualche modo con la sua attività sismica, capace di generare tsunami di grande intensità. Non meno importante è effettuare un censimento, più dettagliato possibile, dei microrganismi che vivono laggiù. Una varietà, questa, ancora tutta da definire. Questi dubbi potranno essere risolti dalle nuove missioni in programma. Vi sono almeno altri tre gruppi che stanno costruendo sommergibili in grado di arrivare là sotto. Tra questi c’è quello del magnate Richard Branson e quello del guru di Internet Eric Schmidt, presidente di Google, che ancora devono superare i test di controllo. Inoltre, James Cameron ha già espresso la volontà di ritornare nella Fossa delle Marianne con un equipaggiamento un po’ più sofisticato, capace ad esempio di spostarsi sul fondo ed esplorare così una porzione ancora più ampia.

Le dorsali medio – oceaniche

Il legame tra le dorsali oceaniche e le fosse abissali è stretto: appartengono a quello che si può considerare un medesimo sistema geologico. La dorsale oceanica costituisce il più grande complesso eruttivo del pianeta,


dal quale fuoriescono annualmente migliaia di milioni di metri cubi di materiale magmatico proveniente dal mantello. La risalita di materiale magmatico dalla temperatura così elevata, provoca una fusione nella roccia della crosta oceanica, cui corrispondono un assottigliamento ed una diminuzione della densità, che hanno come conseguenza l'inarcamento dei labbri della frattura, che viene sollevata oltre il livello medio del fondale oceanico. Questo movimento provoca il progressivo e continuo allontanamento del materiale roccioso più vecchio dall'asse della dorsale. La roccia magmatica continua nel suo lento processo di raffreddamento, responsabile dell'aumento dei valori di densità delle rocce raffreddate. Ciò comporta una progressiva contrazione della crosta basaltica, la quale tenderà a diminuire progressivamente la propria quota, originando nuovo pavimento oceanico, che con il tempo verrà ricoperto da materiale clastico. Dopo un ciclo vitale della durata massima stimata fra i 190 e i 200 milioni di anni, il basalto della crosta oceanica, avrà raggiunto il valore critico di densità, impedendo quindi alla crosta di continuare a galleggiare sulla sottostante astenosfera. Questo provocherà un graduale inabissamento del pavimento oceanico. . Giunta a contatto con una placca continentale, meno densa, la materia crostale oceanica accentuerà il proprio processo di sprofondamento, propriamente chiamato di subduzione, al di sotto della crosta più leggera. Dall'approfondimento del fondale, appunto, deriva quella che viene chiamata fossa oceanica, o fossa abissale. Dal punto di vista morfologico, gli oceani possono essere divisi in tre principali province. Al centro vi è la dorsale medio – oceanica che si erge sugli adiacenti bacini

oceanici i quali, a loro volta, confinano con i margini continentali. Nell’ambito di queste suddivisioni morfologiche, tipiche dei grandi oceani, vi sono molte altre forme, tra cui possiamo fin d’ora ricordare i monti vulcanici, sia emersi sia sommersi, gli archi insulari con retrostanti mari marginali e le fosse, profonde, per definizione, più di 6 km. Il sistema delle dorsali medio – oceaniche, scoperto nella seconda metà degli anni Cinquanta del secolo scorso, è la caratteristica più spettacolare dei fondi oceanici. Tali dorsali si estendono sulla superficie del globo, come la cucitura di un pallone da calcio, attraverso gli Oceani Atlantico, Indiano, Antartico e Pacifico, il Mar di Norvegia e il Mare Artico per la lunghezza totale di circa 60.000 km. Si tratta di estesi rigonfiamenti lineari, nettamente segmentati e più o meno fratturati, la cui cresta si trova a 2.500/2.700 m di profondità; il fondo oceanico digrada da entrambi i la ti della dorsale fino a raggiungere una profondità di 5/6 km. Le dorsali quindi si elevano sul fondo oceanico adiacente di 2/3 km e hanno una lunghezza variante da 1.000 a 4.000 km. In particolari circostanze le dorsali possono affiorare, costituendo isole vulcaniche al centro degli oceani; è il caso dell’Islanda, delle Azzorre e di varie isole dell’Atlantico meridionale, dell’Oceano Indiano e dell’Oceano Pacifico. La zona di cresta delle dorsali è quella topograficamente più accidentata. Essa è costituita da una valle di sprofondamento o fossa tettonica, più nota col termine inglese di rift valley, circondata da rilievi o da plateau basaltici molto fratturati. Nella Dorsale medio – atlantica la rift valley è situata proprio nel mezzo della dorsale stessa ed è un’incisione profonda circa due kilometri, larga dai 20 ai 40 km. Lateralmente alla rift valley la dorsale


