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Il Museo in Cina: stalagmiti, cambiamenti climatici globali, archeologia

di Silvia Frisia e Andrea Borsato

Nell’agosto 2005 il Museo tridentino di scienze naturali ha partecipato, unico rappresentante per l’Italia, all’ Open Science Meeting del PAGES (Past Global Changes) svoltosi in Cina, a Beijing.

Tipico panorama caratterizzato da ripidi coni e torri di calcare lungo il fiume Li Jang, tra Guilin e Yangshuo (foto A. Borsato).

Il PAGES, nato nel 1991, è un progetto internazionale finalizzato alla previsione del futuro della vita sul nostro Pianeta attraverso la comprensione dei cambiamenti climatici e ambientali del passato. Ne fanno parte molti scienziati che hanno messo in evidenza la realtà e gli effetti del riscaldamento globale degli ultimi 150 anni, e che hanno dato le indicazioni necessarie per arrivare al protocollo di Kioto, inteso a porre un freno alle emissioni di gas serra.

Raggruppamento di coni su un basamento comune di calcare (carso a fengcong) visto dal fiume Li Jang (Foto A. Borsato).

La scelta di Beijing quale sede del Meeting PAGES non è stata un caso. Lo scopo, infatti, era di favorire l’incontro con la comunità dei ricercatori asiatici, che è molto attiva e in crescita. Per questo era importante essere presenti e instaurare collaborazioni con scienziati cinesi che, come noi, si occupano della ricostruzione di climi e ambienti del passato utilizzando stalagmiti (concrezioni di grotta). Uno dei gruppi di ricerca più attivi in Cina è quello del Laboratorio di Dinamica del Carsismo (KADL) del Ministero del Territorio e delle Risorse a Guilin (provincia dello Guangxi, Cina Meridionale), città famosa per il suo spettacolare carsismo di tipo tropicale. L’area di Guilin, infatti, è caratterizzata da coni e torri di calcare alti fino a 300 metri tra cui si snoda il fiume Li Jang, e conta la presenza di almeno 600 grotte, di cui 23 sono attraversate da fiumi sotterranei. L’acqua e le rocce carbonatiche sono componenti importanti del paesaggio di Guilin, come sono importanti in Trentino, e lo sfruttamento sostenibile dal punto di vista ambientale di questa risorsa è un argomento politico importante, soprattutto in vista del crescente turismo nella Cina Meridionale.

Al Karst Dynamics Laboratori di Guilin. Da sinistra: Ian J. Fairchild, Silvia Frisia, Andrea Borsato, Yuan Daoxian.

Dall’area di Guilin, paragonabile al Trentino in quanto zona carsica di grande bellezza, è iniziata la trasferta dei ricercatori del Museo in Cina. Al KAD siamo stati ricevuti dal Direttore, il Prof. Yuan Daoxian, che è anche un accademico della Chinese Academy of Science e scienziato di fama internazionale coinvolto attivamente nello International Geological Correlation Programme dell’UNESCO. Yuan Daoxian è molto interessato al riconoscimento dell’impatto delle attività umane sul territorio carsico e sul clima al fine di definire la vunerabilità della società cinese rispetto a cambiamenti climatici globali, visto il rapido sviluppo del paese con il conseguente degrado ambientale.

Le ricerche condotte per la prima volta in assoluto dagli scienziati del Museo tridentino di scienze naturali, utilizzando analisi in luce di sincrotrone, hanno evidenziato che le stalagmiti registrano il cambiamento della composizione dell’atmosfera dovuto alle attività umane. In tre concrezioni della Grotta di Ernesto (vicino a Grigno, nel Trentino Orientale), infatti, è stato riscontrato l’aumento di alcuni aerosol (ad esempio il solfato) e metalli pesanti (come piombo, zinco, ecc.) nell’età industriale (ultimi 150 anni).

C’erano i presupposti per instaurare una collaborazione con i colleghi cinesi nel quadro dell’International Geological Correlation Programme. Quindi ci siamo recati con il Prof. Zhang Meiliang del KDL, la sua assistente, Zhu Xiaoyan e alcuni studenti a campionare stalagmiti recenti che conservassero tracce delle attività umane in grotte della zona di Guilin e Long Shan (provincia dello Hunan). Insieme a noi c’era il Prof. Ian Fairchild, che fa parte del nostro gruppo internazionale, con il quale abbiamo iniziato nel lontano 1994 la nostra ricerca nell’ambito dei cambiamenti climatici del passato; per il profilo scientifico di Ian Fairchild consigliamo di visitare il sito dell’Università di Birmingham

Per i cinesi è molto importante sviluppare il turismo locale in aree carsiche, con grotte, foreste di roccia, torri e coni di calcare attraverso i quali si snodano pigri fiumi navigabili.

