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Geologia del Quaternario

(6 CFU)

5 CFU (min 40 h) sulle caratteristiche generali del Quaternario continentale e marino, stratigrafia,

glacialismo, variazioni del clima, oscillazioni del livello del mare, Climate change

1 CFU di escursione a vedere forme e depositi quaternari (2 gg o forse 3 )

Docente

Furio Finocchiaro

040 558 2025 finfu@units.it)

Laurea Triennale Geologia Corso opzionale crediti d

Organizzazione

• Lunedì, martedì, giovedì: 11-13 Aula B

e C

• Un paio di escursioni: furgone 9 posti +

macchine vostre ?

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ESAME orale !

Esami = valutazione

Si tratta di accertare

non quello che lo studente sa,

ma quello che sa fare

con quello che sa

(Wiggins, 1993)

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Dove studiare ?

NON c’è un vero manuale, né in inglese, né,

meno che meno in Italiano

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Libri indispensabili per uno studente di geologia, utili come,

prerequisiti, ma NON bastano

per il Quaternario, praticamente NON ne parlano

Bowen, 1978. Forse l’unico testo

completo, ma..

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È un po’ tanto superato ed è ormai introvabile.

Dattiloscritto, in B&W, iconografia scarsa, no foto

Altri testi utili, ma specialistici.

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20012005

Buon testo, ma difficile

da trovare.

1 copia in

biblioteca

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L’unico in italiano….ma

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..non me la sento di consigliarlo.

F. Carraro è un grande..ma in premessa scrive:

Lo scopo di questo testo è quello di mettere a

punto, per quanto possibile, i modelli evolutivi

dei principali ambienti continentali in contesti

morfo-climatici assimilabili a quello

padano-alpino, argomento non sviluppato in

genere nei testi di geologia del Quaternario

E’ difficile, specialistico, dà per scontate

e per già assimilate le informazioni di

base che spero di darvi durante il Corso

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Per le parti sul glacialismo

e le glaciazioni va bene..

molto bene, è in vendita,

costa poco .…lo

suggerisco !

Altro materiale:

• Dispense dei corsi di Torino, Pisa, Milano,

Padova ..se le volete ve le do…

• Dispense di corsi sulla cartografia del

quaternario continentale organizzati dal

Servizio Geologico (ora ISPRA)

• Molto materiale sui cambiamenti climatici

• I MIEI POWER POINT da integrare con

i vostri appunti+ qualche articolo

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Il Quaternario è…

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E’ un periodo (unità geocronologica)

di tempo che inizia 2.6 milioni di anni

fa e che dura a tutt’oggi.

Tutte le rocce/sedimenti deposte o

formate durante questo periodo di

tempo appartengono al sistema (unità

cronostratigrafica) Quaternario

Il momento dell’inizio e il suo rango (periodo

epoca o semplice piano) sono stati argomenti

di forte discussione nella comunità scientifica

internazionale Infatti fino a qualche anno fa

l’inizio era posto a 1.8 ma

da: Gibbard et al., J. Quat. Sci, 25, 2010

Nel 2004 c’è chi lo voleva abolire…

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½ sistema - periodo…

Sub –era ?…chi voleva cambiargli rango

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Problemi di rango

Problemi per definirne

la base, l’inzio

CHI Decide ???

• Gli scienzati studiano e propongono (Congressi Internazionali)

• chi decide è The International Commission on Stratigraphy

(ICS) is the largest and oldest constituent scientific body in the

International Union of Geological Sciences (IUGS). Its primary

objective is to precisely define global units (systems, series,

and stages) of the International Chronostratigraphic Chart

that, in turn, are the basis for the units (periods, epochs, and

age) of the International Geologic Time Scale; thus setting

global standards for the fundamental scale for expressing the

history of the Earth. http://www.stratigraphy.org/

• Ma ..sopra l’ICS c’è lo IUGS International Union of

Geoscience (http://iugs.org/) fondata nel 1960

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• Il Quaternario è un periodo geologico

caratterizzato da ampie variazioni del clima e di

conseguenza dall’espansione dei ghiacci alle

medie latitudini dell’emisfero settentrionale.

QUESTO è IL CRITERIO che separa il Qt dagli

altri intervalli di tempo geologico !

• Fino a 10 anni fa il limite inferiore del Qt era posto

a 1.8, ma perché proprio 1.8 ?

• Cambio delle faune mediterranee..ma anche Fine

del subcrone Olduwai (paleo magnetismo), quindi

un limite cronologico facilmente controllabile su

scala globale…AA 2016-2017 Geol Qt 01 15

• 18° Congresso Geologico Internazionale di Londra.

Si decide che la base del Quaternario va scelta in

Italia in successioni dove si verifichi la prima

comparsa di «ospiti freddi» Ciprina islandica

(mollusco) e Anomalina baltica (= Hyalinea baltica) (Foram. Benth.)

