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laboratorio evoluzione Marcello Sala LA STORIA DELLA TERRA [N. Eldredge (1999), Le trame dell’evoluzione, Cortina 2002 R. Fortey, Terra, Codice 2005] Come si sono formati questi strati? Materiale particellare nell’acqua la intorbida si deposita sul fondo I fiumi trasportano fango e detriti che si depositano sui fondali marini (sedimenti) Come fanno i sedimenti a diventare roccia? Il peso del materiale che si deposita sopra comprime il sedimento sottostante Perchè nella roccia si vedono delle strisce? Le sostanze depositate in tempi successivi sono diverse I materiali che formano i sedimenti provengono solo dai fiumi? Gusci di animali e piante del plancton e del benton Ritmo di deposito dei sedimenti molto più lento (si vedono al microsopio) Foraminiferi Radiolari Che direzione hanno gli strati? perché? Materiali depositati sul fondo (sedimenti ) strati orizzontali (primo principio di Stenone, seconda metà del Seicento) Quali sono gli strati più vecchi? Sedimenti strati più vecchi sotto (secondo principio di Stenone) tempo Le carte geologiche di Lavoisier Siccar Point (Scozia) Descriviamo questi strati Sopra quasi orizzontali, sotto verticali Cosa può essere successo? Una spinta dal basso James Hutton 1788 Che cosa può avere spinto da sotto tanto da spostare strati di roccia? Terremoti? vulcani? Tempio di Serapide (circa 100 d.C.) a Pozzuoli, vicino al mare Che cosa si nota sulle colonne? Fascia più scura a una certa altezza Ingrandimento Di che si tratta? Tracce di molluschi (litodomi): scavano la pietra possono vivere solo in acqua, ma non in profondità Che se ne deduce? L’acqua del mare arrivava sopra la fascia scura o il mare si è abbassato o la terraferma si è sollevata Ma il tempio è stato costruito con il pavimento sott’acqua? No Quindi che se ne deduce? Prima ancora uno spostamento contrario: il mare si era sollevato o la terra abbassata Questi movimenti si possono vedere già nell’arco di poche decine di anni Charles Lyell (1830) attualismo: gli stessi movimenti che si verificano attualmente e le stesse forze che li provocano in tempi di milioni di anni hanno sollevato catene montuose o sprofondato sotto il mare altri territori Le colonne sono rimaste in piedi durante questi movimenti Che se ne deduce? Movimenti non violenti Lyell: non eventi catastrofici (eruzioni vulcaniche terremoti) ma graduali hanno determinato la forma del paesaggio terrestre (gradualismo vs. catastrofismo) Dal momento che la roccia è un materiale duro come è stato possibile che gli strati siano stati piegati? La pasta sfoglia viene piegata quando è molle e diventa friabile con la cottura Questo che cosa ci suggerisce…? gli strati di roccia piegati quando erano più plastici Che cosa può rendere plastica la roccia? Il calore Una massa di materiale fuso ad alta temperatura riempie la Terra sotto la crosta può risalire verso la superficie … e può fuoriuscire sotto forma di lava che poi solidifica formando montagne vulcaniche Ma il materiale fuso del mantello può anche far muovere i pezzi della crosta terrestre (placche) che si urtano spostando, ribaltando, sollevando strati di roccia preesistente fino a formare catene di montagne Le montagne restano sempre uguali? No, vengono erose dal vento, dalla pioggia, dal gelo Effetti del vento dell’acqua 2 1 3 In quale ordine da monte a valle lungo un torrente si trovano queste situazioni? Rocce spaccate dal gelo pezzi sempre più piccoli levigati dall’acqua dei torrenti man mano che scendono materiale sempre più fine… … alla fine i fiumi lo trasportano fino a depositarlo nel mare dove si formano i sedimenti Cosa rappresentano le immagini? Le Porte di Ferro del Danubio tra Serbia e Romania Come si è formato il passaggio del fiume attraverso i monti? Per erosione Ma il Danubio non sorge da quei monti scorre 400 m più in basso anche a monte… delle Porte di Ferro Se il Danubio ha scavato il passaggio tagliando la montagna come un coltello taglia una torta come ha potuto salire sul monte per tagliarlo? Per tagliare una torta abbassare il coltello non è l’unico modo: si può alzare la torta il Danubio è rimasto allo stesso livello scavando la montagna man mano che questa si alzava lentamente spinta da sotto Come mai nelle rocce ci sono anche resti di animali e piante (i fossili)? Può capitare che