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Viaggio al centro della Terra

10 Ott

Come sapete bene, molto spesso la stessa natura del nostro pianeta riesce a sorprenderci con scoperte che hanno quasi dell’incredibile. Solo pochi giorni fa, sono state pubblicate per la prima volta le foto scattate all’interno della grotta di Er Wang Dong.

Molto probabilmente, avrete letto questa notizia su qualche giornale, dal momento che in tanti si sono dilungati nel commentare e mostrare queste incredibili immagini.

La grotta in questione si trova in Cina e il nome significa letteralmente “Seconda Caverna Reale”. Cosa ha di speciale questa grotta? Per prima cosa, le dimensioni che lasciano davvero senza fiato, parliamo di una superficie di piu’ di 50000 metri quadrati. Anche la cubatura e’ impressionante, in alcuni punti la volta della grotta raggiunge i 250 metri.

Perche’ le foto sono state publicate solo ora?

In realta’, gia’ da diverso tempo si conosceva l’esistenza di questo sistema di grotte, ma non erano mai state esplorate prima. Decenni fa, la parte iniziale della grotta era utilizzata come miniera di nitrati dagli abitanti della provincia. Nessuno pero’, prima di oggi, si era spinto all’interno per esplorare gli spazi piu’ nascosti.

Come detto, solo in questi giorni un gruppo di 15 speleologi ha esplorato per la prima volta questi spazi, soggiornando un mese intero all’interno e potendo documentare accuratamente quello che hanno visto.

Come detto, la superficie e’ davvero impressionante, ma questa e’ solo una delle caratteristiche. Pensate che la grotta e’ talmente vasta e profonda, da apparire quasi come un mondo inesplorato completamente separato da quello in superficie. Praticamente, possiamo dire che all’interno si e’ stabilito un microclima specifico della grotta, indipendente da quello esterno.

Eccovi alcune foto davvero molto belle:

pict

Piccola critica ai tanti giornali che al solito si lanciano in discorsi che non riscono ad afferrare in pieno. Come forse avrete letto, molti parlano di uno spazio talmente grande che all’interno vige addirittura un clima specifico, con precipitazioni, pioggia, ecc.

Come capite bene, questo e’ vero solo in parte. Per quanto grande e isolata, e’ formalmente sbagliato parlare di clima indipendente. L’affermazione deriva da quelllo che hanno riportato gli esploratori, ma interpretato in modo autonomo. Mi spiego meglio. All’interno della caverna si possono formare banchi di nebbia talmente densi, come se fossero nubi. Perche’ avviene questo? L’evaporazione dell’acqua dalla parte bassa fa si che il vapore acqueo salga verso l’alto e, in particolari condizioni, soprattutto negli spazi piu’ ampi, incontri aria piu’ fredda dovuta alle infiltrazioni dell’ingresso verso l’esterno. In questo caso, il mescolamento delle due correnti a temperatura diversa puo’ creare una nebbia cosi’ densa da apparire come una nuvola. L’umidita’ puo’ anche ricadere verso il basso formando una sorta di precipitazioni interne.

Questo e’ il motivo per cui si dice che le grotte di Er Wang Dong hanno un “clima” tutto loro.

All’interno delle grotte, oltre a stalattiti e stalagmiti di dimensioni impressionanti, si trovano anche specchi d’acqua dolce e fiumi sotterranei. Nelle foto riportate prima, si vede infatti un piccolo laghetto dalle acque trasparenti con uno speleologo all’interno. Non pensate che l’esploratore stia facendo un bagno per rilassarsi. Diverse sale del sistema sotterraneo sono raggiungibili soo immergendosi e passando attraverso stretti cunicoli sotto l’acqua.

Analogamente, ci sono diversi punti che invece sono raggiungibili solo dopo una difficile arrampicata su pareti liscie e molto alte.

Personalmente, trovo questa scoperta molto affascinante e interessante. Come giustamente detto da uno degli esploratori delle grotte, chissa’ quanti altri posti di questo tipo sono celati nelle viscere del nostro pianeta, e aspettano solo di essere esplorati. Se ci pensate, questo e’ lecito e molto curioso. Ad oggi, possiamo dire di aver visto gran parte, se non la totalita’, del nostro pianeta e ci siamo mossi molto in avanti anche al di fuori della Terra, nello spazio. Pensate a tal proposito alla sonda Voyager, di cui abbiamo parlato, che e’ uscita fuori dal nostro Sistema Solare.

