Secondo i ricercatori, le acque ricche di minerali provenienti dagli Appennini d'Italia scorrevano attraverso l'acquedotto Anio Novus dell'antica Roma e hanno lasciato una registrazione rocciosa dettagliata delle condizioni idrauliche passate. Due studi che caratterizzano i depositi di calcare stratificato, chiamato travertino, all'interno dell'Anio Novus sono i primi a documentare il verificarsi di increspature antigravitazionali e stabilire che queste caratteristiche forniscono indizi sulla storia degli antichi sistemi di trasporto e stoccaggio dell'acqua.

Questi studi multidisciplinari, guidati dal professore di geologia Bruce Fouke dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign e pubblicati sulle riviste Scientific Reports e Carte speciali GSA , applica principi ingegneristici avanzati e microscopia ad alta risoluzione per stabilire una nuova teoria controversa su come si è formato il travertino increspato, ha affermato Fouke.

Mentre l'acqua, proveniente dal fiume Anio e da un lago sotterraneo vicino a Subiaco, in Italia, scorreva, ha lasciato strati increspati di travertino carbonato di calcio che si sono accumulati lungo i pavimenti interni, le pareti e i soffitti dell'acquedotto Anio Novus.

Sul campo, i ricercatori hanno raccolto campioni di travertino orientati a monte ea valle che presentano due caratteristiche straordinarie:modelli di stratificazione chiara e scura su scala millimetrica e forme ondulate ondulate su scala centimetrica persistono in tutti questi strati.

Precedenti studi hanno proposto, senza prove, che gli strati nel travertino Anio Novus siano il risultato di cambiamenti nella portata avviati da cambiamenti stagionali o metodi ingegneristici messi in atto dai romani, hanno affermato i ricercatori. Tuttavia, il travertino con forme di stratificazione simili negli antichi sistemi di acquedotti si trova in tutto il mondo, indipendentemente dal clima regionale o dal funzionamento.

La specialità di Fouke è interpretare come i microbi che prosperano nelle acque ricche di minerali influenzano l'architettura cristallina del travertino e altri depositi minerali simili in natura. Il suo gruppo ha lavorato a lungo per rivelare la storia geologica delle formazioni minerali stratificate, producendo inferenze sulla vita su Marte, passando per Yellowstone, alle barriere coralline in Australia, e persino all'interno del corpo umano.

"Le acque di Subiaco sono chimicamente simili alle acque del Parco Nazionale di Yellowstone, dove i microbi trasportati dall'acqua formano stuoie e biofilm che svolgono un ruolo fondamentale nella forma e nella struttura delle famose caratteristiche di travertino a gradini di Mammoth Hot Springs", ha detto Fouke. "Abbiamo anche identificato microbi fossili e detriti vegetali negli strati scuri dei depositi di travertino dell'Anio Novus. Una volta che ci siamo resi conto della somiglianza tra le acque di Subiaco e Yellowstone, sapevamo di avere la base di conoscenze e l'esperienza necessarie per iniziare a svelare la storia e il mistero dell'ultimo corso dell'Anio Novus, il più lungo e significativo degli antichi acquedotti romani."

Fouke e Marcelo Garcia, un professore di ingegneria civile e ambientale presso l'Università di I. e coautore dello studio, hanno lavorato con i loro team per misurare meticolosamente la geometria degli strati increspati dei travertini Anio Novus per dare un'interpretazione insolita.

"Un geologo ti dirà che l'unico modo per formare increspature è attraverso il taglio del fluido e il trasporto di sedimenti dipendente dalla gravità", ha detto Fouke. "La teoria è che l'acqua o il vento possono spostare i sedimenti sciolti in forme ondulate che avanzano lentamente e sono influenzate dalla gravità per formare le familiari forme asimmetriche dell'ondulazione che vediamo lungo le sponde dei fiumi, le dune e nelle antiche rocce sedimentarie depositate in questi ambienti."

Tuttavia, il team di Fouke ipotizza che i cristalli di travertino Anio Novus siano precipitati, cresciuti e accumulati nell'acqua corrente dell'acquedotto, indipendentemente dalle forze di gravità e aiutati dalla forma e dalla composizione biochimica delle colonie microbiche, per formare ciò che chiamano "cristallo di travertino increspature della crescita."

Mentre i complessi processi che controllano le increspature della crescita dei cristalli di travertino sono nettamente diversi da quelli che controllano le increspature del trasporto dei sedimenti, i ricercatori hanno affermato che sono visivamente simili. Le geometrie delle increspature lungo le pareti verticali dell'acquedotto sono identiche a quelle lungo i pavimenti, a dimostrazione del fatto che i meccanismi che formano le increspature di crescita dei cristalli non dipendono dalla gravità.

Convinti che le strutture siano segni di increspatura che riflettono il flusso, Garcia e il suo team hanno misurato le geometrie di increspatura per ricostruire il volume e la velocità dell'acqua che scorre attraverso l'acquedotto durante l'antica Roma.

"Poiché pochi ricercatori avevano mai riconosciuto queste strutture come increspature prima, nessuno aveva usato il potere della forma di un'increspatura, insieme ai principi della meccanica dei fluidi, per produrre questo tipo di ricostruzione", ha detto Garcia.

Utilizzando il travertino depositato nell'immediato contatto con la malta dell'acquedotto originale, i ricercatori concludono che quando gli acquedotti sono stati aperti per la prima volta, l'acqua scorreva a una velocità di circa un metro al secondo, abbastanza veloce da allagare un campo da calcio in un'ora, molto più veloce di quanto ipotizzato in precedenza.

Il fatto che il travertino ondulato esista lungo i soffitti dei canali dell'acquedotto indica che hanno operato a pieno regime, hanno detto i ricercatori. Questa osservazione suggerisce che studi precedenti non erano corretti nell'affermare che gli strati si sono formati a causa del cambiamento stagionale del flusso o quando i romani usavano mezzi ingegneristici per controllare la portata.

"Questi acquedotti erano molto più robusti di quanto si pensasse", ha detto Fouke. "Il flusso è stato maggiore del previsto e quel tasso di flusso è stato costantemente mantenuto."

I ricercatori stanno ora estraendo gli antichi microbi fossilizzati e le loro biomolecole intrappolate nel travertino per saperne di più sul tipo di microbi e sui possibili agenti patogeni che bevevano i romani.

"Storici e archeologi sono profondamente interessati a ciò che ha portato alla caduta dell'Impero Romano", ha detto Fouke. "Dato che gli acquedotti hanno svolto un ruolo importante nel successo dei romani, qualsiasi informazione raccolta dalla scomparsa degli acquedotti può essere utile in questa impresa". + Esplora ulteriormente

Le "fettuccine" potrebbero essere il segno più evidente di vita su Marte, riferiscono i ricercatori