STORIA DELLA TERRA. (Prof. Daniele Baldissin)

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1 STORIA DELLA TERRA (Prof. Daniele Baldissin)

2 Quali sono le unità cronologiche e quali tempi corrispondono? Unità Geocronologiche "Corrispondenza empirica" in Anni Eone Era Periodo Epoca Età A che età corrispondono le rocce più antiche mai trovate? miliardi di anni centinaia di milioni di anni decine di milioni di anni milioni di anni migliaia di anni Cristalli di zircone si trovano ridepositati nei sedimenti del Canada e nelle colline Jack Hills nell'australia occidentale. Qui sono stati ritrovati gli zirconi più antichi, risalenti a 4,4 miliardi di anni fa, cioè un'età molto vicina a quella corrispondente alla formazione della Terra. Come è anche chiamato il Precambriano? E noto anche come criptozoico (vita nascosta) In quali eoni è suddiviso il criptozoico? Il criptozoico si divide in tre: 1. l adeano (mondo del calore), dove si è avuto il passaggio delle rocce dallo stato fuso allo stato solido 2. l archeano (inizio, origine), caratterizzato da un atmosfera carente di ossigeno. Si pensa che la vita sia stata presente durante l'archeano, ma probabilmente era limitata a singole cellule ed organismi anucleati semplici, denominati procarioti (rappresentati dal regno Monera). 3. il proterozoico (primo vivente), dove si è avuta la transizione ad un atmosfera ricca di ossigeno (cianobatteri, in grado di produrre ossigeno). Il primo eone inizia 4,6 miliardi di anni fa e termina dopo 600 milioni di anni. Il secondo eone dura 2,5 miliardi di anni mentre il terzo eone dura fino all inizio del fanerozoico. Che cosa afferma la teoria della Terra a palla di neve? Si tratta di un fenomeno avvenuto alla fine del proterozoico. Secondo tale teoria scientifica la superficie della Terra fu completamente ricoperta di ghiaccio. Successe tre volte. Più la superficie terrestre veniva coperta dal ghiaccio, più la temperatura scendeva. Si avviava così un circolo vizioso che in poche migliaia di anni portò i ghiacciai a ricoprire quasi tutto il pianeta; il ghiaccio arrivò

3 perfino all'equatore, la zona notoriamente più mite del globo, dove era spesso circa 3 metri. Il fenomeno si pensa sia stato causato da una netta diminuzione di CO 2 nell atmosfera. Perchè c è stata una diminuzione forte dell anidride carbonica? Che cosa ha provocato la sua diminuzione? Il basalto, essendo una roccia porosa, viene erosa molto più facilmente del granito e pertanto, a parità di tempo, la quantità di basalto asportata dai fiumi è molto maggiore della corrispettiva in granito.una volta dissolte in acqua, le componenti minerali delle rocce assorbono di norma una parte dell'anidride carbonica disciolta nell'acqua stessa; dopo essersi legati alla CO 2, i minerali tendono a precipitare sul fondale marino come sedimenti. Questo fenomeno provoca una carenza di anidride carbonica nelle acque marine, che viene compensata dallo scioglimento in acqua di una grossa quantità di CO 2 proveniente dall'atmosfera: in pratica il mare la assorbe come una vera e propria "spugna". Quindi, a parità di tempo, si può dire che la roccia basaltica "consumi" molta più anidride carbonica (circa 8 volte di più) della corrispondente roccia granitica. In seguito alla frantumazione di Rodinia ("madrepatria"), il consumo di anidride carbonica provocato dall erosione del basalto aumentò ad un livello tale da superare, a parità di periodo, il quantitativo emesso dalle eruzioni vulcaniche, provocando così una netta diminuzione dell'effetto serra sul pianeta, dato che la CO 2 è uno dei cosiddetti gas serra ovvero uno di quei gas che provoca questo fenomeno. A seguito di questa catena di eventi la temperatura media del globo iniziò a scendere e le calotte polari, quasi del tutto inesistenti prima della frantumazione di Rodinia, iniziarono ad espandersi. Inoltre il ghiaccio, riflettendo la luce solare, accelerò ulteriormente il raffreddamento del pianeta che, come già detto, era stato favorito dall assottigliamento dello strato di gas serra. Come è riaumentata l anidiride carbonica e perchè? In seguito a questo evento la banchisa, ricoprendo interamente il mare terrestre, impedì il processo di dissoluzione della roccia basaltica che per tanto tempo aveva alimentato questa glaciazione ed i gas serra dell'atmosfera ripresero ad aumentare. Nel contempo circa il 99% delle forme di vita esistenti sulla Terra (per lo più batteri) si era estinta. Il restante 1% sopravvisse grazie alle sorgenti calde sottomarine oppure perché si trovava nei pressi dell equatore, dove il minor spessore del ghiaccio permise alla luce solare di passare, seppur ridotta in intensità. Dopo qualche migliaio di anni, il livello di gas serra era giunto ad un punto tale da essere circa 350 volte maggiore di quello dei giorni d'oggi. L'effetto serra che ne derivò fu molto intenso e favorì lo scioglimento dei ghiacci; a poco a poco la situazione climatica della terra tornò ad essere simile a quella antecedente alla frammentazione del supercontinente Rodinia. Inoltre il ghiaccio aveva eroso fortemente l oramai frammentato Rodinia ed aveva riportato in superficie lo strato granitico precedentemente sepolto.

