Geologia forense. Le indagini sui terreni e sui loro componenti organici ed inorganici

Case Report

Nel 1978, l'onorevole Aldo Moro fu rapito dalle Brigate Rosse; dopo cinquantacinque giorni di prigionia fu ucciso ed il suo corpo fu rinvenuto nel portabagagli di una Renault 4 al centro di Roma.

Nel risvolto dei pantaloni e sulle scarpe di Moro furono rinvenute tracce di sabbia, frammenti di vegetali, vernice e fibre di poliestere. Fu chiesto al professor Lombardi, geologo dell'Università Sapienza di Roma, di eseguire le analisi delle sabbie per determinarne la probabile provenienza, al fine di individuare il covo dei brigatisti.

Le analisi fornirono forti indicazioni che i campioni di sabbia potessero provenire da spiagge di litorale marino. L'approfondito studio mineralogico permise di identificare la presenza di numerose tipologie di minerali e frammenti di rocce tipici dell'area costiera tirrenica, che si estende per circa 150 chilometri da Tarquinia a Terracina nei dintorni di Roma.

In mancanza di dati bibliografici relativi alla composizione delle sabbie in tali aree ed al fine di poter effettuare una comparazione con i campioni prelevati dagli indumenti di Moro, il professor Lombardi raccolse campioni di sabbia lungo i 150 chilometri di costa. Lombardi campionò circa 92 sabbie e li confrontò con le tracce di sabbia prelevate dagli indumenti di Aldo Moro. Da tale confronto il professor Lombardi delimitò un'area costiera nei pressi dall'aeroporto internazionale Leonardo da Vinci di Fiumicino lunga circa 11 chilometri, da dove presumibilmente potevano provenire le tracce di sabbia rinvenute sul corpo di Moro.

Gli inquirenti senza successo cercarono in questa zona possibili covi delle Brigate Rosse. Anni più tardi i brigatisti, successivamente al loro arresto, confessarono di aver depositato la sabbia di litorale sui vestiti di Moro per depistare le indagini. A tutt'oggi ancora ci sono forti dubbi sulla plausibilità di queste confessioni, tuttavia il caso rimane uno dei più famosi in tutto il mondo per il lavoro di dettaglio svolto dal professor Lombardi sui campioni di sabbia.

Dottrina e protocolli

Le analisi dei terreni possono essere svolte per ottenere due tipi di indicazioni, a seconda della tipologia del crimine e della sua dinamica e delle esigenze investigative:

1. il grado di compatibilità tra più campioni;
2. la localizzazione geografica di una traccia.

Nel primo caso è necessario analizzare due o più campioni, nel secondo caso si possono ottenere dati utili anche con un solo reperto. Tuttavia, in entrambi i casi, la quantità di materiale utile alle analisi deve essere consistente (di regola si preleva un quantitativo pari ad un volume di circa 50 ml). Infatti, una quantità di materiale troppo scarsa può limitare la validità delle analisi non permettendo l'acquisizione di sufficienti dati per svolgere le comparazioni o per determinare di una possibile zona di origine.

Il grado di compatibilità tra campioni di terreno viene stimato per mezzo del confronto di numerosi dati (geologici, fisici e chimici, qualitativi e quantitativi). Alcuni autori hanno proposto delle scale numeriche al fine di fornire un riferimento univoco per la valutazione della similarità tra campioni di terreno. In Gran Bretagna alcuni geologi forensi hanno proposto una scala (Morgan & Bull 2007) basata sulle similitudini qualitative e quantitative dei caratteri mineralogici, petrografici, sedimentologici e cromatici dei terreni in esame) che comprende valori numerici da 1 a 10, dove 1 corrisponde ad una sostanziale differenza tra i campioni e 10 al massimo della compatibilità. Tuttavia l'adozione di tale scala può risultare troppo limitativa per i seguenti motivi:

• i valori numerici inseriti nelle scale di comparazione dei terreni ai fini forensi non sono frutto di elaborazioni matematiche o algoritmi di calcolo ma indicano, in via assolutamente qualitativa, un possibile grado di compatibilità tra i campioni;
• in tutti quei casi in cui le tracce da confrontare hanno subito modificazioni dalla loro deposizione alla loro analisi (fenomeni di dispersione, deposizione selettiva o miscelazione) i parametri individuati dalla scala non sono assolutamente significativi.

