Le Rocce in Equilibrio: la straordinaria storia Geologica dei “Sismometri Inversi”

Sembrano pronte a cadere, attaccate con un invisibile filo della tela di un ragno al cielo, calate sulla terra da qualche entità aliena. E certamente sono uno dei fenomeni naturali più spettacolari, ma la formazione delle “Rocce in equilibrio”, Balancing rock in inglese, è tutto tranne che un mistero paranormale.

Sotto, il video racconto dell’articolo sul canale Youtube di Vanilla Magazine:

Un grande masso precario chiamato Kummakivi (“Strana pietra”), situato a Ruokolahti, nella Finlandia sudorientale. Un cagnolino bianco in miniatura sotto di esso dà un’idea della scala, mentre sopra di essa è cresciuto in pino. Fotografia di Kotivalo condivisa con licenza Creative Commons 4.0 via Wikipedia:

Una roccia in equilibrio è una formazione geologica caratterizzata da una grande roccia o masso, a volte di dimensioni considerevoli, che poggia su altre rocce. Alcune formazioni conosciute con questo nome sembrano solo essere in equilibrio, bilanciate chissà come su quelle inferiori, ma in realtà sono saldamente collegate alle rocce di base.

La pietra in quilibrio del lago Omak nello stato di Washington. fotografia di Lexaxis7 condivisa con licenza Creative Commons via Wikipedia:

Le rocce sono scientificamente divise in quattro categorie differenti. I Massi erratici, portati da un ghiacciaio a fondovalle, si riconoscono per la differente litologia rispetto alle altre rocce che caratterizzano l’ambiente.

La Pietra pendula, famoso masso erratico, descritto da Antonio Stoppani, nelle prealpi lombarde. Fotografia di pubblico dominio via Wikipedia:

I massi erratici non sono necessariamente delle rocce in equilibrio (e anzi nella maggior parte dei casi non lo sono affatto) e sono evidentemente differenti rispetto alle altre che sono loro vicine.

La seconda categoria sono i masso arroccati, che sono un grande frammento di roccia distaccato da una montagna che è stato staccato e trasportato da un ghiacciaio in un luogo di stasi, spesso sul lato di una collina o di un pendio. Alcuni blocchi arroccati non sono stati prodotti dall’azione glaciale, ma sono la conseguenza della caduta di roccia, di una frana o di una valanga.

Roccia in equilibrio vicino al forte Madan Mahal, Jabalpur, Madhya Pradesh, India. Fotografia di Mityrocks condivisa con licenza Creative Commons via Wikipedia:

La terza categoria delle Rocce in equilibrio sono i residuo erosivi, ovvero una formazione rocciosa che rimane dopo l’azione del vento, dell’acqua o dell’erosione chimica. Per i non esperti possono sembrare dei massi erratici, ma sono invece scolpiti dal substrato roccioso locale e presentano una litologia simile a quella dell’ambiente circostante.

Roccia in equilibrio nel Marble Canyon, in Arizona. Fotografia di Arne-kaiser condivisa con licenza Creative Commons via Wikipedia:

E infine ci sono le rocce su un piedistallo, di cui in Italia abbiamo la splendida testimonianza delle Piramidi di Terra in Trentino Alto Adige, ovvero singole rocce che si sono fermate sopra un sottostrato più friabile che viene lentamente eroso dall’azione del vento e di altri agenti naturali.

Rocce in equilibrio in cima alla Sfinge di Bisti Badlands, nel nord-ovest del Nuovo Messico. Fotografia di John Fowler condivisa con licenza Creative Commons via Wikipedia:

Nonostante le rocce in equilibrio possano sembrare soltanto delle splendide formazioni senza particolari significati scientifici, in realtà raccontano agli scienziati moltissimo riguardo la storia geologica delle zone in cui si trovano. Esse funzionano infatti come “Sismografi inversi“, ovvero testimoniano l’assenza di movimenti tellurici abbastanza potenti da riuscire a far perder loro l’equilibrio.

Chybotek, Monti dei Giganti, Polonia. Fotografia di Mateusz War condivisa con licenza Creative Commons 3.0 via Wikipedia:

L’ultimo rapporto riguardo le rocce in equilibrio è stato scritto dai geologi David E. Haddad e J. Ramón Arrowsmith, nel 2011, nella pubblicazione Geologic and Geomorphic Characterization.

