Paleontologia - Cenni di cronologia geologica ed Ere geologiche

Le ere geologiche

Indice

• Introduzione
• I criteri per la cronologia
• Fossili e fossilizzazione
• Le unità cronostratigrafiche
• Archeozoico
• Paleozoico
• Cambriano
• Ordoviciano
• Siluriano
• Devoniano
• Carbonifero
• Permiano
• Mesozoico
• Triassico
• Giurassico
• Cretacico
• Cenozoico
• Paleocene ed Eocene
• Oligocene
• Miocene
• Pliocene
• Neozoico
• Pleistocene
• Olocene
• Il vulcanismo in Italia
• L'uomo

I criteri per la cronologia

La geologia storica è la disciplina che ordina gli eventi che hanno interessato la Terra in successione temporale. Esistono due sistemi di cronologia: cronologia assoluta che utilizza metodi fisici (tale sistema attribuisce una età, quando possibile, agli eventi geologici) e cronologia relativa che utilizza metodi naturalistici (tale sistema confronta due o più eventi e cerca di collocarli in successione temporale l'uno rispetto all'altro).

Cronologia assoluta

L'età delle rocce viene determinata sulla base del tempo di decadimento degli isotopi radioattivi naturali, sapendo che la velocità di tale trasformazione è costante. Il potere separatore dei criteri fisici è maggiore di quello dei criteri paleontologici per tempi recenti.

Cronologia relativa

Le datazioni relative sono le più utilizzate, sia perché in molti casi sono le sole possibili, sia perché sono estremamente semplici. Si basano su alcuni principi fondamentali tra i quali i più importanti sono:

• Principio di sovrapposizione: uno strato di una qualsiasi serie sedimentaria, non interessata da ribaltamenti tettonici, è più antico di quello che lo sovrasta e più recente di quello su cui giace. Esistono diversi criteri per determinare se una serie è stata ribaltata dalla tettonica;
• Principio di correlazione: correlazione significa confronto tra eventi geologici verificatisi in luoghi diversi per accertarne la contemporaneità. Tale confronto di solito viene effettuato attraverso l'intermediazione della scala cronostratigrafica mondiale delle ere e dei periodi geologici. Le rocce vengono datate in base ai resti fossili non rimaneggiati di organismi viventi in esse contenuti; i migliori organismi viventi per la cronologia sono quelli che hanno avuto una vasta distribuzione geografica e vita relativamente breve, detti fossili-guida. Il potere separatore dei criteri paleontologici è maggiore di quello dei criteri fisici per tempi remoti.

Fossili e fossilizzazione

Fossili

I fossili sono resti di organismi vegetali o animali oppure tracce di loro attività che si sono conservati nelle rocce. Sono considerati fossili sia un guscio che uno scheletro, ma anche le impronte di passi e le gallerie di vermi e crostacei.

Analizzando le successioni stratigrafiche complete ed indisturbate si è scoperto che il contenuto fossilifero varia dagli strati più antichi a quelli più recenti seguendo precise leggi evolutive, cosicché si è potuto associare determinati fossili a determinati periodi. Sicuramente per le datazioni relative sono molto più utili i microfossili (foraminiferi, radiolari, pollini) perché sono meglio conservati e presenti in grande quantità grazie alle loro minuscole dimensioni. I fossili inoltre consentono anche una ricostruzione dell'ambiente in cui vissero gli organismi da cui derivano (salinità e temperatura dell'acqua, velocità delle correnti, distanza dalla costa).

I fossili perdono il loro significato cronostratigrafico quando sono rimaneggiati, cioè quando sono ritrasportati e ridepositati in luoghi e tempi diversi alla loro originaria inclusione in una roccia.

I processi di fossilizzazione

La fossilizzazione è un insieme di processi che agiscono sui resti degli organismi permettendone la conservazione. La prima fase è quella dei fenomeni post-mortali: attacco dei batteri, distruzione da parte degli agenti esogeni; quanto meno l'organismo subisce tali attacchi, tanto migliore sarà la sua conservazione. È per tale motivo che si conservano solo le parti più dure degli organismi, mentre la conservazione delle parti molli è un evento eccezionale. Tale prima fase si conclude con l'inclusione dell'organismo in un sedimento.

