La stratigrafia del Quaternario stratigraphy is the triumph of terminology over common sense Miall, 1984

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1 La stratigrafia del Quaternario stratigraphy is the triumph of terminology over common sense Miall, 1984 Criteri e metodi per definire/classificare i depositi quaternari NB c è molta differenza tra i metodi di studio dei depositi quaternari continentali e quelli marini GQt 04 1

2 Stratigrafia normale.pre Quaternaria - Orizzontalità originaria si pensi ai depositi oceanici - Principio di Walter: stanno in successione stratigrafica rocce che appartengono ad ambienti contigui in natura - Principio di Stenone: le rocce + antiche stanno a quote basse, rocce recenti a quote + elevate - i limiti tra formazioni sono isocroni (o quasi ) GQt 04 2

3 Stratigrafia quaternaria depositi coevi a quote ben diverse.: morene e pianura fluvioglaciale antistante; anche in un ghiacciaio morena di fondo e morene laterali Depositi non sempre orizzontali, ma paralleli alla superficie topografica: depositi di versante, conoidi Limiti tra depositi: non sono superfici isocrone Spesso i dep. quat. continentali sono in contatto con form. pre quaternarie marine GQt 04 3

4 Parentesi..prima di continuare Anche i depositi carbonatici di bacino e i depositi carb. di piattaforma sono coevi e si formano a quote diverse Anche i depositi di rampa carbonatica non sedimentano su una superificie originariamente orizzontale. In altre parole anche nel Ladinico accadevano gli stessi fenomeni che osserviamo ora nei depositi del Quaternario, ma le rocce ladiniche non sono in grado di conservare la registrazione e noi non siamo in grado di leggerla GQt 04 4

5 Parentesi: sincrono (isocrono) e diacrono Annegamento di una piattaforma carbonatica, quindi il passaggio tra una formazione di piattaforma e una bacinale. Ipotizziamo che duri anni Ipotizziamo che si tratti di due formazioni del Cretaceo datate 80 ml di anni fa e che l errore nelle datazioni sia ± 1% L 1% di 80 milioni sono anni.. Quindi un processo che dura rientra nel margine di errore. Per il geologo il passaggio tra le due formazioni è sincrono, sembra sincrono Fine dell LGM: 15 kyr sul versante Sud delle Alpi, 12 kyr (?) in Europa settentrionale ± 1%: ; ± 1%: I due eventi sono statisticamente riconoscibili e risultano diacroni. Ma è un problema legato anche alla precisione delle datazioni. Man mano che migliora la precisione nelle datazioni, aumenta la possibilità di riconoscere e valutare la diacronicità degli eventi geologici, climatici, biologici GQt 04 5

6 Pianura Spiaggia Amb.Litorale piattaforma Trasgressione e regressioni: variazioni relative del livello mare. O varia il livello del mare o varia la quota del continente Variazioni verticali di facies Variazioni laterali di facies o eteropia: diversi tipi di rocce che si formano contemporaneamente in ambienti diversi GQt 04 6

7 Ancora differenze tra formazione prequaternaria e depositi quaternari (continentali?) Manca la diagenesi si lavora su depositi sciolti. No diagenesi, si alterazione e processi colluviali Mancano quei processi geomorfologici che, protratti nel tempo, tendono a eliminare o a modificare le forme originarie bene! La forma aiuta, pensate ai cordoni morenici Gli spessori dei depositi e la loro continuità areale sono limitati male! Correlazioni difficili GQt 04 7

8 Per tutti questi motivi i criteri con cui si descrivono i depositi quaternari sono diversi dalla stratigrafia classica, con cui si descrivono principalmente le formazioni litificate ovviamente descrivere è la base per classificare GQt 04 8

9 Premessa fondamentale: dipende cosa devo fare! Se sto facendo un lavoro sulla stabiltà dei pendii una carta litologica andrà benissimo. Userò, in legenda termini come: calcari, dolomie. Carta per rischio idrogeologico: ghiaie, sabbie ghiaiose, argille Se devo fare una carta geomorfologica userò in legenda termini come morena, scarpata di faglia, nicchia di frana. Userò unità morfologiche Ma se devo preparare una carta geologica? Come devo rappresentare / descrivere il QT?? GQt 04 9

10 Per classificare una roccia da un punto di vista stratigrafico classico Litologia: calcare, dolomia, arenaria a stratificazione incrociata Bio stratigrafia: contenuto in fossili, Cronostratigrafia: età (il tempo assoluto) in cui quella roccia si è formata: + la facies e/o l ambiente di formazione Formazione GQt 04 10

11 Orombelli, Riv. It. Paleont. Concetti stratigrafici utilizzabili nello studio dei depositi continentali quaternari Unità litostratigrafiche Unità morfologiche / morfostratigrafiche Unità pedostratigrafiche Unità biostratigrafiche Unità geoclimatiche Unità cronostratigrafiche GQt 04 11