4 Come è suddiviso il fanerozoico? Si tratta di un superoene iniziato 542 milioni di anni fa. Esso comprende il paleozoico, il mesozoico e il cenozoico. Il nome deriva dal greco e significa "ha rivelato la vita". Cenozoico: da 65,5 ± 0,4 Milioni di anni fa (Ma) a tuttoggi Mesozoico: da 251,0 ± 0,4 Ma a 65,5 ± 0,4 Ma Paleozoico: da 542,0 ± 1,0 Ma a 251,0 ± 0,4 Ma Eone Era Periodo Epoca Inizio (Milioni di anni fa) Olocene 0, Quaternario Pleistocene 2,588 Pliocene 5,332 Neogene Cenozoico Miocene 23,03 Oligocene 33,9 ±0,1 Paleogene Eocene 55,8 ±0,2 Paleocene 65,5 ±0,3 Cretaceo 145,5 ±4,0 Fanerozoico Mesozoico Giurassico 199,6 ±0,6 Triassico 251,0 ±0,4 Permiano 299,0 ±0,8 Pennsylvaniano 318,1 ±1,3 Carbonifero Mississippiano 359,2 ±2,5 Paleozoico Devoniano ±2,8 Siluriano 443,7 ±1,5 Ordoviciano 488,3 ±1,7 Cambriano 542,0 ±1,0 Quali sono i periodi in cui il paleozoico è suddiviso? I periodi sono sei: Cambriano, Ordoviciano, Siluriano, Devoniano, Carbonifero, Permiano. CAMBRIANO: Cambria è il nome latino medievale del Galles, dove fu ritrovata la prima roccia risalente a questo periodo. Durante il Cambriano non era ancora sviluppata la vita sulla terraferma ma ce n'era moltissima nell'acqua, in particolare: brachiopodi, meduse, onicofori, spugne, trilobiti (primi artropodi) e trilobitiformi. Non c era vegetazione sulla Terra. Alla fine del Cambriano si ebbe una grande estinzione. Hallucigenia Trilobita

