LA STORIA GEOLOGICA DELL ITALIA: Uno sguardo al passato per capire il presente Istituto Sant Anna 5 Liceo Scientifico Prof.ssa Elena Tibaldi 1
La geologia storica: un viaggio a ritroso nel tempo Lo studio della dinamica endogena ci ha permesso di capire che viviamo su un pianeta che si è trasformato profondamente nel tempo e che ha avuto una storia geologica complessa. La storia geologica della Terra è strettamente correlata alla storia della vita. La geologia storica è la scienza che si occupa di ricostruire l aspetto del nostro pianeta nel passato, il clima e la successione cronologica degli avvenimenti biologici e geologici che hanno caratterizzato la storia della Terra. Si avvale dei risultati ottenuti con: 1) Studi paleontologici cioè lo studio dei fossili (facilmente reperibili nelle rocce sedimentarie) 2) Studi stratigrafici studio delle formazioni rocciose, soprattutto quelle formate da rocce sedimentarie stratificate, per stabilire le relazioni geometriche e l ordine di sovrapposizione dei vari corpi rocciosi al fine di ricostruire gli ambienti e la successione cronologica degli eventi; consente di ottenere una datazione relativa ( lo strato A è più antico di B ) 3) Datazioni radiometriche consente una datazione assoluta misurando la radioattività naturale di alcune rocce (Es. metodo del carbonio 14) 4) Metodo della dendrocronologia conta degli anelli annuali di accrescimento delle piante (anello scuro in inverno, anello chiaro in primavera) 2
Mineralizzazione: le impalcature scheletriche sono sostituite da sostanze inorganiche. Es. silicizzazione del legno (foresta pietrificata) Mummificazione: Consiste in una completa disidratazione dell organismo; avviene in ambienti aridi (es. deserti) I fossili Per fossile si intende qualsiasi resto o traccia di organismo vegetale o animale vissuto in epoche anteriori a quella attuale e conservato nelle rocce della crosta terrestre. La datazione dei fossili consente di ricostruire una cronologia relativa degli strati di rocce sedimentarie nelle quali i fossili vengono ritrovati. Di un organismo si conservano solo le parti scheletriche esterne (esoscheletro, guscio) o interne (scheletro osseo); le parti molli sono soggette al processo di putrefazione ad opera di batteri decompositori. Processi di fossilizzazione Modelli o calchi: Si tratta di impronte di organismi Inclusione: Un intero organismo (es. insetto o foglia) viene incluso nell ambra e conservato quasi perfettamente anche nelle parti molli. Caso particolare: 3 inclusione in ghiacci
Quanti anni ha la penisola italiana? L immagine da satellite mostra che la penisola italiana è prevalentemente costituita da rilievi montuosi. Stabilire l età geologica della penisola italiana non è semplice. Gli eventi orogenetici principali che hanno interessato la penisola italiana, cioè la formazione delle Alpi e degli Appennini, si sono verificati negli ultimi 70 milioni di anni, tuttavia alcune rocce affioranti nelle Alpi e negli Appennini sono databili in un periodo molto ampio compreso tra i 300 milioni e i 7 milioni di anni fa. Inoltre, l aspetto attuale delle montagne e del paesaggio dell Italia è il frutto di eventi molto più recenti che si sono svolti negli ultimi 10000 anni della storia del nostro territorio: erosione e modellamento prodotti dai ghiacciai del Quaternario e processi di geomorfogenesi (= trasformazione del paesaggio) ad opera di agenti esogeni. Il caso del Monte Bianco è emblematico: è formato da un granito che si è consolidato 300 milioni di anni fa dando origine ad un batolite (ammasso magmatico intrusivo); il sollevamento del rilievo risale a 30-40 milioni di anni fa, mentre l affioramento in superficie della roccia granitica è frutto dell erosione che ha interessato le Alpi negli ultimi 10000 anni. 4
Ricostruiamo la storia: suddivisione in ere geologiche Eone Fanerozoico Precambriano Proterozoico (2500-570) Archeozoico (4000-2500) Adeano (4600-4000) (i numeri indicano i milioni di anni fa) 5
L era Paleozoica o era Primaria: l Italia non c è ancora Nel precedente eone precambriano le terre emerse erano unite a formare un supercontinente detto Rodinia. Successivamente esso si frammentò e i frammenti si riunirono a costituire il supercontinente Pangea. Durante la formazione di Pangea, la collisione tra le placche litosferiche determinò: orogenesi caledoniana tracce nell Europa settentrionale orogenesi ercinica tracce in Inghilterra meridionale, nell Europa centrale (Urali), negli USA (Monti Appalachi) ed anche in Italia (M. Bianco, Massiccio del Gran Paradiso e San Gottardo) La parte meridionale della placca euroasiatica è caratterizzata dalla presenza del mare, come testimoniano la presenza di rocce sedimentarie che si sono formate in ambiente marino e contengono fossili di trilobiti e altri organismi. Nelle Alpi Carniche si possono osservare resti di scogliere carbonatiche, che testimoniano la presenza di mare poco profondo di tipo tropicale dove vivevano i costruttori di barriere simili a coralli, insieme a molluschi e trilobiti. Le rocce sedimentarie del Paleozoico rivelano la progressiva scomparsa del mare e l aumento delle aree continentali, dove prevaleva l accumulo di sedimenti di origine fluviale e lacustre derivati dall erosione delle catene montuose. 6