12 Da Salvador anni dopo NEW ENTRY: Magnetostratigrafia, Geochimica isotopica, zona pollinica, archeologia GQt 04 12

13 sempre da Salvador 1994 in Ravazzi 2003? Allostratigrafia o UBSU GQt 04 13

14 Perche tutte queste classificazioni? Ovviamente le differenze tra il Qt e le altre epoche geologiche (affioramenti separati, lembi staccati, ma anche forme conservate) La diversa formazione dei ricercatori La necessità di aggiornare inserendo nuovi dati, nuovi criteri, insieme alla necessità di non distaccarsi dal passato Conseguenza: lo stesso oggetto può essere descritto sotto diversi aspetti GQt 04 14

15 Unità litostratigrafiche Formazione: strati riconoscibili sul terreno di un particolare tipo di roccia o associazione di tipi di rocce, depositate in un particolare intervallo di tempo e che si possono seguire su una regione abbastanza ampia. E di cui di conoscano le relazione stratigrafiche (che Fm. sta al letto e al tetto) Esempi: Dolomia Principale (Norico, Triassico), Flysch (Eocene), Calcari grigi, Fm. marnoso-arenacea, ma anche «clay», gravel, till and other unconsolidated deposits may constitute valid lithostratigraphic unit NB nessun riferimento alle modalità di sedimentazione o all età. Un arenaria resta un arenaria GQt 04 15

16 Unità litostratigrafiche Gruppo FORMAZIONE Membro Letto Pensate a Anno, mese, giorno, come divisioni gerarchiche del tempo; Corpo d Armata, Divisione,Reggimento, Plotone, Pensate alle epoche storiche, con età non definite, la Grecia classica, l età di Pericle GQt 04 16

17 Due esempi Formazione a Bellerophon: si indica con questo nome un unità litostratigrafica di età permiana superiore, costituita da dolomie chiare, marne da grigie a nere, evaporiti fosfatiche (gessi e anidriti) calcari scuri da micritici a bioclastici, con alghe calcaree, Foraminferi, Molluschi ed Ostracodi, estesa geograficamente dalla Val d Adige a ovest alla Carnia (ed oltre) ad est.. Fm. Gessoso-Solfifera: complesso di depositi di età miocenica superiore, comprendenti lenti di gesso, calcari solfiferi, salgemma e altri sali solubili intercalati a depositi terrigeni (r. clastiche). Affiora estesamente in Appennino centro settentrionale GQt 04 17

18 Per il Quaternario continentale Difficilmente le unità litostratigrafiche del Qt saranno definite da rocce litificate. Più probabile, siano sedimenti sciolti e che quindi che si utilizzino termini quali: sabbie, argille Anche le relazioni stratigrafiche con le Formazioni al tetto e al letto sono problematiche Quindi parlare di sabbie di Belvedere implica una pura informazione litologica, senza implicazioni genetiche né cronologiche (NB Belvedere: località tra Aquileia e Grado) GQt 04 18

19 Per il Quaternario - vanno identificate solo dai caratteri litologici (observable physical features) osservabili sul terreno, non da dati geofisici - Non va fatto alcun riferimento all età, alle modalità di deposizione - Se le osservazioni granulometriche tessiturali vengono affiancate ad osservazioni sui fossili, sulle strutture interne, ecc, è possibile definire l ambiente deposizionale e quindi alcuni autori parlano di unità deposizionali GQt 04 19

20 Unità litostratigrafiche nel Qt cont.: ulteriori problemi Difficoltà a correlare anche a breve distanza ( km) perché i depositi sono di esiguo spessore, solo lembi, scarse sezioni verticali, quindi difficoltà a capire cosa c è al tetto e al letto Inoltre molti depositi sono litologicamente identici, ma appartengono ad unità diverse. Ad esempio a terrazzi fluviali posti a diverse quote (vedi Penck Bruckner) Le quote: sono fondamentali per il Qt continentale, ma non devono essere considerate nella definizione di unità litostratigrafica GQt 04 20

21 Unità morfostratigrafiche Se invece di parlare di sabbie di Belvedere parlo di Dune di Belvedere classifico quello stesso affioramento sulla base della sua forma. Stesso ragionamento anche conoide, morena Una unita morfologica è un corpo roccioso identificabile principalmente attraverso la sua superficie esterna, riconoscibile sul terreno o in foto aerea. Possono essere o no distinguibili per litologia, possono essere o no contemporanei su tutta la loro estensione GQt 04 21