A questo punto inizia la vera e propria fossilizzazione che può avvenire attraverso vari processi, tra i quali i più importanti sono: mineralizzazione, modellamento, carbonizzazione. La mineralizzazione consiste nella sostituzione delle parti dure dei resti degli organismi con sostanze disciolte nelle acque circolanti nei sedimenti, quali silice, calcite, gesso, pirite.

Il modellamento si realizza soprattutto nei sedimenti molto fini allorquando questi entrano all'interno dei resti (ad esempio nei gusci) e ricalcano la struttura interna della conchiglia; se in seguito il guscio viene dissolto rimarrà la sua impronta interna impressa nel sedimento.

La carbonizzazione interessa soprattutto i vegetali e si può verificare in condizioni anaerobiche: i resti vegetali si decompongono arricchendosi in carbonio e perdendo idrogeno, azoto ed ossigeno.

Esistono infine casi di conservazione eccezionale anche delle parti molli di organismi. Questo fenomeno si può verificare in casi di seppellimento molto veloce in mezzi peculiari come l'ambra, la cera, il ghiaccio, che impediscono il verificarsi dei fenomeni post-mortali. Esempi classici sono i Mammut conservati perfettamente nei ghiacci della Siberia o le mosche nell'ambra (resina fossile). Un altro processo che consente conservazioni eccezionali è la mummificazione che consiste nel rapido essiccamento dei tessuti e quindi la loro perfetta conservazione; nell'America del Nord sono stati rinvenuti resti di dinosauri mummificati e perfettamente conservati.

Tipi di fossili

• Modello interno - Si forma quando un sedimento riempie la cavità di un fossile e quindi riproduce l'immagine negativa della superficie interna.
• Impronta esterna - Corrisponde all'immagine in negativo della superficie esterna di un fossile immerso in un sedimento.
• Modello esterno - Il fossile viene dissolto e nello spazio lasciato vuoto si depongono altri minerali o sedimenti finissimi che riproducono perfettamente la forma del fossile originario, ma la sua composizione è completamente diversa.
• Replica - Un fossile lascia l'impronta esterna in un sedimento e successivamente viene dissolto; se la cavità lasciata si riempie di sali o di microsedimenti si avrà una replica naturale del fossile originario dissolto.

Le unità cronostratigrafiche

Piano - È un intervallo di tempo definito nei suoi limiti superiore ed inferiore da associazioni di fossili. Il nome deriva dalla località in cui tale unità è stata per la prima volta definita. La sua durata è compresa tra 3 e 10 milioni di anni. Esempi: Luteziano, Tortoniano, Carnico.

Epoca - È l'insieme di più piani. Esempi: Lias, Miocene, Pliocene.

Periodo - È formato da più epoche. Esempi: Triassico, Giurassico, Cretacico.

Era - È formata da più periodi. Le ere sono 5 e sono valide per tutto il mondo a differenza di periodo, epoca e piano. Le 5 ere sono: Archeozoico, Paleozoico, Mesozoico, Cenozoico, Neozoico.

Archeozoico

Il suo limite inferiore coincide con l'origine della Terra, avvenuta circa 4600 milioni di anni fa, mentre il limite superiore coincide con l'inizio del Paleozoico (570 milioni di anni fa).

Si divide in due periodi: Algonkiano e Archeano. L'Archeano a sua volta si divide in: Huroniano e Ontariano.

Gli avvenimenti principali dell'era Archeozoica sono:

• Prime orogenesi
• Intensa attività magmatica
• Primi viventi marini
• Presunte glaciazioni

Le rocce archeozoiche affiorano largamente nelle zone centrali dei continenti più antichi e sono essenzialmente graniti e gneiss. Secondo alcuni autori il basamento antico delle Alpi appartiene all'Archeozoico. L'atmosfera era formata in prevalenza da CH₄, NH₃ e H₂; successivamente il metano avrebbe formato idrocarburi, l'ammoniaca si sarebbe decomposta per azione de...