• 1974 Progetto Int. Geol Correlation program: IGCP

41: Neogene/Quatenary Boundary: Necessità di

correlare serie marine e serie continentali: criteri di

correlazione le inversioni del campo magnetico:

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Brunhes/Matuyama (≈ 700.000)

Olduvai (≈ 1.8 ma)

Gauss/Matuyama (≈ 2.5 ma)

Congresso Geologico Internazionale a

Mosca (URSS), 1982

Il limite Neogene/Quaternario è posto nelle

sezione di Vrica (Calabria, Italia) a 1.8 milioni di

anni fa.

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Vrica• Selli et al., 1977:

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GSSPglobal stratigraphic section and point

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Vrica Section, Crotone, Calabria:

sezione marina, a terra (perche ??)

Cambio delle faune marine (forams,

ostracodi, molluschi) quindi inizio

raffreddamento Mar Mediterraneo

età: 1.6 ma…

NB dati faunistici ma poi il GSSP

viene scelto su un limite magneto-

stratigrafico. Fine del subcrone

Olduvai (paleo magnetismo), quindi

un limite cronologico facilmente

controllabile su scala globale…

La vecchia sezione

di riferimento

• diminuzione dei carbonati ed aumento del detrito

glaciale (IRD) in depositi marini nell’Atlantico

settentrionale intorno ai 2.4 ma

• Associazioni polliniche in torbiere andine (Colombia):

periodi freddi 3.4 -3-5 ma e 2.5. 2.2 ma

• Nuove ricerche sul loess in Cina e Mongolia: fossili che

indicano clima freddo, base dei depositi spessi 300 m

datata 2.4 ma

• Anche l’evoluzione del genero “homo” viene predatata

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Ma negli ultimi 20 anni del secolo scorso

vengono scoperte nuove prove che l’espansione

dei ghiacci è iniziata prima

•E allora nasce l’esigenza di abbassare l’inizio

del Qt

•Ma non tutti sono d’accordo Lo IUGS decide

nel 1999 una moratoria (ci pensiamo un po’…)

di 10 anni, scaduta nel giugno 2009. Tra i

geologi italiani a favore Bianca Maria Cita

(Milano), contro G.B Vai (Bologna). Che hanno

litigato molto furiosamente (ma

scientificamente..)

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Da

Head, Gibbard

and Salvador, 2008

Eventi climatici

Cambiamenti nel

loss cinese

MIS (marine

isotpici stages,

paleomagnetismo

• L’abbassamento del Qt viene ottenuto

senza l’istituzione di nuovi piani, ma

semplicemente il Galesiano, che prima era

il piano più recente del Pliocene.(quindi

Neogene).viene assegnato al Quaternario

• Il nuovo GSSP che separa Pliocene da Qt

è sempre in Italia: Monte S.Nicola, Sicilia,

vicino alla Scala dei Turchi (Gela)

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‘0è

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Anche qui

Correlazione con paleomagnetismo

e stage isotopico marino

GGQ 03 26

Problema nuovo:

Quando finisce «l’età dei ghiacci ??!

L^olocene (un volta si diceva recente)

Corrisponde alla fine del perido glaciale:

Interglaciale in cui viviamo

E di colpo si passa dall’età glaciale

al caldo di ora (interglaciale) ??

Passaggio pleistocene – olocene

Il tardiglaciale..

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Primo problema: che cos’è la geologia del

Quaternario

In altre parole: la geologia del Quaternario (Qt) ha una sua autonomia o il Qt è una particolarità della geomorfologia, della sedimentologia dell’attuale, geochimica ambientale, geologia applicata, paleontologia, quando si occupano di eventi recenti ??

Risposta: ovviamente ha una sua autonomia, ma

spesso il ricercatore che si occupa del Qt ha una

formazione inziale da sedimentologo, da geo-

morfologo, da paleontologo, con una visione

interdisciplinare, ma che comunque è influenzato dalla

sua formazione principale. Ovvero è molto difficile

trovare uno specialista di tutte le particolarità del

Quaternario

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Caratteristiche fondamentali

• è un periodo geologico diverso da tutti gli altri,

di conseguenza

•Si applicano diversi metodi di studio, di

datazioni assolute

• va studiato con un diverso approccio

stratigrafico.

NB aspetti pratici: quanti terreni quaternari su

cui costruire ?

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è un periodo geologico diverso

1. Il problema dell’attualismo

2. Il problema della particolarità

climatica del Quaternario

3. la stratigrafia…

4. le datazioni

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1 il problema dell’attualismoJames Hutton: (1726-1797) Theory of the Earth; or an Investigation of the Laws

observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land upon the

Globe 1785The solid parts of the present land appear in general, to have been composed of the

productions of the sea, and of other materials similar to those now found upon the shores.

Hence we find reason to conclude:

1st, That the land on which we rest is not simple and original, but that it is a

composition, and had been formed by the operation of second causes.

2nd, That before the present land was made, there had subsisted a world

composed of sea and land, in which were tides and currents, with such

operations at the bottom of the sea as now take place. And, lastly, That while the present land was forming at the bottom of the ocean, the former

land maintained plants and animals; at least the sea was than inhabited by animals, in a

similar manner as it is at present.

