Quaternario, dal mare ai ghiacci – parte I

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livello elementare
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ARGOMENTO: GEOLOGIA
PERIODO: 2.58 MILIONI DI ANNI  FINO AD OGGI
AREA: OVUNQUE
parole chiave: Quaternario

Fin dai primi anni di Università, il Quaternario (chiamato anche Neozoico), mi ha sempre affascinato poiché, oltre che essere il Periodo geologico nel quale si è evoluto il Genere Homo, presenta anche strette connessioni con il mondo in cui viviamo noi oggi; in pratica una finestra sul passato più prossimo a noi. Il Quaternario è parte essenziale sia dell’Era del Cenozoico, sia dell’Eone del Fanerozoico.

Nel 1759, fu coniato dal geologo italiano Giovanni Arduino il termine “Quaternario“, un professore di mineralogia e chimica all’Università di Venezia. Arduino intuì, sulla base dei suoi studi sul fiume Po e sulle Alpi, che la suddivisione delle “vecchie ere” andava fatta in base ad eventi catastrofici naturali di grande portata.

Schema della val Agno, Vicenza, Italia, fatto da Giovanni Arduino (1714-1795), fondatore della stratigrafia – autore scan Geoz 2005 – File:Giovanni Arduino geological section Valle dell’Agno.jpg – Wikimedia Commons

Nel 1829, il termine “quaternario” fu ripreso dal geologo e archeologo francese Jules Pierre François Stanislaus Desnoyers sulla base di studi sedimentologici effettuati sul fiume Senna. Nel corso del Novecento, l’identificazione dei vari Piani del Quaternario (i Piani sono intervalli temporali dai 2 ai 10 milioni di anni), trovò alcune difficoltà, sia per la mancanza in molte zone tropicali del globo di marcate evidenze di questo Periodo geologico, sia per le sue suddivisioni interne, fondamentali ai fini stratigrafici. 

Un altro problema riscontrato fu la mancanza di crisi faunistiche evidenti, ovvero di estinzioni di massa. In realtà erano in errore in quanto molti studi attuali sulle variazioni eustatiche del livello marino, dell’ossigeno, sullo spessore dei ghiacci (nonché dei ghiacciai), sull’evoluzione di molti mammiferi e sui cambiamenti climatici globali fanno riferimento proprio ad eventi quaternari.

Quaternario
Il Quaternario è suddiviso in due epoche geologiche ovvero, dalla più recente alla più antica, l’Olocene che va da oggi a 11.700 anni fa ed il Pleistocene, da 11.700 anni a circa 2.5 milioni di anni fa.

Suddivisione del periodo Quaternario secondo la Commissione internazionale di stratigrafia del giugno 2018. Nell’Europa e Nord America, l’Olocene viene suddiviso negli stadi della scala del tempo di Blytt Sernander: Preboreale, Boreale, Atlantico, Subboreale e Subatlantico. Vi sono molte suddivisioni regionali per il Pleistocene Superiore o Inferiore, di solito queste rappresentano localmente periodi riconosciuti di freddo (glaciale) e caldo (interglaciale). L’ultimo periodo glaciale finisce con il freddo sottostadio del Dryas recente – da Pleistocene superiore – Wikipedia

La classificazione del Quaternario, in termini stratigrafici, paleontologici e cronologici, è molto complessa; in realtà solo dal 2009 la comunità scientifica internazionale, a seguito dell’accordo raggiunto dalla International Commission on Stratigraphy, ha dato precise indicazioni sulla strutturazione del Periodo Quaternario, suddividendolo, per comodità descrittiva, in tre tipologie:(0.7 – 1.2 milioni di anni fa)

(a) Quaternario marino

(b) Quaternario glaciale.

(c) Quaternario con unità faunistiche.

In questa prima parte analizzerò esclusivamente il Quaternario marino, partendo da un Piano geologico chiamato Gelasiano.

Gelasiano
Questo piano è individuato in un intervallo temporale compreso tra i 2.5 milioni e gli 1.8 di anni fa e prende il nome (riconosciuto a livello internazionale) dall’affioramento in campo di San Nicola, presso la città di Gela, Sicilia. Il Gelasiano si identifica principalmente per il suo paleomagnetismo, una disciplina della geofisica che studia le proprietà magnetiche delle rocce in base all’allineamento dei minerali ferromagnetici in esse contenute. Per grandi linee si può identificare nel suo interno un periodo normale (con un campo magnetico simile a quello dei giorni nostri) o inverso (di segno opposto).

