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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.

Yellowstone, il supervulcano

30 Apr

Nel nostro precedente articolo:

Cosa c’e’ sotto i nostri piedi?

abbiamo parlato di una nuova interessantissima misura riguardante la temperatura nel centro della Terra. Come visto, attraverso un complicato sistema di simulazione delle condizioni, e’ stato possibile correggere il valore precedentemente noto, portando a ben 6000 gradi la temperatura del nucleo di ferro solido del nostro pianeta.

Rimanendo sulla scia di questi argomenti, vorrei adesso parlarvi di un altro aspetto del nostro pianeta, che molto spesso ha richiamato anche l’attenzione di tanti catastrofisti: la caldera dello Yellowstone. Diversi mesi fa, ci siamo gia’ occupati dei fenomeni vulcanici in questa zona, analizzando le tante voci che volevano questo vulcano pronto ad eruttare, come dimostrato da alcuni valori dei sismografi:

Yellowstone, cosa succede?

Yellowstone, aggiornamento

Come visto, i presunti movimenti citati su internet erano solo dovuti ad un sismografo rotto che dunque forniva valori completamente fuori scala. Ma questo era facilmente intuibile a meno di voler fare una becera speculazione.

Come avvenuto per la temperatura del centro della terra, torniamo a parlare di questo argomento a seguito di una nuova interessante misura condotta dai geologi e che ci permette di affrontare argomenti non ancora discussi su questo blog.

Ricostruzione della caldera dello Yellowstone

Ricostruzione della caldera dello Yellowstone

Come annunciato solo pochi giorni fa nel corso della riunione annuale della Societa’ Sismologica Americana, una nuova misurazione di precisione ha permesso di modificare notevolmente le dimensioni conosciute della caldera sotto lo Yellowstone. Mentre prima si pensava a diverse caldere non connesse tra loro, la nuova ricerca condotta dai ricercatori dell’universita’ dello Utah, ha mostrato come sotto l’omonimo parco, sia presente un’enorme caldera dotata di numerose diramazioni, come se fosse una singola camera magmatica. Inoltre, studiando i nuovi dati raccolti, e’ stato possibile aumentare di ben il 50% le precedenti dimensioni ipotizzate, portando la caldera ad una lunghezza di 60Km, una larghezza di 30Km ed una profondita’ tra i 5 e i 12Km rispetto alla superficie.

Date queste dimensioni, capite bene perche’ la notizia di questa nuova misura ha nuovamente riacceso gli animi catastrofisti mai sedati dal 21 Dicembre 2012. Inutile dire che lo Yellowstone e’ uno dei vulcani piu’ pericolosi del mondo, ma questo non ci deve assolutamente lasciar prendere dal panico. Cerchiamo dunque di comprendere a fondo la struttura della caldera e di capire la reale pericolosita’, al momento, di questo vulcano.

La zona sopra la caldera nel parco di Yellowstone

La zona sopra la caldera nel parco di Yellowstone

Come anticipato, la caldera si trova per gran parte sotto lo stato del Wyoming, proprio sotto il parco nazionale. Al contrario dei vulcani classici che possiamo immaginare, lo Yellowstone si trova sopra quello che in geologia viene chiamato un “punto caldo”. Con questo termine si indica una zona precisa in cui la roccia fusa, generalmente sotto la crosta terrestre, tende a salire in superficie. Questo meccanismo e’ esattamente lo stesso che conferisce attivita’ ai vulcani, ma nel caso dello Yellowstone il punto caldo si trova sotto l’area pianeggiante del parco e si manifesta attraveso determinati fenomeni geologici.

Come e’ stata fatta la nuova misura?

Analogamente a quanto visto nell’articolo precedente, la nuova misurazione e’ stata possibile, anche in questo caso, analizzando la propagazione delle onde sismiche. A seguito di terremoti avvenuti in zona, e’ stato possibile studiare le interferenze delle onde attraverso il terreno, determinando in questo modo l’esatta percentuale di volume solido e fluido. Come visto nell’articolo precedente, questo stesso principio era stato sfruttato per quantificare la parte di ferrro fuso da quello solido che occupa il centro della Terra.

Come anticipato, lo studio delle onde sismiche ha dunque permesso di modificare al rialzo il volume della caldera dello Yellowstone, incrementando il precedente valore di circa il 50%.

