La Geologia Storica studia la storia della Terra nel corso del TG, con lobiettivo di ricostruirne...

La Geologia Storicastudia la storia della Terra nel corso del TG, con

l’obiettivo di ricostruirne l'evoluzione geodinamica e biologica.

Si avvale di informazioni puntuali, fornite dalla…

Geologia Regionale,che studia il quadro stratigrafico di una determinata area geografica, correlandone le dinamiche ai processi a scala

globale (GS).

ASPETTI APPLICATIVI DEL CORSO

•Didattico-divulgativi, per chi affronterà la professione di docente;

•relativi alla raccolta, classificazione e illustrazione di reperti

geologici, per i curatori di musei;

•relativi alla ricostruzione del passato geologico in chiave

paleoambientale e paleogeografico-strutturale per chi opererà nei

parchi naturali o lavorerà a vario titolo nel territorio.

Prerequisiti

•Contenuti dei Corsi di Paleontologia e Geologia

•Conoscenza della geografia e della toponomastica dell’Italia (Triveneto in particolare)

STRUTTURA

•Lezioni in Aula

•Laboratorio sul campo

AUSILI DIDATTICI

Appunti e ppt delle lezioni (http://www.geoscienze.unipd.it/personal/capraro-luca)

Testi:

•A. Bosellini, Geologia delle Dolomiti, Athesia

•A. Bosellini, Storia geologica d'Italia. Gli ultimi 200 milioni di anni, Zanichelli

RICHIAMI DI STRATIGRAFIA

La stratigrafia è la disciplina delle S.d.T che studia i rapporti (verticali e laterali) fra unità

rocciose distinte

Base della stratigrafia sono il Principio di sovrapposizione di Stenone:

(in una successione sedimentaria indisturbata, gli strati inferiori sono più antichi di quelli superiori)

…e la legge di Walther ()

Obiettivo ultimo della Stratigrafia è la datazione dei corpi rocciosi. Infatti…

“la Storia ha bisogno di date, punti di riferimento precisi e suddivisioni formalizzate” (Hedberg, 1961)

Geocronologia: suddivisione del Tempo Geologico in Unità con età (base, tetto e durata) standardizzate a scala globale.

Cronostratigrafia: espressione “fisica” della Geocronologia; è il “calendario” della Geologia Storica.

La Cronostratigrafia è stata per lungo tempo equiparata alla Biostratigrafia, con gravi danni

LA “HOLY TRINITY” DELLA STRATIGRAFIAHedberg, H.D. (ed.), 1976. International Stratigraphic Guide. A Guide to Stratigraphic Classification,

Terminology, and Procedures. Wiley, N.Y.:

Biostratigrafia e Cronostratigrafia vanno tenute separate

1. LITOSTRATIGRAFIA

2. BIOSTRATIGRAFIA

3. CRONOSTRATIGRAFIA (GEOCRONOLOGIA)

Suddivisione non accettata universalmente per le complesse interrelazioni fra 2 e 3.

CRONOSTRATIGRAFIACLASSIFICAZIONE CRONOSTRATIGRAFICAOrganizzazione delle rocce terrestri in unità (UNITA’ CRONOSTRATIGRAFICHE) in base alla loro età.

UNITA’ CRONOSTRATIGRAFICHECorpi rocciosi, o pacchi di strati, formatisi durante uno specifico intervallo del tempo geologico e racchiusi fra due superfici isocrone (nota: CHI NON LO SA ALL’ESAME VOLA DALLA FINESTRA).

Standard Global Chronostratigraphic Scale (SGCS)Insieme di CU definite e nomate secondo un criterio gerarchico e sistematico, utilizzabili sia a scala globale che regionale. Idealmente, la SGCS copre l’intera successione stratigrafica terrestre, senza “buchi” ne’ sovrapposizioni.

