CEA Il Castello Didattico
IL JURASSIC PARK DELL’APPENNINO
A cura del C.E.N.F. Centro Escursionistico
Naturalistico Frasassi
CEA Il Castello Didattico
Associazione C.E.N.F.
IL JURASSIC PARK
DELL’APPENNINO
Castelletta, dicembre 2000
A cura del C.E.N.F. Centro Escursionistico Naturalistico Frasassi
I testi sono di Pierluigi Stroppa
Immagini, foto ed elaborazione grafica di Enrico Pistola
Si ringraziano:
Prof. Giovanni Pallini
I Soci fondatori del C.E.N.F. e tutti i collaboratori
Il C.A.D. e la C.M. dell’Esino-Frasassi
1
2
INDICE
La Scala dei tempi
pag. 5
Perché il Jurassic Park dell’Appennino
Il Jurassic Park dell’Appennino
In quali rocce si trovano i fossili
17
19
19
Che cos’è un fossile
19
La fossilizzazione
Meccanismi di fossilizzazione in mare
23
24
Concetto di fossile guida
29
Le nummuliti
30
Il mondo dei fossili vegetali
31
Glossario
43
CEA “Il Castello Didattico”
46
Bibliografia
47
3
Indice degli Appunti di viaggio
Scala cronologica relativa
Scala cronologica assoluta
Il paleoambiente
L’ittiosauro e gli ammoniti
La fossilizzazione in mare
pag. 9
10
18
22
28
Le grandi estinzioni
42
Indice delle Schede
Ammoniti e nautilus
Ammoniti: le impronte digitali
La casa degli ammoniti
I gasteropodi
Echinoidi e crinoidi
I coralli
34
35
36
37
38
39
Lamellibranchi e brachiopodi
I belemniti: i proiettili del mare
40
41
Proposta didattica
Identikit di un fossile
33
4
LA SCALA DEI TEMPI
Abbiamo voluto iniziare il nostro quaderno presentando la scala dei tempi, ossia
l’evoluzione della vita, passo per passo, sul nostro pianeta. Essa ci racconta
brevemente tutti gli avvenimenti biologici e geologici avvenuti sulla Terra, dalla sua
nascita (circa 4.6 miliardi di anni fa) ad oggi. Vediamo come è costruita.
Nella riga iniziale di ogni estratto di scala dei tempi ci sono, generalmente, da
sinistra a destra, le seguenti unità di tempo:
EONE: l’unità di tempo più grande. Infatti, esistono soltanto due eoni: il primo inizia
4.600 milioni di anni fa e termina 542 milioni di anni fa, è denominato Eone
Criptozoico (o “della vita nascosta”) perché di questo lasso di tempo sono stati
effettuati pochi ritrovamenti fossiliferi; il secondo, più breve e detto Eone
Fanerozoico, va da 542 milioni di anni fa ad oggi, raccogliendo la maggior parte delle
testimonianze fossili rinvenute sul nostro pianeta.
ERA: è il secondo intervallo cronologico in cui è stata suddivisa la scala dei tempi (in
molte di esse è addirittura il primo, essendo l’EONE non considerato).
Gli stratigrafi hanno suddiviso il tempo in cinque ere che sono, dalla più antica alla
più recente:
5
Era Precambriana, corrispondondente all’Eone Criptozoico. Il suo nome
deriva dal fatto che in essa sono raccolti tutti gli avvenimenti avvenuti prima
del periodo Cambriano (prima di 542 milioni di anni fa);
Era Primaria o Paleozoica (o era della vita antica), va da 542 a 250 milioni di
anni fa. Definita primaria perché in un primo tempo, quando ancora non c’era
il microscopio, si pensava che la vita fosse comparsa in quest’era; più tardi si
vedrà che i primi microrganismi comparvero forse più di 3,5 miliardi di anni
fa! È comunque in quest’era che è avvenuta l’esplosione della vita, fissata a
circa 540 milioni di anni fa, grazie al ritrovamento di molte faune fossili nelle
rocce del nostro pianeta. È sempre a quest’era che corrispondono i
ritrovamenti fossili più antichi in Italia (in Sardegna e nelle Alpi).
Era Secondaria o Mesozoica (o era della vita media), ricopre l’intervallo di
tempo che va da circa 250 a circa 65 milioni di anni fa. Essa è anche detta Era
dei Dinosauri, perché caratterizzata dalla comparsa, evoluzione e scomparsa
delle “terribili lucertole”, rese celebri dal regista Spielberg nel film “Jurassic
Park”. È durante quest’era che nel Mar della Tetide – che ricopriva anche
l’area del futuro Appennino centrale – esisteva una variegata e straordinaria
fauna, quella che sarà illustrata in questo quaderno.
Era Terziaria o Cenozoica (o era della vita recente), estesa da circa 65 a circa
2,5 milioni di anni fa. Durante quest’era si costruiscono le catene montuose
italiane, prima le Alpi (grazie alla convergenza tra l’Africa e l’Eurasia) e poi
l’Appennino (a causa dell’apertura del Mar Tirreno).
Era Quaternaria o Neozoica (o era della vita nuova) che interessa gli ultimi
2,5 milioni di anni fa, l’intervallo di tempo che comprende tutti gli eventi
avvenuti dalla comparsa del genere Homo ad oggi.
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PERIODO: è il terzo intervallo di tempo in ordine di grandezza. Ogni era è
caratterizzata da alcuni periodi; ad esempio, per l’era che riguarda da più vicino il
lavoro in oggetto – Era Secondaria – i periodi sono tre, precisamente dal più antico al
più recente:
Periodo Triassico, va da 251 a 200 milioni di anni fa. Le rocce di questo periodo
affiorano raramente nell’Italia centrale, ma rappresentano un importante livello
alla base della successione umbro-marchigiana, noto come Anidriti di Burano. È
nelle rocce di questo periodo che sono state rinvenuti i fossili più antichi dell’Italia
centrale: i Megalodon, molluschi marini appartenenti al Gruppo dei Bivalvi (anche
le cosidette vongole ed i mitili o “cozze” appartengono a tale gruppo).
