Le date radiocarboniche messe in relazione con gli anelli legnosi
IL TITOLO del Dodicesimo Simposio dei premi Nobel fu “Variazioni radiocarboniche e cronologia assoluta”. Il titolo presuppone che la datazione radiocarbonica non sia più considerata come assoluta. Nel simposio si diede enfasi alle variazioni nelle date radiocarboniche e ai tentativi, solo parzialmente riusciti, di spiegarle. Ciò che ne emerse come cronologia assoluta fu quella basata sul conto degli anelli legnosi della crescita delle piante.
È questa una cattiva notizia? Dopo tutto, il metodo di datazione radiocarbonica è un campo tecnico specializzato per pochi esperti altamente addestrati, e la teoria è stata corretta e adattata qua e là fino al punto che è difficile perfino ad altri scienziati capirla. D’altra parte, tutti sanno — non è vero? — che crescendo l’albero aggiunge al suo tronco un anello l’anno. E quando l’albero è stato tagliato potete vedere quanti anni aveva semplicemente contandone gli anelli legnosi, non è vero? Che cosa potrebbe essere più semplice di questo? Senza dubbio molti proveranno sollievo apprendendo che l’orologio radiocarbonico, che pareva avesse sempre un po’ di magia scientifica, è ora regolato con qualche cosa di così semplice e comprensibile come il conto degli anelli legnosi.
La curva di calibratura fu inclusa nella relazione stampata del simposio (pubblicata anche nello Scientific American dell’ottobre del 1971). Essa mostra, per ciascun anno fin verso il 5200 a.E.V., quanti anni si debbano aggiungere o sottrarre alla data radiocarbonica per farla corrispondere alla data degli anelli legnosi.
Al primo sguardo potreste scambiarla per una tabella dei prezzi del mercato azionario. La sua mancanza di ogni regolarità, le sue casuali irregolarità di brevi periodi, e le sue imprevedibili tendenze per lunghi periodi ne accrescono tutti la somiglianza. Usando questa curva di correzione, i laboratori che usano la datazione radiocarbonica han finito col riporre piena fiducia sull’accuratezza della cronologia degli anelli legnosi, chiamata anche dendrocronologia.
Quelli che han riposto fede nelle date radiocarboniche devono ora chiedersi se quella fede è dunque rafforzata o indebolita dal nuovo collegamento con le date degli anelli legnosi. La risposta, naturalmente, dipende da come è certa la cronologia degli anelli legnosi. È essa una ferma àncora per le date radiocarboniche, da impedir loro di perdersi nelle sconosciute profondità delle epoche antiche?
Cronologia del pino aristato
Non molti alberi vivono migliaia di anni. Le magnifiche sequoie gigantesche che crescono sulle pendici dei monti della California sono famose per la loro estrema longevità. Nei recenti anni, comunque, si è trovato che il pino aristato, un albero senza pretese, dall’aspetto stentato, che cresce sugli alti pendii rocciosi degli Stati Uniti sudoccidentali vive a volte anche più a lungo. Un albero nel Nevada, a quanto si riferisce, ha 4.900 anni.
L’utilità di questo albero di lunga vita fu dapprima indicato nel 1953, da Edmund Schulman, dell’Università dell’Arizona. Sui White Mountains della California orientale egli trovò parecchi alberi antichissimi, alcuni ancora in vita, altri tronchi o ceppi morti. Egli tagliò la parte centrale di alberi viventi e dei resti di alberi caduti nel folto del bosco. Li esaminò nel suo laboratorio e li usò per fare una cronologia degli anelli legnosi. Dopo la sua morte che ebbe luogo nel 1958, questo lavoro fu ripreso dal prof. C. W. Ferguson nello stesso laboratorio. Ferguson riferì l’attuale stato del lavoro al simposio dei premi Nobel. Egli asserisce d’aver stabilito una cronologia degli anelli legnosi del pino aristato fino al 5522 a.E.V. Questo è un periodo di quasi 7.500 anni, un risultato davvero rimarchevole. Può esserci qualche ragione per dubitare che sia corretta?