Nel caso del Gelasiano, il periodo paleomagnetico è compreso tra due  normali (Gauss – Olduvai) inframezzati da un periodo con magnetismo inverso (chiamato Reunion), identificato con un picco massimo circa 2.15 milioni di anni fa. Il Gelasiano fu caratterizzato da livelli isotopici marini dell’ossigeno (periodi alternati caldi e freddi del clima terrestre, dedotti dalle variazioni del rapporto tra gli isotopi ¹⁶O e ¹⁸O dell’ossigeno presenti nei sedimenti fossili ottenuti da carotaggi estratti dai fondali marini) di circa 100 con un minimo di 63 durante il passaggio con il periodo Olduvai. Questo rapporto isotopico varia in base alla temperatura del mare e degli accumuli marini di gusci calcarei di particolari foraminiferi (quantità di carbonato di calcio presente nei sedimenti). In base alla variazione del rapporto si identificano i periodi con acqua di mare più fredda o più calda.

Il Gelasiano inferiore fu contraddistinto dalla scomparsa di due specie di nanoplancton (una frazione planctonica di dimensioni comprese tra 2×10 e 2×10 m cioè tra 2-20 µm caratterizzate da una forma a stella): il Discoaster pentaradiatus e Discoaster surculus.

Microfossils from a sediment core of the Deep Sea Drilling Project (DSDP), Discoaster pentaradiatus – autore Hannes Grobe (talk), Alfred Wegener Institute
Discoaster pentaradiatus 03.jpg – Wikimedia Commons

Al piano del Gelasiano seguì il Calabriano (0.7 – 1.8 milioni di anni fa) che prende il nome dalla Sezione geologica di Vrica, quattro chilometri a sud di Crotone, sulla Calabria ionica, a sua volta suddiviso in tre sottopiani:

a. Il Santerniano (1.8 – 1.5 milioni di anni fa), identificato nella valle del Santerno (Imola) e caratterizzato dalla comparsa del bivalve eterodonte Arctica islandica, una vongola oceanica di ambiente freddo proveniente dall’Atlantico settentrionale. Durante il Santerniano comparve anche il foraminifero planctonico Globorotalia infilata, un prezioso marker del Calabriano. Si tratta di un fossile presente in molti siti del mondo: dalla Cina, alle lontane isole del Pacifico meridionale al Messico, dal Mediterraneo e all’Atlantico settentrionale. Nel Santerniano scomparve il foraminifero planctonico Globigerinoides obliquus.

b. l’Emiliano (1.5 – 1.2 milioni di anni fa) descritto nella valle del Santerno, in cui i livelli isotopici dell’ossigeno ebbero un valore di 47 . Sia nel Sottopiano Santerniano che nell’Emiliano, il paleomagnetismo fu inverso, con il periodo magnetico definito Matuyama (dal nome del geofisico giapponese che lo studiò ed identificò). In quel periodo comparve il foraminifero bentonico Hyalinea baltica, che fu un importante marker per il Pleistocene. 

Sia nel Santerniano che nell’Emiliano, il paleomagnetismo si invertì con il periodo magnetico definito Matuyama (dal nome del geofisico giapponese che lo studiò ed identificò).

c. il Siciliano (0.7 – 1.2 milioni di anni fa) la cui Sezione tipo è posta nel Comune di Ficarazzi (vicino Palermo). Questo Sottopiano, oltre ad avere un paleomagnetismo normale (identificato come Jaramillo, dal nome di un torrente nel New Mexico), presenta la contemporaneità di Arctica islandica, di Hyalinea baltica e di un nuovo ospite, la Globorotalia truncatulinoides excelsa.

Fossile di Artica islandica , autore Ichwarsnur – immagine propria – File:Arctica islandica Fossil 02.jpg – Wikimedia Commons

Il limite superiore del Calabriano si rinviene anche a Montalbano Ionico (Matera). Al limite superiore di questo Piano, comparve il nanofossile calcareo Pseudoemiliania lacunosa, descritto in Antartide, in Australia, in Italia, in Irlanda, in Oman, in Nuova Zelanda, in Portogallo, alle Seychelles e in tante altre località del globo.

