La storia geologica della Terra e i meccanismi di fossilizzazione

Il Passato della Terra

La quasi totalità degli eventi geologici è accaduta in tempi troppo remoti per poter essere descritti dagli esseri umani. Le rocce hanno però "registrato", gli eventi geologici accaduti al momento della loro formazione e nei tempi successivi. Studiando i fossili contenuti nelle rocce sedimentarie e determinato l'età delle rocce attraverso la radioattività di alcuni elementi chimici , gli scienziati hanno costruito la scala dei tempi geologici che riassume la storia del pianeta.

La Scala dei Tempi Geologici

La scala dei tempi geologici è uno strumento che i geologi usano per ricostruire la storia della Terra, suddividendo i suoi 4,6 miliardi di anni in periodi più piccoli, basati su eventi geologici e biologici importanti (come estinzioni di massa, comparsa di nuove specie, formazione di catene montuose ecc.).

Z 251 M JURASSIC CRETACEOUS LION YEARS JeRIASSIC PERIOD PERIOD CAMBRIAN PERIOD SHURIAN PERMIAN PERIOD PENNSYLVANIAN PERIOD MISSISSIPPIAN PERIOD P RECAMBRIAN 11,500 YR. C OZ N 1 BILLION YEARS AGO Miocene Epoch PERIOD 2 BILLION YEARS AGO Pliocene Epoch TERTIARY BILLION YEARS AGO EARLIEST ORGANIC STRUCTURES 4.5 MILLION YEARS AGO 07 Holocene Epoch PERIOD QUATERNARY 65 MILLION cene ORDOVICIAN PERIOD RTIART PASS Epoch AGO PERIOD O DEVONIAN PERIOD R Eocene Epoch YEARS PERIOD Pleistocene Epoch

Il Tempo Geologico

La suddivisione del tempo è importante per orientarci e capire quanto un evento sia lontano o vicino rispetto a noi. In base ai ritrovamenti fatti dagli studiosi, sembra che la storia della Terra sia molto più antica di quella dell'uomo. A questo scopo, sono state create delle specifiche unità di misura, che comprendono moltissimi anni, in modo tale da rendere più facile parlare di periodi così tanto distanti da noi.

Unità di Misura del Tempo Geologico

• Eoni = miliardi di anni
• Ere = centinaia di milioni di anni
• Periodi = decine di milioni di anni
• Epoche = milioni di anni
• Età = migliaia di anni

Eventi Principali per Era e Periodo

ERA PERIODO Mil. anni PRINCIPALI EVENTI

Prezoico

PREZOICO 4600 Formazione della crosta terrestre (rocce delle isole di S. Pietro e Paolo)

Archeozoico

ARCHEOZOICO 3600 Primi fossili attribuibili a Batteri (Eobacterium) Stromatoliti; rocce contenenti idrocarburi

Cianozoico

CIANOZOICO 2500 Era dei Cianobatteri. Progressiva formazione atmo- sfera. O2 pari al 0,2%.

Proterozoico

PROTEROZOICO 1600 Era dei primi Eucarioti. Termina con una grande glaciazione.

Paleozoico

PALEOZOICO Cambriano 590 Clima caldo uniforme. Stromatoliti abbondanti. Cloroficee sifonate, abbondanti fossili marini Ordoviciano 505 Clima caldo temperato. Ossigeno atmosferico a 2%. Alghe monocell. Primi vertebrati. Siluriano 440 Clima temperato. Prime feoficee. Dal Siluriano medio prime piante vascolari. Primi animali terrestri Devoniano 410 Formazione di mari interni. Primi fossili di semi. Primi insetti apteri. Compaiono gli anfibi. Carbonifero 360 Clima caldo umido. Pangea. Foreste di Calamitali. Pteridosperme. Compaiono gli insetti alati. Permiano 285 Clima freddo e arido. Gimnosperme dominano su Pteridofite. Prob. origine Angiosperme.

Mesozoico

MESOZOICO Triassico 250 Sanmiguelia. Abbondanza di Ginkgofite. Primi mammiferi; dinosauri e rettili volanti. Giurassico 215 Cretaceo 145 Formaz. Oceano Ataltico. Dominano le Cicadofite Massimo sviluppo rettili giganti. Uccelli. Sviluppo Angiosperme. Abbondanti teleostei. Sviluppo mammiferi. Estinzione grandi rettili.