Silvia scrive una poesia dedicata alle Alpi e alla Cina sul libro degli ospiti. Alla sua sinistra Zhu Xiaoyan e Ian.

Il turismo cinese può attrarre centinaia di migliaia di visitatori l’anno in un paese che conta ben oltre un miliardo di abitanti e che ora iniziano ad avere le risorse per viaggiare. Sono agli albori del turismo di massa, ma lo sviluppo è rapido e vorrebbe trarre vantaggi da esperienze maturate da regioni, che come il Trentino, hanno alle spalle anni e anni di esperienza. In particolare, il nostro Museo potrebbe contribuire con la propria capacità di trasformare la ricerca scientifica in esposizioni e divulgazione al grande pubblico. Di fatto, ci è stato richiesto di fornire idee per tracciare un piano di sviluppo turistico di un geo-parco (Geo Park) dello Hunan dopo l’esplorazione di tre grotte, cosa che abbiamo dovuto fare in un dopocena su carta intestata dell’albergo. Il giorno seguente però abbiamo avuto l’onore di firmare il libro degli ospiti conservato presso le autorità locali durante una colazione di almeno venti portate, una migliore dell’altra.

In grotta con le scarpe col tacco. Lotus Cave, Long Shan.

Tre occidentali, di cui due italiani e un inglese, in luoghi ancora non turistici della Cina sono un vero avvenimento. Dopo quasi 30 ore di viaggio in pulmino su strade assai accidentate, tra risaie, coltivazioni di tè, aranceti e filari di viti, abbiamo raggiunto Long Shan, nello Hunan. Al confine della provincia di Long Shan sono venuti ad accoglierci due autorità locali, con macchina nera di rappresentanza e autista, che ci hanno accompagnato nel migliore albergo della città in cui siamo stati loro ospiti. Nei due giorni seguenti abbiamo visitato quattro cavità scelte sulla base del potenziale sviluppo turistico, e della presenza di stalagmiti recenti da campionare. Noi ci siamo armati di elmetto, tute e calzature adatte per l’esplorazione e il campionamento, ma con nostra grande sorpresa, le autorità locali e alcune guide del villaggio vicino si sono presentati “vestiti della festa”. Una gentile signora aveva persino le scarpe col tacco!

 L’entrata di Shen Xian Cave (grotta della creatura soprannaturale).

Le grotte cinesi sono enormi, data la grande quantità di pioggia che cade ogni anno, la vegetazione tropicale e il clima caldo, che favoriscono la dissoluzione del carbonato di calcio che compone le rocce carsiche. In pratica, le montagne di calcare sono state svuotate dall’azione dei fiumi sotterranei, e poi in parte riempite da stalagmiti, stalattiti, colonne, cascate di calcite, ecc. Tra queste enormi concrezioni, abbiamo cercato e trovato stalagmiti ancora in crescita, riconoscibili dall’aspetto bianco e lucente, mentre gran parte delle concrezioni sono scure in superficie, ma bianche all’interno. Ci siamo domandati il perché della patina grigia che ricopre le concrezioni, che all’interno sono chiare. Forse il colore scuro è un effetto di attività umane, che andremo a scoprire attraverso osservazioni al microscopio e analisi chimiche.

Con i nostri nuovi campioni siamo poi partiti per Beijing, dove abbiamo presentato i risultati della ricerca AQUAPAST, coordinata dal Museo e finanziata dalla Provincia autonoma di Trento. L’Open Science Meeting del PAGES era focalizzato su un tema di grande attualità: lo studio del clima del passato e dei suoi effetti su ambienti e società umane quale chiave per lo sviluppo sostenibile nel futuro. L’Estremo Oriente, e la Cina in particolare, hanno il più forte tasso di sviluppo economico mondiale, quasi il 10% di aumento all’anno, che è quattro volte maggiore di quello delle economie del cosiddetto Primo Mondo.

Zhu Xiaoyan (altezza 1.53 cm) ci fa da scala per dare un’idea dell’altezza delle concrezioni.