DEFINIZIONE, CORRELAZIONE E RICONOSCIMENTOTeoricamente, tutte le Unità della SGCS sono riconoscibili a scala globale. Tuttavia, la reale fruibilità delle CU e dei loro limiti dipende da numerosi fattori “limitanti” (primo fra tutti, il tipo e l’efficacia degli strumenti di correlazione utilizzati nella definizione).

Hed

berg

, 197

6 Eon Era

Period Epoch Age

Chron

Eonathem Erathem System Series

Stage Chronozone

Chronostratigraphic Geochronologic

2nd

IGC

(188

1) Era Period

Epoch Age

Phase?

Group System

Series (=Section) Stage

Assise

Chronostratigraphic ChronologicSa

lvad

or, 1

994 Eonothem

Erathem System Series

Stage Substage

Chronostratigraphic

GERARCHIA CONVENZIONALE DELLE UNITA’ CRONOSTRATIGRAFICHE E GEOCRONOLOGICHE

Eon Era

Period Epoch Age

Subage or Age

Geochronologic

STAGE (AGE) / PIANOL’unità cronostratigrafica base, concepita per l’uso pratico ai fini

della correlazione intra- e supra-regionale.E’ la più piccola unità formale riconoscibile a scala globale.

Nel passato i Piani (Stage) venivano definiti da STRATOTIPI problemi di lacune e sovrapposizioni fra CU

Attualmente un piano è definito da un Global Boundary Stratotype Section and Point (GSSP). Il GSSP di un Piano ne definisce SOLO la base (base defines units). I Piani definiti via GSSP sono, per definizione, “topless”.

La “Gerarchia annidata”La Serie è la CU di rango superiore al Piano ed inferiore al Sistema. Se una Serie è stata completamente suddivisa in Piani, il suo GSSP corrisponde al GSSP del Piano più antico; il GSSP del Piano più antico della Serie sovrastante ne definisce il tetto. Se non è disponibile (o possibile) una suddivisione in Piani, una Serie può essere definita da un suo proprio GSSP.

Requisiti di base (Hedberg, 1976; Cowie, 1986; Salvador, 1994; Remane, 1996): un GSSPs DEVE essere definito in una successione marina, continua, non interessata da deformazioni maggiori e/o metamorfismo, fossilifera, di facile accesso, ecc.

DILEMMA:

CORRELAZIONE (limite riconoscibile e correlabile a scala globale)

…o

STABILITA’ (definizione del limite storicamente appropriata)?

LE COMPLICAZIONI

APPROCCI “TRADIZIONALI” (FINO ALLA PRIMA METÀ DEL ‘900): - Macrofaune (soprattutto molluschi)

- Radiometria

SVILUPPI “RECENTI”:

- Dagli anni ‘50: biostratigrafia integrata del plankton calcareo

- Dagli anni ‘70: magnetostratigrafia

- Dagli anni ‘80: biomagnetostratigrafia-biocronologia

- Dagli anni ‘90: ciclostratigrafia e astrocronologia (ATS, APTS)

CRONOLOGIA E STRUMENTI DI CORRELAZIONE

QUALCHE DEFINIZIONE

CRATONI (SCUDI)

Rappresentano la “ossatura” dei continenti.

Sono aree tettonicamente stabili, non sismiche, di origine antichissima, costituite da rocce cristalline (intrusive e/o metamorfiche).

Spesso non sono ricoperti da un record sedimentario (es. Svezia, Canada).

OROGENESI Processo tettonico (collisionale) che determina la formazione e il sollevamento di catene montuose

FLYSCHDeposito sedimentario sin-orogenico, costituito da corpi torbiditici accumulati in ambiente di avanfossa (trench), spesso con tipica facies ad alternanze

MOLASSADeposito sedimentario post-orogenico, costituito dai prodotti di smantellamento di catene montuose già sollevate

BACINO SEDIMENTARIO

Area interessata da accumulo sedimentario ad alto potenziale di

preservazione

Livello di base: superficie al di sotto della quale e’ possibile l’accumulo di sedimenti

BACINO SEDIMENTARIO

PROGRADAZIONE:

Processo di migrazione dei corpi sedimentari verso il centro del bacino (=depocentro)

RETROGRADAZIONE:

Processo di migrazione dei corpi sedimentari verso il margine del bacino

AGGRADAZIONE:

Processo di accescimento verticale dei corpi sedimentari

Questi processi sono controllati da variazioni livello di base (LDB).