Hence we are led to conclude, that the greater part of our land, if not the whole had been

produced by operations natural to this globe; but that in order to make this land a

permanent body, resisting the operations of the waters, two things had been required;

1st, The consolidation of masses formed by collections of loose or incoherent materials;

2ndly, The elevation of those consolidated masses from the bottom of the sea, the place

where they were collected, to the stations in which they now remain above the level of the

ocean.

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Attualismo: Hutton

• we find no vestige of a beginning,

no prospect of an end

• Il presente è la chiave per leggere il

passato

• E geologicamente parlando studiare il

presente significa studiare il

Quaternario !!

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Attualismo: Charles Lyell (1797 -1875)

• il passato geologico (l’origine delle rocce) poteva essere compreso meglio in termini di processi naturali che ancora oggi possiamo osservare, quali sedimentazione nei corsi d’acqua, erosione eolica ed idrica, avanzamento o ritiro dei ghiacciai (ATTUALISMO);

• i cambiamenti sono lenti e costanti (GRADUALISMO);

• le leggi naturali sono costanti ed eterne, operanti nel passato con la stessa intensità di oggi.

L’attualismo in geologia

•quindi è importante studiare i processi attuali

(le correnti, il moto ondoso, i movimenti dei

ghiacciai) e capire a che tipo di sedimenti /

depositi danno origine

•questa conoscenza dei processi attuali e dei

sedimenti attuali aiuta ad interpretare le rocce

sedimentarie di 5, 20, 40, 200 Ml, di anni fa.

•ma vale anche per..il vulcanesimo, la

petrografia sperimentale

…attuale = Quaternario….

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A1 Attualismo

• Questi concetti erano fondamentali tra ‘700 e ‘800

in pieno catastrofismo, quando ancora ci credeva

che la terra fosse stata..creata..6.000 anni prima,

i fossili sulle montagne fossero una conseguenza

del diluvio universale…

• Adesso siamo sempre più convinti che certe forze

non agiscono in continuo, ma a scatti, con livelli di

energia variabili, anche in modo sensibile.

Pensate non solo alle scosse sismiche, ma alle

piene, alle mareggiate, alle alte maree, alle frane,

al concetto di “tempo di ritorno”

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• Pensate anche all’evoluzione delle vita sulla Terra,

ai rapporti con l’atmosfera, al fatto che siamo sicuri

che l’atmosfera primigenia era diversa dall’attuale,

alle recenti teorie sull’evoluzione…dei minerali

Quindi l’attualismo è un principio relativo

da considerare, da valutare con

attenzione, non è un dogma

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2 Clima• Come già detto il Quaternario è caratterizzato da variazioni nel

clima, dall’alternanza di climi freddi e caldi. E soprattutto negli ultimi

40-50 anni siamo passati dal concetto di poche variazioni climatiche

lente (103-104 anni) a frequenti variazioni climatiche veloci (102). Le

variazioni hanno fortemente condizionato anche il livello del mare.

• Quindi forme e depositi attuali sono fortemente condizionati dal

glacialismo, che si è ripetuto altre volte nella storia della Terra, ma

NON è una costante. Ma anche altri processi esogeni (alterazione,

erosione, trasporto) sono fortemente condizionati dal clima

• In sintesi: quello che sappiamo delle variazioni del clima

nel corso dei 3 mld di storia del pianeta contrasta con i

principi dell’Attualismo così come lo intendevano Hutton e

Lyell

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3 stratigrafia

Nella stratigrafia..classica anche se

la formazione è un unità lito

stratigrafica, e non crono

stratigrafica, i limiti tra formazioni

sono anche limiti temporali..

All’interno della formazione ci

possono essere eteropie di facies.

Una formazione si è formata in

104-105 anni

Per i depositi quaternari invece i ..tempi di deposizioni sono molto più

veloci. Vista la rarefazione del fattore tempo un deposito glaciale

(morena) si può appoggiare su depositi alluvionali pliocenici, ma anche

su arenarie mioceniche o flysch eocenicoNon è più valido il principio che la separazione tra due formazioni sia

una linea tempo

4 le datazioni

• Delle datazione classiche (relative o

assolute..) solamente alcune (poche)

possono essere utilizzate durante il

Quaternario

• Mentre altri metodi (14C, varve,

dendrocronolgia,marker biochimici) sono

praticamente esclusivi del Quaternario

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Evoluzione degli ominidi

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SiNo

NB in stratigrafia del Qt si usano i resti degli ominidi e gli utensili

degli uomini preistorici come….dei fossili…

Forti interazioni tra Geologia di Qt. e Archelogia

L’uomo come protagonista nei e dei processi geologici

Siamo entrati nell’Anthropocene ?

L. Carobene, 2009• Il Quaternario rappresenta l’ultimo periodo

della storia della Terra in cui è ancora possibile

riconoscere gli eventi e gli ambienti che via vai

si sono succeduti, mediante l’analisi diretta di

forme e depositi in gran parte continentali;

questi sono destinati ad essere distrutti

dall’alterazione e dall’erosione, ma anche a

rinnovarsi continuamente nel tempo futuro,

sotto l’azione di nuovi eventi e processi

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