Appunti esame Paleontologia

Stratigrafia

La stratigrafia è la disciplina che studia la datazione delle rocce ed i rapporti reciproci fra unità rocciose

distinte; è particolarmente sviluppata nell'ambito delle rocce sedimentarie.

Studi degli stratigrafi in tutte le parti del mondo hanno portato alla creazione di una tabella cronostratigrafica

fondamentale, costituita da unità chiamate in gergo geologico "piani", che hanno permesso la suddivisione del

tempo in , periodi, ecc.

ere

I metodi di datazione utilizzati in stratigrafia possono appartenere a due categorie:

Metodi relativi: cronologicamente sono i primi metodi utilizzati. Non assegnano un'età ma si limitano a

indicare se un reperto è più recente o più antico di un altro; si avvale dei principi di stratificazione.

Metodi assoluti: la datazione assoluta permette di dare un'età a rocce, minerali e fossili utilizzando il metodo

radiometrico, basandosi cioè sulla radioattività di alcuni isotopi.

Principi stratigrafici

Principio di sovrapposizione stratigrafica: in condizioni normali, osservando una successione sedimentaria

gli strati sovrapposti quelli più antichi si trovano inferiormente, e viceversa gli strati più recenti si trovano in

posizione più elevata o superiore. In altre parole ogni strato è più recente di quello che è a lui sottostante ed è

più antico di quello che lo sovrasta.

Principio dell'orizzontalità originaria: Se non sono intervenuti movimenti tettonici gli strati si depositano

orizzontalmente. Questo principio non sempre è valido, in quanto in ambienti deposizionali particolari, come

margini di piattaforma, depositi esterni di scogliere, la stratificazione avviene lungo superfici inclinate, in

questo caso si parla di clinostratificazione.

Principio dell'equivalenza cronologica: due strati sedimentari che, pur essendo situati in località diverse,

contengono gli stessi fossili guida, si sono formati nel medesimo intervallo di tempo, sono cioè

cronologicamente equivalenti.

Uno strato è la più piccola unità di una roccia sedimentaria depositatasi sotto le medesime condizioni fisiche.

Gli strati sono separati fra loro da superfici di non deposizione (dette piani di strato o anche giunti di strato o di

stratificazione) o da superfici che testimoniano l'improvviso cambiamento dei parametri sedimentari.

Lo strato, per definizione, è delimitato superiormente (ossia al tetto) e alla sua base da superfici temporalmente

istantanee e dunque ; esso può essere considerato una vera e propria informale.

isocrone unità cronostratigrafica

Lo strato può essere internamente omogeneo o oppure al suo interno possono essere evidenti laminazioni o

variazioni verticali di granulometria dei suoi costituenti.

Di uno strato può essere misurata la potenza (ovvero il suo spessore), cioè la distanza misurata

perpendicolarmente tra le due superfici limite, e la sua giacitura, ossia la sua orientazione nello spazio rispetto

al nord e al piano orizzontale. è l’insieme delle procedure e delle metodologie

Correlazione stratigrafica attraverso cui si dimostra la

corrispondenza di parti geograficamente separate di una o più unità geologiche.

Esistono vari tipi di correlazione stratigrafica, secondo le proprietà e le caratteristiche che vengono esaminate

(caratteri litologici, contenuto fossilifero, paleomagnetismo, ecc.). I diversi tipi di correlazione stratigrafica sono

il mezzo con cui si tenta di approssimare la cronocorrelazione, cioè le relazioni temporali selle successioni

sedimentarie. I segnali ideali utilizzabili per le correlazioni sono fondati su caratteri e proprietà degli strati che

variano nel tempo in modo quanto più possibile sincrono, continuo ed irreversibile Per la natura stessa

dell’evoluzione biologica, le faune fossili, caratterizzate dal succedersi nel tempo di gruppi e specie diverse e

forniscono il “segnale” più prossimo a questo ideale.

irripetibili,

Stabilire la correlazione delle successioni sedimentarie in base alla corrispondenza del contenuto fossilifero e

della posizione stratigrafica.

litostratigrafia = caratteri litologici

biostratigrafia = contenuto fossilifero

PALEONTOLOGIA

La è studio delle piante e degli animali vissuti sulla Terra in epoche geologiche

anteriori alla presente, che si rivelano a noi per mezzo delle loro spoglie (dette fossili).

La biostratigrafia si occupa di ordinare le successioni di rocce sedimentarie in base al loro

contenuto paleontologico.

Per ottenere questo scopo, essa utilizza il riconoscimento delle associazioni fossili contenute entro le rocce

stesse.

