Storia della terra – Cronostratigrafia – Chronostratigraphy

Storia della terra – Cronostratigrafia – Chronostratigraphy

La Terra, dalla sua origine risalente a circa 4,6 miliardi di anni fa sino a oggi, passando attraverso l’epoca in cui è comparsa la vita (circa 3,5 miliardi di anni fa) ha subito continue modificazioni. Per stabilire l’età della Terra e ricostruirne la storia, gli scienziati si sono avvalsi di speciali documenti: le rocce e i fossili, cioè i resti di organismi animali e vegetali vissuti nel passato e giunti fino a noi all’interno delle rocce sedimentarie. Utilizzando metodi di datazione relativa, si è potuta stabilire la sequenza degli eventi che hanno caratterizzato la storia della Terra; con metodi di datazione assoluta, soprattutto con la radiometria, si è potuto invece stabilire l’età della Terra e datare precisamente gli eventi.La storia della Terra è stata quindi suddivisa in cinque ere geologiche, cioè lunghissimi periodi di tempo, ciascuno dei quali è stato caratterizzato da particolari fenomeni geologici ed eventi biologici.

Il tempo geologico

La ricostruzione della storia della Terra implica la possibilità di stabilire la sequenza degli eventi succedutisi attraverso l’interpretazione di documenti. Fino a due secoli fa, per ricostruire la storia della Terra i naturalisti si basavano per lo più sull’interpretazione letterale della Bibbia e attribuivano così alla Terra un’età di poche migliaia di anni. La misura del tempo geologico, cioè dell’età della Terra, con l’attribuzione di date relativamente precise, è una conquista recente e si basa sullo studio di particolari documenti: le rocce e i fossili contenuti in alcune di esse. Attualmente, l’età della Terra è valutata in 4,6 miliardi di anni e, dalla sua origine, essa ha subito e continuamente subisce l’azione di forze endogene (che si originano all’interno della Terra, quali vulcanismo e sismi) ed esogene (che si originano all’esterno della Terra, cioè tutti i fenomeni atmosferici), che ne modificano l’aspetto; inoltre, caso unico tra i pianeti del sistema solare, circa 3,5 miliardi di anni fa su di essa ha avuto origine e si è poi evoluta la vita.

I numerosi metodi di datazione oggi utilizzati possono essere distinti in metodi di datazione relativa , che permettono solo di stabilire la sequenza degli eventi , cioè l’ordine col quale si sono succeduti, e metodi di datazione assoluta , che consentono invece di datare esattamente un evento, indicando quando si è verificato e la sua durata.

I fossili

I fossili sono reperti molto importanti, che permettono non solo di ricostruire la storia della Terra, ma anche la storia della vita che si è evoluta sulla Terra. Infatti, già il naturalista francese G. Cuvier (1769-1832), considerato il fondatore della scienza che si occupa dello studio dei fossili, la paleontologia (dal greco palaiós, antico e óntos, essere), osservò che i fossili degli organismi rinvenuti nelle rocce erano assai dissimili dagli organismi viventi, deducendone che gli organismi si evolvono con il passare del tempo.

Il termine fossile (dal latino fodĕre, scavare) indica qualsiasi resto di organismo animale o vegetale (fossile diretto) o di sue tracce (fossile indiretto), vissuto in epoche passate, giunto fino a noi grazie a processi detti di fossilizzazione e conservatosi all’interno delle rocce sedimentarie.

In condizioni normali, dopo la loro morte gli organismi sono soggetti alla decomposizione a opera di microrganismi detti decompositori, che trasformano le sostanze organiche complesse di cui sono composti in sostanze inorganiche semplici (che vengono restituite all’ambiente). Il processo di trasformazione di un organismo in fossile, o fossilizzazione, presuppone condizioni particolari, che facciano sì che l’organismo, dopo la morte, sia rapidamente seppellito da sedimenti e isolato dall’ambiente aereo o acquatico, in modo da sottrarlo all’opera di agenti (fisici, chimici e biologici) che ne provocherebbero la decomposizione.

