05. Primi passi della geologia

La rivoluzione scientifica e Niccolò Stenone

Inquadramento storico

Dall'Enciclopedia Treccani: 

rivoluzione scientifica Espressione che comunemente è riferita al complesso di eventi che ha segnato la nascita e l’affermazione in Europa della scienza moderna, nel periodo convenzionalmente compreso tra la pubblicazione del De revolutionibus orbium coelestium di Copernico (1543) e quella dei due capolavori di Newton, vale a dire i Principia mathematica philosophiae naturalis (1687) e gli Opticks (1704).

(...) L’idea di una sostanziale discontinuità tra la scienza moderna e la tradizione scientifica antico-medievale e rinascimentale fu inizialmente promossa dagli stessi «filosofi naturali» che ne furono protagonisti. I maggiori esponenti della r. s. assunsero, nei confronti dell’antichità, una posizione in contrasto con quella degli umanisti, negando il carattere esemplare della civiltà classica e la superiorità delle fonti antiche in campo scientifico. L’insistenza sul tema della novità permeò larga parte della cultura europea del Seicento, come dimostra l’impiego del termine novus nel titolo di centinaia di volumi scientifici, tra i quali il De mundo nostro sublunari philosophia nova di Gilbert (pubblicato postumo nel 1651), l’Astronomia nova di Kepler (1609), il Novum Organum di Bacone (1620), i Discorsi intorno a due nuove scienze di Galilei (1638).Se si legge la descrizione di questo periodo nella maggior parte delle enciclopedie (cartacee e digitali) si nota che tra le grandi scoperte e innovazioni scientifiche del periodo sono elencate con un certo dettaglio quelle nel campo della fisica, dell'astronomia, e anche della biologia e della chimica, oltre che essere evidenziato il ruolo della matematica in tutto il progresso scientifico. Non si parla, di solito, dei primi tentativi di dare una spiegazione scientifica alla formazione delle montagne, all'origine dei fossili e in generale all'ambiente naturale così come lo vediamo.

L'opinione corrente era che, dal momento della creazione della Terra narrata dalla Bibbia al momento attuale, la Terra non avesse subito alcuna modifica, se si eccettua l'evento biblico del Diluvio Universale e quindi la sommersione delle terre da parte delle acque.

Le opinioni in contrasto con questa idea venivano avanzate con molta prudenza, specificando sempre la loro aderenza alla Bibbia e/o la loro semplice natura di ipotesi, probabilmente tenendo conto delle conseguenze di tali idee (processo e condanna di Galileo da parte dell'Inquisizione).

Dettagli sul dibattito circa il tempo attribuito alla storia della Terra si trovano qui: link.

Gli scritti di Stenone

Il testo del De Solido tradotto in italiano (nel 1928 da G. Montalenti) è disponibile qui (link).

Nel De Solido Stenone introduce il principio del "solido dentro un altro solido" 

..ma cosa significa solido dentro un altro solido ? E come può accadere che un corpo solido (un fossile o una roccia) venga a trovarsi dentro ad un altro solido (una roccia più grande) ?

Stenone intuisce che la soluzione a questo problema può fornire un criterio per ricostruire la storia della Terra, rompe quindi con la tradizione in cui la Terra è rimasta immutata dalla creazione.  

Applicando questi due principi è possibile trarne alcune conseguenze:

• • "… possiamo dedurre che una conchiglia fossile era solida prima degli strati che l’hanno ricoperta, perché ha lasciato l’impronta in questi ultimi; ma le rocce circostanti erano solide prima delle vene di calcite che corrono al loro interno, perché esse riempiono interstizi preesistenti …”. Cioè possiamo stabilire una cronologia 

  • I fossili possono essere interpretati come resti di animali vissuti precedentemente. Le glossopetre devono essere denti di squalo per il principio della sufficiente somiglianza. 

  • Le glossopietre devono essersi solidificate prima delle rocce che le racchiudono perché hanno impresso la loro forma sul sedimento circostante (principio della formazione a stampo). 

  • Perciò le rocce sedimentarie non furono create insieme alla Terra, ma si formarono come i depositi di acque torbide in fiumi, mari o laghi. 

  • Fossili marini simili si trovano spesso in montagna: la Terra quindi ha una storia molto estesa.

