14 Datazione rocce.qxd - Zanichelli online per la scuola
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I metodi di datazione delle rocce del pianeta e la sequenza di eventi che ne hanno modificato l’aspetto fino a quello attuale. La datazione delle rocce può avvenire in due modi: – si può stabilire se una roccia è più antica o più recente di altre (datazione relativa), anche senza sapere quanto tempo fa si sono formate; Le rocce hanno età differenti. Alcune si sono formate nei primi stadi di evoluzione del pianeta; altre sono molto più recenti. Le rocce sono le testimonianze di eventi che si sono verificati in un passato lontano. Attraverso il loro studio e la loro datazione (stabilendone l’età) è possibile ricostruire la storia 1 I principi della Stratigrafia Si è visto che la deposizione dei sedimenti avviene in strati sovrapposti. Con la litificazio- 1. Orizzontalità originaria. I sedimenti si depositano, di regola, in strati pressocché orizzontali e, una volta divenuti rocce, dovrebbero continuare ad apparire come strati orizzontali. Secondo il principio di orizzontalità originaria, se gli strati che stiamo osservando ci appaiono inclinati o addirittura verticali o incurvati, si deve concludere che essi hanno assunto la giacitura attuale come conseguenza di movimenti della crosta avvenuti dopo la loro formazione. ne, i sedimenti si trasformano in rocce, ma mantengono la successione degli strati. Esse rispettano i tre principi della Stratigrafia. [Interfoto/Alamy] La profonda incisione del Fiume Colorado ha messo in luce una successione verticale di oltre 1000 metri di rocce stratificate, quasi orizzontali. 2 L’importanza dei fossili Il disegno mostra due affioramenti di rocce sedimentarie. Da cosa capiamo se uno strato dell’affioramento A è più antico o più recente di uno dell’affioramento B? sedimentazione in un lago o nel mare Una risposta è: attraverso la presenza di fossili guida. Se esaminiamo, dal basso in alto, gli strati di una successione di rocce sedimentarie, osserviamo che i fossili che si trovano per primi (sotto) sono presenti per un certo spessore di 2. Sovrapposizione. Ogni strato di roccia sedimentaria è più giovane di quello sottostante e più antico di quello che gli sta sopra (se gli strati non sono stati sconvolti da movimenti della crosta terrestre). Applicando il principio di sovrapposizione possiamo paragonare una serie di strati rocciosi a un «calendario» verticale, sul quale è registrato il tempo trascorso dalla deposizione dello strato più vecchio a quella dello strato più recente. 3. Intersezione. Intrusioni di magma che tagliano altre rocce sono più giovani di queste. Il principio di intersezione si applica anche alle fratture o rotture che attraversano le rocce. QUESITI 1 Come si dispongono gli strati di sedimenti gli uni rispetto agli altri? strati, poi scompaiono lasciando il posto a fossili di altri organismi. Questi vengono sostituiti a loro volta da altri fossili, e così via. Ogni tipo di fossili è collegato a un certo momento dell’evoluzione della vita sulla Terra. Le rocce sedimentarie che si spostamento degli strati lungo una faglia sono formate nello stesso periodo della storia della Terra sono caratterizzate dagli stessi fossili. Perciò se in due rocce, prelevate da diverse regioni geografiche, si rinvengono gli stessi fossili, si può concludere che gli strati da cui provengono si sono formati contemporaneamente. QUESITI 1 In che modo i fossili ci forniscono informazioni sull’evoluzione della vita sulla Terra? LEGGI L’IMMAGINE affioramento (A) faglia 1 SCIENZE DELLA TERRA affioramento (B) 2 Come riconosco che due strati sedimentari come quelli in figura si sono formati nello stesso periodo? Lupia Palmieri, Parotto, Saraceni, Strumia, Scienze naturali © 2011, Zanichelli editore S.p.A. – si può attribuire alla roccia un’età in anni (datazione assoluta). La Stratigrafia è quella parte delle scienze geologiche che ha come obiettivo la ricostruzione della storia della Terra attraverso la ricostruzione dell’ordine in cui si sono formate nel tempo le rocce della crosta. Essa si prefigge due obiettivi principali: – risalire alla natura e all’estensione geografica dei singoli ambienti fisici che hanno originato (nel tempo) i tipi di rocce che formano la crosta; – ricostruire l’ordine in cui si sono formate nel tempo tali rocce. 