I TROPICI A DUE PASSI DA CASA: VISITA AL CENTRO DI DOCUMENTAZIONE PALEONTOLOGICO “HOPLITOMERYX” DI SCONTRONE 20 novembre 2015 I.I.S. Patini-Liberatore IIC Scienze Applicate 2° C Liceo Scientifico ScienzeApplicate I.I.S. “Patini-Liberatore” Castel di Sangro (AQ) 20-11-2015 SCONTRONE Scontrone e’ un piccolo comune italiano in provincia dell’Aquila, in Abruzzo. Appartiene alla “Comunità Montana Alto Sangro e Altopiano delle Cinque Miglia ” che comprende alcuni paesi della catena appenninica dell’Italia Centrale. IL MONTE GRECO Il Monte Greco è uno dei monti più importanti del Parco Nazionale d’Abruzzo, Lazio e Molise, appartenente al territorio di Barrea (AQ). Con i suoi 2285 metri è la cima più alta dei Monti Marsicani. LOCALIZZAZIONE GEOGRAFICA V secolo a.C Alcuni popoli greci durante la caccia, notarono queste pietre con sopra figure complesse e incuriositi le raccoglievano. Queste figure complesse venivano esaminati dagli scienziati dell’epoca 1700-1800 d.C. 1400-1500 d.C Leonardo da Vinci enunciò che i fossili erano resti conservati di animali e piante dell’epoca Georges Cuvier determina i principi fondamentali della Paleontologia Teoria del Catastrofismo Darwin attraverso la dà la chiave per l’interpretazione della Paleontologia Paleontologia dei Vertebrati Studia i dinosauri ma anche gli attuali uccelli,rettili e anfibi Paleontologia degli Invertebrati Studia gli animali senza scheletro tra cui rientrano i pesci Paleobotanica Studia le piante esistite tanto tempo fa Palinologia Studia i fossili con piccole strutture Paleoecologia Studia gli ambienti Tafonomia antichi. E’ il ramo più importante della Paleontologia perché ha permesso l’importante studio degli altri campi della Paleontologia Studia i processi di fossilizzazione di un organismo. Fossili I reperti fossili di Scontrone appartengono prevalentemente a resti di artiodattili primitivi e a rettili, quali coccodrilli e tartarughe palustri. Sono inoltre presenti un antico parente dell'attuale lontra marina ed un insettivoro gigante. Dove si sono accumulati i resti I resti si sono accumulati in ambienti di pianura costiera, canale di marea, palude e laguna periodicamente soggetti a tempeste, in condizioni di clima caldo umido subtropicale. Il particolare ambiente di deposizione e le condizioni venutesi a creare dopo il seppellimento hanno favorito la conservazione e successiva fossilizzazione dei resti ossei I ruminati di Scontrone Tutti i ruminanti di Scontrone appartengono alla famiglia degli oplitomericidi e fossili di Scontrone al genere Scontromeryx. Questa famiglia si distingue da altri artiodattili sia per il fatto che alcuni dei suoi rappresentati avessero il cranio munito di cinque corna sia per alcune singolari saldature tra le ossa dei loro arti posteriori. Nel corso degli anni sono state recuperate moltissime ossa di oplitomericidi, fra le quali numerose mandibole, denti isolati, frammenti di cranio ed altre parti dello scheletro. Il campione, al momento, attesta la presenza di sei diverse specie, che hanno la caratteristica di condividere molti tratti morfologici, pur essendo nettamente differenziate in termini di struttura dentaria e proporzioni degli arti. Le sei specie sono dunque derivate da uno stesso ceppo progenitore, ma esprimono anche l’adattamento ad ambienti diversi, relativamente ampi, compresi in un’area abbastanza estesa. La presenza di tartarughe palustri e di coccodrilli conferma la presenza di acqua, sia dolce che salmastra, e di un clima caldo umido subtropicale. Alcuni frammenti di guscio di tartaruga appartengono a Mauremys, un genere attualmente estinto in Italia, ma che sopravvive ancora nelle penisole Iberica e Balcanica, nonché in aree extraeuropee. L'ultima scoperta, di grandissimo valore scientifico, è quella di due denti di insettivoro gigante primitivo, Deinogalerix freudenthali. Deinogalerix sign ifica “Porcospino terribile”. L’insieme