Messa in dubbio da alcuni ricercatori
Ebbene, possiamo notare che il prof. P. E. Damon, della facoltà di geologia della stessa università di Ferguson, disse: “L’accuratezza della datazione degli anelli legnosi può esser messa in dubbio da alcuni ricercatori”.8a Indaghiamo dunque sul modo in cui è stata composta la cronologia degli anelli legnosi per vedere perché può essere messa in dubbio.
La prima cosa da chiederci sulla basilare supposizione del calcolo degli anelli legnosi è se un anello è uguale a un anno. Potete sorprendervi apprendendo che questo non sempre è vero. Ferguson dice su questo punto: “In alcuni casi, il 5 per cento o più degli anelli annuali può mancare lungo un dato raggio che si estenda per molti secoli. Il posto di tali anelli ‘mancanti’ in un esemplare è confermato datando il suo modello di anelli in paragone con il modello degli anelli di altri alberi in cui l’anello ‘mancante’ è presente”.9 Poiché l’investigatore aggiunge questi “anelli mancanti” alla sua cronologia, è maggiore dell’effettivo numero degli anelli contati, di cinque o più anni per ciascun secolo.
Ancor più interessante è il commento di Ferguson circa la possibilità che un albero possa produrre due o tre anelli in un solo anno: “In certe specie di conifere, specialmente quelle ad alture inferiori o in latitudini meridionali, la crescita di una stagione può essere composta di due o più strati di crescita, ciascuno dei quali può assomigliare notevolmente a un anello annuale. Tali anelli di crescita multipli sono estremamente rari nel pino aristato, comunque, e sono specialmente infrequenti sulle alture e nella latitudine dei luoghi studiati”.9
Nelle attuali condizioni climatiche, gli anelli multipli son dunque rari. Da un punto di vista uniforme, tale dichiarazione è abbastanza rassicurante. Ma questo punto di vista non tiene conto dell’abbondante evidenza che prima del Diluvio del 2370 a.E.V. il clima era assai più temperato. Inoltre, l’attuale luogo dei boschi di pino aristato poterono allora essere a un’altura assai inferiore. Entrambe queste differenze, in armonia con la citata opinione, poterono dar luogo negli alberi allora viventi ad altri anelli multipli. Questo sarebbe accaduto non solo prima del Diluvio, ma anche per qualche tempo dopo, mentre la crosta terrestre si assestava secondo le nuove pressioni. Chi può dire quanto spesso si formassero in quelle condizioni anelli multipli, o quanti secoli siano per tale motivo inclusi in più nella cronologia?
Messi insieme i modelli
Il successivo punto da notare è che nessun singolo albero ha 7.500 anelli. Benché si riferisca che alcuni alberi viventi abbiano più di 3.000 e perfino 4.000 anni i più antichi alberi viventi compresi nella cronologia risalgono solo all’800 E.V. Comunque, fu trovato un albero morto con circa 2.200 anelli, e somiglianze del modello degli anelli spessi e sottili si trovarono fra gli strati esterni dell’albero morto e gli strati interni dell’albero vivo. Si considerò dunque che le età si sovrapponessero dall’800 al 1285 E.V., e si datò che l’albero più antico risalisse al 957 a.E.V. Questa operazione fu ripetuta con diciassette altri resti d’alberi abbattuti, con anelli varianti da 439 a 3.250, portando il conto degli anelli a un totale di 7.484 anni.
Ora potete chiedere: Quanto è certa la corrispondenza dei modelli sovrapposti? Ferguson ci assicura che c’è un solo modo possibile di fare ciascuno dei diciassette adattamenti; come egli dice: “La cronologia principale per tutti gli esemplari esaminanti è unica nel suo modello di anno in anno; in nessun luogo, per tutto il tempo, è precisamente la medesima lunga sequenza di anelli larghi e stretti che si ripetano, perché di anno in anno le variazioni di clima non sono mai esattamente le stesse”.9 Alcuni possono esser disposti ad accettare questa opinione per il suo valore apparente; altri ricercatori, come dice Damon, possono essere fra quelli che la mettono in dubbio.