Periodo Giurassico, va da 200 a 145 milioni di anni fa. Nell’area appenninica le
rocce che caratterizzano l’inizio di tale periodo sono composte quasi al 100% di
carbonato di calcio e sono rappresentate dalla formazione del Calcare massiccio,
teatro delle “gole” più belle della nostra Regione, come per esempio la Gola di
Frasassi, la Gola della Rossa e la Gola del Furlo. Questo periodo è sicuramente il
più noto a causa del famoso film “Jurassic Park” che narra fantasiosamente del
tempo dei Dinosauri. Se il regista Spielberg dovesse realizzare un film sugli esseri
viventi di quel tempo dell’Italia centrale lo potrebbe intitolare “Il Jurassic Park
sottomarino”, in quanto questo settore a quel tempo (si trovava a latitudini più
basse) era ricoperto da un mare caldo abitato da una ricca fauna: CELENTERATI
(Coralli isolati e coloniali); BRACHIOPODI (a forma di “lampada di Aladino”);
BIVALVI (volgarmente noti come “vongole” e “mitili”); MOLLUSCHI, tra cui
Gasteropodi (le comuni “chiocciole” chiamate spesso - erroneamente “lumache”), Cefalopodi: Atractites (della famiglia dei Belemniti) e Ammoniti,
questi ultimi tra i fossili più studiati dai paleontologi; ECHINODERMI (“Ricci di
mare”, “Stelle di mare” e “Gigli di mare”) e per ultimo l’Ittiosauro, unico rettile
marino dei sauri estinti rinvenuto nell’Italia centrale.
Ecco perché abbiamo intitolato questo quaderno di rete “Il Jurassic Park
dell’Appennino”.
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Periodo Cretacico, si estende da circa 145 a circa 65 milioni di anni fa. Le
testimonianze della macrofauna nelle rocce sedimentarie di questo periodo
nell’Appennino umbro-marchigiano sono poche. Forse, a causa dell’aumento
della profondità dei fondali marini, le condizioni di fossilizzazione sono
cambiate. Oppure l’aumentata profondità del mare portò alla diminuzione
delle aree ideali per la vita, delle cosiddette zone “fotiche”.
Curiosità: la “zona fotica” è l’area nella quale i fondali del mare sono
raggiunti dai raggi solari, necessari per l’avvio della fotosintesi
clorofilliana - la base della catena alimentare. Tale zona è caratterizzata
anche dalla presenza nell’acqua di molti nutrienti e ossigeno, condizioni
che nel Giurassico erano favorite da acque calde, basse e agitate.
Età (in milioni di anni). Mentre per esprimere la nostra età l’unità di misura adottata
è l’anno, quando parliamo della scala dei tempi dobbiamo usare un’unità di misura un
milione di volte più grande.
Questa osservazione deve farci riflettere sulle piccole dimensioni temporali
dell’uomo rispetto a quelle gigantesche del nostro pianeta. Secondo l’unità di misura
adottata, infatti, il nostro pianeta ha già 4.600 milioni di anni mentre il genere Homo è
comparso sulla Terra soltanto circa 2 milioni di anni fa!
Anche il “Jurassic Park sottomarino dell’Appennino”, iniziato circa 200 milioni di
anni fa, è durato più di 50 milioni di anni!
I dinosauri, nonostante le loro grandi dimensioni, sono vissuti per circa 150 milioni di
anni (anche se in realtà gli uccelli sono considerati dinosauri). Riuscirà l’uomo a
“durare” così a lungo?
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9
10
Avvenimenti geologici
Parlando di “Jurassic Park“ non potevamo
escludere da questa trattazione gli avvenimenti
geologici. La Geologia è una scienza giovane in Italia,
ma forse proprio per questo offre più delle altre
discipline ampi margini di sviluppo. Un buon punto di
partenza per iniziare a trattarla può essere quello di
rispondere alla domanda più gettonata dagli alunni: ma
se gli organismi che ritroviamo fossili sulle nostre
montagne vivevano nel mare, come fanno oggi a stare in superficie? Ecco che per
dare una risposta a questa semplice domanda bisogna narrare di un supercontinente
lontano (il Pangea) circondato da un unico oceano (il Panthalassa), invocare la ormai
centenaria “Deriva dei Continenti” di Alfred Wegener (poi sostituita dalla più
moderna teoria della “Tettonica a placche”), che descrive lo smembramento
dell’antico supercontinente in tanti frammenti tra i quali nasce il caldo Oceano della
Tetide, un mondo sottomarino abitato da strani ed affascinanti animali, alcuni dei
quali scomparsi per sempre dalla faccia della Terra. Per far questo bisogna soprattutto
imparare a leggere le rocce.
Evoluzione della vita
In base ai ritrovamenti fossili effettuati nelle
nostre rocce sedimentarie (la successione di rocce
sedimentarie che caratterizza il nostro territorio è
famosa nel mondo con il nome di “Successione
umbro-marchigiana”)
i
paleontologi
e
i
micropaleontologi, con l’aiuto degli stratigrafi, dei
sedimentologi, dei biologi e dei botanici, possono
ricostruire l’evoluzione della vita nella nostra regione. La presenza di probabili alghe,
di gasteropodi e di piccole strutture inorganiche concentriche negli strati di roccia fa
supporre che 200 milioni di anni fa esisteva nell’Italia centrale un mare basso e caldo,
ricco di vita, simile a quello che oggi caratterizza l’arcipelago delle Bahamas.
Esistono anche indizi inorganici che ci possono aiutare nella comprensione
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dell’evoluzione della vita, come nel caso del famoso Livello K-T, individuato per la
prima volta a Gubbio, presso la Gola del Bottaccione. Esso è uno straterello di argilla
che segna il passaggio tra due ere, dalla secondaria alla terziaria, individuato grazie al
ritrovamento in esso di un particolare isotopo dell’Iridio (di provenienza
extraterrestre) in elevata percentuale. Inoltre, osservando gli strati di roccia
immediatamente sotto e sopra tale livello, gli scienziati hanno notato una brusca
variazione del contenuto microfossilifero (fauna e flora microscopici). Su scala
mondiale era stato notato che 65 milioni di anni fa circa i dinosauri erano scomparsi,
proprio perché essi non si rinvenivano più fossili dopo tale età. Il ritrovamento negli
anni ’90 nei pressi del Golfo del Messico e della penisola dello Yucatan del cratere di
Chicxulub (ben 180 km di diametro!), il possibile luogo dell’impatto di un meteorite la cui età corrisponderebbe a quella del livello d’argilla contenente anomale
concentrazioni di Iridio - ha avvalorato una teoria affascinante sulle estinzioni: quella
degli impatti extraterrestri. La percentuale di estinzione dei generi marini suddivisi
per gruppi tassonomici è la seguente: Ammoniti (100%), Bivalvi (55%), Brachiopodi
(55%), Vertebrati (40%), Coralli (37%), Foraminiferi e Briozoi (35%), Gasteropodi
(34%), Echinodermi (28%), Artropodi (23%). Anche i Belemniti, oltre ai grandi
rettili, scomparvero.