digrada verso il fondo oceanico con una serie di gradini limitati da faglie. Nell’Oceano Indiano la dorsale si dirama nei pressi dell’Isola di Rodriguez, a est del Madagascar; un ramo si dirige verso S-E per collegarsi con la Dorsale del Pacifico, l’altro ramo entra nel Golfo di Aden, dove si congiunge con il sistema di fosse tettoniche dell’Africa orientale e del Mar Rosso. Anche nel Pacifico la dorsale oceanica raggiunge il continente. Ciò accade a sud della California, dove la dorsale è rigettata verso nord della Faglia di San Andreas, che divide in due la California stessa e passa per la città di San Francisco. Un caso particolarmente eclatante è quello che si verifica a nord della Groenlandia, dove la Dorsale medio – atlantica viene spostata da una faglia trasforme per più di 2.000 km. La rift valley delle dorsali è una zona di terremoti a ipocentro poco profondo, caratterizzata da elevato flusso di calore e da attività vulcanica effusiva. Questi fatti portano a concludere che nelle dorsali gran parte dell’attività geologica recente è

localizzata lungo la fessura assiale. I fianchi appaiono più vecchi e meno attivi. Le dorsali oceaniche sono costituite prevalentemente da basalti tholeitici, caratterizzati da povertà di potassio e abbondanza di calcio, e dalle corrispondenti rocce intrusive. Nell’ambito delle dorsali, i sedimenti si trovano di preferenza nelle valli e nelle depressioni, a cui giungono tramite correnti profonde o frane sottomarine. Si tratta di sedimenti pelagici, cioè melme bianchissime costituite esclusivamente dai minuscoli gusci di organismi planctonici che vivono flottando nella parte superficiale degli oceani. Quando gli organismi planctonici muoiono, i loro gusci calcarei e silicei si depositano sul fondo oceanico, dove si accumulano con un tasso di sedimentazione pari a 2/4 cm ogni mille anni. Sui fianchi delle dorsali però, al di sotto di un certo livello, detto profondità di compensazione dei carbonati, la frazione carbonatica si riduce praticamente a zero a causa dell’aumento di solubilità del carbonato di calcio. In profondità il


sedimento pelagico predominante è l’argilla rossa, che si accumula con un tasso di sedimentazione di 1 mm ogni mille anni. L’asse della Dorsale pacifico – orientale, la cui cresta ha una lunghezza di circa 30 km, è stato oggetto recentemente di ricerche da parte sia di studiosi di scienze della Terra, interessati al centro di espansione veloce, sia delle grandi compagnie minerarie, interessate ai solfuri depositati lungo la dorsale dalle acque calde che salgono attraverso i condotti. L’area di vulcanismo attuale è larga solo ½ km e, quando la crosta si raffredda e viene trascinata lateralmente dal processo di espansione, nei suoi livelli superiori compaiono fratture e crepe di ogni genere. L’acqua marina penetra nelle fenditure, si riscalda, raggiungendo temperature di 350 °C circa, e risale poi nuovamente sul fondo oceanico. Questa circolazione idrotermale liscivia i composti idrosolubili della roccia e vengono asportati in modo particolare gli elementi metallici, che formano facilmente complessi ionici. L’acqua marina calda, col suo abbondante carico di metalli, ritorna dunque verso la superficie, a causa anche dell’elevatissima pressione, e viene espulsa sul fondo oceanico attraverso condotti e camini situati in prossimità della cresta della dorsale. Raffreddandosi, a contatto con quella fredda del fondo oceanico, l’acqua calda deposita i solfuri polimetallici spesso in strutture a forma di camino, i fumaioli neri ( black smokers). Risulta così che tutto il fondo marino situato in prossimità della cresta della dorsale è rivestito da crostoni ferro – manganesiferi più o meno spessi di color rosso, bruno o nero. Questi sono i cosiddetti active ridge sediments ( sedimenti della dorsale attiva). Pur in presenza di condizioni estreme, attorno ai fumaioli neri vi sono forme di vita.