L era Mesozoica o era Secondaria: la nascita del Mediterraneo Nel Mesozoico, la Pangea si frammentò dando origine ai continenti Laurasia e Gondwana; l Oceano Tetide si aprì verso occidente e nacquero nuovi mari e oceani. Secondo alcuni studiosi, il Mare Adriatico e il Mar Mediterraneo orientale rappresentano ciò che resta dell antica Tetide. Nel Triassico la regione attualmente occupata dalla penisola italiana si trova ancora sommersa nel margine occidentale della Tetide; le rocce sedimentarie che risalgono a questo periodo (es. Dolomiti) sono rocce carbonatiche depositate in un mare tropicale poco profondo. In alcune aree si formano lagune molto ricche di vita, come testimoniano i fossili ritrovati nelle zone di Varese e Bergamo. Nel Giurassico la placca nordamericana si separa da quella euroasiatica e si aprono l Oceano Atlantico centrale e l Oceano Ligure-piemontese. L esistenza dell Oceano Ligure-piemontese è oggi testimoniata dalla presenza di ofioliti (rocce di colore verdastro, costituite da un associazione di basalti e gabbri), affioranti principalmente in Liguria e in Toscana. 7
Nel Cretaceo la placca africana inizia a spostarsi verso nord ed entra in collisione con la placca euroasiatica dando origine al processo orogenetico che porta alla formazione della catena alpino-himalayana e la conseguente scomparsa dell Oceano ligurepiemontese. Il processo orogenetico si completerà nell era cenozoica. Orogenesi alpina 8
L era Cenozoica o era Terziaria: Nuovi mari e nuove montagne fase culminante della formazione della catena alpino-himalayana orogenesi dell Appennino apertura del bacino algero-provenzale (bacino delle Baleari) apertura del Mar Tirreno Le Alpi: due catene montuose in una La parte più antica delle Alpi è formata dalla collisione tra la placca africana e la placca euroasiatica (vergenza europea); a questi rilievi si affianca la catena montuosa delle Alpi Meridionali, la cui formazione risale a 25 milioni di anni fa (vergenza meridionale). Queste due catene sono separate dalla linea insubrica che si estende dall Ungheria fino a Torino. 9
Gli Appennini: la spina dorsale dell Italia Gli Appennini sono di formazione più recente rispetto alle Alpi; l aspetto arrotondato e smussato delle sue cime dipende dalla natura della roccia e della facilità con cui viene erosa. La formazione degli Appennini è frutto di due importanti eventi: 1 fase) Rotazione del blocco sardo-corso che si ferma in corrispondenza del marigne occidentale della placca africana, come conseguenza dell apertura del bacino algero-provenzale; questo determina il sollevamento del rilievo degli Appennini ancestrali. 2 fase) Ha inizio circa 7,5 milioni di anni fa, con l apertura del bacino tirrenico e traslazione verso est di tutta la penisola italiana; l apertura del Tirreno e il sollevamento della catena appenninica continuano ancora oggi e finiranno con la chiusura del Mare Adriatico. La diversa deformazione subita dalle rocce, determina l apertura di una faglia trascorrente, la cosiddetta linea Ancona-Anzio, che separa attualmente la parte settentrionale e quella meridionale degli Appennini. Per questo i geologi suddividono gli Appennini in Appennino settentrionale e Appennino centromeridionale. 10
La crisi di salinità del Miocene Nel Miocene, 6,5 milioni di anni fa, in seguito al movimento delle placche continentali, il collegamento tra il Mar Mediterraneo e l Oceano Atlantico si interrompe e le acque del Mediterraneo si abbassano e in alcune zone si prosciugano a causa dell elevata evaporazione dell acqua. In seguito al prosciugamento, si depositano spessi strati di sali che danno origine a rocce sedimentarie evaporitiche (gesso e salgemma) che costituiscono la formazione gessoso-solfifera evidente lungo tutta la catena appenninica. Il parziale prosciugamento del bacino del Mediterraneo, noto come crisi di salinità, è terminato quando il collegamento con l Atlantico è stato ripristinato circa 4,8 milioni di anni fa, formando lo stretto di Gibilterra. Le rocce evaporitiche formatesi in seguito alla crisi di salinità si sono sollevate e accavallate sugli Appennini circa 2-3 milioni di anni fa, ma giacciono ancora sommerse nel Mar Ionio e nel Mediterraneo orientale. Banchi gessosi separati da interstrati argillosi, coperti di vegetazione 11