Uno dei ricercatori più noti e convinti di tale teoria è il geologo Alessandro
Montanari, marchigiano, che oggi vive e studia a Col di Gioco (Apiro-MC). Proprio il
geologo Montanari ha scoperto un probabile livello testimonianza di un altro
terrificante impatto extraterrestre: esso è visibile presso la Cava di Massignano, sul
rilievo del Conero (AN). La scoperta è stata talmente importante da convincere, nel
corso del Congresso Geologico Internazionale di Kyoto (1992), la Commissione
Internazionale di Stratigrafia a scegliere come strato-tipo a livello mondiale (GSSP =
Sezione Globale di Stratotipo e Punto) per il passaggio tra le epoche Eocene ed
Oligocene proprio il livello presente alla Cava di Massignano1 . Il limite è posto in
corrispondenza dell’estinzione delle Hantkeninidae, un gruppo di foraminiferi
planctonici dal guscio provvisto tipicamente di spine e presente nella maggiorparte
delle
rocce
marine
dell’Eocene
terminale.
L’ingresso della cava è situato proprio lungo la SP del Conero. Percorrendo la strada
provinciale in direzione da Ancona a Sirolo, senza abbandonarla - poco dopo il bivio per
Massignano - la cava è situata sulla sinistra della strada stessa.
1
12
DA 4,6 MILIARDI DI ANNI FA A 542 MILIONI DI ANNI FA
EONE ERA
PERIODO
ETÀ
in
milioni
di anni
AVVENIMENTI GEOLOGICI
ED EVOLUZIONE DELLA VITA
542
“FAUNA DI EDIACARA” : i
primi organismi pluricellulari
PROTEROZOICO
PRECAMBRIANA
EONE CRIPTOZOICO
(o “della vita nascosta”)
- Prime STROMATOLITI
- primi microrganismi eucarioti
- Immissione di Ossigeno nell’atmosfera
per opera delle alghe azzurre,
i primi organismi
3.800 fotosintetizzanti
- Intensa attività vulcanica;
Origine della vita: i primi
ORGANISMI UNICELLULARI
marini
3.800
ARCHEOZOICO
Formazione della crosta
terrestre
4.600
13
DA 542 A 251 MILIONI DI ANNI FA
EONE ERA
PERIODO
ETÀ
in
milioni
di anni
AVVENIMENTI GEOLOGICI
ED EVOLUZIONE DELLA VITA
251
I continenti sono uniti tutti
insieme a formare la PANGEA
300
300
Diffusione dei RETTILI
PERMIANO
Presenza di molte foreste
CARBONIFERO
360
Comparsa dei primi RETTILI
Aumento della superficie della
Terraferma
DEVONIANO
Evoluzione degli ANFIBI
PRIMARIA
FANEROZOICO
360
416
416
Terraferma ancora desertica
SILURIANO
Comparsa delle prime PIANTE
TERRESTRI
444
444
Intensa attività vulcanica
ORDOVICIANO
Comparsa dei primi
VERTEBRATI
488
488
“Esplosione” della vita
CAMBRIANO
542
14
DA 251 MILIONI A 65 MILIONI DI ANNI FA
EONE ERA
PERIODO
ETÀ
in
milioni
di anni
AVVENIMENTI GEOLOGICI
ED EVOLUZIONE DELLA VITA
65
Separazione Australia-Antartide
Apertura Atlantico meridionale
CRETACICO
Sviluppo delle ANGIOSPERME
ERA SECONDARIA O MESOZOICA
EONE FANEROZOICO
145
145
Il Jurassic Park dell’Appennino
Apertura dell’Atlantico centrale
e dell’Oceano LigurePiemontese
GIURASSICO
Primi UCCELLI
Sviluppo dei DINOSAURI
200
200
Frammentazione
PANGEA
iniziale
TRIASSICO
Primi MAMMIFERI
Primi DINOSAURI
251
15
del
DA 65 MILIONI DI ANNI FA A OGGI
PERIODO
AVVENIMENTI GEOLOGICI
ED EVOLUZIONE DELLA VITA
Oggi
Fine ultima glaciazione
OLOCENE
0.01
0.01
Homo sapiens
Homo erectus
Homo abilis
PLEISTOCENE
2
2
- Inizio glaciazione artica
- Circolazione ristretta nel
Mare Mediterraneo (crisi di
salinità: deposizione di
evaporiti)
- Apertura del Mar Tirreno
NEOGENE
ERA TERZIARIA O CENOZOICA
EONE FANEROZOICO
ERA
QUATERNARIA
O NEOZOICA
EONE ERA
ETÀ in
milioni
di anni
Primi OMINIDI
23
23
Livello di estinzione presso cava di
Massignano (Riviera del Conero)
33,7
- Chiusura Oceano LigurePiemontese
- Apertura Atlantico
settentrionale
PALEOGENE
Primi ELEFANTI
Primi RODITORI
Grande sviluppo delle
NUMMULITI
Diffusione e diversificazione
dei MAMMIFERI
65
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PERCHÉ IL JURASSIC PARK DELL’APPENNINO
Perché “il Jurassic Park dell’Appennino?” Perché se in Italia centrale,
durante l’Era dei Dinosauri (Era Secondaria o Mesozoica), le “terribili
lucertole” probabilmente non c’erano, esisteva però un mare ricco di vita: il
Mar della Tetide. In esso nuotavano moltissimi animali:
CELENTERATI (Coralli isolati e coloniali); vedi scheda n°6.
ECHINODERMI (“Ricci di mare”, “Stelle di mare” e “Gigli di mare”); vedi
scheda n°5.
BRACHIOPODI (a forma di “Lampada di Aladino”); vedi scheda n°7.
BIVALVI (volgarmente noti come “vongole” e “mitili”); vedi scheda n°7.
