La Biostratigrafia

LA BIOSTRATIGRAFIAdi Edoardo Cantaroni

INDICE DELL’APPROFONDIMENTO:

1. LA BIOSTRATIGRAFIA

2. LA BIOZONA

3. L’ETA’ DEI FOSSILI:

4. BIOORIZZONTE

5. LE BIOZONE NEL DETTAGLIO:

6. LE CORRELAZIONI BIOSTRATIGRAFICHE:

7. I FOSSILI GUIDA

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-Autoctoni-Alloctoni intraformazionali-Alloctoni extraformazionali

-Zona di associazione-Zona di distribuzione-Zona di acme-Zona di intervallo

-Eventi sincroni-Eventi diacroni

LA BIOSTRATIGRAFIACHE COSA STUDIA?

La distribuzione stratigrafica dei fossili.

QUAL È IL SUO SCOPO?

L’organizzazione degli strati in Unità in base al loro contenuto fossilifero.

PERCHÉ VENGONO STUDIATI PROPRIO I FOSSILI?

Perché sono documenti oggettivi dell’evoluzione biologica e sono un fenomeno progressivo e irreversibile.

La documentazione paleontologica, infatti, varia nel tempo in modo irreversibile e irripetibile e ogni taxon fossile presenta dei precisi limiti di distribuzione stratigrafica, diventando quindi esclusivo di un ben determinato intervallo di tempo. 3

E’ UNA SCIENZA ESATTA?No non lo è, le differenti interpretazioni tassonomiche, la soggettività delle determinazioni, la limitata distribuzione geografica dei taxa e le difficoltà di stabilire con precisione l’esatta distribuzione nel tempo dei taxa la limitano fortemente.

Non dimentichiamo poi che il metodo biostratigrafico è applicabile soltanto dall’inizio del Fanerozoico, poiché la documentazione paleontologica precedente è tuttora troppo scarsa per poter essere utilizzata.

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2. LA BIOZONA


4. BIOORIZZONTE



7. I FOSSILI GUIDA




LA BIOZONACHE COS’È?La Biozona è l’Unità Fondamentale della Biostratigrafia.

Può essere definita come: “una parte di una successione stratigrafica caratterizzata da un particolare contenuto in fossili, che consente, in una determinata area, di differenziarla dagli intervalli stratigrafici adiacenti”.

Può comprendere un solo strato, una sua parte o successioni potenti migliaia di metri; può inoltre estendersi ad un’area molto limitata, o avere estensione regionale o anche globale.

Le biozone vengono raggruppate in superbiozone e suddivise in sottobiozone. 6

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2. LA BIOZONA


4. BIOORIZZONTE



7. I FOSSILI GUIDA




L’ETA’ DEI FOSSILIPer effettuare analisi stratigrafiche bisogna essere certi che i fossili utilizzati abbiano la stessa età del corpo roccioso che li contiene.

I fossili contenuti in uno strato possono essere classificati in base alle loro modalità di giacitura in :

-Autoctoni

-Alloctoni intraformazionali

-Alloctoni extraformazionali

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Autoctoni:Derivano da organismi vissuti nel posto in cui si ritrovano come fossili.

Non hanno subito un trasporto dopo la loro morte.

Questo tipo di fossili è valido sia per uso stratigrafico sia per uso paleoecologico.

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Alloctoni intraformazionali:Derivano da organismi che dopo la loro morte hanno subito un trasporto e pertanto l’ambiente di vita non corrisponde all’ambiente di sedimentazione.

Sono validi per uso stratigrafico, ma non possono essere utilizzati per le ricostruzioni paleoambientali perché non facevano parte dell’originario ambiente di vita.

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Alloctoni extraformazionali:Provengono da successioni più antiche e rappresentano una sorta di “ inquinamento temporale “ .

Ne sono un esempio i processi erosivi che possono smantellare le rocce emerse ed i clasti (resti fossili e frammenti di roccia) che ne derivano possono essere trasportati dall’acqua in nuovi bacini di sedimentazione (laghi, mari, ecc.).

Questi clasti vengono risedimentati in un nuovo bacino.

I fossili si vanno a mescolare con i resti di organismi che giacciono sui fondali e che iniziano i loro processi di fossilizzazione.

Non hanno importanza stratigrafica11

COME POSSO RICONOSCERE QUESTI FOSSILI FUORVIANTI?Un primo metodo è quello di verificare se presentano superfici di usura e/o di frattura (questi fossili risedimentati hanno subito un trasporto ed è quindi facile che siano più usurati degli altri).

Un secondo metodo è dato dalla loro età che è spesso fortemente discordante con quella degli altri fossili dell’associazione (es. un fossile del Cambriano mescolato con quelli del Permiano).