Le Rocce in equilibrio, anche definite come “Rocce in equilibrio Precario“, sono un insieme delle quattro categorie precedenti, e consentono non solo di conoscere la storia dei terremoti di una regione, ma anche di prevederne il comportamento in futuro.

Pinnacle Balanced Rock, monumento nazionale di Chiricahua, in Arizona. Fotografia di Brian W. Schaller condivisa con licenza FAL via Wikipedia:

Alcune rocce in equilibrio si formano in un altro modo rispetto ai quattro descritti precedentemente. Alcuni grandi blocchi di roccia sviluppano delle fratture, espanse dall’acqua, che le spaccano in massi più piccoli. Mentre l’erosione abbassa il livello del suolo, alcuni massi rimangono in superficie, a volte accatastati gli uni sugli altri.

Rocce in equilibrio soprannominate “madre e bambino”, parco nazionale di Matobo, Zimbabwe. Fotografia di Susan Adams condivisa con licenza Creative Commons 2.0 via Wikipedia:

Lo studio scientifico delle PBR (precariously balanced rocks, in inglese) è recentissimo, e nasce negli anni ’90 grazie a James Brune, un geologo del California Institute of Technology.

Brune stava valutando il rischio di terremoti a Yucca Mountain, in Nevada, per valutare il suo futuro come possibile sito di stoccaggio di scorie nucleari, quando notò una manciata di massi in equilibrio – piuttosto precariamente – su altre rocce. I massi erano tutti ricoperti di vernice del deserto, un composto scuro di argilla, manganese e ossidi di ferro, che testimoniava che erano stati esposti alle intemperie nelle medesima posizione per milioni di anni. Brune si rese conto che le rocce offrivano una sorta di documentazione riguardo la storia sismica della zona. Quindi, studiando i PBR attraverso modelli computerizzati che replicano i terremoti, Brune ha immaginato di poter determinare quale livello e tipo di scuotimento sarebbe necessario per rovesciare una particolare roccia, e quindi escludere che potesse essersi mossa durante la sua storia recente.

Balanced Rock, Parco nazionale di Big Bend, Texas. Fotografia di Brian W. Schaller condivisa con licenza FAL via Wikipedia:

Quando circa 30 anni fa Brune iniziò a parlare di queste sue idee incontrò non poche difficoltà nel convincere altri delle proprie posizioni. I sismologi studiavano i terremoti, i paleosismologi studiavano i terremoti preistorici e gli ingegneri specializzati in sismologia studiavano il movimento del suolo. L’approccio di Brune ai PBR è a cavallo fra tutti questi campi, e lui e altri appassionati iniziarono a cercare dei fondi per proseguire le ricerche. Ottenere dei finanziamenti inizialmente fu quasi impossibile, ma dopo molta insistenza alcune aziende private iniziarono a utilizzare le ricerche sui PBR, e oggi le società di produzione energetica finanziano con continuità geologi esperti di rocce in equilibrio precario per conoscere il rischio sismico cui sono sottoposti i loro impianti.

La colonna d’equilibratura vicino a Digby, Long Island, Nuova Scozia, Canada. Fotografia di  Shawn M. Kent condivisa con licenza Creative Commons 4.0 via Wikipedia:

Come funziona uno studio su una roccia in equilibrio precario?

Una volta trovato un nuovo PBR, questo viene coperto con strisce di nastro per prepararlo alla fotogrammetria, unita alle fotografie tradizionali per ricostruirlo in 3D. Per valutare per quanto tempo la roccia è stata in equilibrio precario vengono misurate le concentrazioni di radionuclidi cosmogenici sul lato inferiore della roccia, che consentono di capire per quanto tempo è rimasta esposta nella stessa posizione.

Una volta costruito il modello computerizzato, questo viene “scosso” in una simulazione computerizzata di terremoto. Si comincia in piccolo, con un’accelerazione orizzontale al suolo di di 0,2 g (dove “g” è 9,8 m/s2).

Se questa forza non fa cadere la roccia si aumenta l’intensità fino a quando non crolla

Le Rocce in equilibrio precario sono tutte destinate, prima o poi, a cadere in seguito a un terremoto, ma questa è un’eventualità remota pensando all’arco temporale dell’intera esistenza di un essere umano. Possiamo continuare ad ammirarne la bellezza e il disegno, non divino ma scientifico, che le ha portate in quella strana posizione.


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