delle informazioni paleontologiche e geologiche indica che le faune terrestri abbiano colonizzato l’area provenendo dall'Europa centrale, passando dai Balcani ed infine raggiungendo l'antica terra apulo-abruzzese attraverso una striscia di terra temporaneamente emersa tra la Dalmazia, le Tremiti ed il Gargano, nel tardo Oligocene cioè circa 29 milioni di anni fa. FOSSILI IL TERMINE FOSSILE, IN PALEONTOLOGIA, VIENE ABITUALMENTE USATO PER INDICARE RESTI INTEGRI O PARZIALI DI ORGANISMI UN TEMPO VIVENTI, PIU’ IN GENERALE PER UNA QUALSIASI TESTIMONIANZA DI VITA GEOLOGICAMENTE PASSATA. I fossili viventi Il termine fossile vivente fu coniato da Darwin per indicare particolari tipi di organismi. Molti di questi sono stati scoperti recentemente, perché prima erano ritenuti estinti. Ai fossili viventi appartengono tipologie diverse di organismi: • Organismi che sono gli unici rappresentanti viventi di gruppi estinti da tempo. • Organismi che mantengono caratteri primitivi del gruppo che si è invece differenziato. • Organismi che rimangono immutati per un lungo intervallo di tempo. I fossili guida vengono utilizzati per la datazione relativa delle rocce Solo alcuni resti di organismi che avevano un’ampia distribuzione geografica e avevano avuto un’ evoluzione rapida potevano distinguersi come fossili guida. Alcuni sono presenti in molti strati, mentre altri sono presenti solo in pochi strati, formati in un breve periodo della storia della Terra. AMMONITI COSA SONO ? LE AMMONITI SONO UN GRUPPO DI MOLLUSCHI CEFALOPODI… • …ORA ESTINTI. IN QUALE AMBIENTE ERANO PRESENTI? • VIVEVANO IN AMBIENTE MARINO. QUANTO TEMPO FA ERANO PRESENTI SULLA TERRA? • COMPARSI NEL DEVONIANO INFERIORE (CIRCA 400 MILIONI DI ANNI FA MA) • SI SONO ESTINTI INTORNO AL LIMITE CRETACEO SUPERIOREPALEOCENE (65,5 ± 0,3 MA) • SENZA LASCIARE DISCENDENTI NOTI. COSA SONO I FOSSILI DI AMMONITI? •I FOSSILI SONO I RESTI E LE TRACCE DI ORGANISMI VISSUTI NEI TEMPI PASSATI. PERCHE’ SONO UTILI ? • SONO ELEMENTI PREZIOSI PERCHE’ PERMETTONO DI RICOSTRUIRE LA STORIA BIOLOGICA E GEOLOGICA. DOVE SI POSSONO TROVARE? •SI POSSONO TROVARE SOLO NELLA ROCCIA SEDIMENTARIA Metodo di datazione al Radiocarbonio basato sul tempo di dimezzamento del C14 Il Metodo delle Tracce di Fissione datazione Radiometrica, basata sui residui di elementi radioattivi Metodo delle varve basato sul conteggio delle Varve in un bacino glaciale Dendrocronologia basata sul conteggio dei cicli di accrescimento delle piante BIOMOLECOLE Vita biomolecole della vita: Carboidrati (C, H, O) Lipidi (C, H, O) Proteine (C, H, O, N) Acidi nucleici (C, H, O, N, P) Il carbonio è un elemento chimico fondamentale per la vita e presente in tutte le sostanze organiche. CARBONIO 14 E’ presente sulla Terra in tre isotopi: due stabili (12C e 13C) e uno radioattivo (14C). Il 14C è formato da 6 protoni e 8 neutroni ed è presente in natura con un'abbondanza relativa di 1 parte su mille miliardi di tutto il carbonio presente sulla Terra a causa di un tempo di dimezzamento di soli 5 700 anni. La misura del 14C si può effettuare con due metodi: metodo del contatore Geiger e metodo della spettrometria di massa. Metodo del contatore proporzionale: con un contatore Geiger o altra apparecchiatura simile si misurano gli elettroni prodotti dal decadimento del 14C nel campione. Questo è stato il primo metodo a essere impiegato. Metodo della spettrometria di massa (AMS, Accelerator Mass Spectrometry): utilizzando uno spettrometro di massa si misura direttamente la concentrazione di 14C presente nel campione. Questo metodo è di applicazione più recente, usato a partire dagli anni settanta. METODI A CONFRONTO VANTAGGI SVANTAGGI Il metodo AMS presenta il Il metodo AMS presenta lo vantaggio di poter lavorare con svantaggio di essere un campioni più piccoli e di metodo distruttivo. fornire un risultato in un tempo molto più breve. Il metodo del