Al contrario, ci potrebbero essere ancora tanti luoghi sotterranei da esplorare e che magari possono offrirci microclimi completamente isolati dal resto del pianeta. Analogamente, la stessa cosa avviene per le profondita’ degli oceani, di cui conosciamo ancora poco a livello di flora e di fauna. Pensate solo a tutte quelle volte che vengono fatte immersioni in profondita’ e, ogni volta, vengono mostrate specie marine non conosciute fino ad allora.

Questo ragionamento ci fa capire quanto ancora c’e’ da esplorare e quanto ancora poco possiamo dire di coscere il nostro pianeta.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Orologio Biologico e ritmi circadiani

22 Giu

In un commento a questo articolo:

Le pietre che si muovono da sole

un nostro affezionato lettore ha chiesto una cosa molto interessante. Come potete leggere, il commento era relativo all’esistenza o meno di un orologio biologico. Come sapete bene, spesso sentiamo parlare di questo argomento, supponendo che il nostro corpo sia autonomamente in grado di percepire lo scorrere del tempo. In particolare, come chiesto nel commento, si fa riferimento al fatto che spesso guardiamo l’orologio sempre allo stesso orario, come se scattasse una molla in un preciso istante o meglio che il nostro organismo risenta, con una precisione molto elevata, dello scorrere del tempo.

L’argomento e’ molto interessante e ovviamente molto complesso, dal momento che chiama in causa discipline diverse e aspetti, molto spesso, ancora sconosciuti. Nonostante questo, cerchiamo di fare il punto della situazione e di comprendere lo stato delle nostre attuali conoscenze.

Per prima cosa, parlare di orologio biologico implica un discorso che trascende dal solo essere umano. Quando pensiamo a questo concetto, non dobbiamo assolutamente limitarci al solo giorno. Esistono periodi ben definiti che da sempre gli organismi animali e vegetali sono stati in grado di identificare e utilizzare a loro favore. Sicuramente, la variazione piu’ facilmente comprensibile e’ quella dell’alternanza tra giorno e notte. Molte specie, tra cui anche l’uomo, ha da sempre utilizzato questa variazione per regolare i ritmi sonno-veglia. Al contrario, alcune specie animali che si procurano il cibo durante le ore di buio, riposano di giorno.

Pensando all’aternanza giorno-notte, molto semplicemente potremmo pensare che i nostri occhi ci diano tutte le indicazioni, cosi’ come avviene per gli animali. In realta’, questo non e’ completamente vero. L’alternanza tra luce e buio e’, ad esempio, utilizzata dal alcune piante per modificare l’apertura e la chiusura dei fiori o per proteggere le parti piu’ sensibili dalla diminuzione di temperatura durante la notte. Come e’ evidente, le piante non hanno certamente gli occhi per vedere quando il sole tramonta. Tornando dunque al caso umano, non sono solo gli occhi che ci dicono che e’ arrivata la notte, il ritmo sonno-veglia e’ governato da meccanismi insiti nel nostro organismo. A riprova di questo, sono stati condotti diversi esperimenti su soggetti in ambienti chiusi, ad esempio speleologi all’interno di caverne. In questo caso, senza la possibilita’ di vedere fuori, il soggetto ha continuato a dormire durante le ore notturne per i primi giorni. Successivamente poi, la durata del giorno si e’ leggermente modificata, fino ad arrivare anche a 36 ore. Cosa significa questo? Semplicemente che nei casi specifici analizzati, e’ stato possibile “sballare” gli orologi biologici, soprattutto a causa della non visibilita’ dell’alternanza del giorno. In tal senso, il passaggio luce-buio riesce di volta in volta a sincronizzare il nostro orologio.

Alla luce di questo, possiamo parlare non solo di orologi biologici intesi come il trascorrere delle 24 ore, ma come una vera e propria mappa temporale. In tal senso, si parla di ritmi”circadiani” per indicare quelle funzioni che vengono interpretate dall’organismo nell’arco del giorno. In contrapposizione avremmo poi i ritmi circasettani, circatrigintani e circannuali, per indicare gli orologi biologici settimanali, mensili e annuali. Il termine circadiano deriva proprio dalla crasi delle parole latine “circa” cioe’ quasi e diem cioe’ giorno.