5 ORDOVICIANO: il nome deriva da una tribù gallese (gliordovici). I generi della fauna marina in pratica si quadruplicarono, dando vita al 12% di tutta la fauna marina conosciuta del Fanerozoico. Il loro successo è esemplificativo della grande crescita registratasi nell'ordoviciano da tutti gli organismi in grado di secernere una conchiglia di natura carbonatica. Compaiono le alghe verdi e i funghi. La vegetazione è caratterizzata solo da briofite. L'Ordoviciano si concluse con una serie di estinzioni che, prese collettivamente, compongono la seconda tra le cinque maggiori della storia della Terra in termini di percentuale di specie estinte. L'unica maggiore fu quella occorsa nel passaggio tra il Permiano ed il Triassico. La teoria più accettata è che a causa di imponenti glaciazioni il livello marino si abbassò drasticamente causando l'estinzione di molte specie marine. Depositi glaciali di questo periodo sono stati trovati nel deserto del Sahara. Si pensa infatti che, a causa delle deriva dei continenti, il supercontinente Gondwana transitando vicino al Polo Sud abbia causato una prolungata glaciazione. SILURIANO: il nome deriva dall'antico popolo gallese dei Siluri, nel cui territorio furono individuate le rocce sedimentarie tipiche di questa epoca. Durante il Siluriano, la Gondwana continuò il suo lento spostamento verso sud, anche se le calotte di ghiaccio furono meno estese che durante l'ultima glaciazione Ordoviciana, tanto che la fusione delle calotte ghiacciate contribuì all'innalzamento del livello dei mari, come è testimoniato dal fatto che i sedimenti del Siluriano si sono sovrapposti a quelli erosi dell'ordoviciano. Questo portò all orogenesi caledoniana, che formò le lunghe catene montuose che si estendono tra lo stato di New York, la Euripteride Groenlandia e la Norvegia. Fecero la loro prima comparsa le barriere coralline, I pesci conobbero una grande espansione e differenziazione; comparvero i primi pesci ossei, gli Osteitti, in particolare gli Acanthodii già ricoperti di squame, e si arrivò allo sviluppo della mandibola mobile, derivata dalla modifica del supporto delle branchie frontali. Da registrare anche la radiazione degli agnati ( privi di mascella ), già presenti nell'ordoviciano e la conquista delle terre emerse da parte di miriapodi e scorpioni, questi ultimi derivati dagli Eurypterida, gli scorpioni marini. Compaiono le prime piante vascolari in grado di effettuare la fotosintesi. DEVONIANO: deriva dalla parola Devon, contea Placoderma (Dunkleosteus) dell'inghilterra dove gli affioramenti di rocce di questo periodo sono abbondanti. Alla fine del Devoniano scomparve circa il 60% delle specie allora viventi, in seguito ad una estinzione di massa che alcuni studiosi attribuiscono, come quella dei dinosauri nel Cretaceo, all impatto di un asteroide con la Terra. Il supercontinente Euramerica si forma durante il Devoniano. Il Devoniano fu un periodo relativamente caldo e probabilmente privo di ghiacciai. Il livello dell'anidride carbonica nell'aria si abbassò notevolmente perché lo sviluppo delle neonate foreste sottrasse il carbonio dall'atmosfera e con la caduta nel terreno degli alberi, lo fissò nei sedimenti. In questo periodo, detto anche "Età dei pesci", tra gli artropodi compaiono gli insetti, prime forme documentate di vita animale terrestre, mentre iniziano a declinare i trilobiti. Devoniano superiore compaiono anche gli anfibi.

6 CARBONIFERO: Il nome del Carbonifero deriva dal fatto che nei terreni formatisi in questo periodo sono molti diffusi gli strati contenenti carboni fossili, in conseguenza del grande sviluppo delle foreste. Nella fauna marina molto numerosi sono i foraminiferi. Sulla terraferma erano presenti grandi artropodi: scorpionidi, aracnidi, miriapodi e insetti. Tra i vertebrati, grande espansione hanno i primitivi pesci ossei (tra cui i paleonisciformi) e i pesci cartilaginei. Compaiono le pteridofite e le gimnosperme. Compaiono i primi rettili. Arthropleura armata PERMIANO (300 milioni di anni fa): fu così battezzato dal geologo inglese Roderick Murchison intorno al 1840, basandosi sugli strati di rocce rosse che occupano una vasto bacino ad ovest degli Urali, in corrispondenza dell'antico stato di Permia, in Russia. La fine del periodo è caratterizzata dalla più importante estinzione di massa nella storia della Terra, l'estinzione di massa del Permiano- Triassico. La posizione paleogeografica dei continenti durante il Permiano vede le terre emerse riunite in una grande massa continentale chiamata Pangea, nella quale possono essere individuati i blocchi continentali che costituiranno, in epoche successive, la Gondwana e la Laurasia. Il blocco continentale europeo si formò in seguito all'orogenesi ercinica che trasformò l'europa, alla fine del Carbonifero, in un'area debolmente montuosa, isostaticamente instabile, sede di movimenti verticali e vulcanismo postorogenetico. Nelle depressioni intramontane si formarono depositi alluvionali e, con l'inaridimento del clima, depositi di arenarie rossastre. Il blocco continentale americano presenta una storia evolutiva simile a quella dell'europa e, nel Permiano, era completamente unito ad essa, così da rappresentare un suo prolungamento verso ovest. Il bacino americano occidentale, corrispondente alla linea di costa occidentale dell'attuale Nord America, era completamente