MOLLUSCHI, tra cui:
Gasteropodi (le comuni “chiocciole”); vedi scheda n°4.
Cefalopodi: Belemniti e Ammoniti, questi ultimi tra i fossili più
studiati dai paleontologi; vedi schede n°1, 2, 3, 8.
Tutti insieme costituivano un vero e proprio parco marino.
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18
IL JURASSIC PARK DELL’APPENNINO
IN QUALI ROCCE SI TROVANO I FOSSILI
La maggior parte dei fossili si rinviene entro gli strati delle rocce
sedimentarie, rocce che si formano per accumulo di sedimenti inorganici ed
organici sul fondo di bacini di sedimentazione (come per esempio il mare o i
laghi).
È difficile trovare fossili nelle rocce ignee o nelle metamorfiche; infatti le
prime si formano, per esempio, durante le eruzioni vulcaniche (pensate alle
frequenti eruzioni vulcaniche dell’Etna, il vulcano più alto d’Europa), quindi a
temperature troppo elevate per conservare intatti i resti di organismi
eventualmente inglobati; le seconde, le metamorfiche, si originano a grandi
profondità dove le alte temperature e le elevate pressioni metamorfizzano
(trasformano) le rocce originarie, distruggendo ogni precedente eventuale
traccia di fossile.
Fig. 1
CHE COS’È UN FOSSILE
La parola fossile deriva dal latino “fossilis” e significa “che si scava dalla
terra”.
La scienza che si occupa dello studio dei fossili è la PALEONTOLOGIA,
che significa “discorso sulla vita degli esseri antichi”.
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Con il termine FOSSILE il paleontologo indica “tutti i resti, impronte e
comunque tracce di attività di animali o piante che hanno vissuto nel passato,
qualunque sia il loro stato di conservazione”.
I resti sono le ossa (Fig. 1), i denti o i corpi diventati roccia; le impronte
sono per esempio le orme (quelle dei Dinosauri in Puglia o quelle dei primi
Ominidi in Africa) o i calchi degli Ammoniti (Fig. 2), molluschi fossilizzati
molto diffusi nell’Appennino.
Fig. 2
Le tracce di attività sono per es. le cavità lasciate dai datteri di mare nelle
rocce della scogliera (dette anche bioturbazioni); oppure le piste di fuga dei
vermi; infine ci sono le tracce di nutrizione (tipo Chondrites, Fig. 3).
Fig. 3
A volte avvengono dei ritrovamenti eccezionali! Per esempio i Mammuth
rinvenuti nei ghiacci della Siberia, scomparsi alla fine dell'ultima glaciazione;
gli insetti intrappolati nell'ambra, una resina delle conifere che gocciolando
dalla pianta intrappola gli insetti.
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Ma un fossile per essere tale deve avere almeno 10.000 anni, altrimenti
non è un fossile!! Quindi, molte conchiglie che troviamo d'estate sulle spiagge
non sono fossili perché non hanno 10.000 anni d'età! Il “Travertino”(resti
vegetali - muschio, foglie e rami - incrostati da calcare), che si trova lungo i
fossi, spesso non li ha! Alcuni paleontologi suggeriscono di chiamarli
subfossili, in quanto in loro il processo di fossilizzazione è comunque iniziato.
Anche la mummia del Similaun (nota anche come Uomo venuto dal
ghiaccio o, generalmente, Ötzi, Oetzi e spesso Iceman, o anche Frozen Fritz,
in inglese) il resto del corpo di un essere umano di sesso maschile, risalente ad
un'epoca compresa tra il 3300 e il 3200 a.C. (età del rame), è un subfossile!
Infine ci sono gli Pseudofossili, oggetti inorganici che assumono le
sembianze di fossili. Chi non ha mai visto una roccia rotonda che può apparire
anche agli occhi di esperti ricercatori un guscio di un Ammonite fossilizzato?
Di sicuro gli pseudofossili più comuni sono le dendriti, ossidi di manganese che
sembrano piccoli resti vegetali (Fig 4). Questi ossidi sono solitamente sciolti
nelle acque di infiltrazione che, quando sottoposte alla pressione prodotta dal
peso dei sedimenti sovrastanti, li depositano all’interno delle fratture o degli
spazi di interstrato (tra uno strato e l’altro).
Fig. 4
21
22
LA FOSSILIZZAZIONE
La fossilizzazione è un evento eccezionale. Infatti, grazie a questo
processo, alcuni organismi vissuti nel passato si sono conservati sino ad oggi. In
pratica l’organismo, dopo la sua morte, per avere qualche possibilità di essere
fossilizzato, deve poter essere subito ricoperto da un sedimento fino
(ricoprimento precoce); in questo modo i suoi resti sono protetti dagli attacchi
degli animali (organismi decompositori e limifori) e degli agenti atmosferici
(acqua, ghiaccio, sole e vento). Il sedimento inglobante deve essere di
granulometria fine per non far penetrare l’acqua che altrimenti andrebbe a
corrodere la conchiglia; gli effetti che l’acqua - arricchita con qualche minerale
disciolto in essa - può provocare sui resti fossili, sono ben visibili nelle
conchiglie delle ammoniti piritizzate. Inoltre una buona copertura nasconde i
resti dell’organismo morto agli occhi di possibili sciacalli.
Il seppellimento avviene più facilmente e rapidamente in ambiente marino
che in quello continentale; nel primo, infatti, prevale la sedimentazione, mentre
nel secondo l’erosione.
Quasi sempre vengono conservate solo le parti dure (gusci, ossa, artigli,
denti, etc.) degli organismi, quelle molli (intestino, tentacoli, stomaco, etc.) si
distruggono quasi subito dopo la morte a causa dell’intervento dei batteri
decompositori (sempre presenti, anche nei terreni fini).
Curiosità: I livelli ittiolitici. Nelle rocce dell’Appennino esistono dei
livelli di colore ocra nei quali è possibile rinvenire resti fossili di pesci.
Questi ultimi sono ben conservati perché sono morti in un ambiente
anossico (con scarsità di ossigeno), quindi proibitivo per gli organismi
decompositori. Sotto un pesce eocenico del Wyoning (Fig 5) – collezione
dell’ISS “L.Einaudi” di Porto Sant’Elpidio.