Attorno ai fumaioli neri, veri e proprie caldissime sorgenti termali, prolifera una grande quantità di straordinari animali, tra cui gamberi, strani granchi, vermi giganti e molluschi bivalvi grandi come un piatto, ma anche miriadi di batteri primitivi. Gli animali di queste comunità vivono in un ambiente privo assolutamente di luce e molti di loro sono ciechi; nutrimento ed energia li ricavano dal calore dell’acqua che esce dai camini e dai minerali in essa disciolti. Le comunità delle sorgenti idrotermali fanno parte di ecosistemi autosufficienti, basati sulla produzione locale di materia organica da parte di batteri chemio sintetici. Colonie di questi batteri, capaci di ricavare energia dalla ossidazione del solfuro di idrogeno, vivono in simbiosi con anellidi e molluschi. Gli animali riforniscono i batteri di alcune sostanze inorganiche indispensabili per il loro metabolismo, ricevendone in cambio composti organici ricchi di energia. Il rapporto tra animali e batteri è molto stretto: gli uni non possono sopravvivere senza gli altri. Gli animali che si sviluppano in simbiosi con i batteri sono il primo anello di una catena alimentare che vede la presenza di altri consumatori, come crostacei e pesci, che hanno sviluppato adattamenti a questo ambiente così particolare. La vita di questa comunità dipende indissolubilmente dall’attività vulcanica che riscalda le acque marine che si infiltrano nelle fratture delle rocce e le fa uscire ricche di solfuro di idrogeno e minerali disciolti. I biologi hanno avanzato l’ipotesi che tra le forme microscopiche possano esserci alcuni degli organismi viventi più primitivi. E, forse, in questo ambiente delle dorsali oceaniche potrebbe esserci la risposta al problema dell’origine della vita. La culla della vita sul nostro pianeta non è forse da ricercare in pozze superficiali o lagune costiere riscaldate


dal Sole, dove l’esposizione ai raggi solari, poco filtrati dall’atmosfera primitiva, avrebbe rapidamente portato alla distribuzione di qualsiasi struttura molecolare complessa che si fosse creata. Un convincente candidato a luogo natio dei sistemi viventi sembra piuttosto essere l’ambiente delle sorgenti idrotermali sul fondo degli oceani, schermate da migliaia di metri di acqua dai pericolosi raggi solari. Questa ipotesi è rafforzata da considerazioni di carattere biochimico che emergono dallo studio comparato dei genomi

degli organismi. I batteri termofili, che vivono in ambienti estremi, caratterizzati da temperature molto elevate, da condizioni di acidità o di concentrazione salina molto particolari, sembrano essere gli organismi che hanno conservato il maggior numero di caratteristiche attribuite al LUCA ( Last Universal Common Ancestor, ultimo universale antenato comune). LUCA è l’ipotetico organismo da cui tutti gli organismi attualmente discendono; si stima sia vissuto da 3,6 a 4,1 miliardi di anni fa.

11 mila metri sotto il mare  

Per la seconda volta l’uomo visita la fossa delle Marianne

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