STRATIGRAFIA SEQUENZIALE

Definisce i rapporti spazio-temporali tra diversi corpi sedimentari in base a superfici chiave formatesi in risposta a variazioni del LDB

In stratigrafia sequenziale, i “mattoni” elementari delle successioni sedimentarie sono le facies.

FACIES: insieme dei caratteri fisici di un corpo roccioso che lo differenziano dai corpi sedimentari contigui.

! Una facies non indica un ambiente, ma solo un insieme di processi che portano alla sedimentazione.

L’interpretazione ambientale può derivare soltanto in base alle associazioni di facies.

L'ASSOCIAZIONE DI FACIES è un corpo sedimentario formato da più facies, e può essere considerata l'espressione fisica di un ambiente o di un sistema deposizionale.

ESEMPIO

Ambiente di SPIAGGIA EMERSA che nel tempo produrrà un accumulo di sedimenti, ossia un’associazione di facies A

Profondità a cui le onde “risciacquano” il fondo

Ambiente di SPIAGGIA SOMMERSA che nel tempo produrrà un accumulo di sedimenti, ovvero un’associazione di facies B

Ambiente di MARE APERTO che nel tempo produrrà un accumulo di sedimenti, ovvero un’associazione di facies C

LEGGE DI WALTHERPossiamo trovare, in successione verticale continua, solo quelle facies

che attualmente si depositano in ambienti contigui




INNALZAMENTO DEL LIVELLO DI BASE

GLI AMBIENTI PROSSIMALI MIGRANO AL DI SOPRA DI QUELLI DISTALI ADIACENTI

ABBASSAMENTO DEL LIVELLO DI BASE

GLI AMBIENTI DISTALI MIGRANO AL DI SOPRA DI QUELLI PROSSIMALI ADIACENTI




VARIAZIONI “NORMALI” (LENTE)

Nel record stratigrafico, l’espressione di fasi di innalzamento o

abbassamento progressivo del livello di base saranno espressi da

successioni sedimentarie che nel tempo registrano la sovrapposizione

verticale di ambienti contigui

DEPOSITI DI MARE APERTO

DEPOSITI FLUVIALI

MARE APERTO

SPIAGGIA SOMMERSA

SPIAGGIA EMERSA

FLUVIALE

SPIAGGIA EMERSA

SPIAGGIA SOMMERSA

CONTINENTALE

INNALZAMENTO DEL LIVELLO DI BASE

GLI AMBIENTI PROSSIMALI MIGRANO AL DI SOPRA DI QUELLI DISTALI NON ADIACENTI

ABBASSAMENTO DEL LIVELLO DI BASE

GLI AMBIENTI DISTALI MIGRANO AL DI SOPRA DI QUELLI PROSSIMALI NON ADIACENTI

VARIAZIONI “FORZATE” (VELOCI)




Fasi di innalzamento o abbassamento rapido del livello di base saranno testimoniate dalla sovrapposizione verticale di ambienti non contigui, separati da superfici di discontinuita’ (=unconformities)

DEPOSITI DI MARE APERTO

DEPOSITI FLUVIALI

FLUVIALE

ARGILLE DI MARE APERTO

Le variazioni del LDB si riflettono a qualsiasi scala

ESEMPIOIn ambiente lacustre, il LDB e’ intuitivamente correlabile con il livello del lago.SE IL LIVELLO DEL LAGO SI ABBASSA, LE SPONDE VENGONO EROSE DA CORSI D’ACQUA E DAL RUSCELLAMENTO

SE IL LIVELLO DEL LAGO SI ALZA, SULLE SPONDE SI ACCUMULANO SEDIMENTI

ESEMPIOIn ambiente lacustre, il LDB e’ intuitivamente correlabile con il livello del lago.