Fig. 5
23
Meccanismi di Fossilizzazione in mare
La fossilizzazione può avvenire in diversi modi, vediamo un cammino
ideale che può subire un organismo dopo la morte. Prendiamo in esame, per
esempio, il fossile più comune e più famoso dell’Appennino: l’Ammonite.
L’ammonite morto si deposita sul fondo del mare; le parti molli (intestino,
stomaco, etc.) sono subito mangiate dagli organismi e microrganismi
decompositori2, sempre comunque presenti nel terreno.
2
Nella catena alimentare gli organismi decompositori occupano un ruolo importantissimo perché è
grazie ad essi che si rimettono in circolo sostanze che altrimenti andrebbero perse per sempre.
24
Esso viene subito ricoperto (“ricoprimento precoce”) da sedimento fine.
Dell’animale rimane soltanto il guscio.
Ora sono possibili due percorsi, vediamo il primo:
PRIMO PERCORSO
Se la conchiglia non è ben chiusa, al suo interno può entrarci del sedimento che
va a riempire la cavità. Una volta che il sedimento si è indurito, sulla sua
superficie rimane impressa l’impronta interna della conchiglia, quindi gli
elementi caratteristici del guscio (coste, nodi, etc): si ottiene il “modello
interno”. Esso riproduce al negativo tutti i caratteri della superficie interna
della conchiglia.
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Curiosità: l’importanza del modello interno per la classificazione
degli AMMONITI. Nel caso degli AMMONITI la fossilizzazione che
produce il modello interno è utile nella determinazione del genere e
anche della specie dell’Ammonite stesso; infatti i caratteri riprodotti
(linea di sutura e ornamentazioni esterne: coste, tubercoli, carena,
etc.), sono indizi paragonabili alle nostre impronte digitali!
Se il sedimento inglobante è ben indurito e se la conchiglia è disciolta, il
modello interno continua a conservarsi ed eventualmente, della conchiglia
ormai disciolta, rimarrà impressa l’impronta sul sedimento inglobante
(“impronta esterna”);
Se dell’acqua che trasporta fango riesce a passare attraverso il sedimento
inglobante, essa può andare a riempire lo spazio lasciato vuoto tra il sedimento
inglobante stesso e il modello interno. Si ottiene così il “modello esterno” (“o
pseudomorfo”), cioè la “replica della conchiglia” - il tipo di fossilizzazione
compreso tra l’impronta esterna e il modello interno.
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Curiosità: un esempio “elegante” di modello esterno. Se il modello
interno è disciolto, rimane soltanto il modello esterno: è il caso di
alcuni GASTEROPODI provenienti dal Calcare massiccio della Gola della
Rossa (Fig. 6).
Fig. 6
SECONDO PERCORSO
Se il sedimento inglobante la conchiglia si è ben litificato e se la conchiglia è ben
chiusa, in essa non entra fango. Se poi la conchiglia si scioglie, nel sedimento
inglobante può rimanere impressa l’impronta esterna ed una cavità all’interno;
g) se la cavità viene successivamente colmata si ottiene la “replica” o “calco
naturale” o “modello naturale” dell’ammonite stesso. In questo caso il
modello esterno e il modello interno non si formano.
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28
CONCETTO DI FOSSILE GUIDA
Gli organismi che oggi ritroviamo fossilizzati nelle rocce, hanno vissuto nel
passato sulla Terra per un determinato periodo di tempo; alcuni di loro per svariati
milioni di anni, altri solo per un milione di anni.
Supponiamo di ritrovare due ammoniti del periodo Giurassico in un affioramento
roccioso di Monte Valmontagnana (AN):
uno, “ammonite A”, è vissuto per trenta milioni di anni, da 200 a 170 milioni di anni
fa; il secondo, “ammonite B”, è vissuto soltanto per un milione di anni, da 199 a 198
milioni di anni fa.
Intuitivamente si può capire che anche il solo ritrovamento di un frammento
dell’ammonite B è un ottimo indizio per scoprire l’età delle rocce che lo contengono.
L’ammonite B si dice “fossile guida” perché ci “guida” nella conoscenza dell’età
della roccia, al contrario dell’ammonite A, vissuto molto più a lungo della precedente.
Altro presupposto fondamentale affinché un fossile sia definito “fossile guida” è
che esso abbia avuto una ampia diffusione areale geografica.
171 m.a
172 m.a.
AMMONITE A
173 m.a.
19 m.a
AMMONITE B
“Fossile Guida”
AMMONITE A
174 m.a
29
I NUMMULITI
Negli strati di roccia affioranti nei dintorni del Santuario di Macereto (VissoMC), di 30 milioni di anni fa circa, si rinvengono frequentemente dei fossili a forma
di UFO: i Nummuliti (Fig 7).
A causa della forma discoidale i romani li chiamarono
“Nummulites” che in latino significa piccole monete. Vivevano nei
fondali marini a profondità comprese tra 50 e 150 metri.
Essi, come molti Ammoniti, sono dei fossili guida. Infatti, vivevano in un vasto
areale geografico ed evolvevano velocemente nel tempo.
Curiosità: i calcari nummulitici, cioè le rocce calcaree ricche di
fossili di Nummuliti, data la loro diffusione lungo il corso del Nilo,
furono la pietra per eccellenza impiegata nella costruzione delle piramidi.
Curiosità: gli egizi non erano dei grandi paleontologi. Infatti, i sacerdoti
di Giza pensavano che i piccoli gusci lenticolari non fossero altro che
lenticchie pietrificate, resti di antichi pasti degli schiavi che lavoravano per la
costruzione delle tombe e delle piramidi dei Faraoni.
30
Fig. 7
IL MONDO DEI FOSSILI VEGETALI
Nella formazione rocciosa del Calcare massiccio, quella che caratterizza le Gole
più belle dell’Italia centrale (Gola di Frasassi, Gola della Rossa, Gola del Furlo, etc.)
sovente si rinvengono due tipi di alghe fossili chiamate Stromatoliti e Oncoliti. Le
prime, Stromatoliti, sono strutture tabulari riconoscibili per la presenza di lineamenti
ondulati orizzontali sulle pareti della roccia; le seconde, Oncoliti, hanno invece un
aspetto concentrico. Entrambi sono tra i fossili più antichi che si rinvengono nella
nostra Regione.
