01 dicembre 2015

Nel Cenomaniano, nessuno può sentirti urlare

Il Tempo Profondo è sfuggente, e molti faticano a comprendere la sua logica.
Per mostrarvi quanto sia sfuggente, proviamo a riflettere su una della associazioni fossili più discusse in questo blog: i grandi theropodi del “Cretacico medio” del Nord Africa.
Quando diciamo che “Spinosaurus è esistito nel Cretacico” facciamo una affermazione sicuramente vera, ma altrettanto enormemente grossolana. E non pensate che raffinare l'affermazione dicendo “Spinosaurus è esistito nel Cenomaniano” aumenti di molto la risoluzione. La parola “Cenomaniano” significa contemporaneamente due concetti parzialmente connessi tra loro. Sul piano concreto, “Cenomaniano” è il nome di un insieme di strati di rocce sedimentarie distribuite in modo disomogeneo in tutto il mondo. Quelle rocce tendono ad avere caratteristiche simili, generalmente la presenza di una qualche particolare associazione di fossili, ed è tale tratto comune che sancisce la loro denominazione comune. Inoltre, ma ad un livello teorico, “Cenomaniano” è il nome dell'intervallo di tempo in cui riteniamo che, nel passato, si formarono quegli strati di rocce che chiamiamo “Cenomaniano”. Quindi, esiste sia il “Cenomaniano-strati” che il “Cenomaniano-tempi”. I due concetti sono ovviamente connessi, ma tale connessione non è del tutto automatica. Per molti, “il Cenomaniano” è probabilmente (ed esclusivamente) il secondo dei due concetti (l'intervallo di tempo nel passato), nonostante che, dei due, solo il primo “esista”. Esistono le rocce, non i momenti del passato. Questi ultimi sono ipotizzati per giustificare in modo razionale e naturalistico l'esistenza delle rocce. Qualora voi siate dei creazionisti, non occorre ipotizzare lunghe estensioni di tempo passato per produrre stratificazioni a livello mondiale, vi basta l'onnipotenza divina. Ma né io, ne spero la maggioranza dei miei lettori, vuole ricorrere ad un dio dei gap per spiegare le rocce, e dobbiamo quindi ammettere milioni e milioni di anni di processi naturali che, letteralmente, sedimentano le enormi successioni di rocce alle quali diamo i vari nomi stratigrafici. Da qui nasce il “Tempo Profondo”.
Tornando al Cenomaniano, noi sappiamo che (o meglio, abbiamo concluso che) i fossili chiamati “Spinosaurus” siano localizzati all'interno di successioni rocciose che, sulla base di vari argomenti testabili scientificamente, sono parte del “Cenomaniano”. Sulla base di altri argomenti, più o meno diretti, abbiamo concluso che l'intervallo di tempo del passato chiamato “Cenomaniano” si colloca approssimativamente tra circa 100 e 94 milioni di anni fa. Le due affermazioni sono slegate, non sono frutto di un medesimo studio o metodo di indagine, ma siccome riteniamo che il “Cenomaniano” (inteso come intervallo cronologico) rappresenta il momento del passato in cui si accumularono i sedimenti che formano ciò che oggi sono gli strati chiamati “Cenomaniano”, dobbiamo concludere che l'entità tassonomica che chiamiamo Spinosaurus sia collocabile cronologicamente da qualche parte tra 100 e 94 milioni di anni fa.
Notate che questo complesso ragionamento è ben più sfuggente ed articolato della frase “Spinosaurus è esistito nel Cenomaniano”.
La sfuggevolezza diventa quasi nebulosità quando ci fermiamo a riflettere su cosa “sia” Spinosaurus. Non parlo qui della ricostruzione anatomica dell'animale che tanto sta appassionando le discussioni theropodologiche, parlo del “taxon Spinosaurus”. Né più né meno che il Cenomaniano, anche Spinosaurus è riferibile a due concetti. Il primo è il nome dell'esemplare descritto da Stromer nel 1915. Quell'esemplare, per definizione, è Spinosaurus. Siccome quell'esemplare è ritenuto essere parte di una popolazione di esseri viventi esistita nel passato (per un intervallo di tempo e su un'areale entrambi ignoti), noi applichiamo il concetto di popolazione così come lo abbiamo dedotto dallo studio degli animali viventi per dedurre che, nel passato, è esistita una specie di animale vertebrato gnatostoma rettile dinosauro theropode al quale diamo il nome di Spinosaurus aegyptiacus, specie della quale noi conosciamo almeno un esemplare, per l'appunto l'esemplare di Stromer (1915). Questo è il secondo concetto al quale associare la parola Spinosaurus, ovvero l'ipotetica specie esistita nel passato. Notare bene che la validità della prima accezione di Spinosaurus è solo in parte legata alla validità della seconda. La presenza di un esemplare chiamato Spinosaurus non ci da alcuna informazione sulla durata ed estensione della specie chiamata Spinosaurus aegyptiacus. Tale durata dipende da quanto raffinata o grossolana è la nostra attribuzione di altri fossili al medesimo taxon, e quanto raffinata o grossolana è la datazione di ciascuno di quegli esemplari.
Partiamo dall'unico esemplare al quale con totale certezza possiamo dare il nome di Spinosaurus. Noi collochiamo l'esemplare di Stromer in livelli cenomaniani, quindi concludiamo che Spinosaurus è un fossile rinvenuto in rocce cenomaniane, quindi a sua volta deduciamo che la specie Spinosaurus aegyptiacus è esistita (almeno) nel intervallo di tempo chiamato “Cenomaniano”. Ma siccome noi abbiamo solo una grossolana ed imprecisa misura della posizione stratigrafica dell'esemplare di Stromer dentro i livelli cenomaniani, noi possiamo solo dire che quell'esemplare è vissuto in qualche momento del Cenomaniano. E siccome la durata ed estensione della specie Spinosaurus aegyptiacus alla quale riferiamo quell'individuo è del tutto ignota, noi possiamo solo affermare che la specie è esistita per un qualche intervallo di tempo che, in base alla posizione stratigrafica dell'esemplare di Stromer, è da collocare (almeno) nel Cenomaniano.