animali o piante muoiano e cadano nell’acqua, sprofondino nel fango, si conservino (quasi sempre soltanto le parti dure, come ossa denti, gusci ecc.) e rimangano imprigionati quando i sedimenti diventano rocce Perché i fossili sono importanti nella teoria dell’evoluzione? La successione degli strati dal basso all’alto corrisponde alla successione del tempo nella storia della Terra Se fossili di certe specie si trovano solo in certi strati significa che né prima né dopo quelle specie erano presenti in quel luogo Da qui si può ricostruire la storia delle specie, cioè l’evoluzione Successioni simili di strati che contengono certe specie di fossili (fossili guida) a profondità diverse in località diverse: come interpretare questo fatto? Ipotesi: 1. gli strati erano gli stessi estesi per grandi superfici (sedimenti su fondali) 2. l’erosione ha separato le varie zone 3. certe sono state sollevate, altre abbassate da movimenti tellurici Successioni simili di strati che contengono certe specie di fossili (fossili guida) ma con ordine invertito in località vicine: come interpretare questo fatto? Ripiegatura ed erosione strati sottoposti a forze Fossili di Mesosaurus rettile di acqua dolce vissuto 290-250 Ma fa sono stati ritrovati in Amazzonia e nell’Africa Sud-occidentale: che cosa ci dice questo rispetto alla storia della Terra? Quelle località, al tempo in cui si sono depositati quegli stati di sedimenti, erano vicine Mesosaurus 200 Ml di anni fa praticamente tutte le terre emerse costituivano un unico continente e 130 milioni di anni fa Sud America e Africa erano ancora a contatto 60 Milioni di anni fa le zone climatiche erano diversamente distribuite sulla superficie della Terra diversa distribuzione di flora e fauna Cambriano 500- Radiazione phyla Fine glaciazione Terra inondata Rottura supercontinente Fauna di Ediacara Glaciazione Supercontinente equatoriale 750O2 al 10% 1000Supercontinente 1250Inizio organ. pluricellulari 1500Proterozoico Supercontinente 1750- O2 al 1% 2000Cellule eucariote 2250- Glaciazione Inizio accumulo O2 Precambriano Batteri aerobici 25002750- Inizio O2 in atmosfera 3000- Formazione scudi continentali Formazione crosta continentale con cicli di deposito di sedimenti - erosione Formazione fondo oceanico Glaciazione (?) Archeano 3250- Stromatoliti Cianobatteri 3500- Ossigeno legato al Fe 3750Batteri anaerobici (?) Formazione mari 4000Formazione rocce 4250- Raffreddamento (Adeano) 4500M.a. era periodo epoca evoluzione clima geologia 2503^ estinzione (90% specie; trilobiti graptoliti) Arido Inizio piante con semi Permiano Espansione rettili Freddo 300Primi rettili Pennsylvaniano Carbonifero Paleozoico Devoniano 400Siluriano Caldo Espansione gimnosperme Missisipiano 350- Espansione anfibi e insetti Espansione pteridofite Depositi di carbone Glaciazioni 2^ estinzione Inizio anfibi Inizio invertebrati su terra Foreste in paludi Felci Prime gimnosperme Espansione pesci Paludi Laurentia e Gondwana verso N Inizio vegetali sulla terra Pesci corazzati con mascella 450Ordoviciano 500Cambriano 1^ estinzione (specie litoranee) Pesci corazzati agnati Inizio cordati Espansione trilobiti Graptoliti Glaciazione Riduzione delle coste Massima estensione oceano Giapeto Inizio alghe trilobiti molluschi Fauna di Burgess Fauna di Chengjiang Caldo Radiazione phyla 550- Precambriano Fine glaciazione Gondwana tocca il poloS Continenti a latitudini tropicali Terra inondata Rottura supercontinente M.a. era periodo Quaternario epoca evoluzione clima geologia Olocene Pleistocene Glaciazioni 2Pliocene Miocene Cenozoico Terziario 50- Espansione mammiferi uccelli bivalvi gasteropodi nummuliti Oligocene Espansione angiosperme Eocene Conifere NAmEu SAmAnt NAmSam (Panama) Freddo arido Formazione Himalaya Paleocene Formazione Alpi 5^ estinzione (dinosauri, ammoniti) SAmAnt Formazione Montagne Rocciose Depositi di gesso Caldo 100- Cretaceo Uccelli fecondatori Inizio angiosperme SAmAf Sam-AfAus-Ant Mari caldi e poco profondi ricoprono la terra 150- Mesozoico Inizio mammiferi Giurassico Inizio pennuti Apertura oceani attuali Freddo Espansione dinosauri Espansione ammoniti Laurasia(N) Gondwana(S) Inizio smembramento Pangea 200- 4^ estinzione Conifere Triassico Dominio rettili (aria), insetti Dominio anfibi 250Paleozoico Permiano Formazione Pangea abbassamento livello del mare
