Attraverso gli ampi panorami del deserto, si stagliano spettacolari dune a stella. I caratteristici tumuli sono tra le dune di sabbia più alte della Terra e le loro forme piramidali sono scolpite da un fuoco incrociato di venti che soffiano da più direzioni, creando creste di sabbia a spirale che girano verso l'esterno da un picco centrale. Sebbene le dune a stella si trovino comunemente nei deserti sabbiosi di tutto il mondo, gli scienziati si interrogano da tempo sulla loro formazione e sulla loro misteriosa assenza nella documentazione geologica.
Ora, un'indagine su una duna a stella nell'Erg Chebbi, una regione del deserto del Sahara in Marocco, ha rivelato sorprese sulla sua età e crescita e ha lasciato intendere che antiche prove di dune a stella potrebbero essere sempre state "nascoste in bella vista".
Utilizzando scansioni radar e analisi dei granelli di sabbia sepolti in profondità all'interno della duna a stella, gli scienziati hanno mappato la struttura interna del tumulo. I ricercatori hanno calcolato che la parte più antica della base della duna si è formata circa 13.000 anni fa. Ma per circa 8.000 anni, la duna a stella – che copre 700 metri ed è alta 100 metri – non è cresciuta molto. In effetti, la maggior parte della crescita fino alle dimensioni attuali è avvenuta negli ultimi 1.000 anni, molto più rapidamente del previsto, hanno riferito i ricercatori in uno studio pubblicato il 4 marzo sulla rivista Scientific Reports.
Le scansioni del nuovo studio hanno anche rivelato che la duna era in movimento. "L'intera questione è la migrazione", ha affermato il coautore dello studio Geoff Duller, Presidente del Dipartimento di geografia e scienze della Terra presso l'Università di Aberystwyth, in Galles. "Si muove di circa mezzo metro all'anno", dimostrando che le dune a stella sono attive quanto la maggior parte delle altre dune, ha detto Duller alla CNN.
"Sapere quanto velocemente si stanno muovendo è molto importante per le infrastrutture in queste aree", poiché la loro migrazione potrebbe influenzare la costruzione di strade o condutture, ha aggiunto.
Sotto la superficie
La nuova ricerca si è concentrata sulla duna a stella dell'Erg Chebbi, conosciuta come Lala Lallia, che significa "punto sacro più alto" nella lingua berbera locale. L'autore principale dello studio Charles Bristow, Professore emerito di sedimentologia al Birkbeck College dell'Università di Londra, ha mappato la duna con un team di studenti di geologia. Hanno raccolto i loro dati un passo alla volta, camminando su Lala Lallia e fermandosi ogni 0,5 metri per monitorare la duna con un radar che penetra nel terreno. Quando queste onde radio rimbalzavano sull'antenna del ricevitore, producevano immagini ad alta risoluzione che mostravano le forme dei diversi strati di sedimenti sotto i piedi dei ricercatori, ha spiegato Bristow.
Il passo successivo è stato quello di raccogliere campioni di sabbia a diverse profondità per scoprire quando si sono depositate. Per fare ciò, gli scienziati hanno estratto tubi di nuclei di sabbia da Lala Lallia scavando una fossa poco profonda e martellando tubi cavi di metallo o plastica nella duna. "Così ci ritroviamo con questi piccoli tubi di sabbia all'interno di un contenitore opaco", ha detto Duller. In laboratorio, i ricercatori hanno poi analizzato i singoli cristalli di granelli di sabbia di quarzo e feldspato per misurare la radiazione ambientale accumulata nel corso di migliaia di anni nelle profondità oscure della duna.
"C'è radioattività ovunque, a livelli molto bassi. Una parte viene immagazzinata nei cristalli", ha detto Duller.
L'esposizione alla luce del giorno rimuove le radiazioni da questi serbatoi di cristalli entro 10-30 secondi, ha aggiunto. Ma una volta che i granelli di sabbia vengono sepolti, le radiazioni provenienti dall'ambiente circostante iniziano ad accumularsi. Nel laboratorio di Aberystwyth, gli scienziati hanno fatto sì che i granelli raccolti rilasciassero l'energia immagazzinata sotto forma di luce, quindi hanno analizzato l'intensità della luce per calcolarne l'età, una tecnica chiamata datazione a luminescenza stimolata otticamente. I ricercatori hanno puntato una luce sui minerali per liberare gli elettroni intrappolati, producendo un segnale luminescente che i ricercatori hanno poi misurato per determinare per quanto tempo i cristalli erano rimasti nell'oscurità. "Più intensa è la luce, più vecchio è il sedimento", ha spiegato Duller.
Misurando la luminosità dei granelli provenienti da diverse profondità nella duna, il gruppo di ricerca è stato in grado di calcolare quando si è formata per la prima volta la struttura, quando ha avuto il suo picco di crescita più grande e la sua velocità di movimento.
Un mistero risolto
Le nuove scoperte affrontano anche un mistero di vecchia data per i geologi: dove sono tutte le antiche prove delle dune a stella? Gli ambienti desertici sono generalmente ben conservati nella documentazione geologica e le dune lasciano dietro di sé indizi sul loro lontano passato in strati di arenaria compressa. Ma le antiche testimonianze di dune a stella sono eccezionalmente rare, ad eccezione di un esempio noto in Scozia risalente al Permiano-Triassico (circa 251,9 milioni di anni fa).
"Perché? Dove sono finite tutte le dune a stella?", si è chiesto Duller.
La risposta – hanno scritto gli scienziati – potrebbe essere una questione di prospettiva. Le dune a stella sono molto grandi; forse le parti erose delle loro strutture preservate erano state precedentemente identificate come resti autonomi di altri tipi di dune, hanno riferito gli autori dello studio.
"Quando si guarda individualmente ogni pezzo di una duna a stella nella documentazione geologica, sembrerà qualcos'altro", ha detto Duller. "Ma quando si mettono insieme tutti questi pezzi – e si possono vedere questi grandi avvallamenti di sabbia incrociata nel mezzo, si possono vedere queste braccia che si estendono in ogni direzione – è allora che si può dire con sicurezza che è una duna a stella".
Una possibile spiegazione del motivo per cui le antiche dune a stella sono state trascurate per così tanto tempo è che, per molto tempo, non si sapeva quanto fossero comuni, ha suggerito Andrew Goudie, Professore emerito di geografia all'Università di Oxford nel Regno Unito, che non è stato coinvolto nella nuova ricerca. "Il fatto che le dune stellari non siano state identificate molto nella documentazione stratigrafica può essere in parte dovuto al fatto che molti geologi non erano molto consapevoli delle dune stellari e conoscevano solo le dune longitudinali e le barchan (dune a forma di mezzaluna)", ha concluso Goudie.