Nel caso specificatamente umano, i ritmi circadiani piu’ noti, oltre a quello sonno-veglia, sono quelli della secrezione del cortisolo, della variazione della temperatura corporea, di modificazione circolatoria, ecc. Come vedete, tutti questi ritmi circadiani sono un chiaro esempio di orologio biologico. Disturbi al nostro sincronismo interno possono essere esterni o interni. Alla prima categoria appartengono ad esempio il Jet Lag se viaggiamo in paesi con orario diverso dal nostro o anche la permanenza in ambienti con alternanza luce-buio completamente diversi. In particolare, se provate a spostarvi molto a nord, dove la durata del giorno e della notte nei diversi periodi dell’anno e’ molto sbilanciata, questo puo’ influire pesantemente sull’orologio biologico. Per quanto riguarda invece i disturbi interni, si tratta di malfunzionamenti o disturbi nella secrezione di qualche ormone. In questo caso, siamo proprio di fronte a disturbi clinici la cui tipologia puo’ essere anche molto diversa da caso a caso.

Come anticipato, i ritmi circadiani sono stati evidenziati in specie animali e vegetali completamente diverse tra loro. Questo risultato ci fa capire che l’origine dell’orologio biologico deriva proprio dalla struttura cellulare. In particolare, avendo fatto riferimento ai ritmi di secrezione ormonale, l’ipotesi cellulare e’ quella maggiormente utilizzata. Secondo alcuni studi, l’origine dei ritmi circadiani e’ da ricercarsi nella protezione del DNA durante le fasi di replicazione. Come e’ noto infatti, questa replicazione avviene durante le ore notturne appunto per proteggere il DNA dalla radiazione ultravioletta presente durante le ore diurne.

Alla luce di quanto detto, possiamo affermare che esiste un vero e proprio orologio biologico non solo nell’essere umano e non solo nelle specie animali. Questo orologio serve a regolare molte funzioni dell’organismo che avvengono con precisione nell’arco della giornata, della settimana, del mese o dell’anno. Detto questo pero’, non possiamo certamente pensare che il nostro orologio abbia una precisione di qualche secondo. A livello biologico, questo sarebbe completamente inutile dal momento che la maggior parte dei processi viene regolamentata dall’alternanza tra luce e buio. In tal senso, se capita di vedere l’orologio esattamente alla stessa ora per piu’ di una volta, possiamo tranquillamente parlare di coincidenze. Al contrario, se vogliamo in termini scientifici con una precisione inferiore, siamo in grado ad esempio di avere sonno sempre alla stessa ora o di sentire lo stimolo della fame sempre allo stesso orario, ovviamente con un’incertezza dell’ordine di piu’ di qualche minuto.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Il metro’ del futuro

19 Giu

In questo blog, diverse volte ci siamo occupati di soluzioni alternative per il risparmio energetico, valutando sia lo stato attuale delle tecnologie verdi, come ad esempio i pannelli solari:

Energia solare nel deserto

Pannelli, pannelli e pannelli

ma soprattutto, cercando di analizzare al meglio quali e quanti sono gli sprechi che ogni giorno facciamo in casa della nostra energia:

Il led rosso dello stadby …

Elettrodomestici e bolletta

Come abbiamo visto, la filosofia di base del ricorrere alle soluzioni a basso impatto e’ certamente valida, ma, prima di tutto, le attuali soluzioni non possono certo essere viste come un punto di arrivo. Senza ombra di dubbio, uno dei migliori modi di risparmiare energia e’ quello di utilizzare al meglio le risolrse attualmente disponibili.

In questo filone, sta richiamando molta attenzione il progetto Seem4US, sviluppato per migliorare l’efficienza energetica delle stazioni della metropolitana. Come forse molti sapranno, le stazioni sotterranee, tolto il discorso ovvio della movimentazione dei treni, necessitano di moltissima energia per poter funzionare. Immaginate anche solo i sistemi di aereazione e illuminazione che consentono di trasformare quelle che altro non sono che caverne in un ambiente adatto al traffico e allo stazionamento di moltissimi utenti.

Il programma Seem4US e’ stato inizialmente proposto da un gruppo di diversi soggetti, alcuni dei quali italiani, nell’ambito del settimo programma quadro dell’Unione Europea. Con questo si intende tutta una serie di progetti, analizzati e valutati da speciali commissioni europee, che, qualora selezionate, vengono finanziate in larga parte con soldi della comunita’ per poter essere portate a termine.

metro_ridimensionato

Seem4US e’ proprio stato sviluppato e realizzato in forma prototipale grazie ai contributi europei.