Poiché i rappresentano la migliore testimonianza dell'evoluzione biologica, processo che non si ripete mai

fossili

dando lo stesso risultato in tempi diversi, essi sono esclusivi di intervalli di tempo ben definiti; i migliori fossili

a questo scopo sono i .

fossili guida

L'unità fondamentale della biostratigrafia è la , intesa come intervallo stratigrafico che contiene un

biozona

determinato o una determinata associazione di . Un insieme di biozone, in pratica, costituisce

fossile fossili

il , che è l'unità fondamentale della cronostratigrafia, utilizzata dai geologi per datare le rocce. L'insieme

piano

dei piani rappresenta il tempo geologico, durato quattro miliardi e mezzo di anni, e costituisce la tabella

cronostratigrafica fondamentale, che tutti i geologi usano in tutte le parti del mondo.

Attraverso gli eventi biostratigrafici posso definire diversi tipi di biozone:

-Zona di distribuzione

-Zona a intervallo

-Zona di associazione (cenozona)

-Zona di acme (o di abbondanza)

-Zona filetiche

i diversi tipi di biozona non si escludono a vicenda, ma una successione stratigrafica può essere suddivisa

contemporaneamente con diversi tipi di biozona per ottenere una migliore risoluzione.

ZONA DI DISTRIBUZIONE (Range Zone) :

E’ la successione di strati caratterizzati dalla distribuzione stratigrafica e geografica di uno o più taxa (a).

e’ la successione di strati

Zona di distribuzione di un taxon (un gruppo concreto di animali o di piante)

caratterizzati dalla distribuzione stratigrafica e geografica di un taxon. I limiti della biozona sono gli orizzonti

che marcano la prima comparsa e la scomparsa di un dato taxon. il nome è dato dal nome del taxon usato per

definire i limiti.

ZONA DI DISTRIBUZIONE CONCOMITANTE (Concurrent Range Zone)

E’ la successione di strati dalla parte coincidente delle zone di distribuzione di due o più taxa. I limiti della

biozona sono gli orizzonti che marcano l’ultima comparsa e la prima scomparsa tra quelle dei taxa considerati.

Il nome è dato dai nomi di entrambi i taxa che ne definiscono i limiti.

ZONA DI ASSOCIAZIONE (Cenozona) (Assemblage Zone)

E’ la successione di strati distinti da quelli adiacenti per il loro contenuto in fossili. i limiti sono i bio-orizzonti

che marcano l’inizio e la fine della presenza dell’associazione diagnostica.

FAD= First Appearance Datum, LAD = Last Appearance Datum

FO = First Occurrence, LO = Last Occurrence

FAD= Comparsa evolutiva (e quindi irreversibile) riconosciuta come geologicamente sincrona su una grande

estensione areale (si verifica, cioè, nello stesso momento).

LAD= Scomparsa evolutiva (e quindi irreversibile) riconosciuta come geologicamente sincrona su una grande

estensione areale (si verifica, cioè, nello stesso momento)

prima comparsa locale (cioè nell’ambito di una stessa unità biogeografica) [non coincide con il FAD]

FO=

= ultima presenza locale (cioè nell’ambito di una stessa unità biogeografica) [non coincide con il

LO LAD]

OMOTASSIA : Ripetersi nello stesso ordine stratigrafico degli eventi paleontologici in successioni

stratigrafiche diverse e molto lontane.

(STRATIGRAFIA DELL’ECOSISTEMA) Utilizzazione dei segnali biologici e

ECOSTRATIGRAFIA le variazioni paleoambientali come mezzo di correlazione sia nell’ambito di una

geologici che documentano

singola unità, sia di più unità biostratigrafiche.

ECOBIOSTRATIGRAFIA Quando vengono presi in considerazione solo i segnali paleobiologici

dell’ecosistema.

EVENTI ECOBIOSTRATIGRAFICI (migrazioni, variazioni di frequenza dei taxa, estinzioni ,ecc.) sono

utili solo dopo che sono stati inseriti in uno schema temporale.

FACIES = Corpo sedimentario sviluppato tipicamente su spessori metrici e caratterizzato da

attributi fisici che lo differenziano rispetto ai sedimenti che gli sono associati sia verticalmente

che lateralmente. .

BIOFACIES = Caratteristiche biologiche totali di un corpo di rocce sedimentarie

Le proprietà magnetiche delle rocce dipendono dal loro contenuto in minerali ferromagnetici che, in pratica, si

comportano come minuscoli magneti che si orientano secondo le linee di forza del campo magnetico terrestre.