La Cina, dove vive un quinto della popolazione mondiale (l’altro quinto vive in India), è il terzo paese più grande del mondo per estensione, ed è anche il terzo paese più ricco al mondo per quanto riguarda la biodiversità vegetale. È tra i primi produttori e consumatori di acciaio, carbone, cemento, energia elettrica, riso, tabacco e legname. Per questo ha anche problemi ambientali immensi, che stanno peggiorando. Come suggerisce giustamente Jared Diamond nel suo bellissimo libro “Collapse”, sono le scelte che facciamo ora che determineranno l’ambiente e la società in cui vivranno i nostri figli, non i nostri nipoti! E il passato ci offre un ricchissimo database dal quale possiamo imparare per continuare con successo ad adattare le nostre società ai cambiamenti globali. Il PAGES si propone di individuare quali fattori del clima abbiano favorito il collasso o la prosperità delle società antiche, proprio per trarre indicazioni sul nostro futuro.

Ma quali sono le basi scientifiche e filosofiche su cui si fonda la convinzione che lo studio dei climi del passato serva a capire il futuro delle nostre società? Innanzitutto la forma e l’operatività delle società umane è strettamente collegata all’ambiente, che cambia col variare di due importanti parameri del clima. La quantità di pioggia che cade ogni anno e la temperatura. Pensiamo, ad esempio, all’India odierna, dove la vita è influenzata dai monsoni. Se per qualche motivo la benedizione di queste piogge torrenziali cessasse, la società indiana (economia, assetto politico, complessità del sistema sociale) potrebbe collassare per molti anni. Già successe circa 4200 anni fa, a seguito di un lungo periodo di siccità durato centinaia di anni, alle civiltà della Valle dell’Indo.

Il tentativo stesso di risolvere problemi di tipo climatico e ambientale da parte delle società umane può generare i presupposti per un collasso, o, all’opposto, per trarre vantaggio dalle opportunità che si offrono (risposte a scale diverse a cambiamenti climatici e ambientali). Alcune società sono in grado di approfittare vantaggiosamente di cambiamenti sfavorevoli, ad esempio sviluppando nuove tecnologie o mantenendo un equilibrio demografico. Uno degli esempi migliori in questo senso è l’Islanda, dove la società è stata in grado di sfruttare risorse che le hanno permesso di passare indenne dal caldo medievale alla Piccola Età Glaciale (circa 1350-1850) e di essere, ora, uno dei paesi con il reddito pro-capite più elevato al mondo. Diverso è il caso degli insediamenti Vichinghi in Groenlandia. I Norvegesi conquistarono questa grande isola durante il caldo medievale, ma all’arrivo della Piccola Età Glaciale non seppero fare fronte alla penuria di cibo dovuta al raffreddamento del clima, la società si indebolì fino a essere spazzata via dagli Inuit che, invece, avevano un modo di vita adattato alla severità del clima nordico.

 Una patina grigia ricopre molte concrezioni, come questa bella stalagmite. Four Eyes Cave.

Occorre quindi comprendere il perché di risposte diverse, e, in pratica, si usano la storia, l’archeologia e la paleoclimatologia per formulare soluzioni allo specifico problema dei cambiamenti climatici che sfidano le società. I ricercatori del PAGES devono produrre una ricostruzione della variabilità del clima nel passato e riconoscere la risposta di ambienti e società. Per il Museo non è un problema unire paleoclimatologi, paleoantropologi e ricercatori che si occupano di biodiversità in quanto siamo tutti sotto lo stesso tetto.

In ambiente alpino, oltre alle risorse idriche, legate soprattutto alle precipitazioni nevose in inverno, sono molto importanti anche la temperatura e l’uso del territorio. L’erosione o l’inquinamento del suolo dovute ad attività agricolo-pastorali incidono sia sulla quantità che nella qualità dell’acqua che entra negli acquiferi (e diviene acqua potabile). Le stalagmiti, in pratica, sono un termometro degli acquiferi in ambiente carsico, e ci stanno indicando sia che c’è meno acqua a disposizione rispetto non solo a qualche migliaio ma anche qualche centinaio di anni fa, sia che ci sono metalli pesanti che dal suolo passano all’acqua.