Nel confronto tra più campioni, invece che determinare il grado di compatibilità tra campioni di terreno, alcuni geologi forensi preferiscono determinarne il grado di non similarità, vale a dire che in fase di confronto seguono l'esigenza di escludere e non di collegare.

La localizzazione di un'area attraverso la caratterizzazione dei terreni può essere svolta efficacemente solo quanto i caratteri geologici, pedologici, mineralogici e petrografici sono essere estremamente peculiari di un microambiente e variare a brevi distanze. I dati vengono interpretati attraverso lo studio cartografico e geologico, per risalire ad una probabile zona geografica di provenienza. In fase di analisi è essenziale la corretta interpretazione della cartografia disponibile supportata dalle informazioni investigative. Infine, individuata una possibile area di provenienza, si procede alla raccolta dei campioni al fine di confrontarli con la traccia a disposizione e quindi di confermarne o di escluderne la provenienza.

Case Report

Nel dicembre del 2011 il corpo semi-carbonizzato di una ragazza nigeriana, schiavizzata come prostituta, fu ritrovato nelle campagne del palermitano. Nelle prime fasi delle indagini fu sospettato un uomo che, secondo testimonianze, era stato l'ultimo cliente della donna.

In sede autoptica furono rinvenute delle tracce di terreno sulla suola delle calzature della vittima, parzialmente carbonizzate. Durante il sopralluogo presso il luogo del ritrovamento del corpo, finalizzato al repertamento di campioni di terreno e di altre tracce utili all'indagine, furono notate, proprio vicino al cadavere, alcuni frammenti e brandelli di radici secche, di presumibile papiro, che presentavano aggregati di terreno. Era chiaro che le radici secche fossero estranee a quel luogo perché la vegetazione spontanea e le colture di quella zona erano rappresentate da altre specie e che, quindi, fossero state portate lì di proposito. Nel giardino della casa del sospettato fu ritrovata una catasta di papiri secchi, le cui radici presentavano anch'esse aggregati di terreno. Fu inoltre effettuato il campionamento dei terreni all'interno della proprietà. Gli investigatori ipotizzavano che il sospettato, dopo aver portato la donna nella sua abitazione, l'avesse uccisa e caricata sul suo fuoristrada ricoprendola con i papiri secchi; dopo aver scaricato il corpo in aperta campagna lo avrebbe dato alle fiamme. Lo scopo delle analisi pedologiche era quello di comparare i campioni di terreno prelevati dalla casa del sospettato con quelli presenti sulle scarpe della vittima, per accertare la presenza della donna in quel luogo, e di comparare i terreni sulle radici di papiro rinvenute vicino il cadavere con quelli presenti sulle radici rinvenute nel giardino della casa del sospettato, per accertarne la medesima provenienza.

Le analisi dimostrarono che i campioni di terreno proventi dal giardino dell'abitazione del sospettato e quelli repertati dalle scarpe della vittima presentavano caratteri molto simili nel colore, nelle dimensioni e nella tipologia delle particelle e nella mineralogia. Le elevate similitudini si riscontrarono anche tra i campioni prelevati delle radici dei papiri rinvenute nel giardino ed in prossimità della vittima, mentre i terreni repertati sul luogo del ritrovamento del cadavere ed all'esterno della proprietà del sospettato presentavano sostanziali differenze rispetto agli altri. Inoltre, per mezzo di uno studio microscopico di dettaglio fu possibile evidenziare la presenza di piccolissimi frammenti di colore rosso scuro nei terreni prelevati da entrambe le radici di papiro, che sembravano essere di origine antropica. Se tali peculiari e rari frammenti avessero mostrato la stessa composizione chimica, congiuntamente alla elevata analogia tra i componenti inorganici dei terreni, si sarebbe potuto sostenere un forte collegamento tra il sospettato ed il luogo di ritrovamento del corpo. Dettagliate analisi chimiche, permisero di stabilire che entrambi i frammenti presenti nei terreni prelevati dalle radici di papiro consistevano in pasta argillosa per uso edile e vernice alchidica. Tali risultati suggerivano che i frammenti potessero essere materiali da costruzione. Le radici di papiro rinvenute vicino il cadavere e nel giardino di proprietà del sospettato furono identificate entrambe come Cyperus Alternifolius L. (Poales: Cyperaceae).

I dati ottenuti dalle analisi dei terreni, dei materiali da costruzione e delle particolari specie vegetali, dimostrarono un elevatissimo grado di similarità tra i campioni e permisero di comprovare un forte legame fra il sospettato ed il luogo dove era stato rinvenuto il corpo della donna. Tali risultati, affiancati alle informazioni investigative ottenute dagli inquirenti, confermarono la dinamica criminale ipotizzata nelle prime fasi dell'indagine.