Tipi di magnetizzazione:

per le rocce magmatiche (magnetizzazione termoresidua)

per le rocce sedimentarie (magnetizzazione residua detritica)

Il campo magnetico terrestre ha subito nel tempo numerose inversioni (irregolari e non periodiche) della sua

polarità;

polarita' normale quando il suo senso è lo stesso del campo attuale (oggi l'ago della bussola punta verso il

nord magnetico)

polarita' inversa quando il suo senso è opposto a quello attuale (es. 750.000 anni fa l'ago della bussola puntava

verso sud)

le inversioni di polarità sono un fenomeno geologicamente rapido e sincrono su tutta la terra;

I fondi oceanici sono caratterizzati da bande paleomagnetiche che alternativamente, sono di polarità normale e

inversa, parallele e con andamento simmetrico rispetto alle dorsali oceaniche;

I "segnali" paleomagnetici sono registrati non solo nelle rocce di origine magmatica ma anche nelle rocce

sedimentarie.

La CRONOSTRATIGRAFIA è quella parte della stratigrafia che studia l'età degli strati e le loro

variazioni temporali, suddividendo, classificando e correlando gli strati e gli eventi geologici sulla base di

intervalli isocroni (che hanno la stessa durata) ed orizzonti temporali sincroni (che si verificano nello stesso

momento). Organizzare tutta la successione stratigrafica della Terra in unità (Unità cronostratigrafiche =

piano) definite in modo convenzionale, ciascuna delle quali corrisponde, o meglio definisce, un determinato

intervallo cronologico(Unità geocronologica =età).

Nota: tra queste unità non devono esistere né lacune, né sovrapposizioni.

Mentre le unità cronostratigrafiche si riferiscono materialmente alle rocce (rappresentano cioè il pacco di strati

depositatosi un determinato intervallo di tempo), le corrispondenti unità geocronologiche si riferiscono

esclusivamente al tempo geologico.

Un’unità cronostratigrafica è una successione di strati rocciosi che si è formata in uno specifico intervallo del

l’intervallo di tempo in cui si è depositata un’unità

tempo geologico. Un unità geocronologia è

cronostratigrafica è l’astrazione teorica temporale

Mentre la biozona ha dimensioni spazio-temporali concrete, la cronozona della

biozona delimitata inferiormente dalla prima comparsa del taxon, e superiormente dalla sua ultima presenza. In

altre parole: la biozona comprende sia arealmente sia stratigraficamente gli strati di roccia in cui è

comprende tutte le rocce della terra che si sono deposte nell’intervallo di tempo

presente il taxon; la Cronozona

di massima estensione temporale della biozona.

La litostratigrafia si occupa di suddividere e gerarchizzare le successioni rocciose in unità formali

distinte sulla base della loro contenuto litologico. Le caratteristiche litologiche sono influenzate più dalle

condizioni di origine che dal tempo di origine. La somiglianza litologica è più un indizio di genesi simile che un

indicatore di contemporaneità.

Le correlazioni litostratigrafiche possono essere valide solo su scala locale (es. sui lati opposti di una stessa

valle) o al massimo regionale. L'unità litostratigrafica fondamentale è la Formazione.

I limiti delle unità litostratigrafiche sono in genere diacroni.

I fossili sono documenti oggettivi dell’evoluzione biologica, fenomeno progressivo e irreversibile. Quindi la

documentazione paleontologica varia nel tempo in modo irreversibile e irripetibile. Ogni taxon fossile

presenta dei precisi limiti di distribuzione stratigrafica, cioè è esclusivo di un ben determinato intervallo di

tempo.

FOSSILI GUIDA

Tra i molti fossili presenti nella documentazione paleontologica, ve ne sono alcuni che per le loro caratteristiche

si prestano particolarmente per documentare stratigraficamente le rocce in cui si trovano. Le loro caratteristiche

essenziali sono le seguenti:

1) Avere una distribuzione temporale molto limitata, che è tipica di gruppi che si sono evoluti, cambiando la

loro forma, molto rapidamente.

Fossili con ampia distribuzione geografica, permettendo un’ampia possibilità di correlazioni.

2)

3) Aver avuto una rapida velocità di diffusione che abbia permesso loro di trovarsi il più contemporaneamente

possibile su un areale molto ampio.

4)Indipendenza da fattori edafici e batimetrici

5) Ed ultimo requisito è quello di essere facilmente ritrovabili e riconoscibili.