22 Per anni ed anni considerate dune Problema: forse NON sono dune, forse sono dossi fluviali GQt 04 22

23 Unità morfostratigrafiche: problemi: Se ciò che distingue una unità morfologica è la sua superficie esterna, spesso non sono in grado di misurare lo spessore, quindi non ne definisco le tre dimensioni spaziali, manca un limite inferiore. Come faccio a distinguerla dall unità sottostante?..senza usare metodi geofisici.. E quindi come faccio a sapere che unità sta al letto? GQt 04 23

24 Unità morfologiche Più corretto parlare di unità morfologiche Ma in questo caso la carta diventa una carta morfologica, che non è una carta geologica in senso stretto. Nel Quaternario continentale molto usate carte con unita morfologiche tipo: morene, anfiteatro, lobo. Quindi possiamo trovare carte geologiche con Fm. prequaternarie classiche e morfologie quaternarie GQt 04 24

25 Unità pedostratigrafiche Definizione di suolo: entità materiale tridimensionale, formatasi parallelamente alla superficie topografica, in superficie o subito al di sotto di essa, per alterazione chimica, fisica e biologica di rocce e sedimenti, in cui sia riconoscibile un profilo pedologico Profilo pedologico:. Successione verticale di orizzonti, risultanti da trasformazioni o migrazioni, in genere verticali, di elementi costitutivi del suolo. Il profilo viene messo a nudo con lo scavo di una fossa di adeguate dimensioni, per osservare e descrivere la morfologia interna e per prelevare campioni per le analisi di laboratorio. ( GQt 04 25

26 Esempio di profilo di suolo: Regione Emilia Romagna GQt 04 26

27 In realtà le unità pedostratigrafiche non si usano, ma i suoli sono molto importanti Problema principale: analogo a quello delle unità morfostratigrafiche Il suolo è 3D, ma spesso (potente..) solo pochi dm, 1-2 metri max Quindi difficile indentificare la sua estensione in tre dimensioni Difficilissimo fare correlazioni GQt 04 27

28 Problemi: profili pedologici e profili di alterazione problema di classificazione pedologia: se in un paleosuolo l erosione mi ha portato via i primi livelli? Problema stratigrafico: dove finisce esattamente il suolo: Orizzonte B del profilo pedologico? Per i Quaternaristi è più importante soprattutto riconoscere un profilo di alterazione, ovvero capire che ci sono o sono stati processi pedogenetici GQt 04 28

29 Per i geologi del Qt la formazione del suolo rappresenta un momento di stasi, di stop dei processi geomorfologi: Non c è accrezione ovvero aggiunta di nuovo materiale, ovvero l aggiunta di materiale fresco non alterato da processi pedogenetici ma non c è nemmeno erosione, ovvero asportazione di materiale. Quindi la superficie topografica rimane costante, nello spazio. Perché: Clima stabile? Livello di base stabile? Tutte e due sono informazioni importanti Il suolo si sviluppa sempre su materiale preesistente, su un sedimento. Quello che interessa nel rilevamento è il sedimento: il suolo superficiale rappresenta solo una caratteristica del suo limite superiore GQt 04 29

30 Suolo e paleosuolo: Lombardia Suolo attuale: colore bruno Sedimenti sciolti a grana fine????? Paleosuolo: colore rosso Ferretto: formato durante l ultimo interglaciale Rosso = paleosuolo??? ni GQt 04 30

31 Perche il suolo dell ultimo interlglaciale è tanto rosso??? Eemiano probabilmente +2 C rispetto ad ora Processi pedogenetici più intensi GQt 04 31

32 Paleosuoli: suoli sepolti In corrispondenza del coltellino usato come scala, si vede uno strato di pomici bianche da caduta (eruzione del Vesuvio detta di Avellino, circa 4000 anni fa), con alla base un paleosuolo Suolo Livello di piroclastiti Paleosuolo NB non solamente su rocce effusive!!! Ischia GQt 04 32

33 Ovviamente per la geologia del Quaternario sono importanti i paleosuoli Relitto: perché sono cambiate le condizioni climatiche che ne avevano provocato la formazione GQt 04 33

34 Anfiteatro morenico Tagliamento: Aonedis e Muris Paleosuolo relitto: spessore molto maggiore di un suolo normale, profili diversi Livello rossastro: Paleosuolo sepolto GQt 04 34

35 F. Natisone presso Premariacco (tra Udine e Cividale) GQt 04 35

36 Il caranto Caranto (dal tardo latino caris "sasso") è il nome locale di un paleosuolo pleistocenico costituito da un'argilla limosa, limoso-sabbiosa estremamente compatta, presente, come orizzonte stratigrafico, nella laguna di Venezia, ma anche in sedimenti alluvionali della bassa pianura veneto-friulana di cui ne rappresenta il sedimento pleistocenico più recente. È facilmente riconoscibile e si presenta come un sedimento molto duro e compatto, di colore variabile dal marrone chiaro al grigio chiaro, con striature color ocra. Si tratta di un sedimento continentale a granulometria molto fine di origine fluvio-glaciale che ha subito un processo di sovraconsolidazione per essiccamento in ambiente subaereo, contenente anche noduli calcarei derivanti dalla lisciviazione dei carbonati presenti ad opera delle acque piovane durante la sua genesi Rappresenta l inizio della sequenza post-lgm ( a.c / B.P.) GQt 04 36