Dottrina e protocolli

I minerali presenti in un terreno vengono generalmente suddivisi in due grandi gruppi: i minerali primari, ovvero quelli derivanti dai processi chimico-fisici di disgregazione delle rocce (principalmente silicati, quali quarzo ed, in minor misura, miche, anfiboli, pirosseni e feldspati) ed i minerali secondari, di nuova formazione, detti minerali delle argille, aventi dimensioni inferiori a 4 micrometri. L'identificazione dei minerali primari è essenziale quando si tratta di comparare campioni di terreno ai fini forensi.

La genesi dei minerali delle argille avviene nel corso del processo di formazione del suolo; la loro composizione riflette l'ambiente e la storia del suolo. I minerali delle argille si presentano sottoforma di cristalli molto piccoli. Sono stati identificati almeno una cinquantina di minerali presenti nei terreni ma generalmente solo un numero non superiore ad una quindicina di specie si trova contemporaneamente in un campione di suolo. Nella tabella seguente sono indicate le specie minerali che si rinvengono più frequentemente nei terreni, suddivise in minerali leggeri, minerali pesanti, e minerali delle argille.

I frammenti di roccia presenti in un terreno sono numerosi e possono provenire dall'alterazione delle rocce o rappresentare nuovo materiale apportato per opera delle acque o del vento. I singoli individui e particolari associazioni di essi possono registrare importanti variazioni da un luogo all'altro, fornendo utili indicazioni sulle caratteristiche geologiche dei luoghi di provenienza dei campioni di terreno.

Le particelle rocciose vengono identificate tramite l'utilizzo del microscopio polarizzatore, attraverso il quale vengono determinate la struttura e la tessitura, i componenti minerali e le loro abbondanze, le inclusioni, ecc. Nella tabella seguente sono riportate le tipologie di rocce che si trovano più frequentemente nei terreni, suddivise in base al loro processo di formazione.

Dottrina e protocolli

La componente vegetale del terreno comprende frammenti di apparati fogliari, cortecce, semi, infiorescenze, alghe, pollini, funghi, spore. Inoltre, lo strato superficiale del terreno contiene particelle di silicio biogenetiche (fitoliti) formate dalla silicizzazione progressiva delle cellule delle piante. Nei terreni frequentemente sommersi vi è una grande diffusione delle diatomee, alghe silicee unicellulari che colonizzano tutti gli ambienti di acque dolci e marine. Lo studio dei pollini presenti nei terreni, oltre ad essere molto utile per circoscrivere la zona di provenienza di un campione, può fornire un efficace metodo di indagine anche in quei casi in cui è necessario stabilire il periodo temporale della deposizione di un terreno su una determinata superficie: l'identificazione e la quantità delle specie polliniche possono indicare la stagione di infiorescenza e di propagazione vegetativa.

I resti animali includono frammenti di conchiglie marine e terrestri, insetti o parti di essi, e microrganismi quali batteri, protozoi, protisti e metazoi. Lo studio degli insetti in ambito criminalistico riveste un ruolo primario negli studi tafonomici, tuttavia, la loro presenza e l'evidenza della loro attività biologica nei terreni può fornire utili informazioni sulla localizzazione di un campione.

Dottrina e protocolli

La componente antropogenica del terreno è costituita da frammenti di vari materiali: carta, plastica, vetri, vernici, fibre, metalli, ceramiche, materiali da costruzione. Nella tabella seguente sono elencati materiali di origine antropica che più di frequente si trovano nei suoli forensi.

Case Report

Nel 2004, fu riaperto un caso avvenuto nel 1997 nella cittadina di Bellaghy nell'Irlanda del Nord: l'omicidio di un esponente della locale comunità cattolica, rapito mentre rincasava dal club di sport gaelici della zona. Dopo alcune ore, il suo corpo, attinto da colpi di arma da fuoco, fu trovato in prossimità della sua autovettura carbonizzata, a diversi chilometri di distanza da Bellaghy. Il caso fu chiuso poiché gli inquirenti non trovarono evidenze per scoprire gli autori del delitto.