contatore Geiger Per avere una datazione con il non è un metodo di datazione contatore Geiger ci possono distruttivo. volere anche alcune settimane Entrambi i metodi permettono di ottenere datazioni con un margine di errore tra il 2 e il 5% e fino ad un tempo massimo di circa 50.000 anni: per campioni più antichi, la concentrazione di 14C è troppo bassa per poter essere misurata con sufficiente accuratezza. Il calcare è una roccia sedimentaria il cui componente principale è rappresentato dal minerale calcite. I giacimenti di calcare sono più o meno compenetrati da impurità argillose o quarzitiche. CALCARE LE ROCCE SEDIMENTARIE • Le rocce sedimentarie sono le uniche rocce che possono contenere i fossili e sono • . Tale terminologia deriva dal latino sedere, formate dall'accumulo depositarsi. di sedimenti di varia origine, derivanti in gran • La disciplina di studio e parte dalla degradazione ricerca è e dall'erosione di rocce la sedimentologia, e i suoi preesistenti, che si sono studiosi sono depositati sulla superficie detti sedimentologi. terrestre PERCHÉ I FOSSILI SI FORMANO SOLO NELLE ROCCE SEDIMENTARIE • Per permettere di conservare un organismo allo stato fossile, ci devono essere particolari condizioni ambientali: gli ambienti più adatti alla fossilizzazione sono i fondali di bacini marini o lacustri. • L’organismo morto, che cade sul fondo, viene velocemente ricoperto da sedimenti PERCHÉ I FOSSILI SI FORMANO SOLO NELLE ROCCE SEDIMENTARIE • Tramite una • La continua deposizione di sabbie e fanghi seppellisce il fossile sempre più in profondità. serie di process il deposito viene trasformato in roccia sedimentaria, all’interno della quale resta inglobato. PERCHÉ I FOSSILI SI FORMANO SOLO NELLE ROCCE SEDIMENTARIE • Nel caso di movimenti tettonici, come un’orogenesi, la roccia contenente il fossile può affiorare in superficie e renderlo così visibile. È ovvio quindi che solo le rocce sedimentarie possono inglobare e conservare i fossili. I processi tettonici, infatti, che formano una roccia metamorfica o una roccia ignea deformerebbero e distruggerebbero completamente l’organismo. Il carsismo Il termine carsismo indica l'attività chimica esercitata dall'acqua, soprattutto su rocce calcaree, sia di dissoluzione sia di precipitazione. La parola ha origine dal nome della regione dove è stato studiato: il carso triestino. Il processo si articola in due fasi: dissolutiva e costruttiva. Le due fasi sono: La fase dissolutiva: è operata dallo scorrimento superficiale di precipitazioni rese acide dall’ anidride carbonica presente nell’ atmosfera. La fase costruttiva: si ha quando l’ acqua sotterranea, arricchita di carbonato di calcio, sfociando per esempio nell’atmosfera di una grotta, lo rilascia sotto forma di carbonato di calcio insolubile. Questo processo rientra nel grande insieme delle azioni dagli agenti esogeni a spese delle rocce affioranti sulla crosta terrestre. Questo va quindi ad esempio a formare le stalattiti o le stalagmiti a seconda che l'acqua evapori prima di gocciolare sul suolo oppure dopo. Le doline carsiche Una dolina è una conca chiusa, tipica dei pianori costituiti da rocce calcaree, costituente un bacino che si riempirebbe d'acqua originando un laghetto se le sue pareti ed il suo fondo fossero impermeabili; invece, di solito, l'acqua viene assorbita attraverso vie sotterranee. L’epoca Miocene Il Miocene ebbe inizio 23 milioni di anni fa e terminò 5 milioni di anni fa. Il termine Miocene deriva dal greco antico e significa ‘meno nuovo’, in riferimento al minor numero di nuove specie di invertebrati marini rispetto all’epoca successiva. L’epoca Miocene E’ definito dalla prima comparsa di organismi marini planctonici, ossia il complesso di organismi acquatici galleggianti che, non essendo in grado di dirigere il loro movimento, vengono trasportati dalle correnti e dal moto ondoso e dall'estinzione del nanoplancton