Ioniano
Il Pseudoemiliania lacunosa ci introduce nel successivo Piano del Quaternario, lo Ioniano, compreso tra i 781.000 e i 126.000 anni fa,. Nonostante non sia ancora stato formalizzato, viene descritto da vari affioramenti a livello mondiale, presenti prevalentemente lungo la costa italica del Mar Ionio da cui il nome. Esso viene identificato specialmente per il magnetismo, in particolare al cambio magnetico normale – inverso di Brunhes/Matuyama (dal geofisico francese Antoine Joseph Bernard Brunhes, pioniere del paleomagnetismo). Al limite superiore il Piano presenta uno stadio isotopico dell’ossigeno pari a 5.

Tarantiano
Successivo allo Ioniano troviamo il Tarantiano, definito presso il lago di Monticchio (PZ), dove abbiamo la datazione più antica del passaggio con lo Ioniano, ovvero 126.000 anni. Di fatto il limite superiore del Tarantiano ci introduce l’Olocene, che iniziò circa 11.700 anni fa. Durante il Tarantiano avvennero numerosi eventi catastrofici che saranno descritti nei miei prossimi articoli. Da un punto di vista puramente marino, i sedimenti costieri si arricchirono di nuovi ospiti, più caldi rispetto ai precedenti. In particolare nel Sottopiano Tirreniano, descritto geologicamente lungo le coste tirreniche dell’Italia comparve il gasteropode Strombus bubonius.

fossile di Strombus bubonius (non buvonius come erroneamente scritto) – Fonte Facoltà di Scienze dell’Università di La Coruña, Spagna – autore Fernando Losada Rodríguez, Strombus buvonius.5 – Pleistoceno.JPG – Wikimedia Commons

Il Tirreniano è databile intorno ai 126.000 anni fa ed è caratterizzato da un valore dello stadio isotopico dell’ossigeno uguale a 5. La presenza dello Strombus bubonius ci dice che l’interglaciale caldo, che segnò questa epoca geologica, ebbe un livello marino più alto rispetto all’attuale di circa cinque metri a seguito dello scioglimento dei ghiacci nell’interglaciale di riferimento. I depositi tirreniani, generalmente caratterizzati da roccia arenacea e calcarenitica, sono definiti anche panchina tirreniana. 

Olocene
L’ultima Epoca che mi accingo a descrivere è l’Olocene, ovvero la nostra epoca quando, da un punto di vista isotopico, l’ossigeno si attestò a 1. L’Olocene viene considerato un periodo interglaciale caldo ed il suo limite inferiore è stato convenzionalmente stabilito a 11.700 anni fa. Si descrive in Italia un Sottopiano marino, il Versiliano, descritto in Versilia, composto da depositi marini e salmastri costieri con evidenti depositi torbieri.

Riassumendo

Siamo giunti alla fine di questa prima parte dedicata al Quaternario marino che sarà seguita, nel prossimo articolo, dal Quaternario glaciale.

Fine I parte – continua

Aaronne Colagrossi

in anteprima  Fauna del periodo delle glaciazioni  – autore del disegno Mauricio Antón – Fonte Caitlin Sedwick (1 April 2008). “What Killed the Woolly Mammoth?”. PLoS Biology 6 (4): e99. DOI:10.1371/journal.pbio.0060099 – © 2008 Public Library of Science. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited. Ice age fauna of northern Spain – Mauricio Antón.jpg – Wikimedia Commons

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Riferimenti
La letteratura bibliografica riguardante il Quaternario e vasta e, purtroppo, non sapientemente raccolta in un unico volume. Questa raccolta di dati proviene da appunti universitari e vari libri di sedimentologia, geomorfologia, stratigrafia, rilevamento geologico e paleontologia dei vertebrati e degli invertebrati. 

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Aaronne Colagrossi

nasce a Campobasso nel 1980 ed  ottiene, nel 2006, la laurea in Scienze Geologiche presso l’Università del Molise e, nel 2009, la laurea in Geologia Applicata all’Ingegneria presso l’Università “La Sapienza”. Scrive dal 2010, elaborando con uno stile personalissimo le sue passioni per la scrittura, le scienze, i viaggi, la fotografia e la storia navale. Ha pubblicato numerosi articoli su OCEAN4FUTURE dimostrandosi autore eclettico. Al suo attivo numerosi romanzi d’avventura sul mare e reportage di viaggio.

www.aaronnecolagrossi.com