Non so se riuscite a cogliere quanto sia sfuggente e nebulosa questa conclusione. Eppure, per quanto nebulosa sia, essa è la più solida affermazione che possiamo fare (almeno finora) sull'età di Spinosaurus.

Ora, ripetete questa medesima argomentazione nebulosa per tutti gli altri dinosauri rinvenuti nel Cenomaniano del Marocco sud orientale.

Carcharodontosaurus saharicus è collocabile in un qualche intervallo nel Cenomaniano.
Deltadromeus agilis è collocabile in un qualche intervallo nel Cenomaniano.
Sauroniops pachytholus è collocabile in un qualche intervallo nel Cenomaniano.
Rebbachisaurus garasbae è collocabile in un qualche intervallo nel Cenomaniano.

Anche se tutti provengono approssimativamente dalla medesima località fossilifera, data l'impossibilità di rinvenire esemplari associati, data l'enorme grossolanità della stratigrafia del Cenomaniano continentale marocchino, e data l'impossibilità di stabilire l'estensione cronologica delle specie, non esiste alcuna prova diretta che queste specie siano vissute assieme.

Difatti, il Cenomaniano dura 6 milioni di anni. Tutto ciò che sappiamo è che queste 5 specie sono vissute nel Cenomaniano. Punto. Non è possibile ad oggi provare che siano vissute assieme, dato che non abbiamo alcun indizio sulla loro durata nel tempo né sulla loro coesistenza nel medesimo tempo, nonostante che, generalmente, si assuma che esse siano convissute.