calcareo. Le formazioni che caratterizzano il Miocene sono quelle costituite da conglomerati, formatisi in seguito al sollevamento della catena alpina. Le formazioni formate da rocce più friabili, si sono depositate in seguito all’erosione delle , lungo il margine esterno che va dalla depressione corrispondente all'attuale valle del Rodano, alla Svizzera, all'Austria. Contemporaneamente con i fenomeni orogenici, si sviluppano anche manifestazioni magmatiche, che in Italia sono presenti attraverso strati di rocce, nel Veneto, nei Colli Euganei, nel Veronese, nel Vicentino, in Sicilia sui Monti Iblei, e in Sardegna. La collisione tra Africa e Europa, portò alla formazione del Mediterraneo e alla scomparsa dell'Oceano Tetide avvenuta tra 19 e 12 milioni di anni fa. Durante il Miocene si verifica l’evento paleogeografico più importante dell’area mediterranea, la crisi di salinità, durante la quale il Mediterraneo si dissecca, permettendo la deposizione di sedimenti come gesso e salgemma. Questi depositi sono stati riscontrati lungo tutto il versante adriatico dell’Appennino fino in Sicilia e in tutti i bacini del Mediterraneo. Miniera di salgemma: Realmonte (Sicilia) In Europa c’era un clima più caldo dell'attuale ed erano presenti abbondanti foreste; verso la fine del Miocene, il progressivo raffreddamento del clima e una stagionalità più secca, causarono la regressione delle foreste e favorirono la crescita di Angiosperme e delle Hoplitomeryx Foto, museo di Scontrone(Abruzzo) L'Hoplitomeryx è un mammifero erbivoro estinto, appartenente agli artiodattili*. Visse nel Miocene superiore e i suoi resti fossili sono stati ritrovati in Italia ,precisamente provenienti dal Gargano (Puglia). Ulteriore materiale attribuito a Hoplitomeryx venne scoperto a Scontrone (Abruzzo) in terreni un poco più antichi. Gli artiodattili *L‘ ORDINE DEGLI ARTIODATTILI APPARTIENE AI MAMMIFERI EUTERI. L'UNIONE DI ARTIODATTILI E CETACEI FORMA L'ORDINE DEI CETARTIODATTILI. LA DEFINIZIONE TRADIZIONALE LI PRESENTA COME UNGULATI CHE POSSIEDONO UN NUMERO PARI DI DITA E LA CUI ZAMPA È RETTA UGUALMENTE DAL TERZO E QUARTO DITO CONTRARIAMENTE AIPERISSODATTILI , CHE POSSIEDONO UN NUMERO DISPARI DI DITA E IL CUI PESO È SUPPORTATO ESSENZIALMENTE DAL TERZO DITO. Questo animale a differenza degli altri, presentava delle caratteristiche specifiche e: cinque corna disposte sul capo; lunghi canini superiori ricurvi; Il muso era corto e massiccio; I molari e i premolari possedevano una corona bassa Foto, museo di Scontrone (Abruzzo) Il complesso insieme di cinque corna di Hoplitomeryx era particolarmente insolito, e non ha eguali nei mammiferi artiodattili. Vi era un corno mediano che si proiettava all'indietro e si originava dalla parte posteriore delle ossa nasali. Le altre quattro corna spuntavano sopra le orbite ed erano appaiate. Due di queste corna erano piccole, dirette all'infuori e in avanti. Le altre due corna erano lunghe e dirette all'indietro. Le due specie di Hoplitomeryx più piccole: H. matthei • 45 chilogrammi H. devosi • 20 chilogrammi Le due specie di Hoplitomeryx più grandi: H. macpheei • 80 chilogrammi H. kriegsmani • 100 chilogrammi Gli autori: Alviani: Localizzazione geografica di Scontrone e del Monte Greco, Capotosto: Le ammoniti, Cipolla: Hoplitomeryx: chi era e in che ambiente è vissuto questo artiodattilo, Di Padova: L’epoca Miocene, Donatelli: Definizione di fossile, fossile guida e fossile vivente, Giancola Francesco: Descrizione dell’ambiente e della fauna vertebrata a Scontrone 10 milioni di anni fa, Giancola Valerio: Storia della paleontologia, Giannangeli: La roccia calcarea: la roccia con i fossili, Izzo: Metodo di datazione del radiocarbonio, Narducci: Metodi di datazione radiometrici e radioattività, Todisco, Il fenomeno geologico del “Carsismo” Si ringrazione i Proff. Giampaolo e Riggio e le guide del Centro Paleontologico di Scontrone