Un terzo metodo è quello di esaminare il tipo di fossilizzazione. Spesso essendo di età diversa si sono fossilizzati in ambienti sedimentari diversi. 12

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2. LA BIOZONA


4. BIOORIZZONTE



7. I FOSSILI GUIDA




BIOORIZZONTEPrima di esaminare le varie tipologie di Biozone è bene definire cosa si intende per bioorizzonte: “un limite stratigrafico, una superficie o un’interfaccia attraverso la quale si manifesta un cambiamento significativo e riconoscibile nei caratteri biostratigrafici.”

I bioorizzonti sono caratterizzati da eventi quali: prima presenza o ultima presenza di un taxon, definiti anche come: FO (First Occurrence)= prima presenza

LO (Last Occurrence)= ultima presenza

Quando le prime e le ultime presenze sono riconducibili ad un contesto globale si usano le annotazioni:

FAD e LAD (First e Last Appearence Datum).14

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2. LA BIOZONA


4. BIOORIZZONTE



7. I FOSSILI GUIDA




LE BIOZONE NEL DETTAGLIOQUANTI TIPI DI BIOZONE ESISTONO?

Ne esistono di 4 tipi: -Zona di associazione

-Zona di distribuzione

-Zona di acme

-Zona di intervallo

Questi diversi tipi di biozona non si escludono a vicenda, una stessa successione stratigrafica può infatti essere suddivisa contemporaneamente con diversi tipi di biozona per ottenere una migliore risoluzione.

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-Zona di associazione: E’ una successione di strati che si distingue dagli strati adiacenti per il contenuto di fossili, che considerato nella sua totalità costituisce un’associazione naturale.

Non è necessario che tutti i membri della associazione siano sempre presenti perché una successione sia attribuita a una zona di associazione e la distribuzione di ognuno dei componenti si può estendere oltre i limiti della zona di associazione.

I suoi LIMITI sono i bio-orizzonti che marcano l’inizio e la fine della presenza dell’associazione diagnostica.

Il NOME è dato dal nome del taxon (o dei taxa) più significativi.

La Biozona di associazione ha significato soprattutto ambientale.

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-Zona di distribuzione:

E’ costituita dalla successione di strati che rappresentano la distribuzione stratigrafica di uno o più elementi scelti tra i taxa fossili presenti.

Si differenzia in 3 diverse tipologie:

1- Zona di distribuzione di un taxon:

E’ la successione di strati 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.

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2- Zona di distribuzione concomitante:

E’ la successione di strati definita 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 dei taxa che ne definiscono i limiti.

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3- Zona filetica:

E’ la successione di strati che comprende gli esemplari che rappresentano il segmento di una linea evolutiva.

A volte corrisponde alla zona di distribuzione di un singolo taxon o ad una zona a distribuzione concomitante.

I LIMITI sono le comparse di due taxa successivi all’interno di una linea evolutiva.

Il NOME è dato dal taxon che definisce il limite inferiore.

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-Zona di acme:

E’ la successione di strati caratterizzati da una grande abbondanza di un taxon rispetto a quelli circostanti, senza tener conto delle associazioni e distribuzioni.

Ogni taxon nel corso della sua distribuzione presenta dei momenti di massima esplosione demografica (momenti di optimum).

In genere un taxon ha più di una zona di Acme durante la sua distribuzione totale, pertanto se si utilizza per datare un taxon con più di una zona di Acme non si può stabilire con precisione l’età dello strato.

Per stabilire con maggior precisione a quale evento di acme ci si riferisce, è necessario affiancare a questa distribuzione quella di altri taxa.

I LIMITI sono definiti dagli orizzonti in cui è osservabile una netta variazione nell’abbondanza del taxon.

Il NOME è dato dal taxon più frequente che la caratterizza.

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-Zona di intervallo:

Comprende gli strati fra due distinti orizzonti biostratigrafici che ne costituiscono i due LIMITI (inferiore e superiore) e possono indifferentemente essere definiti dall’estinzione o dalla comparsa di un taxon.

Il NOME è spesso quello di un taxon tipico (ma non esclusivo) della zona.

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2. LA BIOZONA


4. BIOORIZZONTE



7. I FOSSILI GUIDA




LE CORRELAZIONI BIOSTRATIGRAFICHE

COSA SONO?Sono: “l’insieme delle procedure attraverso le quali si dimostra la corrispondenza temporale di una o più unità geologiche anche situate in zone geografiche distinte”.

La correlazione delle successioni sedimentarie della Terra è basata sulla corrispondenza del contenuto paleontologico e sui caratteri litologici.