A questo punto, cerchiamo di rispondere a domande lecite che spesso vengono fatte: e’ pericoloso lo Yellowstone? Ci potrebbe essere un’eruzione in tempi brevi?

Riguardo alla pericolosita’, abbiamo gia’ risposto affermando il reale pericolo derivante da questo vulcano. Molto spesso, sentite parlare dello Yellowstone come un supervulcano. In realta’, questa definizione non rientra nella geologia classica, ma questo termine venne attribuito alla caldera in un documentario girato dalla BBC.

Quanto sono frequenti le eruzioni dello Yellowstone?

Studiando la morfologia della zona, e’ stato possibile determinare e distinguere le diverse eruzioni che si sono succedute nel corso dei secoli. Tra queste, sono state individuate tre supereruzioni avvenute rispettivamente 2.1 milioni, 1.3 milioni e 640000 anni fa. Oltre a questi eventi che hanno modificato fortemente il paesaggio della zona, ve ne sono state di minori e che sono risultate in una fuoriuscita di magma in punti specifici. L’ultima eruzione della caldera e’ avvenuta ben 70000 anni fa.

Se paragoniamo questi numeri con quelli di altri vulcani nostrani di cui abbiamo parlato:

Cosa succede in Campania?

Due parole sull’Etna e sullo Stromboli

vi rendete conto che parliamo di fenomeni davvero poco frequenti.

Perche’ dunque si parla tanto di un’eruzione dello Yellowstone?

Premesso che al solito il catastrofismo e la speculazione su questi argomenti hanno sempre una certa eco mediatica, a partire dagli anni 2000, delle modificazioni alla caldera sono state evidenziate dai geologi. In particolare, a partire dal 2004, si e’ notato un innalzamento molto piu’ veloce del terreno in prossimita’ della caldera, che e’ avvenuto negli ultmi 3 anni con una velocita’ tripla rispetto a quella degli anni precedenti. Cosa significa questo? In linea di principio assolutamente nulla. Come abbiamo visto, i fenomeni vulcanici della zona sono dovuti alla presenza di un punto caldo. Quello che avviene e’ che la camera magmatica si sta riempiendo di roccia fusa e questo provoca un aumento nell’innalzamento del terreno. Questo potrebbe portare ad un’eruzione? Anche in questo caso, non e’ assolutamente detto. Il flusso di roccia fusa potrebbe interrompersi da un momento all’altro determinando un repentino abbassamento del terreno. Movimenti di questo tipo, sia verso l’alto che verso il basso, vengono continuamente registrati anche in altri vulcani e non necessariamente possono portare ad eruzioni. Inoltre, proprio l’incremento misurato nel volume della camera magmatica, ci fa pensare che, anche mantenendo un flusso costante da sotto la crosta, ci vorranno ancora molti anni prima che la camera si riempia e possa portare, come detto non necesariamente, ad una nuova eruzione.

Secondo il parere di molti geologi, non e’ possibile determinare quando ci sara’ una nuova eruzione. Alcuni parlano di centinaia di anni, altri si spingono fino a migliaia di anni. Tutti pero’, con buona pace dei catastrofisti, concordano che non ci si aspettano nuove eruzioni prima di almeno 150 anni.

Se ancora non vi fidate o siete preoccupati, facciamo un’altra riflessione: se lo Yellowstone dovesse eruttare, quanto tempo prima ce ne accorgeremmo? Anche qui, non e’ possibile fare una stima precisa, ma tutti gli esperti concordano che una nuova eruzione sarebbe sicuramente preceduta da importanti fenomeni geologici. In primis un notevole innalzamento del terreno, sicuramente maggiore di quello registrato fino ad oggi, ma poi ci sarebbero importanti eventi sismici, oltre ad un aumento dell’attivita’ dei geyser. Tutti fenomeni assolutamnete non registrati al momento.

Inoltre, anche in presenza di fenomeni di questo tipo, i geologi concordano sul fatto che queste avvisaglie inizierebbero almeno qualche mese prima della nuova eruzione. Per completezza, vi dico anche che c’e’ chi parla di anni di preavviso. Come capite, anche se dovesse accadere, la nuova eruzione non sarebbe sicuramente un fenomeno improvviso e quindi avremmo tutto il tempo di capire quello che sta per accadere.