L era Neozoica o era Quaternaria: La penisola italiana attuale Questa era è caratterizzata da ampie oscillazioni climatiche (fasi glaciali ed interglaciali) che influenzano profondamente sia il modellamento della superficie terrestre sia la distribuzione degli esseri viventi. Durante il Quaternario, la penisola italiana assume la fisionomia che conosciamo. Le glaciazioni pleistoceniche I ghiacci ricoprono le Alpi; poi ritirandosi, abbandonano un enorme quantità di detriti sotto forma di morene. La fauna e la flora del Pleistocene riflettono l alternarsi delle fasi glaciali e interglaciali: in Italia si trovano fossili di animali tropicali come ippopotami ed elefanti, che si alternano a fossili di forme nordeuropee come mammuth e orsi delle caverne. Il nostro Paese ha inoltre ospitato sia popolazioni di Homo erectus (adattate a climi caldi) sia popolazioni di Homo neanderthalensis (adattate a climi freddi). 12
Il vulcanesimo e i fenomeni sismici in Italia testimoniano ancora oggi la dinamicità e l instabilità del territorio Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) si occupa di: Monitoraggio vulcanico Monitoraggio sismico Individuazione di fenomeni correlati ai movimenti di magma in profondità: Monitoraggio falde acquifere Monitoraggio della CO 2 emessa dal suolo Monitoraggio emissione gas Indagine storia dei terremoti (cataloghi sismici) Individuazione di segnali premonitori Intervento del Servizio Sismico Nazionale, all interno della Protezione Civile Elaborazione dati Coordinamento delle attività di prevenzione o di intervento in caso di terremoto Nonostante non si sia ancora in grado di prevedere il verificarsi di fenomeni vulcanici e sismici in un determinato territorio, è tuttavia necessario fare in modo di prevenire il più possibile il verificarsi di danni alle persone e agli edifici 13 in caso di eruzione vulcanica e di terremoto.
Il vulcanesimo in Italia In Italia, i segni antichi e recenti di attività vulcanica sono assai numerosi. Si possono distinguere diverse aree magmatiche: 1) Area magmatica tirrenica Comprende il Vesuvio, l isola di Ischia, i Campi Flegrei e tutta la costa tirrenica tra Toscana e Campania. Il Vesuvio è attivo da circa 25000 anni. Nella zona di Pozzuoli e dei Campi Flegrei si assiste al fenomeno del bradisismo, cioè l insieme di movimenti verticali di emersione e sommersione della crosta, lenti e senza scosse, che si verificano soprattutto nelle zone costiere. 2) Area magmatica delle Eolie include vulcani la cui attività risale a circa 1 milione di anni fa, dovuti alla risalita di magmi dalle zone di subduzione: le isole Eolie, Lipari, Vulcano e Stromboli, rappresentano infatti un caratteristico arco vulcanico associato a zona di subduzione collocata nel Mar Ionio. Si tratta di vulcanismo di tipo esplosivo. 3) Area magmatica siciliana include l Etna e la Sicilia orientale; mostra un attività effusiva o debolmente esplosiva tipica delle aree di distensione, con formazione di magmi basaltici. 14
Il rischio sismico in Italia Come dimostra la sua storia geologica, l Italia è situata in una zona geologicamente attiva e relativamente recente: negli ultimi 1000 anni si sono verificati 2500 terremoti con intensità maggiore del 5 grado della scala MCS. Localizzazione degli epicentri dei terremoti Carta della pericolosità sismica Macrozonazione sismica Magnitudine 15
Come si calcola il rischio sismico Il rischio sismico di una zona è dato dal prodotto di 3 fattori: Pericolosità sismica x vulnerabilità x esposizione = Probabilità che in certo intervallo di tempo l area sia interessata da terremoti che possono causare danni = valutazione della predisposizione da parte di persone, edifici o attività a subire danni in seguito al terremoto = definita in base alla distribuzione e al valore dei beni e delle attività presenti sul territorio Catalogazione dei terremoti avvenuti in passato (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) Elaborazione di carte di pericolosità sismica Elaborazione di piani di prevenzione Attualmente non si è in grado di prevedere il verificarsi dei fenomeni sismici. E tuttavia necessario mettere in atto tutte le forme di prevenzione possibili per limitare il numero delle vittime: 1) Costruire edifici ed infrastrutture rispettando la normativa antisismica, utilizzando materiali quali cemento armato e legno 2) Elaborare piani di evacuazione e di soccorso delle popolazioni delle aree terremotate 16