principi della Stratigrafia

INTRODUZIONE ALLA STRATIGRAFIA
Stenone, le Glossopetre e il De Solido
SILSIS VIII ciclo
Paola Morandi, y04546
Classe : III Liceo Classico
Libro di testo : E. Lupia Palmieri e M. Parotto, IL GLOBO TERRESTRE e
la sua evoluzione, 5° edizione, Ed. Zanichelli
Momento del percorso formativo
LA DINAMICA INTERNA DELLA TERRA






La crosta terrestre: minerali e rocce (comprese rocce e facies sedimentarie)
La Tettonica della placche
I fenomeni vulcanici
Introduzione alla Stratigrafia
I fenomeni sismici
La giacitura e le deformazioni delle rocce
I principi della Stratigrafia
La storia della Terra
Elementi di Tettonica
Stratigrafia e Tettonica nella
ricostruzione di “storie geologiche”
Motivazione della scelta
In questo periodo sto leggendo un bel libro di S.J. Gould: Quando i cavalli avevano le dita.
Uno dei capitoli è dedicato interamente a Niccolò Stenone e alla sua opera De solido. Così ho
pensato che potrei raccontare questa storia ai miei studenti, per diversi motivi:
1) semplicemente perché è una storia interessante, utile ad introdurre un argomento un po’
noioso come quello della stratigrafia
2) perché ci ricorda che la scienza consiste anche nell’osservazione di fenomeni apparentemente
banali ed in una loro interpretazione magari nuova o addirittura rivoluzionaria, comunque fatta
senza pregiudizi
3) perché insegna che ciò che leggiamo sui libri di testo è frutto di un lungo lavoro scientifico,
spesso iniziato qualche secolo fa…
4) perché un approccio storico-letterario può essere adatto a studenti di liceo classico
Niccolò Stenone, 1638 - 1686
Prerequisiti



Concetto di litosfera e crosta terrestre
Nozione di roccia, in particolare di roccia sedimentaria
Concetto di facies sedimentarie
Obiettivi