Detto questo, al momento non c’e’ assolutamente nulla di pericoloso nello Yellowstone. Come visto, la speculazione su questo supervulcano e’ facilmente smentibile analizzando i dati in nostro possesso e che chiunque puo’ verificare consultando database e report ufficiali. Ovviamente, vista anche la pericolosita ‘di questo sistema, tutta la zona e’ costantemente monitorata e tunuta sotto controllo attraverso un esteso sistema di misurazione. Nei post precedenti sullo Yellowstone, abbiamo in particolare parlato della rete di simografi presenti su tutta l’area e che sono liberamente consultabili seguendo i link che trovate negli articoli.

Concludendo, la nuova misurazione condotta sulla caldera dello Yellowstone ha mostrato, attraverso un’analisi delle onde sismiche, una camera magmatica molto piu’ estesa di quanto si pensasse e formata da un insieme di volumi connessi tra loro. Come detto, lo Yellowstone e’ un vulcano molto pericoloso, che ha dato luogo nel corso dei secoli, ad importanti fenomeni eruttivi e, proprio per questo motivo, e’ costantemente monitorato. Alla luce delle attuali misurazioni, non c’e’ assolutamente da temere una nuova eruzione in tempi brevi e comunque avremmo tutto il tempo per capire in anticipo quanto starebbe per accadere.

 

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

La mano di Dio sulle dimissioni del Papa

13 Feb

Come era facile immaginare, da ieri tutti i giornali, i siti internet e le trasmissioni TV non fanno altro che parlare delle dimissioni di papa Bendetto XVI. Se vogliamo questo e’ giusto, dal momento che si tratta di una notizia unica nel nostro tempo. Nessuno di noi avrebbe mai pensato alle dimissioni di un papa. Forse qualcuno, attraverso i propri ricordi scolastici, ricordava Celestino V, ma sembravano delle cose appartenenti ad un lontano passato.

Quello che pero’ e’ sbagliato, e’ che da ieri in molti stanno parlando senza sosta della profezia di Malachia e della prossima fine di Roma:

2012 e la profezia di Malachia

Si avvera la profezia di Malachia

In questo modo si sta creando un nuovo caso mediatico dopo quello del 21 Dicembre 2012 legato alla profezia Maya. In particolare, non e’ chiaro cosa si intenda per la fine di Roma. C’e’ chi azzarda la distruzione della capitale, la fine della Cristianita’, la fine del papato e chi, senza mezze misure, parla della fine del mondo.

Come visto, molto probabilmente la profezia e’ un falso storico, ben piu’ recente della presunta data e neanche attribuibile a San Malachia.

Premesso questo, c’e’ anche un altro presunto segnale che sta facendo pensare che sia in corso qualche sconvolgimento senza precedenti. Poche ore dopo l’annuncio di Benedetto XVI, cioe’ nella serata del 11 Febbraio, sembrerebbe sia caduto un fulmine molto potente proprio sulla Basilica di San Pietro. Eccovi la foto che sta facendo il giro del mondo:

Il fulmine caduto sulla Basilica di San Pietro l'11 Febbraio

Il fulmine caduto sulla Basilica di San Pietro l’11 Febbraio

Questa foto e’ stata scattata da Alessandro di Meo, fotografo dell’ANSA. Capite bene come questa immagine abbia accesso ancora di piu’ gli animi dei catastrofisti. Solo poche ore dopo l’annuncio, un fulmine cade sul simbolo della cristianita’. Ovviamente, c’e’ chi parla di segnale divino o anche solo di un altro segno premonitore che dovrebbe farci riflettere su qualcosa che sta accadendo.

Come se non bastasse, in rete e’ comparsa anche una seconda foto di un fulmine caduto, sempre in Italia, e sempre su un importante simbolo della Cristianita’, cioe’ il Duomo di Milano:

La foto falsa del fulmine su Milano

La foto falsa del fulmine su Milano

Cerchiamo di capire meglio questa storia facendo considerazioni oggettive e senza lasciarci trasportare da facili sensazionalismi.

Inizio subito col dirvi che la foto del Duomo di Milano e’ falsa. Senza ombra di dubbio, la foto e’ stata realizzata da qualche buontempone prendendo spunto proprio da quella di San Pietro. Come faccio a dire questo? Guardate bene la scia del fulmine. Notate che in realta’ nelle due foto compare esattamente lo stesso fulmine. Questo significa che la seconda foto e’ stata realizzata facendo copia/incolla della saetta di San Pietro.

