darwin geologo e il tempo profondo

DARWIN GEOLOGO E IL TEMPO
PROFONDO
laboratori e spunti didattici
di Giulia Realdon
UNICAMearth
Scuola di Scienze e Tecnologie -­‐ sezione di Geologia Universita’ di Camerino Camerino, Museo delle Scienze 12 febbraio 2014
DARWIN GEOLOGO E IL TEMPO
PROFONDO
« Io, un geologo. Ho una vaga
idea di terre coperte da oceani, di
animali del passato, di una lenta
forza che spezza la superficie ».
C. Darwin, Taccuino M, 1838.
Charles Darwin, ritratto di George Richmond, 1840
Tratto da/
http://www.sedgwickmuseum.org/darwin/
darwin_tools.html DARWIN GEOLOGO E IL TEMPO
PROFONDO
Come Darwin divenne un geologo
•  Nella sua non semplice carriera scolas;ca, Darwin ebbe modo di studiare geologia sopra@u@o a Cambridge con il professor Adam Sedgwick •  Con lui poté anche fare esperienze di field-­‐work nel Galles •  Queste esperienze sarebbero state preziose durante le lunghe escursioni a terra nel corso del viaggio con il Beagle (1831-­‐1836) •  A bordo del Beagle Darwin ebbe anche i primi due volumi dei Principles of Geology di Charles Lyell, che avrebbero avuto molta influenza sulle sue osservazioni •  Dopo il suo rientro in patria, Darwin presentò diversi saggi a cara@ere geologico alla Geological Society di Londra, di cui divenne segretario nel 1838 •  Darwin inoltre pubblicò 3 volumi sulla geologia dei luoghi visita; durante il suo famoso viaggio Il geologo, di Carl Spitzweg,
circa 1860
DARWIN GEOLOGO E IL TEMPO
PROFONDO
Quanto profondo? L’eta’della Terra
“the mind seemed to
grow giddy by
looking so far into
the abyss of time.”
J.Playfair, con J.Hall
e J.Hutton a Siccar
Point, 1788
•  L’idea che la Terra avesse una storia venne concepita già da Erodoto (V sec. a.C.) in seguito all’osservazione dei sedimen; del delta del Nilo •  L’età della Terra non venne più messa in discussione fino alla rivoluzione scien;fica ed alla nascita della geologia come scienza •  Nel XVII secolo Nicolò Stenone, con I suoi studi sui fossili e sulla stra;grafia, ripropose il problema dell’an;chità delle rocce. •  Nel XVIII secolo sull’origine delle rocce si confrontavano i Ne@unis; (H.B.De Saussure, A.G.Werner) e i Plutonis;, tra cui J.Hu@on •  Alla fine del XVIII secolo, in piena rivoluzione industriale, James Hu@on elaborò il conce@o di tempo geologico, basato sul principio dell’a@ualismo e sul ciclo litogene;co SICCAR POINT E IL TEMPO PROFONDO
The result, therefore, of our present enquiry is, that we find no vestige of a
beginning,-no prospect of an end.
James Hutton, 1788
Tratto da: http://all-geo.org/highlyallochthonous/wp-content/uploads/2011/01/SiccarPoint_Unconformity.jpg
DARWIN GEOLOGO E IL TEMPO
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Quanto profondo? L’eta’della Terra
•  Tra il XVIII e il XIX secolo le osservazioni di William Smith (successioni stra;grafiche) e del nipote John Phillips portarono alla stesura della prima scala dei tempi geologici •  Phillips, che introdusse i nomi delle ere geologiche, s;mava in circa 100 milioni di anni l’età della Terra. •  Negli stessi anni George Cuvier scopriva il fenomeno delle es;nzioni, ancora a@ribuite al biblico “Diluvio” •  Nel 1830-­‐’33 Charles Lyell pubblicò i Principles of Geology, diffondendo la teoria dell’a@ualismo e i principi della stra;grafia •  Lyell riteneva che la Terra avesse più di 300 milioni di anni, idea condivisa con Darwin, di cui divenne amico dopo il viaggio con il Beagle Adattato da Life on Earth
di J.Phillips, 1 860
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Quanto profondo? L’eta’della Terra
•  Nel 1862, partendo da principi fisici, William Thomson (Lord Kelvin) s;mò l’età della Terra compresa tra 20 e 400 milioni di anni. La s;ma non teneva conto degli effee del decadimento radioaevo, fenomeno scoperto in seguito (1896) •  Sulla base del decadimento radioaevo e della datazione radiometrica, nel 1927 Arthur Holmes s;mò che la Terra avesse da 1,3 a 3 miliardi di anni, corree in 4,5 ± 0,5 miliardi nel 1940 •  Oggi sappiamo che l’età dei più an;chi minerali terrestri trova; finora (cristalli di zircone sopravvissu; al Cristalli di zircone, da: metamorfismo) è di 4,4 miliardi di anni https://class.coursera.org/
amnhearth-001/wiki/view?
•  Da questa evidenza e dall’età calcolata (anch’essa page=reading_a_rock
http://www.ga.gov.au/ausgeonews/
radiometricamente) delle meteori; più an;che, la s;ma ausgeonews200603/shrimp.jsp
a@uale dell’età della Terra è di 4,54 ± 0,05 miliardi di anni DARWIN GEOLOGO E IL TEMPO
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Quanto profondo? L’eta’della Terra
Tratto da: http://macro2010.files.wordpress.com/2012/11/geological_time_scale.png
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Come far comprendere il tempo profondo?