Proviamo, anche solo per gioco, a fare una stima della probabilità di avere queste 5 specie coesistenti, conoscendo solo che sono tutte rinvenute nel Cenomaniano. Per semplificare la stima, assumiamo che la durata media di una specie di dinosauro mesozoico sia di mezzo milione di anni. Questo valore, puramente arbitrario, è comunque ragionevole in base a quanto sappiamo dalle faune a dinosauri dal Campaniano del Canada occidentale, per le quali esiste una discreta risoluzione stratigrafica. Quindi, una specie che dura mezzo milione di anni persiste per solo 1/12 del Cenomaniano (mezzo milione / sei milioni di anni). Pertanto, la probabilità di avere due delle specie sopra citate coesistenti nel medesimo intervallo di tempo è il quadrato di 1/12, ovvero lo 0,69% di probabilità. La probabilità di avere tutte e cinque le specie coesistenti è quindi 1/12 elevato alla quinta, ovvero lo 0,0004%, un valore praticamente nullo. Quindi, fintanto che non si rinvengono prove dirette di associazione tra individui di due o più di queste specie, l'ipotesi più prudente da seguire è che queste specie non siano contemporanee, né che siano vissute assieme.

Nota bene. Questo non implica che le linee evolutive dei vari gruppi di appartenenza delle specie citate non possano essere state coesistenti, tuttavia, anche se siamo sicuri che Spinosauridae, Carcharodontosauridae, Rebbachisauridae e Abelisauridae esistevano ben prima del Cenomaniano, ciò non è una prova automatica che qualche specie di questi gruppi convissero nel medesimo ambiente durante il Cenomaniano del Nord Africa.

Questo esempio mostra quanto le nostre rappresentazioni “sceniche”, per quanto plausibili, sono sovente puramente ipotetiche. Il solo fatto di avere qualche esemplare fossile rinvenuto in livelli rocciosi attribuiti alla “stessa età” (in questo caso, l'età Cenomaniana) non implica automaticamente che le specie rappresentate da tali esemplari vissero “contemporaneamente”.
Solo l'associazione diretta di esemplari inequivocabilmente depositati dal medesimo agente fisico (ad esempio, i due dinosauri combattenti mongolici, chiaramente associati) costituisce una prova di “coesistenza” nel passato geologico. Dato che un medesimo pacchetto di strati può essere il risultato di centinaia di migliaia o milioni di anni di sedimentazione, il mero rinvenimento di ossa di animali distinti in un medesimo livello di rocce non costituisce una prova automatica che nel passato le specie di appartenenza di quei taxa vissero nel medesimo momento.

Questo è il Tempo Profondo. Al pari dell'interno dell'atomo, esso è fondamentalmente un enorme vuoto occasionalmente punteggiato dalla materia, la cui “consistenza” è più un'illusione prospettica data dalla scala con cui ci rapportiamo al fenomeno.

12 commenti:

  1. Molto difficile coi vertebrati, a causa dei ritrovamenti sporadici, capire se due specie sono vissute nel medesimo tempo. Più facile con gli invertebrati, in particolare quelli marini, che avendo una diffusione maggiore ed avendo una distribuzione continua nel record stratigrafico si può capire addirittura strato per strato i taxa che sono vissuti nello stesso ambiente e tempo.

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  2. And not without example in modern "ecosystems" . In my own state California black bears (Ursis americnus) replacing grizzly bears (Ursis horribilis) in a precise geological instant.

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  3. Non mi è sembrato un concetto (il cosiddetto tempo profondo) tanto difficile da capire. E' che si vuole sempre rapportare tutto alla nostra esperienza e quindi nasce la domanda "Questi animali coesistevano?" E' normale, è umano, farsi queste domande, anche se poi, appunto, bisogna che si capisca quanto sono brevi le nostre vite rispetto ai tempi presi qui in considerazione.