Fino a pochi anni fa si pensava che esse si fossero estinte; recentemente sono
state scoperte Stromatoliti viventi nella costa occidentale Australiana, nella Baia degli
Squali (Shark Bay), alle Bahamas e nel Mar Rosso.
Le prime Stromatoliti fossili, curiosamente, provengono proprio dall’Australia
(Warrawoona - Australia nord-occidentale) e sono state rinvenute in rocce di circa
3,5 miliardi di anni fa. Siccome quelle scoperte recentemente vivono nella zona tra la
bassa e l’alta marea, per il Principio dell’Attualismo possiamo dire con certezza che
3,5 miliardi di anni fa la Luna già orbitava intorno alla Terra!
Curiosità: Stromatoliti e Cianobatteri. Le stromatoliti furono costruite dai
cianobatteri, microscopici organismi procarioti di forma cilindrica, somiglianti alle
perle di una collana, a partire da 2 miliardi di anni fa. Sono i cianobatteri o alghe
azzurre, gli agenti fotosintetizzanti che immisero per primi l’ossigeno nell’atmosfera.
Furono loro a utilizzare per primi l’acqua e l’anidride carbonica per lo
svolgimento della fotosintesi. Utilizzando queste materie prime espirarono per la
prima volta il gas ossigeno che, per gli altri organismi che due miliardi di anni fa
abitavano la Terra, si rivelò letale. È grazie ai cianobatteri, organismi ancora viventi delle dimensioni di 10-5/10-6 m - che oggi noi abbiamo a disposizione l’ossigeno
nell’aria!
31
Come vivevano i cianobatteri. I cianobatteri (noti anche come “alghe azzurre”)
idearono il processo della fotosintesi clorofilliana per ricavare energia. Per farlo
cominciarono a prelevare dalle acque anidride carbonica e, combinandola con l’acqua
stessa- grazie all’energia fornita dal Sole - produssero zuccheri per il loro cibo e
sostentamento e, come prodotto di rifiuto, il gas ossigeno
I batteri fotosintetizzanti sottraendo anidride carbonica dalle acque,
determinarono nelle acque stesse la precipitazione del carbonato di calcio: ecco
perché i cianobatteri sono sempre incrostati di calcare!
Dai batteri fotosintetizzanti a quelli aerobici. Il caso e l’evoluzione aiutarono i
microrganismi a cavarsela nonostante la minaccia presentata dal velenoso gas
“ossigeno”. Alcuni andarono a vivere sottoterra; altri ancora subirono probabilmente
delle mutazioni genetiche che li resero invulnerabili sia al velenoso gas che agli
energici raggi del sole (forse grazie a pigmenti - un po’ quello che succede alla nostra
pelle quando prendiamo la tintarella, grazie al pigmento “melanina”. Altri
addirittura impararono a utilizzare l’ossigeno nella respirazione cellulare!
L’endosimbiosi e l’uomo. Possiamo dire che viviamo grazie ai cianobatteri
aerobici? Probabilmente sì, siamo molto vicini alla verità, visto che circa 1,5 miliardi
di anni fa i batteri aerobici (quelli che, utilizzando l’ossigeno di scarto della
fotosintesi, facevano la respirazione cellulare per ricavare energia) entrarono in un
involucro (la futura membrana cellulare della cellula eucariota) per diventare
l’organulo mitocondrio, la centrale elettrica delle nostre cellule.
32
Proposta didattica IDENTIKIT DI UN FOSSILE
NOME DELL’INVESTIGATORE:
LUOGO DEL RINVENIMENTO:
ESEGUI UNO SKETCH (DISEGNO ESEMPLIFICATO DEL FOSSILE)
INDIVIDUAZIONE DEL FOSSILE
AMMONITE
BELEMNITE
GASTEROPODE
BIVALVE
CORALLO
RICCIO DI MARE
DENTE
BRACHIOPODE
TRAVERTINO
LEGNO SILICIZZATO
APTICO
CRINOIDE
OSSO
PESCE
ALTRO……..
QUALE PARTE DI FOSSILE HAI TROVATO?
Modello interno (tutto quello che sta dentro il guscio, escluso il guscio stesso)
Modello esterno (il guscio più quello contenuto al suo interno)
Calco o Impronta
Replica del guscio
Altro…..
Ricostruisci le tappe della storia che hanno portato i resti dell’animale vissuto tanti
milioni di anni fa fino ai nostri giorni. Sotto è indicato un esempio:
Fossilizzazione dell’animale
Morte dell’animale
L’animale in vita nelle acque calde e basse del Mar della Tetide
Emersione della montagna (orogenesi)
Rinvenimento dell’animale
OSSERVAZIONI:
33
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41
42
GLOSSARIO
Mollusco marino che viveva nel Mar della Tetide. Il suo
nome deriva dal dio egizio del sole “Ammone”. Infatti, le
ornamentazioni esterne (coste) del guscio somigliano ai
raggi del Sole.
Area depressa della superficie terrestre nella quale si
BACINO DI
SEDIMENTAZIONE accumulano sedimenti provenienti dalle zone circostanti
più elevate. Il bacino di sedimentazione più noto per
antonomasia è il mare.
CALCO O MODELLO Fossilizzazione della conchiglia e del suo interno.
Frequenti esemplari di ammoniti caratterizzate da questo
NATURALE O
tipo di fossilizzazione provengono da rocce di 150 milioni
REPLICA
di anni fa.
Serie di organismi collegati fra loro come gli anelli di una
CATENA
catena. Nel Mar delle Tetide le alghe fotosintetizzanti che
ALIMENTARE
formarono Stromatoliti e Oncoliti costituivano il primo
anello (Produttori).
Metodo di datazione delle rocce basato sulle misurazioni
DATAZIONE
del decadimento radioattivo. Metodo applicabile nelle
ASSOLUTA
rocce ignee. Talvolta anche nelle rocce sedimentarie,
quando in esse sono presenti livelli di cenere vulcanica.
Metodo di datazione degli strati rocciosi e del loro
DATAZIONE
contenuto fossilifero basato sul principio di
RELATIVA
sovrapposizione.
Periodo di tempo delimitato da brusche variazioni della
ERA
flora e della fauna fossili nelle rocce. L’era secondaria è
delimitata da due grandi estinzioni, quella dei trilobiti circa 250 milioni di anni fa e quella dei Dinosauri e delle
stesse Ammoniti, circa 65 milioni di anni fa.