Immagini tratte da
“Powers of Ten” di
Charles e Ray Eames
•  Quando si usano numeri molto grandi (o molto piccoli) per indicare scale temporali o spaziali, si entra in un territorio che è difficile da comprendere perché è difficile da immaginare •  Siamo abitua; a ragionare su ordini di grandezza di cui abbiamo esperienza, il resto è inevitabilmente qualcosa di astra@o •  La padronanza delle potenze e della notazione scien;fica è necessaria ma non sufficiente. •  Come affrontare il problema dal punto di vista della didaeca? •  Questa proposta si basa sull’uso di modelli che i nostri sensi possano padroneggiare e usare come metafora della realtà rappresentata Laboratori per capire il tempo profondo
TIME-LINE GEOLOGICA ü  con la carta igienica: ricostruzione in
forma lineare dell’evoluzione del pianeta
Terra e dell’evoluzione degli organismi
pluricellulari
“EVOLVE OR PERISH”:
ü  un gioco dell’oca lungo 600 milioni di anni
Immagini tratte da:
http://montessorimuddle.org/2010/08/21/toilet-paper-timeline-of-earth-history/
http://www.mnh.si.edu/ete/ETE_Education&Outreach_Game.html
TIME-LINE GEOLOGICA: qualche suggerimento
v  Si può ricostruire la storia della vita
pluricellulare (600 strappi = 600 milioni di anni)
oppure la storia della Terra (450 strappi = 4,5
miliardi di anni à1 strappo = 10 milioni di anni)
v  Preparare in anticipo dei fogli con le date degli
eventi che si vogliono rappresentare sulla timeline (tappe)
v  Posizionarsi al chiuso in uno spazio adeguato
(corridoio, palestra,…)
v  Uno studente srotola la carta, un altro conta i
segmenti, un terzo fa un segno ogni 10 segmenti
ed evidenzia i multipli, un quarto posiziona i fogli
delle “tappe” v  Srotolata la time-line, il gruppo ritorna sul
percorso osservando le distanze fra le “tappe”
Immagine tratta da:
http://igs.indiana.edu/images/
fossilsandtime/timeline01.gif
TIME-LINE GEOLOGICA: qualche suggerimento
v  È interessante confrontare la lunghezza/durata
delle diverse ere geologiche
v  Oppure confrontare la vita solo nell’acqua e quella
estesa anche alla terraferma
v  Oppure gli intervalli tra le estinzioni di massa v  Un’altra osservazione interessante riguarda la
durata dell’evoluzione umana in confronto con
quella dei dei mammiferi
v  Altre modellizzazioni/rappresentazioni possono
comprendere:
à  Un viaggio di 600 km
à  un campo da calcio
à  un calendario
à  un metro da sarta
à  un filo per stendere il bucato
à  un corridoio della scuola... Immagine tratta da:
http://igs.indiana.edu/images/
fossilsandtime/timeline01.gif
“EVOLVE OR PERISH”: come giocare
v  Anche questa attività ripercorre la storia
della vita pluricellulare in forma del gioco
dell’oca (in inglese à utilizzabile per
attività CLIL)
v  Stampare il tabellone (formato A3) e le
istruzioni dal sito:
http://www.mnh.si.edu/ete/
ETE_Education&Outreach_Game.html v  Procurarsi 1 dado ed una pedina per ogni
giocatore (2-4)
Immagine tratta da: /
http://www.mnh.si.edu/ete/
ETE_Education&Outreach_Game.html
v  Lanciare il dado a turno, spostare la propria pedina e seguire le
indicazioni scritte sulla casella d’arrivo
v  Leggere le didascalie e commentare le figure in relazione all’era
geologica in cui ci si trova. Eventualmente leggere i nomi degli
organismi e le spiegazioni della scheda allegata
v  Vince chi arriva per primo al traguardo del presente
TEMPO PROFONDO:
risorse didattiche on-line
ü  Chronozoom: ;meline interaeva (storia dell’Universo, della Terra, della vita):
h@p://www.chronozoom.com/#/t00000000-­‐0000-­‐0000-­‐0000-­‐000000000000 ü  Altra animazione interaeva su ;meline:
h@p://hereistoday.com/?utm_source=feedburner&utm_medium=twi@er&utm_campaign=Feed:
+NerdcoreRSS2+(Crackajack) ü  Infografica interaeva sulla storia della Terra: h@p://deep;me.info ü  Earthviewer: app interaeva sulla te@onica della Terra da Cambriano: ü  h@ps://itunes.apple.com/it/app/earthviewer/id590208430?mt=8 ü  Dalla serie Changing Planet: video-­‐lecture The Deep History of a Living Planet:
h@p://www.hhmi.org/biointerac;ve/deep-­‐history-­‐living-­‐planet ü  Animazione interaeva sulla storia geologica dell’ossigeno atmosferico:
h@p://www.hhmi.org/biointerac;ve/geological-­‐history-­‐oxygen ü  Animazione interaeva sulla storia della vita:
h@p://www.hhmi.org/biointerac;ve/deep-­‐history-­‐life-­‐earth ü  Video sull’es;nzione di massa K-­‐T con i protagonis; della scoperta:
h@p://www.hhmi.org/biointerac;ve/great-­‐discoveries-­‐science-­‐day-­‐mesozoic-­‐died ü  Ar;colo sulla scoperta della causa dell’es;nzione di massa K-­‐T:
h@p://www.hhmi.org/biointerac;ve/ar;cle-­‐day-­‐mesozoic-­‐died ü  Schede per aevità in classe sull’es;nzione di massa K-­‐T:
h@p://www.hhmi.org/biointerac;ve/following-­‐trail-­‐evidence DARWIN GEOLOGO E IL TEMPO
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Per ricevere i file:
•  dei materiali dei laboratori
•  di questa presentazione
•  della bibliografia e sitografia utilizzate per questo
progetto
[email protected] [email protected] DARWIN GEOLOGO E IL TEMPO
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grazie per l’attenzione
Giulia Realdon