Studiando la testa di uno squalo, Stenone conclude che le glossopetre sono resti organici, sono cioè denti di squali vissuti in epoche passate.

Mi sembra che tutte queste argomentazioni non siano di poco peso per confermare la mia ipotesi, soprattutto perché non è possibile, in base alla forma e alla sostanza di questi corpi, addurre facilmente alcunché di contrario ad essa. Per quanto riguarda la forma dei corpi di cui si tratta, e cioè quanto essa risponda esattamente a vere parti di animali, sembra che la somiglianza della struttura presupponga una origine simile: e nel caso tu ritenga i corpi in questione esser stati fatti in base a qualsiasi altro principio, non è facile a credersi che si sarebbe potuta osservare una tanto grande somiglianza.

(...)

Mentre il sedimento formatesi indurisce lentamente, durante una lunga serie di anni, insieme ai detti corpi, il fluido più sottile non ha potuto lasciarli intatti ma, secondo il tipo di terreno circostante, dovrà togliere ad essi il succo animale e aggiungervi quello minerale; oppure, esauritesi il succo animale, dovrà introdurre il succo minerale; oppure, ammessa la mutazione dei minima naturalia, il succo animale si trasformerà in succo minerale.

(...)

Nel dimostrare la mia plausibile opinione non accuso, però, di falso i sostenitori del parere contrario. Uno stesso fenomeno può essere spiegato in molti modi e persino la Natura, nelle sue operazioni, persegue il medesimo fine con mezzi diversi. Sarebbe, perciò, imprudente riconoscere come vero uno solo di tutti i modi e condannare gli altri come errati. Molti e illustri sono gli studiosi i quali credono che questi corpi si producano spontaneamente.

 [...] Per ritornare al mio intento principale, chiusa la digressione, applicherò alla questione delle glossopetre di maggiori dimensioni alcune delle cose fin qui dette. La loro forma convince che sono denti di Canis Carcharias, poiché le parti piane, i bordi e la base dei denti sia fossili sia attuali corrispondono. Se diamo credito ai racconti che riferiscono che nuove isole sono emerse in mezzo al mare, chi può conoscere davvero l'originaria formazione di Malta? Forse posta, un tempo, sotto le acque dei mari, essa fu una tana di pescicani, i cui denti, sepolti nel fondo un tempo fangoso, mutata la posizione del fondo marino a causa di un improvviso incendio di vapori sotterranei, ora si trovano dentro l'isola. Neppure il grande numero di glossopetre provenienti dall'isola genera difficoltà. In uno stesso pesce si contano duecento e più denti, sotto ai quali altri continuano a crescere. Pertanto, potendosi reputare parti di animali quei corpi simili a parti di animali che si estraggono dal terreno, essendo la figura delle glossopetre simile ai denti di Canis Carcharias come lo sono due uova tra loro e non convincendo del contrario né il numero di esse né il sito del terreno, mi sembra che non si discostino molto dal vero coloro che sostengono che le glossopetre più grandi sono denti di Canis Carcharias.

Nel De Solido Stenone introduce alcuni principi che poi saranno la base dei metodi stratigrafici

Principio di sovrapposizione (Stenone, 1669): l’età di una sequenza di rocce sedimentarie o di colate di lava decresce verso l’alto, ciascun letto essendo più giovane di quello sottostante e più vecchio di quello soprastante. 

Principio di orizzontalità originaria (Stenone, 1669): la maggior parte dei sedimenti essendosi deposti in mari, laghi o piane fluviali erano originariamente orizzontali*. Se ora sono inclinati e/o piegati devono essere stati deformati dopo la deposizione. 

Principio di continuità laterale (Stenone, 1669): i sedimenti inizialmente formano letti continui, i quali cambiano i propri caratteri solo quando cambiano gli ambienti di deposizione. 

A questi principi Hutton ne aggiungerà un altro, nel suo testo Theory of the Earth, 1788

Principio delle relazioni di intersezione (Hutton, 1788): se un letto è intersecato da un’altra struttura, per es. una faglia, esso deve essere più antico della struttura intersecante.

L'applicazione di questi principi rende possibile stabilire una cronologia relativa di eventi.