Geologia del Quaternario (6 CFU)

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1 Laurea Triennale Geologia Corso opzionale crediti d Geologia del Quaternario (6 CFU) Docente Furio Finocchiaro finfu@units.it) 5 CFU (minimo 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 ) AA Geol Qt 01 1

2 Organizzazione Lunedì, martedì, giovedì: Aula B e O (museo) Un paio di escursioni: furgone 9 posti + macchine vostre? AA Geol Qt 01 2

3 ESAME orale! Io faccio domande, voi, se sapete, mi date le risposte. Poi ci ragioniamo sopra Esami = valutazione Si tratta di accertare non quello che lo studente sa, ma quello che sa fare con quello che sa (Wiggins, 1993) AA Geol Qt 01 3

4 Dove studiare? NON c è un vero manuale, né in inglese, né, meno che meno in Italiano Libri indispensabili per uno studente di geologia, utili come, prerequisiti, ma NON bastano per il Quaternario, praticamente NON ne parlano AA Geol Qt 01 4

5 Bowen, Forse l unico testo completo, ma.. È un po tanto superato ed è ormai introvabile. Dattiloscritto, in B&W, iconografia scarsa, no foto AA Geol Qt 01 5

6 Altri testi utili, ma specialistici AA Geol Qt 01 6

7 Buon testo, ma difficile da trovare. 1 copia in biblioteca AA Geol Qt 01 7

8 L unico in italiano.ma..non me la sento di consigliarlo. F. Carraro è un grande. Forse il più importante studioso di Quaternario in Italia,.ma in premessa scrive: Lo scopo di questo testo è quello di mettere a punto, per quanto possibile, i modelli evolutivi dei principali in contesti morfo - climatici quello padano - alpino, ambienti continentali assimilabili a 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 AA Geol Qt 01 8

9 Per le parti sul glacialismo e le glaciazioni va bene.. molto bene, è in vendita, costa poco. lo suggerisco! AA Geol Qt 01 9

10 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 AA Geol Qt 01 10

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12 da: Gibbard et al., J. Quat. Sci, 25, 2010 Il Quaternario è 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 AA Geol Qt 01 12

13 Nel 2004 c è chi lo voleva abolire Proposta di abolizione ½ sistema - periodo..chi voleva cambiargli rango ICS: international Commission on Stratigraphy: IUGS: International Union Geological Sciences Sub era? AA Geol Qt 01 13

14 Problemi di rango Anche la..sparizione del Terziario Problemi per definirne la base, l inzio AA Geol Qt 01 14

15 CHI Decide??? Gli scienziati 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. Ma..sopra l ICS c è lo IUGS International Union of Geological science ( fondata nel 1960 AA Geol Qt 01 15

16 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! NB gli altri intervalli (Palozoico- Mesozoico AA Geol Qt 01 16

17 ! 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 Geol Qt 01 17

18 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.). Ma bisogna scegliere la sezione tipo 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: AA Geol Qt 01 18

19 Brunhes/Matuyama ( ) Olduvai ( 1.8 ma) Gauss/Matuyama ( 2.5 ma) AA Geol Qt 01 19

20 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. AA Geol Qt 01 20

21 Vrica Selli et al., 1977: AA Geol Qt 01 21

22 GSSP global stratigraphic section and point Vrica Section, Crotone, Calabria: sezione marina, a terra (perche??) Cambio delle faune marine (forams, ostracodi, molluschi) quindi inizio raffreddamento Mar Mediterraneo età: 1.8 ma NB dati faunistici ma poi il GSSP viene scelto su un limite magnetostratigrafico. Fine del subcrone Olduvai (paleo magnetismo), quindi un limite cronologico facilmente controllabile su scala globale La vecchia sezione di riferimento AA Geol Qt 01 22

23 Ma negli ultimi 20 anni del secolo scorso vengono scoperte nuove prove che l espansione dei ghiacci è iniziata prima 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 ma e 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 AA Geol Qt 01 23

24 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 Tra i geologi italiani a favore Bianca Maria Cita (Milano), contro G.B Vai (Bologna). Che hanno litigato molto furiosamente (ma scientificamente..) AA Geol Qt 01 24

25 Eventi climatici Cambiamenti nel loss cinese MIS (marine isotpici stages, paleomagnetismo Da Head, Gibbard and Salvador, 2008 AA Geol Qt 01 25

26 L abbassamento del Qt viene ottenuto senza l istituzione di nuovi piani, ma semplicemente il Gelasiano (da Gela, Sicilia), 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) AA Geol Qt 01 26

27 0è Anche qui Correlazione con paleomagnetismo e stage isotopico marino AA Geol Qt 01 27

28 Il vero problema è Da un approccio puramente stratigrafico ad un approccio basato sugli eventi climatici AA Geol Qt 01 28

29 Problema nuovo: Quando finisce «l età dei ghiacci??! L Olocene (un volta si diceva recente) orrisponde alla fine del perido glaciale: allìinterglaciale in cui viviamo. Una volta: Olocene= clima caldo e stabile Ma di colpo si passa dall età glaciale al caldo di ora (interglaciale)?? Passaggio pleistocene olocene Il tardiglaciale.. AA Geol Qt 01 29

30 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 geomorfologo, 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 AA Geol Qt 01 30

31 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? AA Geol Qt 01 31

32 è un periodo geologico diverso 1. Il problema dell attualismo 2. Il problema della particolarità climatica del Quaternario 3. la stratigrafia 4. le datazioni AA Geol Qt 01 32

33 1 il problema dell attualismo James Hutton: ( ) Theory of the Earth; or an Investigation of the Laws observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land upon the Globe 1785 The 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. AA Geol Qt 01 33

34 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!! AA Geol Qt 01 34

35 Attualismo: Charles Lyell ( ) 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. AA Geol Qt 01 35

36 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. AA Geol Qt 01 36

37 A1 Attualismo Questi concetti erano fondamentali tra 700 e 800 in pieno catastrofismo, quando ancora ci credeva che la terra fosse stata..creata 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 AA Geol Qt 01 37

38 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 AA Geol Qt 01 38

39 2 Clima Come già detto il Quaternario è caratterizzato da variazioni nel clima, dall alternanza di climi freddi e caldi. E soprattutto negli ultimi anni siamo passati dal concetto di poche variazioni climatiche lente ( anni) a frequenti variazioni climatiche veloci (10 2 ). 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 in parte con i principi dell Attualismo così come lo intendevano Hutton e Lyell AA Geol Qt 01 39

40 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 anni Per i depositi quaternari invece i..tempi di deposizione 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 eocenico Non è più valido il principio che la separazione tra due formazioni sia una linea tempo AA Geol Qt 01 40

41 4 le datazioni Delle datazione classiche (relative o assolute..) solamente alcune (poche) possono essere utilizzate durante il Quaternario Mentre altri metodi ( 14 C, varve, dendrocronolgia,marker biochimici) sono praticamente esclusivi del Quaternario AA Geol Qt 01 41

42 Evoluzione degli ominidi No 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? AA Geol Qt Si

43 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 via 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 Quindi il «Quaternrio» sarà sempre gli ulimi 2 milini di anni AA Geol Qt 01 43