I punti fondamentali su cui si basano questi studi sono:-l’OMOTASSIA (il ripetersi nello stesso ordine stratigrafico degli eventi paleontologici in successioni stratigrafiche diverse e molto lontane)

-il SINCRONISMO (rapida diffusione delle nuove specie al loro apparire).

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CHE DIFFERENZE CI SONO TRA GLI EVENTI SINCRONI E DIACRONI?Gli eventi SINCRONI possono avvenire sia in ambiente marino che terrestre:

Ambiente marino:

• Frequenti eventi di dispersione rapida per continuità dell’ambiente;

• Esempi di rapida diffusione si hanno tra gli organismi planctonici e nectonici nei bacini oceanici;

• Tra gli organismi bentonici si possono avere tempi rapidi di diffusione grazie alla loro dispersione in fase larvale.

Ambiente terrestre:

•Nell’ambiente terrestre la presenza di grandi discontinuità (es. catene montuose, fiumi, ecc.) spesso rallenta i processi di diffusione degli organismi.

Pertanto a grandi distanze gli eventi migratori possono realizzarsi in tempi lunghi (eventi DIACRONI).

Un esempio di evento sincrono è dato dalla rapida diffusione dell’Hipparion (un cavallo tridattilo estinto) che si è originato nell’America del Nord e si è diffuso

rapidamente in Europa durante il Miocene superiore. 25

Gli eventi che si manifestano in tempi diversi nelle successioni si definiscono invece DIACRONI.

Gli esempi di Diacronismo sono molto diffusi e se non correttamente identificati nelle successioni possono indurre in errore nella cronocorrelazione.

Nel caso dell’Hipparion la diffusione nelle aree asiatiche ed europee è considerato un evento sincrono. La sua diffusione invece dal continente asiatico all’India è considerato un evento diacrono, in quanto ha impiegato circa 1 m.a.

Nello schema a fianco un’associazione di fossili utilizzata in biostratigrafia (che indichiamo con A) si estingue in un’area nel tempo T0; prima che ciò accada però riesce a migrare in un’altra area dove sopravvive ancora per diverso tempo (tempo T1).Queste due aree non sono correlabili perché la stessa associazione A è vissuta nelle due aree in tempi diversi (Diacronismo appunto), quindi è non utile per le cronocorrelazioni.

A

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CONCLUDENDO QUINDI:

Quando avvengono delle migrazioni, se sono lente, le successioni omotassiche che ne derivano non possono essere considerate contemporanee (Es. Hipparion tra Nord America ed India).

Se invece la diffusione avviene in tutte le direzioni ed in tempi geologicamente brevi, gli eventi omotassici sono “contemporanei” e quindi importanti per le cronocorrelazioni.

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4. BIOORIZZONTE



7. I FOSSILI GUIDA




I FOSSILI GUIDATutti i gruppi rappresentati dalla documentazione fossile sono caratterizzati da una comparsa e da una scomparsa, e quindi potenziali indicatori di un certo intervallo di tempo, ma questo tempo di esistenza ha una durata molto variabile a seconda dei gruppi.

I fossili più utili per le cronocorrelazioni vengono detti fossili guida.

COME FACCIO A RICONOSCERLI?Perché a differenza degli altri fossili presentano le seguenti fondamentali caratteristiche:

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1) hanno una distribuzione temporale molto limitata, che è tipica di gruppi che si sono evoluti, cambiando la loro forma, molto rapidamente.

maggiore risoluzione

cronostratigrafica

Distribuzione stratigrafica delle varie famiglie di Ammoniti.30

2) sono fossili con ampia distribuzione geografica.

Ampia possibilità di correlazioni.

Gli organismi planctonici o con fase larvale planctonica sono quelli con gli areali più estesi.

Foraminiferi planctonici 31

3) sono indipendenti da fattori edafici (fattori fisici, chimici e biotici riferibili al substrato) e batimetrici.

Gli organismi planctonici e nectonici rispecchiano queste caratteristiche.

La distribuzione degli organismi planctonici e nectonici (rett.rossi) è controllata solo dai parametri chimico fisici delle masse d’acqua.

La distribuzione degli organismi bentonici (rett.blu) è controllata da parametri chimico fisici del substrato, per cui in genere è meno ampia.

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4) hanno avuto una rapida velocità di diffusione che ha permesso loro di trovarsi il più contemporaneamente possibile su un areale molto ampio.

5) devono essere abbondantemente diffusi e facilmente ritrovabili.

6) l’ultimo requisito è quello di essere facilmente riconoscibili, evitando così una diversità di interpretazione ed errori nella determinazione.

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IN UN FUTURO (SI SPERA) MOLTO LONTANO …

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