Dal latino “fossilis”. Significa che si scava dalla terra. Con
FOSSILE
il termine fossile il paleontologo indica “tutti i resti,
impronte e comunque tracce di attività di animali o piante
che hanno vissuto nel passato, qualunque sia il loro stato
di conservazione”.
Organismo animale o vegetale tuttora vivente del quale
FOSSILE VIVENTE
sono rinvenuti resti fossili molto antichi. Uno di essi è il
Nautilus, mollusco marino apparso circa 300 milioni di
anni fa, ora presente in un unico genere nell’Oceano
Indiano; un altro è l’albero Ginkgo biloba, unica specie
attuale di un gruppo di piante estinte da tempo.
AMMONITE
43
Evento eccezionale (si pensa che i resti fossili
rappresentino solo l’1% della vita apparsa sulla Terra)
che permette la conservazione di organismi vissuti nel
passato.
Impronta fossile di un organismo impressa sul sedimento
IMPRONTA
inglobante.
ESTERNA
Orme lasciate sul terreno dal passaggio di organismi. Gli
IMPRONTE
esempi più spettacolari sono dati dalle impronte dei
Dinosauri. Importantissime sono quelle degli ominidi
rinvenute in Africa, risalenti a più di 3.5 milioni di anni fa.
Atomi di uno stesso elemento che differiscono tra di loro
ISOTOPI
per il numero di neutroni presenti nel nucleo.
Significa “pesci-lucertola” e tra i rettili furono quelli che
ITTIOSAURI
si adattarono meglio all’ambiente marino. Nel Cretacico
erano i soli rettili che non deponeva più le uova sulla
terraferma. Erano anche ottimi nuotatori.
MAR DELLA TETIDE Bacino marino presente nel periodo Giurassico e all’inizio
del Cretacico. Corrisponde in parte all’attuale Mar
Mediterraneo. Era caratterizzato da acque calde e poco
profonde, luogo ideale per la vita.
MODELLO ESTERNO Fossilizzazione del solo guscio. Tipo di fossilizzazione
frequente negli Ammoniti più antichi (da 200 a 190 m.a.)
e più recenti (da 160 a 140 m. a.) dell’Appennino.
MODELLO INTERNO Fossilizzazione dell’interno della conchiglia di organismi,
come Ammoniti e Gasteropodi. Tipo di fossilizzazione
frequente negli Ammoniti dell’Appennino di età
intermedia (tra 190 e 170 milioni di anni fa).
Resti concentrici di alghe fossili incrostanti che si
ONCOLITI
rinvengono in associazione con le stromatoliti.
Significa “discorso sulla vita degli esseri antichi”. È la
PALEONTOLOGIA
scienza che studia i fossili.
Intervallo di tempo compreso tra importanti avvenimenti
PERIODO
geologici, come l’inizio del sollevamento di catene
montuose o l’apparizione o l’estinzione di gruppi o specie
di organismi.
Ipotesi del geologo britannico Charles Lyell (1797-1875)
PRINCIPIO
DELL’ATTUALISMO secondo la quale “gli eventi geologici passati si sono
verificati con lo stesso ritmo degli eventi geologici
attuali”. È così che, osservando il modo di vivere del
Nautilus, possiamo immaginare come viveva l’Ammonite.
FOSSILIZZAZIONE
44
PRINCIPIO DI
SOVRAPPOSIZIONE
PSEUDOFOSSILI
ROCCE
SEDIMENTARIE
SEDIMENTO
STROMATOLITI
SUBFOSSILI
TRACCE DI
ATTIVITÀ
TRACCE DI
NUTRIZIONE
Noto anche come “Primo principio della Geologia”.
Secondo tale enunciato, in una successione di strati che non
ha subito ribaltamenti, lo strato di roccia che è in basso è il
più antico.
Oggetti inorganici aventi le sembianze di fossili. I più noti
in Italia sono le dendriti – ossidi di manganese – che
appaiono come disegni dalle geometrie simili a piccole
radici. Essi si trovano all’interno delle rocce sedimentarie e
talvolta anche nelle rocce ignee.
Rocce che si formano per accumulo di sedimenti, di clasti
di origine organica o inorganica, sul fodo di bacini di
sedimentazione.
Qualsiasi elemento materiale che deriva dalla
disgregazione di una roccia e che ha subito un seppur
minimo trasporto.
Resti di alghe fossili incrostate di calcare tra i più antichi
fossili nell’Italia centrale. Sono strutture ad andamento
generalmente tabulare che si rinvengono frequentemente
nei sedimenti del Calcare massiccio, formazione rocciosa
tipica delle gole più belle della Regione.
Resti di organismi risalenti ai periodi storici (a partire
dall’Olocene, 10.000 anni fa) che hanno subito il processo
della fossilizzazione.
Tracce sferiche o cilindriche lasciate da organismi sulle
rocce. Molti bivalvi vivono sulla costa scavandosi delle
nicchie negli scogli. Anche cavità scavate dall’uomo
nell’antichità fanno parte di questa categoria di fossili.
Tracce con tipica struttura “pennata” lasciate sui sedimenti
da vermi in cerca di cibo. Essi scavavano dapprima un
tunnel rettilineo nel fango per poi tornare indietro
attraverso vie laterali. Esempi sono i “Chondrites” (Fig 3
pag 20).
45
IL CEA IL CASTELLO DIDATTICO
Il CEA "Il Castello Didattico", nato nel 1999 e gestito dal C.E.N.F. (Centro Escursionistico
Naturalistico Frasassi), era impegnato nella realizzazione di attività di didattica ambientale
per la valorizzazione del territorio marchigiano. Le attività erano curate da geologi, naturalisti
e biologi ed erano rivolte a studenti di ogni età e appassionati.
L’ambiente naturale in cui si collocava il C.E.A. – Il Castello Didattico - è il Parco Naturale
Regionale della Gola della Rossa e di Frasassi, all’interno della Comunità Montana
dell’Esino-Frasassi.
La metodologia adottata era basata sull’incoraggiamento dello spirito di osservazione e delle
capacità critiche degli utenti. Gli operatori del CEA stimolavano in continuazione queste
caratteristiche attraverso l’indagine delle immagini offerte dai fenomeni naturali.
Esercitazioni pratiche sul campo, con l’ausilio di apposite dispense e schede di lavoro,
completavano le esperienze.