Cenozoico

CENOZOICO Paleocene 65 Orogenesi alpina. Flora intorno alla Tetide: Laurifille Diversificazione dei Mammiferi Eocene 58 Clima tropicale in Europa. Riduzione Cicadali. Primo fossile di Composite e di Graminee. Oligocene 27 Clima sub-tropicale in Europa centro-sett. Diffusione Graminee. Sviluppo caducifoglie. Miocene 24 Prosciugamento del Mediterraneo. Flora di sclerofil- le. Ingresso flora steppica. Pliocene 5 Raffreddamento generalizzato. Riempimento Medi- terraneo. Flora di deserti steppa e savana.

Neozoico

NEOZOICO 0 Pleistocene 2 Successione di glaciazioni. Immigrazione di specie artiche. Nascono Etna e Eolie.

Quaternario

QUATERNARIO Olocene 0,01 Piccole glaciazioni. Azione dell'uomo sulla vegeta- zione: diffusione di specie sinantropiche. Ma= milioni di anni fa

Suddivisione dei Tempi Geologici

La Terra si pensa che sia nata circa 4,5 miliardi di anni fa La scala dei tempi è stata suddivisa in intervalli detti Periodi (che durano da pochi milioni a varie decine di milioni di anni). I periodi sono raggruppati in Ere. Per periodi precedenti prima di 542 Ma facciamo ricorso agli Eoni che durano miliardi di anni

Eoni

EONI FANEROZOICO 542 milioni di anni fa PROTEROZOICO 2,5 miliardi di anni fa 4 miliardi di anni fa ADEANO Dalle origini della Terra fino a 570 milioni di anni fa. Il Criptozoico, detto anche Precambriano, è infatti la fase più antica in assoluto della Terra, tanto che gli studiosi non hanno trovato fossili evidenti, se non quelli di alcuni esseri microscopici, non visibili a occhio nudo. Si tratta dell'intervallo di tempo più lungo di questo pianeta: occupa ben il 90% della sua storia! Questo eone può essere suddiviso in 3 momenti:

• Eone Adeano
• Eone Archeozoico
• Eone Proterozoico

CRIPTOZOICO (PRECAMBRIANO) ARCHEANO

La Vita sulla Terra

La vita sulla Terra è comparsa circa 3,5 - 3,8 miliardi di anni fa, durante l'Archeano, una delle ere più antiche della storia del nostro pianeta.

Le Prime Forme di Vita

• Erano microrganismi unicellulari, simili ai batteri.
• Vivevano in ambienti acquatici e non avevano bisogno di ossigeno (la Terra primitiva ne era quasi priva).
• Le più antiche tracce fossili sono gli stromatoliti, strutture formate da cianobatteri, che facevano fotosintesi e lentamente iniziarono a produrre ossigeno.

Importanza dell'Ossigeno

• I cianobatteri iniziarono a rilasciare ossigeno nell'atmosfera circa 2,5 miliardi di anni fa ossia la Grande Ossidazione.
• Questo cambiamento permise, milioni di anni dopo, l'evoluzione di organismi più complessi.

Le stromatoliti sono strutture stratificate formate dalla crescita di cianobatteri (precedentemente chiamate alghe blu-verdi) in ambienti di acque poco profonde. Questi tappeti microbici intrappolano e legano i sedimenti, creando strutture stratificate distinte che possono variare da centimetri a metri di altezza. Le stromatoliti possono avere varie forme, tra cui colonne, coni, cupole e altro, a seconda delle condizioni ambientali e dei tipi specifici di microrganismi coinvolti nella loro formazione.