Alla riapertura del caso, nel 2004, erano pochi gli elementi rimasti che potessero aiutare gli esperti che studiavano il caso: le due scene del crimine (l'area antistante il club sportivo ed il luogo ove era stato rinvenuto il cadavere) ed i pantaloni infangati della vittima. I punti cruciali dell'indagine erano chiarire se e quale delle due scene del crimine fosse il luogo dell'omicidio e capire dove si fossero sporcati i pantaloni della vittima. Gli esperti cominciarono le loro indagini dalle due scene del crimine: rivalutarono le foto dei luoghi scattate nel 1997 e le confrontarono con lo stato attuale degli stessi luoghi. Fortunatamente, entrambi i luoghi si presentavano praticamente inalterati rispetto a sette anni prima: la vegetazione, lo stato dei terreni e le pozzanghere presenti erano rimaste sostanzialmente invariate. Da entrambe i luoghi furono prelevati campioni di terreno al fine di compararli con le tracce di fango presenti sui pantaloni della vittima.

Le analisi spettroscopiche eseguite sui campioni di terreno evidenziarono una sostanziale similitudine mineralogica tra le tracce di terreno presenti sui pantaloni della vittima con i campioni prelevati dal luogo del suo rinvenimento. Tuttavia, la compatibilità mineralogica non era sufficiente per affermare che la vittima fosse stata uccisa nel luogo in cui era stata ritrovata. Siccome i luoghi erano interessati dalla presenza di numerose pozzanghere, gli esperti decisero di testare la presenza di amebe (organismi unicellulari che vivono e si riproducono in acque stagnanti) nei terreni. Gli esperti identificarono nel fango dei pantaloni circa cinquanta individui di amebe appartenenti a cinque specie differenti e tali associazioni si riscontrarono anche nei campioni prelevati dal luogo ove era stata ritrovato il cadavere. Invece, i campioni provenienti dall'area antistante il club sportivo presentavano solo quattordici individui di due specie diverse.

La presenza di amebe delle stesse specie sui pantaloni del cadavere e nei terreni prelevati dal luogo del suo ritrovamento, affiancata alla compatibilità mineralogica dei terreni, permise di ipotizzare che gli indumenti della vittima si fossero infangati proprio in quel luogo, probabilmente perché dopo il suo decesso era stata trascinata sul terreno. In questo caso lo studio dei microrganismi nei terreni dimostrò la sua potenzialità nel proporre utili informazioni per molte tipologie di reato, anche laddove il campionamento delle tracce sia stato effettuato a distanza di tempo.

Case Report

In orario di chiusura degli esercizi commerciali, l'officina di un carrozziere era stata oggetto di atti vandalici. Nei giorni precedenti, il proprietario della carrozzeria aveva subito delle richieste di denaro, di conseguenza gli inquirenti indirizzarono le indagini sulla pista dell'estorsione. Le ricerche permisero di individuare due sospettati ai quali furono sequestrate le calzature che presentavano cospicue tracce di terriccio. Lo scopo delle analisi era quello di effettuare una comparazione tra il terriccio presente sulle scarpe dei sospettati con quello presente sul luogo del danneggiamento. Qualora il terreno presente sulle calzature avesse mostrato elevata compatibilità con quello presente fuori dell'esercizio commerciale, si sarebbe potuto collegare i sospettati a quel luogo.

Le analisi dimostrarono che i campioni di terreno presenti sulle calzature degli indagati mostravano una elevata similitudine con il terreno presente nei pressi della carrozzeria. Essi presentavano le stesse specie minerali, lo stesso colore e la stessa morfologia. Inoltre, tutti i campioni di terreno presentavano frammenti di esclusivi materiali antropogenici, tra cui peculiari frammenti di colore blu, piccole sfere di trasparenti, di grandezze variabili tra i 250 ed i 500 micron ed insoliti frammenti di materiale bianco inglobanti piccole sfere trasparenti, con dimensioni variabili tra i 50 ed i 100 micron. Attraverso analisi chimico-fisiche mirate, i frammenti di colore blu risultarono essere pigmenti utilizzati per pitture e vernici ad alta resistenza, tipicamente impiegati nell'industria automobilistica. Le sfere trasparenti, composte da vetro comune; erano verosimilmente riconducibile ad operazioni di pallinatura (un'operazione di lucidatura di superfici delicate quali ingranaggi, particolari meccanici e superfici in metallo che viene abitualmente eseguita nel settore automobilistico e nell'industria meccanica). Infine, i frammenti di materiale bianco inglobanti le piccole sfere trasparenti, risultarono essere frammenti di vernice catarifrangente, generalmente impiegata per la segnaletica orizzontale di strade ed autostrade.