3 Discordanze Generalmente le formazioni hanno un’estensione orizzontale enorme rispetto allo spessore ed 씰 VEDI ANCHE… ATTIVITÀ Animazione La formazione di una discordanza [4:56] Calcola le quantità di un isotopo radioattivo 씰 Completa la tabella. Età della roccia Formazione della roccia Tempo di dimezzamento 2 volte il tempo di dimezzamento 3 volte il tempo di dimezzamento 4 volte il tempo di dimezzamento è assai difficile identificare la loro terminazione laterale. È più facile osservare il passaggio verticale da una formazione all’al- tra. Il passaggio tra le varie formazioni può essere repentino o graduale. I rapporti verticali tra gli strati possono essere concor- CHE COSA VEDE IL GEOLOGO strati orizzontali strati inclinati uranio 238 dere, per trasformarsi in isotopi di elementi stabili. Il decadimento avviene per ogni elemento secondo un ritmo preciso, dato dal tempo di dimezzamento (necessario perché la quantità di isotopo radioattivo si dimezzi), ed è accompagnato dall’emissione di energia sotto forma di radiazione. Per alcuni isotopi il tempo di dimezzamento è questione di frazioni di secondo, per altri di migliaia, milioni o anche miliardi di anni. torio protoattinio uranio 234 234 234 4,5 miliardi di anni 24 giorni 1 minuto torio 230 247 000 anni radio 226 80 000 anni radon 222 1602 anni emissione di una particella Lupia Palmieri, Parotto, Saraceni, Strumia, Scienze naturali © 2011, Zanichelli editore S.p.A. piombo bismuto polonio 214 214 214 3 minuti 27 minuti 20 minuti 1 1/2 ........ ........ ........ danti o discordanti. Quando non vi è stata un’evidente interruzione della sedimentazione, le due formazioni si dicono concordanti. Si definisce discordanza una superficie che separe due successioni sedimentarie non in continuità temporale tra loro. In base a ciò che accade agli strati dopo che sono stati deposti distinguiamo due tipi di discordanze stratigrafiche: – discordanza semplice, – discordanza angolare. QUESITI 1 In che caso tra due successioni sedimentarie si rileva una discordanza? LEGGI L’IMMAGINE 2 Nella discordanza angolare da cosa dipende la diversa inclinazione tra strati superiori e inferiori? Per misurare l’età radiometrica di una roccia si conta (con un apposito strumento) il numero di isotopi instabili di un elemento ancora presenti e il numero di isotopi stabili derivati dal decadimento; conoscendo il tempo di dimezzamento, è possibile calcolare quanto tempo è trascorso dal momento in cui gli isotopi radioattivi sono entrati a far parte del reticolo cristallino del minerale, cioè dal momento in cui si è formato quel minerale. polonio 222 4 giorni La discordanza semplice si forma quando un basamento di rocce spianato dall’erosione è ricoperto da strati (orizzontali) di rocce sedimentarie. Nella discordanza angolare alcuni strati di rocce sedimentarie, inclinati a causa di movimenti della crosta, sono stati deformati, erosi e poi ricoperti da altri strati. strati orizzontali 4 Il metodo radiometrico Il metodo più largamente impiegato per determinare l’età in anni delle rocce si fonda sulla radioattività naturale posseduta da alcuni atomi che fanno parte dei reticoli cristallini dei minerali in esse contenuti. Gli atomi di un elemento sono presenti in natura in diverse «versioni», chiamate isotopi. Molti degli isotopi che contengono più neutroni che protoni sono instabili e tendono a deca- uranio-238 nella roccia QUESITI 1 Quali informazioni ci occorrono per misurare l’età radiometrica di una roccia? LEGGI L’IMMAGINE 2 Quanto tempo occorre affinché l’uranio-238 si trasformi in piombo-206? La trasformazione di un isotopo radioattivo in un elemento stabile può avvenire attraverso una complessa serie di passaggi, come mostra il decadimento dell’uranio-238 fino al piombo-206. piombo bismuto polonio piombo 210 210 210 206 0,00000016 secondi (stabile) 21 anni 5 giorni 138 giorni emissione di energia U N I T À T4• Il modellamento del rilievo 2
