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