    Non vedo cosa c'entri il discorso dei creazionisti. Non c'entra un bel niente. Ma tanto... buttiamolo là... tanto per mostrare quanto ne sappiamo. Sono argomenti distinti e distanti.

    Grazie comunque per il blog e gli articoli spesso interessanti, soprattutto quando non parla di cinema e di come vengono rappresentati questi animali. I film che ci vengono proposti sono del tutto inadeguati in termini di realismo, quindi personalmente non do alcun peso a quello che si vede al cinema. Alle aziende cinematografiche interessa solo il tornaconto nel modo più facile e meno culturale possibile.

    Giacomo L.

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    1. Giacomo L., il riferimento al crezionismo è invece opportuno. La geologia moderna nasce dall'esigenza di spiegare l'enorme estensione delle stratificazioni riferendosi a cause naturali, e ciò conduce all'esigenza di lunghissimi tempi passati, che a sua volta, nel mondo occidentale corrispose all'abbandono della visione biblica della storia della Terra, la quale invece riconduceva la formazione della Terra ad un brevissimo istante ad opera divina. Se non comprendi questo, non comprendi la fondazione storica del Tempo Profondo.

      PS: fattene una ragione, questo blog parla anche di film e delle rappresentazioni dei dinosauri, quindi tralascia pure di rimarcare che quei post non ti interessano: ti basta non leggerli senza farmi la predica palesemente offtopic (il post non parla di film). :-P

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    2. Quando scrivi che l'associazione di due specie è sicura quando sono state depositate dallo stesso agente fisico (e quindi i dinosauri combattenti). tuttavia una delle due specie si potrebbe essere estinta molto tempo prima dell'altra pur avendo condiviso lasso di tempo insieme? Cioè mi spiego meglio: magari velociraptor pur essendo stato trovato associato a protoceratops si potrebbe essere estinto tantissimo tempo dopo o prima del dinosauro erbivoro, condividendo con questo un breve (con le dovute proporzioni) periodo di tempo?

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    3. Sì... è possibile, ma quindi? Che problema sarebbe?
      A volte mi fate delle domande veramente cavillose su eventualità talmente particolari che un paleontologo non si porrebbe mai come domande, semplicemente perché non ha senso porsele in paleontologia. Noi ci basiamo su ciò che abbiamo come DATO, non su ciò che potrebbe essere in condizioni particolari che non abbiamo modo di verificare.
      Il dato fossile ci dice che almeno in quel momento dato dai due esemplari le due specie coesistettero. Ciò è molto più di quanto abbiamo normalmente, quando non abbiamo dati sicuri su nemmeno un istante di coesistenza... Il resto della tua opzione ipotetica rientra in quanto detto nel post: ovvero, che non conosciamo la durata delle specie.

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    4. Ok grazie. Scusami per la domanda troppo cavillosa o tediosa. Grazie ancora

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    5. Volevo far notare che si sta parlando di cose su piani diversi. In ogni caso buon proseguimento.

      Giacomo L.

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    6. Tutto può e deve essere analizzato su piani diversi: si chiama "profondità di veduta".

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  4. Non so se mi ha cancellato il commento di prima, comunque: Bellissimo post, unico piccolo appunto sul discorso della coesistenza - la stima è semplicistica e probabilmente pessimista. Nel modo in cui poni la questione, si tratterebbe di 12 segmenti consecutivi e un overlap si ha solo se due specie condividono il medesimo segmento. In realtà il punto di inizio di ogni segmento è casuale, e uno può avere overlaps parziali. Sto cercando in rete quale sia la probabilità di overlaps di segmenti di questo tipo, e non è un problema di statistica banale. Qui una trattazione: http://www.mathpages.com/home/kmath580/kmath580.htm

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    1. Ah, forse perchè considerato anonimo? Massimo Sandal ( twitter: @devicerandom )

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  5. Raramente ho avuto il piacere di una lettura così interessante. Io facevo parte di chi considerava il Cenomaniano solo un lasso

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