Se hai visto il film Avatar sul grande schermo, eri molto probabilmente sbalordito dallo spettacolo 3-D del pianeta Pandora.

Per molti, la posizione più spettacolare del pianeta immaginario sono le montagne dell'Alleluia, giganti, quadrato, rocce galleggianti avvolte nella nebbia, ricoperte da una ricca vegetazione e da cascate impetuose che sprofondano nel nulla, attorno al quale si combattono rettili volanti e avveniristici aerei militari.

è mozzafiato, pura fantasia, o no?

Più vicino a casa c'è il Zhangjiajie UNESCO Global Geopark nel sud della Cina. Qui troverai gigante, quadrato, formazioni rocciose simili a pilastri, avvolto nella nebbia, ricoperte da una ricca vegetazione e da cascate impetuose che sprofondano nel nulla. Mentre sono saldamente attaccati al suolo, le loro dimensioni e la loro geometria conferiscono loro un aspetto ultraterreno che sembra sfidare le leggi della fisica.

È la cosa più vicina che abbiamo a Pandora sulla Terra.

Non c'è niente di magico in questi pilastri, ma è solo ora che gli scienziati stanno cominciando a comprendere appieno come e quando sono state create queste meraviglie. Dimentica la CGI e gli occhiali 3D inadatti, per creare Pandora sulla Terra hai bisogno della tettonica, acqua e tempo.

Molto tempo.

Designato Patrimonio dell'Umanità dall'UNESCO e Geoparco Globale dell'UNESCO, Zhangjiajie ne ospita più di 3, 000 pilastri e picchi di pietra, misura fino a 350 metri di altezza, che formano un "picco-foresta" e ora, 6 milioni di visitatori all'anno visitano il parco.

Ma la sua popolarità è relativamente nuova.

Professore He-Qing Huang, dell'Istituto di Scienze Geografiche e Ricerca sulle Risorse Naturali di Pechino, afferma che l'interesse pubblico - e scientifico - per il parco è decollato solo negli ultimi decenni.

"Nel 1979 è stato reso famoso attraverso un dipinto di Wu Guanzhong, un maestro dell'arte moderna cinese, e ora è una delle meraviglie naturali più popolari in Cina, " lui dice.

Nel 2009, Il geomorfologo dell'Università di Melbourne, il dott. Jan-Hendrik May, è stato ricercatore in visita presso l'Accademia cinese delle scienze. Lui e il suo ospite, Professor Huang, avuto modo di parlare dei pilastri. Quando divenne evidente che nessuno sapeva davvero come si formassero questi pilastri, o quanti anni avevano, Il dottor May e il professor Huang hanno deciso di indagare.

Un anno dopo, hanno convocato un seminario internazionale a Zhangjiajie per valutare esattamente quale conoscenza esisteva già sulla regione e quali lezioni si potevano trarre da morfologie simili in tutto il mondo. Da questo incontro, è stato elaborato un piano per visitare il parco e scoprirne i segreti.

"La domanda che continuava a sorgere, e che i funzionari locali erano molto interessati, era 'quanti anni ha il paesaggio? Quando ha iniziato a svilupparsi?'", afferma il Dr. May.

"Sono questi incredibili pilastri migliaia di anni, milioni di anni, o decine di milioni di anni? Nessuno lo sapeva".

Il primo passo è stato quello di raccogliere rocce dai diversi livelli dei pilastri. Ma senza l'uso dell'agile, banshees e leonopteryx simili a draghi che Sully e Neytiri usano per navigare tra le montagne nel film, Il Dr. May e il Professor Huang hanno affrontato una sfida importante:come si ottengono campioni di roccia dalle pareti verticali di questi enormi pilastri?

Nessuno dei due voleva avventurarsi lungo il lato di un dislivello di 300 metri. Ma fortunatamente alcuni locali erano a disposizione per dare una mano.

"Ci sono persone che vivono in questo luogo da sempre, e fanno spettacoli dove ballano sulle pareti verticali, " dice il dottor May.

"Abbiamo chiesto loro se potevano campionare alcune rocce dalle pareti verticali. Ho le vertigini, quindi anche guardare i campioni dei ragazzi mi ha reso nervoso."

Questi campioni sono stati quindi inviati all'Australian Nuclear Science and Technology Organization dove sono stati analizzati per i nuclidi cosmogenici. Questi sono isotopi minerali creati dai raggi cosmici che bombardano costantemente la Terra.

"I raggi cosmici interagiscono fortemente con le rocce vicine alla superficie, ma esponenzialmente meno profondamente nella roccia, " dice il dottor May.

"Possiamo calcolare la velocità con cui questi nuclidi si accumulano, poi misurare la concentrazione nelle nostre rocce, e da lì possiamo dedurre direttamente il tempo di esposizione. Questo è ciò che chiamiamo datazione dell'esposizione superficiale, o SED."

I ricercatori hanno calcolato il tasso massimo di erosione nella parte superiore dei muri di pietra a circa 2,5 millimetri ogni mille anni. In fondo, dove i fiumi tagliano il paesaggio, l'erosione è più veloce, ma ancora solo 122 millimetri ogni mille anni, mentre le pareti verticali dei pilastri si disintegrano e si ritirano a velocità intermedie.

"Questo non sembra molto, ma aggiunge fino a 48 metri di roccia piuttosto solida che vengono rimossi dai pilastri ogni milione di anni, " dice il dottor May.

Le rocce di Zhangjiajie si sono formate da sabbia che si è depositata in un mare poco profondo circa 400 milioni di anni fa.

Quindi, nei prossimi 350 milioni di anni circa, sono stati ripetutamente tesi e fratturati dalle forze tettoniche. Questa frattura ha portato a un netto, modello a griglia, che può ancora essere visto in molti dei pilastri oggi.

Molto tardi, quando l'India iniziò a scontrarsi con l'Asia circa 30 milioni di anni fa, le rocce di arenaria di Zhangjiajie hanno iniziato la loro lenta ascesa fino a diventare un altopiano:l'acqua è entrata in queste fratture, dove da allora sta lentamente erodendo le rocce.

Il professor Huang afferma che le notevoli forme dei pilastri sono principalmente il risultato di tre fattori.

"L'arenaria è molto forte, essendo il 95% di quarzo. I giunti verticali sono ben sviluppati, consentendo una profonda incisione dal flusso del fiume. E terzo, la regione ha una bassa attività tettonica, e così i pilastri di roccia quasi orizzontali stanno in piedi per molto tempo" dice.

Per calcolare l'età del paesaggio, i ricercatori hanno dovuto calcolare il volume totale di roccia nell'altopiano prima che i pilastri iniziassero a formarsi, quindi utilizzare la mappatura 3D per calcolare la quantità di roccia rimanente.

"Se conosci la velocità con cui tutte queste superfici si erodono nel paesaggio, e si calcola il volume di erosione, puoi sostanzialmente convertire queste tariffe in un tempo, " dice il dottor May.

"I nostri calcoli suggeriscono che la foresta di picco ha iniziato a formarsi nel Pliocene, circa 5 milioni di anni fa, anche se i pilastri più alti al centro del parco sono probabilmente più giovani di così."

Il primo sequel di Avatar dovrebbe arrivare sui nostri schermi nel 2020, ma Pandora sulla Terra è con noi ora, e sembra, per milioni di anni a venire.

La ricerca è stata pubblicata sulla copertina del numero di marzo della rivista Processi e morfologie della superficie terrestre .