In cosa consiste?

Prima di tutto, le stazioni, intese come parametri abitativi, cioe’ qualita’ dell’aria, illuminazione, riscaldamento, servizi di mobilita’, ecc., non sono piu’ costanti nel tempo, ma l’accensione o lo spegnimento di questi sistemi e’ gestita in base ad un algoritmo di calcolo.

Immaginate la seguente situazione. E’ inverno, e entrate all’interno di una stazione sotterranea. Quante volte vi sara’ capitato di entrare, trovare un flusso intenso di persone e trovarvi a sentire caldo. Questo e’ del tutto normale se consideriamo che ciascuno di noi puo’ essere paragonato ad una piccola stufetta che emana calore. Ora, anche se fuori fa freddo, in condizioni del genere e’ inutile avere il riscaldamento al massimo. Un sistema intelligente dovrebbe capire la temperatura istantanea in stazione, o meglio valutare il flusso di persone, e poi adattare i servizi.

Questo esempio, estremamente riduttivo, ci fa capire a grandi linee il funzionamento di Seem4US. Gia’ il nome stesso del progetto ci fornisce importanti informazioni. Si tratta infatti di un acronimo che sta per Sustainable Energy Management for Underground Stations.

Ovviamente, i parametri misurati dal sistema sono molteplici, si va dalla temperatura alla velocita’ del vento, fino a indicatori funzionali come: flusso di persone, ore di punta, frequenza dei treni, numero di persone in banchina, ecc. In base poi a questi parametri, il sistema decidera’, seguendo algoritmi preimpostati, come meglio ottimizzare le risorse.

Funziona il sistema?

La risposta e’ ovviamente si. Da stime fatte, si e’ calcolato che il risparmio potrebbe aggirarsi intorno al 10-15% dell’attuale consumo energetico. Per darvi un’idea, il consumo di energia per una stazione media e’ dell’ordine dei 63 milioni di Kwh/anno. Anche ottenere un risparmio solo del 5% darebbe un ottimo contributo al risparmio.

Perche’ non applicarlo in tutte le stazioni?

Per come e’ strutturato, il sistema deve essere calibrato in modo personalizzato per ciascna stazione. Questo e’ reso necessario dal fatto che diverse stazioni hanno diverse strutture, ma soprattutto parametri costruttivi che possono essere completamente differenti. In tal senso, per poter definire al meglio il programma e’ necessario acquisisre dati per un periodo di qualche mese e solo successivamente elaborare il software personalizzato.

Al momento, il primo prototipo di Seem4US sta per essere installato all’interno della stazione Paseo de Gracia della metropolitana di Barcellona. I risultati preliminari di questa applicazione sembrano essere molto promettenti, con risparmi intorno al 10%, e assolutamente migliorabili.

Nella terza fase del progetto, prima fase raccolta dati, seconda fase ottimizzazione, si passera’ anche ad un sistema piu’ evoluto in grado di comunicare direttamente con l’utente. In questo caso, mediante una serie di applicazioni, si potra’ ricaricare il telefono percorrendo le scale a piedi o semplicemnete passeggiando all’interno della stazione. Come e’ noto infatti, il nostro stesso movimento puo’ essere, utilizzando speciali sensori del pavimento, essere trasformato in energia elettrica. Ovviamente, in questo caso, il protocollo di connessione e comunque la potenza del segnale da gestire prevede un ulteriore sviluppo tecnologico attualmente in fase di definizione.

Concludendo, come detto all’inizio, utilizzare al meglio le nostre risorse e’ un importante passo in avanti nella riduzione dell’inquinamento e per cercare di diminuire gli sprechi energetici. Il progetto Seem4US prevede dunque un sistema personalizzato in grado di ridurre notevolmente il consumo energetico di una stazione sotterranea della metro, semplicemente sfruttando le informazioni in real time sul numero di passeggeri e sulle condizioni al contorno ambientali.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Enormi voragini si aprono in Florida

6 Mar

Solo qualche giorno fa, parlavamo del fenomeno dei Sinkhole raccontando dell’enorme voragine che si e’ aperta in Cina:

Enorme cratere si apre in Cina

Come visto, in questo caso, non ci sono state vittime ne feriti.