Il CEA disponeva di strutture per ospitare circa 40 persone.
Il territorio è attraversato dai fiumi Sentino ed Esino che rispettivamente hanno originato le
due spettacolari gole rupestri di Frasassi e della Rossa (dalle quali il Parco prende il nome),
una delle quali ospita il complesso delle splendide Grotte di Frasassi.
Numerose sono le emergenze botanico-vegetazionali di questo entroterra, come per esempio
quella dell’oasi floristica protetta di Valle Scappuccia. Un altro luogo incontaminato si trova
nei pressi del paese di Castelletta (sede del CEA), lungo un sentiero dalle ampie vedute
panoramiche, che si sviluppa attraverso un fresco bosco di faggio e giacimenti fossiliferi.
Notevoli sono anche le emergenze geologiche, con gli affioramenti fossiliferi e i giacimenti
minerari. Oltre le Grotte di Frasassi si possono ammirare altre spettacolari manifestazioni
carsiche.
Le attività del Centro erano:
Lezioni in classe – o in una sala accogliente della casa parrocchiale di Castelletta –tenute
utilizzando vari strumenti didattici: dalla lavagna luminosa al proiettore, dalla lavagna
magnetica a quella classica, dai campioni di roccia a quelli di botanica.
Escursioni con gli studenti nel territorio
Corsi serali sulla conoscenza dei fenomeni naturali
Mostre di fossili e minerali Itineranti e non.
Organizzazione di convegni presso la casa parrocchiale di Castelletta.
Preparazione di opuscoli e depliant.
Realizzazione di cartellonistica da esporre lungo i sentieri.
46
BIBLIOGRAFIA
ARTHUR B. BUSBEY III, ROBERT R.COENRAADS, PAUL WILLIS & DAVID
ROOTS, (1998), i libri della Natura: Rocce e Fossili, Edizioni De Agostini, Novara.
BIBLIOTECA ILLUSTRATA TASCABILE, (1998), Fossili, Edizioni Mondatori,
Milano.
CECCA F., CRESTA S., PALLINI G. & SANTANTONIO M. (1990) – Il Giurassico
di Monte Nerone (Appennino marchigiano, Italia centrale): biostratigrafia,
litostratigrafia ed evoluzione paleogeografica. In: Pallini G., Cecca F. Cresta S. &
Santantonio M. (Eds.) – Atti III Convegno “Fossili, Evoluzione; Ambiente”, Pergola
1987, pp. 63-139.
CECCA F., CRESTA S., PALLINI G. & SANTANTONIO M. (1990) – Il Giurassico
di Monte Nerone (Appennino marchigiano, Italia centrale): biostratigrafia,
litostratigrafia ed evoluzione paleogeografica. In: Pallini G., Cecca F., Cresta S. &
Santantonio M. (Eds.) – Atti III Convegno “Fossili, Evoluzione; Ambiente”, Pergola
1987, 63-139.
CENTAMORE E. & DEIANA G., (1986), La Geologia delle Marche, Volume
Speciale, Studi Geologici Camerti
CESARE CATALANO & MARIA ANTONIETTA MATERAZZI (2000)– Le Cave
del Monte Conero – Cea Scuola Media di Sirolo-Numana – Rete C.E.A. della
Provincia di Ancona – Quaderni della Rete – Anno 1, N°1 –
CONSORZIO PARCO NATURALE, PROVINCIA DI ANCONA (1997) - Carta
Geologica con Itinerari Escursionistici Parco Naturale del Conero - Scala 1:20.000
EDOARDO BIONDI & MARIANTONIA BALDONI, (1990), Natura e Ambiente
nella Provincia di Ancona – Provincia di Ancona, Assessorato alla Tutela
dell’Ambiente
ENCICLOPEDIA DEI RAGAZZI, (1998), Nascita
Edizioni Fabbri Larousse, Milano
ed Evoluzione della Vita,
FOSSILI, (1986), Edizioni Mondadori, Milano
FRANCESCO BURATTINI, (1993), Guida al Parco del Conero – Parco del Conero,
C.A.I. Ancona, Edizioni Aniballi
47
FRONTIERE DELLA SCIENZA (a cura di Piero Angela), (1983), Nascita
Evoluzione della Vita, Edizioni Gruppo Editoriale Fabbri, Milano
ed
MARCHEGIANI L., DEIANA G. & TONDI E. (1996-97) – Tettonica pre-orogenica
in Appennino centrale. Studi Geologici Camerti, XIV (1996-97), pp 229-236.
NINO BUCCI, MIRELLA MONTAGNA & AGOSTINO PUGLIESE (1995) – Le
Marche, un percorso geologico – Istituto Tecnico Commerciale e per Geometri “E.F.
Corinaldesi” Senigallia, Liceo Scientifico Statale “E.Medi” Senigallia, Istituto Statale
d’Arte “A.Apolloni” Fano – Progetto Giovani –
PINNA G, (1989), Il Grande libro dei Fossili, Edizioni Rizzoli, Milano
REGIONE MARCHE, (1991), L’ambiente Fisico delle Marche, Giunta Regionale –
Assessorato Urbanistica – Ambiente
SOCIETÀ GEOLOGICA ITALIANA (1994) - Guide Geologiche Regionali – 15
Itinerari – Appennino Umbro-Marchigiano – volume N°7 –
STEFANO CRESTA (1999) - Guida alla Sezione Geo-Paleontologica del Museo
Brancaleoni” e alla Stratigrafia di Monte Nerone – Comune di Piobbico (PU).
STROPPA P. (1995) – Biostratigrafia della sezione Giurassica di alto strutturale di
M.te Valmontagnana (Appennino umbro-marchigiano) Tesina di laurea, relatori prof.
Giovanni Pallini. & prof. Maurizio Chiocchino. Università degli studi di Camerino
(MC)
STROPPA P. (2.000) – La Geologia nel Parco –– Quaderni del Parco N°3 a cura del
C.A.I. di Fabriano con la collaborazione del C.E.N.F.: Il Mondo Sotterraneo, pp. 1844
STUDI GEOLOGICI CAMERTI (1986) – La Geologia delle Marche - volume
speciale
TESORI DELLA TERRA, (1999), Edizioni De Agostani, Milano
LAMBERT M. (1994), Fossili, Le Guide Illustrate, Edizioni Vallardi I.G.
48