Eoni ed Ere

EONI ERE FANEROZOICO CENOZOICO MESOZOICO PALEOZOICO PROTEROZOICO Z m O O TEROZOICO 3 O 0 EROZ O 0 . R O EROZO 0 N E 0 ARCHEAN 0 ARCHEANO m 0 ARCHEA Z O EC ARCH A Z O EOARCHEAN O Oggi 66 milioni di anni fa 251 milioni di anni fa 542 milioni di anni fa 1 miliardo di anni fa 1,6 miliardi di anni fa 2,5 miliardi di anni fa 2,8 miliardi di anni fa 3,2miliardi di anni fa 3,6 miliardi di anni fa 4 miliardi di anni fa

Eone Fanerozoico

L'eone FANEROZOICO in cui viviamo è diviso in tre Ere:

• PALEOZOICO
• MESOZOICO
• CENOZOICO

CRIPTOZOICO (PRECAMBRIANO) ADEANO

Tettonica delle Placche e Supercontinenti

Durante l'Archeozoico o Archeano la litosfera terrestre è mossa dalla tettonica delle placche, abbiamo la formazione di supercontinenti e l'ultimo si è avuto oltre 200 milioni di anni fa alla fine del paleozoico), con il Pangea poi smembratosi nei continenti attuali.

A LAURASIA Equator Equator- N TETHYS SEA A d GONDWANALAND PERMIAN 225 million years ago TRIASSIC 200 million years ago -Equator Equator- JURASSIC 135 million years ago CRETACEOUS 65 million years ago NORTH AMERICA" ASA AFRICA Equator SOUTH AMERICA STRA ANTARCTICA PRESENT DAY

I Fossili

Le rocce di tutto il mondo (soprattutto le sedimentarie) contengono forme che ricordano gusci, ossa di animali, steli e foglie di piante. Sono i fossili, resti di organismi viventi, che aiutano a ricostruire l'evoluzione della Terra. I fossili sono resti o le impronte di organismi viventi, rimasti "inglobati" negli strati delle rocce sedimentarie. Comprendono parti dure di organismi (gusci, scheletri), impronte o modelli di corpi o tracce (orme, cuniculi di vermi), animali interi mummificati o insetti racchiusi nell'ambra.

La Paleontologia

La Paleontologia è la scienza che studia gli antichi esseri viventi attraverso i loro resti fossilizzati.

Le Rocce Sedimentarie

Queste nascondono grandi tesori, che un occhio esperto può riconoscere e utilizzare. Il termine "sedimentarie" deriva dal latino sedere, che vuol dire "depositarsi". Con il passare del tempo, infatti, i vari materiali presenti nell'ambiente vengono trasportati da aria, acqua o ghiaccio, fino ad accumularsi e formare, appunto, una roccia sedimentaria.

Weathering & Erosion

Formazione delle Rocce Sedimentarie

1. Erosione e trasporto
   1. Agenti esterni (acqua, vento, ghiaccio) erodono rocce preesistenti.
   2. I sedimenti (frammenti di roccia, sabbia, argilla, resti organici) vengono trasportati da fiumi, mari, vento o ghiacciai.
2. Deposizione (sedimentazione)
   1. I sedimenti si depositano in strati orizzontali (detti strati o livelli), spesso in ambienti acquatici come laghi, mari o foci dei fiumi.
   2. I materiali più pesanti si depositano per primi, quelli più leggeri dopo.
3. Compattazione e cementazione
   1. Col passare di milioni di anni, gli strati si accumulano, vengono compressi dal peso di quelli sovrastanti e si induriscono.
   2. I sedimenti diventano così rocce sedimentarie (come arenarie, calcari, argilliti ... ).

Photo Researchers, Inc./S. O. Lindblad

Tempi di Formazione delle Rocce Sedimentarie

• La formazione completa di una roccia sedimentaria può richiedere da migliaia a milioni di anni.
• Ogni strato rappresenta un periodo di tempo geologico: più profondo, più antico.

Fossili nelle Rocce Sedimentarie

• Le rocce sedimentarie sono l'unico tipo di roccia che conserva fossili.
• Durante la sedimentazione, resti di organismi (conchiglie, piante, ossa, impronte) vengono sepolti e fossilizzati.
• I fossili aiutano a datare gli strati e ricostruire l'ambiente del passato

I Fossili Guida

I fossili guida sono resti di organismi vissuti per un breve periodo di tempo, ma diffusi in molte zone della Terra, e che vengono usati per datare con precisione gli strati di roccia in cui si trovano.

Perché si Chiamano "Guida"?

Perché "guidano" i geologi nella datazione degli strati rocciosi. Se trovi lo stesso fossile guida in rocce di due luoghi diversi, quegli strati hanno la stessa età geologica.