Una delle nostre presentazioni, però, aveva addirittura l’ambizione di scoprire se si può collegare a cambiamenti climatici la scomparsa dell’arte naturalistica del Paleolitico Superiore nelle Alpi, circa 12000 anni fa. Il clima registrato in stalagmiti provenienti dalla parte meridionale delle Alpi Orientali era molto variabile prima di 11.500 anni fa, mentre dopo (Olocene), si stabilizza. Inoltre, tra 12.500 e 11500 anni fa ci fu un periodo, noto come Dryas Recente (Younger Dryas, YD), in cui, nelle nostre regioni, il clima doveva essere caratterizzato da inverni freddi ed estati aride. Questo quadro è confermato anche dai pollini che si trovano nei sedimenti del Lago di Lavarone, studiati nel contesto del progetto OLOAMBIENT, sempre coordinato dal Museo e finanziato dalla P.A.T. Gli sbalzi di temperatura prima del YD potevano essere di 6-7°C nell’arco di poche decine di anni. Dopo, abbiamo variazioni tra periodi caldi e freddi di 2, o massimo 3°C (tra il Caldo Medievale e la Piccola Età Glaciale). Adesso ci troviamo di fronte a un innalzamento della temperatura media del globo che per velocità e scala assomiglia alla fine del YD e all’inizio dell’Olocene.

I cacciatori-raccoglitori del Paleolitico Superiore che dipinsero le magnifiche pietre trovate al Riparo Dalmeri, dovevano vivere e muoversi in un periodo (detto Bölling-Alleröd) caratterizzato da forti contrasti stagionali, con inverni nevosi ed estati lunghe e calde. La neve invernale doveva fornire l’acqua agli abitanti del Riparo Dalmeri, che vi salivano, forse, non appena iniziava il tepore della stagione calda. Gli occupanti del riparo avevano un’attenzione per la Natura che permetteva loro di riprodurre gli atteggiamenti più caratteristici degli animali che conoscevano, sfruttando persino la morfologia delle pietre per rendere il movimento.

Zhu Xiaoyan e Zhang Meiliang osservano la base di una colonna.

Stambecchi, camosci, antichi bovini, cervi sembrano essere stati riprodotti con affetto e paiono staccarsi dalla pietra e muoversi sotto i nostri occhi. Poi giunse il freddo secco del YD. Che fine fecero i cacciatori-raccoglitori del Riparo Dalmeri? Se la società si era irrigidita in uno schema economico e organizzativo adattato al clima mite, probabilmente si indebolì per la diminuzione delle risorse alimentari. Se, invece, i frequentatori del Riparo Dalmeri risposero spostandosi verso luoghi più favorevoli, probabilmente sopravvissero con successo. La frequentazione del riparo, esposto a nord, era probabilmente impedita durante il YD anche per via dei crolli dal soffitto dovuti a gelo e disgelo. Quindi in ogni caso il riparo dovette essere abbandonato nel YD. Alla fine di questo periodo freddo, in Medio Oriente il clima favorevole, umido e mite, probabilmente contribuì alla grande rivoluzione Neolitica, come sostiene l’archeologo inglese S. Mithen nel suo libro “After the Ice”, mentre nelle Alpi si verificò un mutamento nelle strategie di mobilità, di caccia e raccolta e nell’espressione artistica, che caratterizza le società mesolitiche. Le stalagmiti non possono dare una risposta al quesito “che cosa è successo ai cacciatori-raccoglitori che dipinsero le pietre del Riparo Dalmeri”, però aiutano a capire che i cambiamenti del clima hanno influito, e influiranno, sull’economia e la complessità delle società alpine. In particolare, anche se al momento non ce ne rendiamo conto, la pressione dall’esterno su una regione come il Trentino che ha ancora una ricchezza di risorse idriche rispetto all’Italia mediterranea, sarà sempre maggiore.

Lo studio degli effetti della variabilità climatica sulla disponibilità di acqua per periodi storici e preistorici ci può insegnare molto su come la società alpina ha risolto i problemi legati all’ambiente. Unendo le informazioni paleoclimatiche a quelle paleoantropologiche, contiamo di riuscire a gettare luce sulla fine dei cacciatori-raccoglitori del Riparo Dalmeri. E questo sarà un ulteriore contributo alla risoluzione dei problemi che la società trentina si troverà ad affrontare, problemi dovuti alla diminuzione di risorse idriche legate alla variabilità del clima. Intanto, al PAGES, il nostro studio sulle grotte alpine e sulle connessioni tra clima e la società dei cacciatori-raccoglitori paleolitici è stato molto apprezzato. Chissà, forse un giorno potremo avere dei ricercatori e dei turisti cinesi in visita alla Grotta di Ernesto, al Riparo Dalmeri e alle altre bellezze naturali del Trentino.

settembre 2005