Un’altra domanda: Se si potesse adattare una sezione di albero morto in più di un posto, quali considerazioni guiderebbero la selezione dell’adattamento “corretto”? Questa dichiarazione di Ferguson può darci un indizio: “Occasionalmente, un campione di esemplare non ancora datato è sottoposto per l’analisi radiocarbonica. La data ottenuta indica l’età generale del campione, questo dà un indizio circa la parte della cronologia principale da scrutare, onde la data secondo gli anelli legnosi possa essere più prontamente identificata”.10 E, ancora: “L’analisi radiocarbonica di un solo, piccolo esemplare, che contenga una serie d’anelli d’alta qualità per 400 anni indica che l’esemplare è approssimativamente antico di 9.000 anni. Ciò offre una grande promessa che la cronologia secondo gli anelli legnosi si estenda assai più nel lontano passato”.11
È così evidente che la datazione con il carbonio 14 serve a volte di guida per mettere insieme i pezzi delle composizioni degli anelli legnosi. Danno queste ammissioni ragione di sospettare che la cronologia degli anelli legnosi non sia forse così ben ancorata come sembra, ma che i suoi promotori cerchino il sostegno della datazione radiocarbonica? Tale sospetto non è infondato, poiché il prof. Damon, dopo averci assicurato la sua personale fiducia nelle date degli anelli legnosi, aggiunge: “Ciò nondimeno, è rassicurante avere qualche obiettivo paragone, per esempio, con un altro metodo di datazione. Questo è infatti provveduto mediante la datazione del carbonio 14 di campioni datati in maniera storica”.
Se le date degli anelli legnosi devono essere puntellate mediante il paragone con le date radiocarboniche nella gamma in cui son sostenute dalle date storiche, che risalgano solo a 4.000 anni fa, cosa deve dirsi della necessità di 4.000 o 5.000 anni prima di tale tempo?
Problemi nella datazione del legno
Gli sforzi per rafforzare il mutuo sostegno delle due cronologie son piagati da un altro problema che diede luogo a una notevole discussione fra gli esperti. Anche nell’analisi radiocarbonica di quei campioni di pino aristato che adesso servono da base per tutte le altre date radiocarboniche, si deve considerare la possibilità dell’alterazione dei campioni. Si sa che le sostanze inorganiche, come il calcare delle conchiglie e il carbonato delle ossa, sono molto soggette allo scambio con i carbonati disciolti, sia più vecchi che più giovani. Per questa ragione sono quasi inutili nella datazione. Le sostanze organiche, come la cellulosa, sono ritenute improbabili come sostanze di scambio. La linfa viva di un albero può uscir fuori dal legno morto, ma se ha circolato nel legno per secoli o millenni, possiamo esser certi che non abbia in parte sostituito il carbonio 14 disintegrato?
A differenza della linfa, la resina è difficile da eliminare. Ferguson si è riferito alla “natura altamente resinosa” del legno del pino aristato.12 Gli esperti hanno convenuto che la resina del legno più giovane penetra nel legno più vecchio, dove può causare errore. “La diffusione della resina verso l’interno è per certo un risultato ragionevole”.13 Per giunta: “Questo problema della resina è importante, in particolar modo mentre la correzione aumenta intanto che si penetra sempre più nell’albero”.13 In un esperimento, la resina estratta era apparentemente di 400 anni più giovane del legno.
Comunque, gli esperti dissentirono in quanto all’efficacia dei loro trattamenti chimici. Uno disse che bollendo il legno successivamente in acidi e alcali “viene rimossa tutta la resina”.14 Un altro disse: “Secondo la mia opinione, le resine non si possono completamente eliminare dai pini aristati mediante il trattamento con sostanze chimiche inorganiche”.14 Ma quando usano solventi chimici organici, devono preoccuparsi che il solvente sia stato completamente eliminato in seguito, perché solo un po’ di carbonio moderno potrebbe evidentemente ringiovanire un campione di legno antico. Certo, essi operano in maniera coscienziosa per escludere tutti questi errori, ma hanno completamente successo? Quanto possiamo esserne sicuri?