Lo stesso fenomeno, ma con conseguenze piu’ tragiche, e’ invece avvenuto solo un paio di giorni fa in Florida, precisamente nella citta’ di Tampa.

Cosa e’ accaduto?

Analogamente al caso cinese, anche in Florida si e’ aperta un voragine nel terreno, ma questa volta proprio sotto un’abitazione civile. Sfortunatamente, il fenomeno e’ accaduto intorno alle 23, quando molte delle persone erano in procinto di andare a letto o stavano gia’ dormendo.

Il cratere in questione si e’ aperto proprio sotto la camera da letto di Jeffrey Bush, un uomo di 36 anni che purtroppo e’ stato risucchiato dalla voragine che si e’ aperta nel terreno. I testimoni riportano di un forte boato udito in tutto il paese e del cratere che si e’ aperto improvvisamente.

Questa e’ una foto dell’abitazione:

Esterno delle casa di Jeffrey Bush in Florida

Esterno delle casa di Jeffrey Bush in Florida

Come vedete, apparentemente, dall’esterno la casa sembra intatta. Le pareti perimetrali sono infatti rimaste illese, anche se, come riportato dai testimoni, la voragine ha raggiunto un diametro dell’ordine dei 10 metri ed una profondita’ stimata di 30.

Purtroppo i soccorritori non sono riusciti a recuperare il corpo dell’uomo dal momento che il terreno risulta molto friabile e dunque instabile. Come dicevamo nel post precedente, anche in questo caso, si sente un forte rumore di acqua provenire dal cratere, segno inconfondibile di correnti sotterranee nella voragine.

Attualmente, le ricerche dei soccorittori sono state interrotte e si sta solo lavorando alla demolizione della casa. Solo a questo punto si potra’ valutare meglio anche la profondita’ e la struttura del sinkhole.

Proprio nelle ultime ore, l’Ansa ha battuto la notizia di un altro sinkhole che si sarebbe formato sempre nella stessa citta’ a pochissima distanza di questo di cui stiamo parlando. In questo caso, fortunatamente, non ci sarebbero vittime e il cratere avrebbe dimensioni molto minori del primo. Come riportato nella notizia, la voragine si e’ formata proprio sotto un’abitazione e, come potete vedere dalla foto, la struttura presenta notevoli problemi strutturali:

Nuovo sinkhole in Florida

Nuovo sinkhole in Florida

Qual’e’ l’origine di questi fenomeni in Florida?

Come detto anche nell’articolo precedente, le cause alla base della formazione dei sinkhole possono essere differenti tra loro. Esistono punti specifici della Terra, in cui questi fenomeni sono piu’ frequenti. La Florida, e tutta la zona intorno a Tampa, e’ uno di questi posti.

Per darvi l’idea della portata del fenomeno in Florida, negli ultmi 50 anni, sono stati riportati circa 500 fenomeni di questo tipo. Fino ad oggi pero’, non si erano mai avuti casi di persone inghiottite dai sinkhole.

Nel caso specifico della Florida, la causa e’ da ricercarsi nella struttura stessa del terreno. La zona infatti e’ molto ricca di cave e caverne sotterranee, formate pero’ in un terreno molto poroso e ricco di correnti d’acqua. Proprio la continua erosione puo’ svuotare ampie zone causando una depressione e portando alla fine il terreno a cedere sotto il proprio peso.

Come anticipato, sulla Terra esistono diverse zone in cui questo fenomeno puo’ avvenire piu’ frequentemente. Esistono anche casi di sinkhole sottomarini, che si formano sotto la superficie dei mari o degli oceani. Il caso piu’ famoso di questo tipo e’ senza dubbio quello del Great Blue Hole in Belize:

Il Great Blue Hole in Belize

Il Great Blue Hole in Belize

Come vedete, questo pozzo, profondo circa 124 metri, interrompe la barriera corallina dando un colore blu intenso all’area. Oltre ad essere un’attrazione turistica, questo imponente sinkhole e’ stato dichiarato patrimonio mondiale dall’Unesco.

Concludendo, i sinkhole sono un fenomeno noto e, soprattutto in alcune zone del pianeta, possono essere un pericolo costante per la popolazione. Visto quanto accaduto in Florida, sarebbe il caso di pensare come sviluppare un sistema di monitoraggio del terreno, soprattutto nelle zone in cui il fenomeno e’ noto e si e’ gia’ presentato in passato.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.