La tipologia degli elementi antropogenici presenti nei campioni di terreno repertati dalle calzature dei sospettati ben si contestualizzava con le attività svolte nella carrozzeria danneggiata. L'elevata similitudine mostrata tra i campioni di terreno fu avvalorata e rafforzata dalla presenza e dalla tipologia di esclusivi materiali antropogenici, fornendo utilissimi elementi per collegare i sospettati al luogo del reato. Le informazioni ottenute dalle analisi geologiche, inserite ed interpretate nello specifico contesto investigativo, coadiuvarono gli inquirenti a dimostrare la colpevolezza degli indagati.

Dottrina e protocolli

I campioni di terreno devono essere repertati da personale specializzato in tecniche forensi e conservati in maniera idonea, rispettando le procedure di polizia giudiziaria. Il repertamento dei campioni di terreno richiede una logica sequenza di operazioni che devono essere video o foto documentate in ogni fase e che possono essere elencate, in via generale, come segue:

1. si divide la zona di interesse in aree secondo le differenti tipologie di terreno presenti, di conseguenza, ogni area sarà rappresentata da una tipologia di terreno tendenzialmente omogenea;
2. se le aree sono molto estese si suddividono in settori di dimensioni adeguate (dell'ordine di pochi mq), da valutare a seconda del caso specifico;
3. all'interno di ogni settore si campiona un solo campione di terreno al centro e in vari punti intorno ad esso, unificando il tutto in un unico campione medio rappresentativo del settore;
4. si deve sempre indicare, con una lettera o un numero, il punto dal quale è stato prelevato il campione di terreno, localizzandolo con riferimenti metrici rispetto ad un punto fisso ed effettuando il rilievo fotografico;
5. i campioni devono essere prelevati usando appositi strumenti monouso, quali pinzette, spatole, pennelli; alternativamente, si possono utilizzare strumenti in acciaio che tra un campionamento e l'altro devono essere puliti con acetone;
6. qualora i campioni si presentino umidi, devono essere lasciati asciugare all'aria prima di essere posti in adeguati contenitori; in caso contrario, l'attività biologica potrebbe causare il deterioramento dei componenti organici e/o la formazione di nuovi;
7. i campioni devono essere posti in recipienti quali fiale, bustine di teflon o scatole sterili, in modo da assicurarne la maggiore integrità possibile. È importante sottolineare che utilizzare esclusivamente contenitori di carta potrebbe permettere il passaggio di umidità esterna che determinerebbe la putrefazione della componente organica;
8. i campioni raccolti devono essere indicati con la stessa sigla utilizzata per individuare il loro punto di prelievo e documentati fotograficamente;
9. la quantità di campione sufficiente per le analisi dipende dal tipo accertamento richiesto; di regola si preleva un quantitativo pari ad un volume di circa 50 ml.

Quando si raccolgono i terreni al fine di compararli con le tracce pertinenti al crimine commesso, il numero dei campioni è molto variabile e dipende da numerosi fattori, quali l'ampiezza e la geometria dell'area di interesse, la variabilità dei caratteri dei terreni all'interno dell'area, nonché la presunta dinamica criminale. In genere, si consiglia di raccogliere campioni anche in aree estranee e limitrofe all'area d'interesse, al fine di studiare la variabilità dei caratteri pedologici in una macroarea e di ben delimitare un microambiente pedologico.

Una volta effettuata la raccolta dei campioni e delle tracce di terreno, deve essere assicurata la catena di custodia dei reperti fino al termine degli accertamenti tecnici, quando essi vengono riconsegnati all'Autorità Giudiziaria.

Dottrina e protocolli

La progressione e l'utilizzo ideale delle tecniche analitiche sui terreni dipendono da diversi fattori quali la quantità del campione disponibile ed i risultati ottenibili nelle primissime fasi analitiche. In tale ottica, i risultati di ogni tecnica analitica suggeriscono le analisi più appropriate da svolgere nelle fasi procedurali successive.

L'iter analitico adottato per le principali tecniche di base può essere riassunto nella figura riportata di seguito. A questo vengono affiancate metodologie analitiche di dettaglio che di solito coinvolgono analisi spettroscopiche (FT-IT, Raman, microscopia elettronica a scansione SEM-EDX, ecc.), la cui scelta varia a seconda dei caratteri delle particelle, delle sostanze e dei materiali presenti nel terreno e delle informazioni che si possono ottenere.