Per la prima foto invece? Questa foto con buona probabilita’ e’ reale. Certo e’ difficile pensare di poter realizzare una foto cosi’ spettacolare di un evento che dura pochissimo tempo. Questo e’ vero, ma foto del genere vengono fatte mettendo la macchinetta sul cavalletto, per tenerla immobile, e poi inquadrando un paesaggio, o un edificio come in questo caso, con tempi di esposizione molto lunghi. Se durate l’apertura dell’obiettivo cade un fulmine, il gioco e’ fatto.

Tenete anche presente che la foto e’ stata fatta da un fotografo professionista dell’ANSA che nulla avrebbe da guadagnare realizzando una foto falsa in un giorno in cui a San Pietro c’erano centinaia di persone.

Premesso questo, veniamo ai fatti. Addirittura ho ascoltato alcune trasmissioni che raccontavano di fatto miracoloso perche’ si e’ trattato anche di un fulmine a ciel sereno. Niente di piu’ falso. Pensate che l’11 Febbraio, nei paesi dei Castelli Romani piu’ alti nevicava copiosamente mentre in quelli piu’ bassi, cosi’ come a Roma, pioveva a dirotto. Chi e’ di queste parti puo’ confermare, gli altri basta che pensino ai numerosi collegamenti da San Pietro fatti da tutti i telegiornali. Ogni volta il cronista stava sotto l’ombrello. Dunque, il fulmine a ciel sereno possiamo anche dimenticarlo.

Riassumendo, la foto e’ vera, non si e’ trattato di un fulmine a ciel sereno, ma e’ possibile che proprio l’11 sia caduto un fulmine sulla Basilica? E’ strano questo?

La parte piu’ alta della lanterna della Cupola e’ alta ben 130 metri. Questa altezza la rende da sempre molto soggetta ad essere colpita da fulmini. A riprova di questo, gia’ nel 1809 sulla lanterna fu installato un parafulmine dopo che, a causa dei numerosi eventi accaduti, l’energia delle saette aveva danneggiato notevolmente la copertura in piombo della cupola.

Questo primo parafulmine in realta’ non si e’ dimostrato del tutto efficiente per proteggere l’importante monumento. In un articolo del 2005, l’arcivescovo Comastri racconta dei lavori in corso per il restauro dell’esterno della Cupola ma anche dell’installazione di un nuovo parafulmine viste le continue scariche che arrivavano sulla Cupola:

2005, Comastri

Facciamo ancora piu’ chiarezza, pensando brevemente a come funziona un parafulmine.

Questo dispositivo venne inventato da Franklin ed utilizzato la prima volta a Parigi nel 1752. Molti possono pensare che un sistema di questo tipo sia semplicemente realizzato con una lunga asta metallica posta sopra un tetto. Niente di piu’ sbagliato.

Quando un fulmine colpisce qualcosa, cio’ che provoca danni non e’ quasi mai la corrente elettrica, bensi’ il calore sviluppato lungo il percorso fatto dal fulmine. La stessa cosa e’ avvenuta a San Pietro, in cui il calore aveva in parte sciolto il piombo della copertura rovinando la struttura. Per questo motivo, il parafulmine deve essere collegato a terra mediante un filo di sezione adatta. In questo modo, si crea un percorso dedicato e sicuro dove far passare il fulmine facendolo scaricare a terra.

Per potere attirare i fulmini, la parte piu’ alta dell’asta viene rivestita di un metallo nobile ad alta conducibilita’. In questo modo il parafulmine fa da vera e propia calamita evitando danni agli edifici circostanti.

Dunque? Abbiamo visto che, tra le altre cose, lo scopo del parafulmine e’ quello di attirare i fulmini. A Roma era in corso un temporale, la Cupola e’ uno degli edifici piu’ alti della zona, in cima alla cupola c’e’ un parafulmine. Detto questo non mi sembra assolutamente strano che un fulmine sia caduto sulla lanterna di San Pietro. A riprova, basta ripensare all’articolo del 2005 e ai danni causati dai tantissmi fulmini che continuamente cadono su San Pietro.

Concludendo, non credo ci sia assolutamente nulla da discutere riguardo a questo fulmine. Come ormai siamo abituati, si tende sempre a mescolare le carte per dare credibilita’ a teorie assurde gia’ vagliate e smentite da tempo. Quello che purtroppo e’ vero, e’ che tra abdicazione papale, Conclave e prossimo pontefice, ci sara’ ancora molto da discutere sulla profezia di Malachia.

 

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