7 sommerso dal mare (dall'alaska alla California). Il blocco continentale corrispondente all'attuale Asia si estendeva ad est dell'europa e combaciava superiormente ad essa con l'america settentrionale. A meridione dell'asia si apriva un vasto mare, esteso dal Giappone all'italia, chiamato Tetide, enorme bacino caratterizzato da molteplici situazioni paleogeograficostrutturali, che trova riscontro in successioni stratigrafiche estremamente diversificate da regione a regione. Al sud di questo ammasso di terre, in collegamento diretto con il blocco americano settentrionale, si trovano le terre che costituiranno la Gondwana e, successivamente, l'america meridionale, l'africa, l'india, l'antartide e l'australia. lla fine del Permiano si è verificata la più drammatica estinzione di massa della storia della Terra, una crisi biologica che ha interessato un gran numero di organismi, soprattutto marini (si ipotizza il 49% delle famiglie paleozoiche e il 72% dei generi, contro il tasso medio di estinzione del 17% degli altri periodi). La causa di questa grande crisi è ancora dibattuta e per essa sono state proposte varie spiegazioni Che cos è il mesozoico e in quali periodi è suddiviso? Il Mesozoico o era mesozoica o era secondaria, è la seconda era dell'eone Fanerozoico, compresa tra il Paleozoico e il Cenozoico. Iniziò circa 251,0 ± 0,4 milioni di anni fa e si concluse 65,5 ± 0,3 milioni di anni fa, con una durata quindi di circa 186 milioni di anni. Il termine Mesozoico deriva dal greco antico μὲσος (mesos) che significa "intermedio" e ζωὴ (zoè) che significa "vita", a indicare il periodo di fauna intermedia tra il Paleozoico e il Cenozoico. Fu l'era della spaccatura del supercontinente Pangea che diede origine a nord alla Laurasia e a sud al Gondwana. Si formò in questo periodo il margine continentale Atlantico presente ancora oggi. Successivamente la Laurasia si scisse in Nord America e Eurasia, mentre il Gondwana si fratturò in più parti dando luogo al Sud America, all'africa, all'antartico e al subcontinente indiano, il quale andò a collidere con l'asia durante il Cenozoico facendo sorgere la catena montuosa dell'himalaya. Tra i vertebrati ebbero uno sviluppo notevole i rettili, soprattutto quelli di grandi dimensioni noti come dinosauri, tanto che il Mesozoico è anche comunemente indicato come l'era dei rettili o Era dei dinosauri. Accanto a questa specie dominante fecero la loro comparsa anche i più piccoli mammiferi e gli uccelli. Tra le piante spuntarono le prime angiosperme, cioè le piante con il fiore. Il mesozoico si divide in: TRIASSICO: Si ritiene che dopo l'estinzione di massa del Permiano-Triassico siano intercorsi all'incirca 30 milioni di anni prima che la vita si ristabilisse pienamente. La fauna continentale vede la comparsa dei primi ordini di dinosauri: saurischi e ornitischi. Nei mari compaiono i primi rettili marini quali gli ittiosauri: predatori. GIURASSICO: L'inizio del periodo è marcato dalla grande estinzione di massa del periodo Triassico-Giurassico. Durante il Primo Giurassico, il supercontinente della Pangea si divise in un supercontinente del nord, la Laurasia ed uno del sud, la Gondwana; il Golfo del Messico si aprì nella nuova spaccatura tra Nord America e quella che ora è la penisola dello Yucatan del Messico. Il