37 CARANTO: Affiora in pianura, verso la costa è sepolto da depositi lagunari post glaciali: Mestre-Marghera: - a 1-5 m dal piano campagna; Venezia: 6-8 m; al Lido:.-14 Rosso = palosuolo? Qui No Noduli carbonatici = paleosuolo in clima arido, freddo, steppico GQt 04 37

38 Foce del Piave Caorle Bibione Provincia di Venezia Profondità del livello corrispondente al caranto Il paleosuolo non è presente dove non si è mai formato e dove è stato eroso (incisioni fluviali) Mestre-Marghera: - a 1-5 m dal p.campagna; Venezia: 6-8 m; al Lido: GQt 04 38

39 Dal sito L area B è definita contenitore pedogeografico dell alta pianura del Tagliamento dove ci sono almeno 3 tipi di suoli diversi (non indicati in carta) Se un domani un nuovo ciclo glaciale ricopre la pianura noi ci troveremmo 1 solo suolo sepolto che ha la caratteristica di marcare la base di un nuovo ciclo glaciale. Dai tre suoli 3 paleosuoli, ammesso che io sia in grado di riconoscerli, ma una sola unità pedostratigrafica, perché il significato stratigrafico di quei suoli è lo stesso Paleosuolo : unità pedostratigrafica = litologia : formazione GQt 04 39

40 Unità stratigrafiche solo quaternarie: Unità geoclimatiche Uno dei criteri più utili ed interessanti nello studio dei depositi quaternari è basato sul riconoscimento degli eventi climatici e dei depositi ad essi correlati. Corpo tridimensionali definiti in base al loro significato paleoclimatico (insieme di unità lito, -pedo, bio stratigrafiche) ACSN (1961, 1962) un episodio climatico che si suppone sia stato abbastanza diffuso, che viene definito da una suddivisione di r. del Qt, cioè da rocce, suoli e materiale organico. In ogni singola località i limiti cronologici dell unità geoclimatica sono definiti dai limiti di qualche tipo di unità stratigrafica. Questi limiti stratigrafici locali possono essere superfici isocrone, ma i differenti limiti statigrafici che definiscono le Ul Geolclim., a differenti latitudini probabilmente NON sono isocrone GQt 04 40

41 Unità geoclimatiche Sempre un corpo tridimensionale composto da sedimenti di varia tessitura Dalla natura di sedimenti dalle loro caratteristiche litologiche, biologiche, pedologiche deduco si tratti di clima freddo Sulla base della stratigrafia (ovvero di altri depositi al letto e al tetto e/o datazioni assolute) deduco tempo e nome: Illinoan glaciation, Wurm III, GQt 04 41

42 Unità fondamentali: Unita geoclimatiche Glaciazione: rappresenta un episodio climatico durante il quale si svilupparono ghiacciai molto estesi, raggiunsero la massima estensione e di ritirarono Interglaciazione: episodio durante il quale il clima era incompatibile con una vasta estensione dei ghiacciai che caratterizzavano una glaciazione Suddivisioni: Stadio: episodio climatico nel corso di un interglaciale durante il quale ebbe luogo un espansione secondaria dei ghiacciai Interstadio:episodio climatico nel corso di una glaiciazione duante il quale si verificò un ritiro secondario o una stasi dei ghiacciai GQt 04 42

43 ?? GQt 04 43

44 Unità: litostratigrafica: Till di S.Daniele Unità morfostratigrafica: Morena di S. Margherita Unità geoclimatica: Depositi del Wurm II (o meglio LGM) Lo stesso corpo di sedimenti chiamato In modo diverso GQt 04 44

45 Problemi Dalle testimonianze stratigrafiche non si deduce il clima, si deducono una serie di processi fisici, biologici, pedogenetici che sono diversi al variare del clima, le unita geoclimatiche non definiscono il clima, ma definiscono gli effetti da essi indotti. E specie egli anni le relazioni tra condizioni climatiche ed effetti indotti non erano chiare, semplici univoche. Problema del tempo: ritardo tra clima (radiazione solare) e avanzate glaciali / fluttuazioni del livello del mare. Sfalsamento di anni negli anni 70. Adesso di meno, ma una unita geoclimatica può essere non sincrona, nemmeno a livello di bacino GQt 04 45