Conoscenze: concetto di tempo geologico e differenza tra cronologia relativa ed assoluta;
che cosa studia la Stratigrafia; i principi fondamentali della Stratigrafia.
Competenze: saper spiegare l’idea di Stenone di “solidi dentro altri solidi”; correlare
l’applicazione dei principi stratigrafici alla cronologia relativa.
Capacità: di fronte ad una fotografia (del tipo di quelle mostrate di seguito) saper dare
qualche indicazione relativa alla cronologia degli eventi geologici.
Si cercherà di sviluppare tale capacità anche
mediante esercizi di correlazione stratigrafica (del
tipo di quello riportato a fianco) al termine della
trattazione degli argomenti Stratigrafia ed
elementi di Tettonica.
Sintesi dei contenuti e scansione temporale
 Stenone: le glossopetre e i solidi dentro altri solidi
 Storia della Terra: concetti di tempo geologico e di cronologia relativa/assoluta
 Come si ricostruisce la storia della Terra
 Stratigrafia e cronologia relativa
 Principi stratigrafici: introduzione mediante la visione di fotografie
I ora: breve racconto dell’opera di Stenone, eventualmente con ulteriori approfondimenti in
base al livello sia culturale che di partecipazione della classe. Per es: i fossili e Leonardo Da
Vinci; J. Hutton L’uomo che scoprì il tempo.
II ora: introduzione dei concetti di storia della Terra, tempo geologico, cronologia relativa
ed assoluta (da approfondire durante la trattazione della geologia storica); introduzione dei
principi stratigrafici mediante la visione di fotografie.
Le glossopetre
 Metà del Seicento: la morfologia della Terra deriva dal diluvio universale;
ogni resto "impietrito" è un prodotto della Terra stessa.
 1669: Niels Steensen (Nicolò Stenone) pubblica il libro De solido intra
solidum naturaliter contento dissertationis prodromus. Questo studio
contribuisce alla nascita della geologia moderna.
 Stenone si occupa, tra l’altro, delle glossopetre (glossipetrae). Le “lingue di
pietra” erano considerate prodotti della Terra con potere magico e curativo.
 Studiando la testa di uno squalo, Stenone conclude che le glossopetre sono
resti organici, sono cioè denti di squali vissuti in epoche passate.
..ma cosa significa solido dentro un altro solido ? E come può accadere
che un corpo solido (un fossile o una roccia) venga a trovarsi dentro ad
un altro solido (una roccia più grande) ?
 Stenone intuisce che la soluzione a questo problema può
fornire un criterio per ricostruire la struttura e la storia
della Terra.
La soluzione di Stenone
Stenone propone due principi per classificare i solidi racchiusi in
altri solidi e per definire le cause che li formarono:
1)
Principio della formazione a stampo: quando un solido è
racchiuso dentro ad un altro solido, possiamo dire quale dei
due si è indurito per primo notando l’impronta di uno sull’altro
2) Principio della sufficiente somiglianza: se un solido è simile
sotto ogni aspetto ad un altro solido, essi saranno simili anche
per modo e luogo di produzione
Applicazioni dei due principi:
1)
“ … possiamo dedurre che una conchiglia fossile
era solida prima degli strati che l’hanno
ricoperta, perché ha lasciato l’impronta in questi
ultimi; ma le rocce circostanti erano solide
prima delle vene di calcite che corrono al loro
interno, perché esse riempiono interstizi
preesistenti …”. Cioè possiamo stabilire una
cronologia
2) i fossili possono essere interpretati come resti
di animali vissuti precedentemente
… perché non leggere qualche passo di Stenone …
[…]
La Terra si evolve
[…]
Il significato dei fossili
[…]
… il metodo scientifico !
… solidi dentro a solidi …
Affioramento di rosso ammonitico.
Vene di calcite in arenarie.
Conglomerato.
Fossili.
Dicco in Calcare della Marmolada.
Le conseguenze dei principi di Stenone
 Le glossopetre devono essere denti di squalo per il principio della sufficiente somiglianza.
 Esse devono essersi solidificate prima delle rocce che le racchiudono perché hanno impresso
la loro forma sul sedimento circostante (principio della formazione a stampo).
 Perciò le rocce sedimentarie non furono create insieme alla Terra, ma si formarono come i
depositi di acque torbide in fiumi, mari o laghi.
 Fossili marini simili si trovano spesso in montagna: laTerra quindi ha una storia molto estesa.
 Grandi meriti di Stenone furono: 1) riconoscere “i solidi contenuti in altri
solidi” come categoria coerente di studio e classificarli secondo l’origine
comune e 2) riconoscere che il rapporto geometrico tra “solidi” può dare
indicazioni di tipo cronologico .
 Stenone aprì la strada al concetto, nuovo per allora, che la Terra è in
continua evoluzione.
Storia della Terra
 La Terra è in continua evoluzione, quindi ha una storia
 Ricostruire la storia della Terra significa ricostruire la cronologia degli eventi
geologici, inserendoli in una scala di tempi geologici
 Il Tempo geologico indica il tempo intercorso tra la formazione della Terra e il
presente. La scala dei tempi geologici è una sorta di “calendario” di riferimento
che serve a dare un ordine agli eventi geologici
 Cronologia assoluta e relativa (vedi immagini di
seguito)
 Fatta eccezione per i fenomeni catastrofici, gli eventi
geologici avvengono in un arco di tempo di milioni di anni
(non possono avere testimonianza umana!)
NB. Ma  mega anni  106 anni
Storia della Terra raffigurata come un orologio: il Precambriano occupa
quasi il 90% del Tempo geologico; l‘uomo compare qualche secondo prima
della mezzanotte.
Cronologia relativa vs cronologia assoluta
Cronologia relativa
Più vecchio
più giovane
Cronologia assoluta
63 anni
36 anni
2 anni
Come si ricostruisce la storia della Terra?
Biologia (evoluzione)
Geochimica
Tempo geologico
Paleontologia
Stratigrafia (e Tettonica)
Paleontologo mentre libera uno
scheletro di dinosauro dalla
roccia inglobante …. “solidi
dentro a solidi ”
La storia della Terra si ricostruisce (anche) mediante l’analisi dei corpi rocciosi che
costituiscono la superficie terrestre: le rocce rappresentano la materializzazione di
processi fisici, chimici e biologici avvenuti nel passato.
In che modo i corpi rocciosi sono affiancati o sovrapposti l’uno all’altro ?
Qual è la loro successione cronologica ?
 STRATIGRAFIA
La Stratigrafia
È il ramo della geologia che studia la giacitura e i rapporti
geometrici tra corpi rocciosi al momento della loro
formazione, identificando anche l’ordine cronologico di
formazione ( cronologia relativa degli eventi geologici).
Gli strati di rocce
che si susseguono
rappresentano
ognuno un piccolo
intervallo di storia
della Terra, di cui
hanno conservato
qualche traccia sia
nella loro natura
litologica, sia nella
presenza di eventuali
resti fossili.
Cronologia relativa:
principi della Stratigrafia
I quattro principi fondamentali della stratigrafia:
 Principio di sovrapposizione (Stenone, 1669): l’età di una sequenza di rocce
sedimentarie o di colate di lava decresce verso l’alto, ciascun letto essendo più giovane di
quello sottostante e più vecchio di quello soprastante.
strati giovani
… ma attenzione
alla tettonica !
strati vecchi
 Principio di orizzontalità originaria (Stenone, 1669): la maggior parte dei
sedimenti essendosi deposti in mari, laghi o piane fluviali erano originariamente
orizzontali*. Se ora sono inclinati e/o piegati devono essere stati deformati dopo la
deposizione.
* Sul particolato sedimentario
agisce la forza di gravità !
 Principio di continuità laterale (Stenone, 1669): i sedimenti inizialmente
formano letti continui, i quali cambiano i propri caratteri solo quando cambiano gli
ambienti di deposizione.
L’originaria continuità laterale è spesso persa per erosione e/o tettonica (faglie).
PRIMA
DOPO
 Principio delle relazioni di intersezione (Hutton, 1788): se un letto è
intersecato da un’altra struttura, per es. una faglia, esso deve essere più antico
della struttura intersecante.
Dicco magmatico: giovane
Sequenza sedimentaria: vecchia
Faglia: giovane
Sequenza sedimentaria: vecchia
Faglie e intrusioni magmatiche
Principio delle relazioni di intersezione:
discordanze angolari
Correlazione
È il processo con cui si determina se
due rocce geograficamente distanti si
sono originate nello stesso periodo di
tempo.
Correlazioni e fossili
Le correlazioni stratigrafiche su grandi distanze sono basate sul riconoscimento dei
fossili:
 le associazioni fossili presenti negli strati evolvono nel tempo
 alcune specie si estinguono e altre, nuove, appaiono
 le associazioni fossili sono uniche e delimitano intervalli di tempo ristretti
Fossili indice: permettono
ampie e sicure correlazioni
anche su grandi distanze
• ampia distribuzione
• abbondanza
• buono stato di conservazione
• breve intervallo temporale