8 Nord dell'atlantico era relativamente ristretto, mentre l'atlantico del sud non si aprì fino al successivo Periodo Cretaceo, in cui la Gondwana stessa si divise. Il Mare Tetide si chiuse, e la conca del Neotetide apparve. I climi erano caldi, senza nessun segno di ghiacciai. Come nel Triassico, non c'era apparentemente nessuna terra vicina ai poli, e non esisteva alcuna calotta polare estesa.durante il Giurassico, le più alte forme di vita viventi nel mare erano pesci e rettili marini. Questi ultimi includevano ittiosauri, plesiosauri e coccodrilli marini. Sulla terra, dominavano grandi rettili arcosauri. Il Giurassico fu il periodo d'oro per i sauropodi - Camarasaurus, Apatosaurus, Barosaurus, Diplodocus, Brachiosaurus. Durante il Tardo Giurassico, i primi uccelli evolsero da piccoli dinosauri celurosauri. Nell'aria, gli pterosauri erano comuni; essi dominavano i cieli, riempiendo molti ruoli ecologici ora assunti dagli uccelli. Gli pterosauri si alimentavano di pesci che catturavano nel mare con il loro becco, che poteva essere dotato di denti. Diedero vita al nuovo gruppo dei Pterodattiloidi, ritrovati in Africa orientale, Inghilterra e Francia. Avevano coda corta, testa più ampia e collo più largo dei pterosauri del triassico. Un animale particolare del periodo è l'archaeopteryx, i fossili principali del giacimento di Solnhofen, ritrovati tra il 1860 e il Le dimensioni erano quelle di una colomba, ma con caratteristiche di dinosauro come larga coda ossea, dita con artigli e mandibole con denti. CRETACEO: Per la sua durata, di circa 80 milioni di anni, è il più lungo periodo dell'eone Fanerozoico ed è anche più lungo dell'intera era del Cenozoico, che include il periodo in cui viviamo attualmente. i vertebrati raggiunsero una posizione di predominio mai vista, specialmente sulle terre emerse; i rettili raggiunsero il loro apogeo, realizzando forme tra le più gigantesche che mai siano vissute sulla faccia della Terra e raggiungendo il massimo grado di specializzazione (Tyrannosaurus, Ceratopsidae, Pteranodon, ecc.). Alla fine del periodo si ebbero estinzioni massicce e soltanto un numero esiguo di famiglie, i cui rappresentanti nacquero durante il Cretaceo, sopravvissero fino ai nostri giorni. Sempre da rettili, in questo periodo si diffusero gli uccelli (ancora dentati), originatisi dai dinosauri durante il precedente Giurassico. Le piante terrestri del Cretaceo sono ben conosciute soltanto nelle regioni dove si hanno successioni continentali, ricche di angiosperme dicotiledoni. Le monocotiledoni appariranno solo alla fine del cenozoico. Che cos è il cenozoico e in quali periodi è suddiviso? Il Cenozoico, dal greco καινός kainòs (recente) e ζωή zoè (vita), o Terziario è l'ultima delle tre ere geologiche del Fanerozoico. Ha avuto inizio 65,5 ± 0,3 milioni di anni fa, al termine del Mesozoico ed è tuttora in corso. E suddiviso in: 1. Paleogene (Paleocene, Eocene, Oligocene) 2. Neogene (Miocene, Pliocene) 3. Quaternario o Neozoico (Pleistocene (2,588 milioni di anni fa), Olocene ( anni fa))

9 Il Paleogene ebbe una durata di circa 43 milioni di anni e fu caratterizzato dalla grande evoluzione dei mammiferi. L'India, che si era staccata dall'africa circa 40 milioni di anni prima, cominciò ad entrare in collisione con la parte orientale dell'asia; le enormi pressioni esercitate da questa spinta diedero luogo alla formazione della catena montuosa dell'himalaya. Si formarono proprio in questo periodo tutte le maggiori catene montuose attuali, tra cui: Alpi, Pirenei, (placca africana cominciò a dirigersi a nord-est verso l'europa). All'inizio del Paleocene proliferarono uccelli giganti come il Gastornis, vissuto tra il tardo Paleocene e l'eocene in Europa e Nord America. Incapace di volare a causa delle ali atrofizzate, aveva l'aspetto di una enorme gallina alta fino a due metri. Si trattava di un predatore, dotato di becco possente e affilato, in grado di spezzare le ossa delle sue prede e strapparne le carni. Le zampe terminavano con artigli in grado di bloccare la preda. Nel Neogene proseguono tutti quei fenomeni orogenetici iniziati nel Paleogene. La formazione dell'istmo di Panamá avvenuta circa 3,5 milioni di anni fa, interruppe la corrente equatoriale che si era instaurata nel Cretacico, contribuendo al raffreddamento degli Oceani soprattutto meridionali, non più riscaldati dalle acque più calde, cosicché la coltre di ghiaccio ricoprì completamente il continente Antartico. Compare il Mammut e le prime specie di ominidi.

10 Il quaternario è invece il periodo delle glaciazioni e dell affermarsi del genere Homo come specie predominante. Estensione della cappa di ghiaccio nell'emisfero Nord durante l'ultimo massimo glaciale: il manto Laurentino copre il Nordamerica, il manto Finnoscandinavo copre l'eurasia.