Lo studio antropologico di una sepoltura deve necessariamente cominciare "sul campo", nel momento in cui

essa viene rinvenuta. È infatti, attraverso un attento esame di ciascun elemento scheletrico e di ciò che lo

circonda che è possibile ricollocare il corpo nel momento della sua deposizione, ricostruendo la posizione

originaria del cadavere e le pratiche funerarie che lo hanno accompagnato. Lo scopo di uno scavo antropologico

eseguito secondo una precisa metodologia è quello di raccogliere il maggior numero di informazioni sui resti

scheletrici rinvenuti all’interno della sepoltura.

tafonomia

La è la che studia le modalità della formazione di un . La parola, di recente

scienza fossile

coniazione, deriva dai termini tafos (seppellimento) enomos (legge).

greci

Si occupa dell'intera storia dell' , dal momento della o della preagonia fino alla definitiva

organismo morte

conservazione; studia pertanto il trasferimento di materia dalla alla .

biosfera litosfera

La tafonomia viene distinta in quattro fasi che si susseguono temporalmente:

la morte dell'organismo, le vicende che subiscono i resti fino al loro seppellimento (biostratinomia),

il seppellimento definitivo nei sedimenti, le trasformazioni .

diagenetiche

Gli eventi che vanno dalla morte al seppellimento si sviluppano in tempi storici (fino a un massimo di qualche

decina di anni), mentre gli eventi che vanno dal seppellimento alla formazione del fossile si sviluppano in tempi

geologici (migliaia o milioni di anni).

La morte di un organismo può essere posta tra un'indagine di tipo e biostratinomico. Nella quasi

paleoecologico

totalità dei casi, gli organismi non giungono alla fine del loro ciclo biologico, ma muoiono prematuramente

per , , , ecc. Da queste cause dipendono le probabilità di

predazione parassitismo avvelenamento soffocamento

, sempre molto scarse, e sono molto utili per ottenere più precise riscostruzioni . È

fossilizzazione paleoambientali

tuttavia raro riuscire a risalire alle cause della morte come invece accade per gli organismi conservati nell' ,

ambra

nel ghiacciato, nell' o quando sono ben visibili i segni di .

limo asfalto predazione

organismo seguendo diversi stadi.

ORGANISMI (Biosfera)

1. MORTE

2. PROCESSI BIOSTRATINOMICI

3. SEPPELLIMENTO = TAFONOMIA

4. FOSSILIZZAZIONE

5. LITOSFERA

6. RITROVAMENTO DEI FOSSILI

7. ANALISI PALEOECOLOGICA

MORTE degli organismi rappresenta l’inizio della loro storia come fossili potenziali :

La  morte prematura

 intrappolamento in resine vegetali

 intrappolamento in asfalti e bitumi

 predazione di vario tipo

 morte per parto

 morte per malattia

 competizione ecologicaù

 variazioni ambientali: Apporti sedimentari istantanei (frane e slumping sottomarini, torbiditi);

Avvelenamento da fito- plankton: dinoflagellati e diatomee (eutrofizzazione); Variazioni repentine del livello

del mare

biostratinomia

La è un ramo della tafonomia che studia tutta una serie diprocessi meccanici, chimici e

biologici che tendono a modificare e spesso a rovinare i resti degli organismi. Essi sono detti processi

biostratinomici, e tanto più la loro azione è spinta, tanto più diminuisce la possibilità per i resti di conservarsi.

Questi processi sono influenzati da fattori intrinsici agli organismi, quali il grado di articolazione e la resistenza

delle parti scheletriche, ma anche da fattori ambientali quali pH, temperatura, pressione, umidità, geomorfologia

e molti altri.

PROCESSI BIOSTRATINOMICI

 TANATOCENOSI

Necrolisi

a - Decomposizione della materia organica (putrefazione)

–

b Disarticolazione

c - Macerazione (Microdisarticolazione)

d - Predazione e bioconfezione

e - Combustione (Carbonizzazione)

Bioerosione (Micritizzazione)

Dissoluzione prediagenetica

 TAFOCENOSI

Trasporto

a - Logorio meccanico (abrasione, frantumazione)

b - Selezione meccanica

c - Deposizione orientata

seppellimento

NECROLISI

Il primo processo cui un vertebrato morto va in contro è la necrolisi, cioè la disgregazione biologica delle parti

molli. Le parti molli subiscono una decomposizione chimica poichè la sostanza organica in presenza di ossigeno

viene distrutta per ossidazione mentre le parti dure e mineralizzate sono più resistenti. Può avvenire in

anaerobiosi (detta perciò putrefazione) o in aerobiosi (decomposizione). Questi due processi necrolitici sono

dovuti ai batteri presenti nell’ambient