RSLLIVELLO RELATIVO DEL MARE

Quota PUNTUALE del LDB scala locale.

Virtualmente, questo è l’unico valore desumibile dallo studio sedimentologico di una successione.

In realtà, il LDB/RSL è solo l’ultima risposta ad una combinazione molto complessa di fattori.

EVOLUZIONE DEI BACINI SEDIMENTARI

è principalmente controllata dall’interazione di tre fattori:

a) subsidenza;

b) apporto sedimentario;

c) variazioni EUSTATICHE (=globali).

Le variazioni eustatiche sono causate essenzialmente da:

1) variazioni del volume totale dell’acqua marina presente negli oceani;

2) variazioni geometriche (capacità volumetrica) dei bacini oceanici.

1) VARIAZIONI DI VOLUME TOTALE DELLE ACQUE

Le fluttuazioni di volume totale delle acque oceaniche sono principalmente dovute a:

a) variazioni di volume del ghiaccio continentale (=glacioeustatismo);

b) essiccamento di mari interni (fenomeno poco frequente, ma di cui abbiamo tracce evidenti nel record geologico)

Le fasi di massima estensione delle calotte glaciali secondo Eyles

2) VARIAZIONI DI CAPACITA’ VOLUMETRICA DEI BACINI OCEANICI

Originata da modificazioni della geometria del fondale.Può essere controllata da:

a) variazioni di volume delle dorsali oceaniche;

b) accumulo sedimentario negli oceani.

VELOCITÀ E INTENSITÀ DEI PROCESSI

TORNIAMO ALLA STRATIGRAFIA SEQUENZIALECosa accade lungo la costa al variare del RSL?

Livello relativo del mare=livello di base

Linea di costa

tempo

RSL

livello di base cade

Linea di costa

EROSIONE

ACCUMULO

livello di base cadeLinea di costa EROSIONE

ACCUMULO

livello di base saleLinea di costa

EROSIONE

ACCUMULO

livello di base sale Linea di costa

EROSIONE

ACCUMULO

livello di base cade

Linea di costa

EROSIONE

ACCUMULO

I depositi che si accumulano durante la caduta del livello di baseformano il FALLING STAGE SYSTEMS TRACT (FFST)

livello di base cadeLinea di costa EROSIONE

ACCUMULOFSST

DIAMO QUALCHE NOME

livello di base saleLinea di costa

EROSIONE

ACCUMULO

I depositi che si accumulano quando il livello di base sale, ma la linea di costa si sposta ancora verso mare a causa dell’apporto sedimentario, formano il LOWSTAND SYSTEMS TRACT (LST)

FSST

LST


EROSIONE

ACCUMULO

I depositi che si accumulano quando il livello di base sale e la linea di costa si spostaverso terra formano il TRANSGRESSIVE SYSTEMS TRACT (TST)

FSST

LST

TST


EROSIONE

ACCUMULO

I depositi che si accumulano quando il livello di base sale, ma la linea di costa si sposta verso mare a causa degli apporti sedimentari, formano il HIGHSTAND SYSTEMS TRACT (HST)

FSST

LSTTST

HST

FSST

LST

HST

Il momento di transizione tra TST e HST corrisponde alla massima ingressione marina verso terra. La superficie corrispondente a tale fase prende Il nome di MAXIMUM FLOODING SURFACE

La superficie erosiva che si forma durante la caduta e lo stazionamento basso prende il nome di SEQUENCE BOUNDARY

TST

QUESTE SUPERFICI RAPPRESENTANO LE DUE SUPERFICI CHIAVE UTILIZZATE PER LE CORRELAZIONI IN STRATIGRAFIA SEQUENZIALE

SUPERFICI CHIAVE

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