Calcolo dei depositi glaciali
Un metodo alquanto simile di calcolare gli anni del passato fu considerato nella riunione, quello basato sui depositi glaciali. I depositi sono strati alternati di sabbia e sedimento che si suppone venissero formati annualmente da un ghiacciaio mentre si scioglieva. Si asserisce che questi provvedessero una traccia continua, e in Svezia uno risaliva a 12.000 anni fa. Questa fu anche proposta come una cronologia assoluta a cui si potessero collegare le date radiocarboniche. Ma in realtà quale ferma base ci offre?
La cronologia dei depositi scandinavi è composta di sezioni, osservate in diversi luoghi per tutta la lunghezza della Svezia, che sono state messe insieme. La registrazione pare assai meno utile della cronologia degli anelli legnosi, per parecchie ragioni.
Un motivo è che non c’è nessun legame col giorno attuale, corrispondente all’anello della corteccia. Le stime circa la data quando si formò l’ultimo deposito variano enormemente. Per di più, il problema di identificare i depositi annuali contribuisce ad accrescere l’incertezza. Così un geologo datò il principio della serie di Skåne al 12.950 a.E.V., un altro solo al 10.550 a.E.V. Il dott. E. Fromm, della Ricerca Geologica Svedese, disse: “In questi casi l’ambiente geologico non limitò a priori la possibile gamma delle datazioni, e i ‘telecollegamenti’ hanno dato ovviamente risultati del tutto privi di attendibilità. Per giunta, in queste parti di Skåne rimangono i dubbi che tutti i depositi sedimentari nei piccoli laghi dalle acque disciolte siano realmente depositi annuali”.15
Notate questa ammissione che i depositi non sempre corrispondono a sedimentazioni annuali. In realtà, essi rappresentano le alterne condizioni di corsi rapidi e di corsi lenti, che si possono avere parecchie volte l’anno in alcune condizioni climatiche. “Il dott. Hörnsten della Ricerca Geologica Svedese indicò che ciascun deposito doveva essere esaminato molto attentamente per evitar di calcolare il deposito di un solo anno come due anni. Un solo deposito accumulatosi durante un solo anno può avere uno o due pseudostrati invernali, a causa delle variazioni dello scarico di acqua disciolta (confr. anelli legnosi doppi)”.16 Il prof. R. F. Flint, ben noto geologo dell’Università Yale, chiese una chiara enunciazione del criterio secondo cui si riconosce un deposito, ma finora come mostra la relazione del simposio, questa non si è avuta.17
Queste, dunque, sono le “cronologie assolute” offerte al Simposio dei Premi Nobel. Dagli articoli delle riviste scientifiche popolari sarebbe facile avere l’impressione che la datazione radiocarbonica sia stabilita più fermamente che mai. Ma un’attenta lettura delle particolari discussioni che si fecero nella conferenza di Uppsala rivela che le incertezze si sono moltiplicate. La teoria radiocarbonica non provvede più una valida base per accettare le date. I risultati di vent’anni di studio hanno grandemente indebolito la maggior parte delle supposizioni sulle quali si fonda.
Ora si ripone fiducia sull’opera di un solo gruppo di ricercatori che seguono un nuovo metodo: la datazione secondo gli anelli legnosi della crescita degli alberi. Quali ulteriori debolezze potrebbero essere rivelate da questa tecnica dopo vent’anni di intenso studio in diversi laboratori? Nel suo stato attuale, sareste disposto a riporre la vostra fiducia in essa, anziché nella Bibbia, per le vitali decisioni che dovrete prendere nel prossimo futuro?
[Nota in calce]