La fossilizzazione, secondo le modalità con cui avviene, permette la conservazione diretta di alcune parti dell’organismo, la conservazione indiretta di sue tracce o la conservazione integrale dell’organismo.

Conservazione diretta

Può avvenire attraverso processi di mineralizzazione o di carbonizzazione.

Nel processo di mineralizzazione, i sali minerali originariamente presenti nell’organismo vengono arricchiti o sostituiti con altri sali minerali chimicamente più stabili, disciolti nelle acque circolanti nei sedimenti dove è sepolto l’organismo. I fossili mineralizzati sono costituiti generalmente dai minerali calcite, silice o fosfato di calcio.

La carbonizzazione è il processo di fossilizzazione più comune per i vegetali, dovuto all’azione di batteri anaerobi (cioè che vivono fuori dal contatto con l’aria), i quali progressivamente eliminano dai tessuti vegetali azoto, idrogeno e ossigeno e li arricchiscono in carbonio. La carbonizzazione ha permesso la conservazione di strutture anche molto delicate, come le foglie, di cui si può osservare l’impronta scura carboniosa rimasta in alcune rocce sedimentarie.

Conservazione indiretta

In questo caso non sono visibili direttamente parti degli organismi, ma se ne riconoscono impronte, calchi o tracce della loro attività.

Per esempio, se una conchiglia di bivalve, un tipo di mollusco (fig. 16.1), viene sepolta da materiale sedimentario fine, può accadere che il guscio si disciolga e lasci nel materiale sedimentario la sua impronta. La cavità rimasta all’interno dell’impronta può essere a sua volta riempita da altro materiale fine e costituire il calco, che riproduce le caratteristiche esterne dell’organismo.

Le tracce di un organismo sono rappresentate da ogni tipo di reperto che ne indichi la presenza o l’attività (orme, gallerie, coproliti); esse forniscono utili informazioni sulle associazioni faunistiche, sull’ecologia e sulle dimensioni degli organismi.

Conservazione integrale

Può raramente accadere che si conservi tutto l’organismo, inglobato, per esempio, all’interno dell’ambra o del permafrost o in seguito a mummificazione naturale.

Piccoli organismi animali invertebrati, soprattutto insetti, si conservano perfettamente integri per inclusione in ambra, resina fossile solidificata prodotta da antiche conifere.

Alcuni mammut sono stati rinvenuti in Siberia con le carni ancora intatte e con il loro folto mantello peloso, inclusi nel permafrost, strato di suolo permanentemente ghiacciato presente in alcune zone della Terra ad alte latitudini.

La mummificazione naturale si verifica quando i tessuti e le parti molli dell’organismo si disseccano e si conservano senza degradarsi completamente: questo processo può avvenire in luoghi asciutti e chiusi o con climi semiaridi. Sono così potuti pervenire a noi resti mummificati di uomini preistorici.

Metodi di datazione relativa

I metodi di datazione relativa delle rocce e dei fossili consentono di stabilire la successione reciproca con la quale si sono verificati eventi, geologici o biologici, ma non di assegnarne una data.

Tre sono i criteri seguiti: il criterio stratigrafico, il criterio paleontologico e il criterio litologico.

Il criterio stratigrafico si basa sull’osservazione che, in generale, in una successione di strati sedimentari, quelli che si trovano più in basso sono più antichi degli strati superiori, per cui anche la sequenza degli eventi geologici che li ha originati segue lo stesso ordine cronologico. Tuttavia, bisogna tener presente che non sempre questo criterio è applicabile, poiché, a causa dei movimenti tettonici della litosfera, a volte gli strati sedimentari possono presentarsi in posizioni diverse da quelle originarie, (per esempio, gli strati possono essere verticali o addirittura rovesciati) e in tal caso è necessario utilizzare altri criteri di datazione.

Il criterio paleontologico si basa sull’uso dei fossili per datare gli strati rocciosi in cui essi si trovano, poiché in genere tali strati possiedono la loro stessa età. Ammettendo che la vita si sia evoluta più o meno omogeneamente su tutta la Terra, la presenza di determinati fossili permette di stabilire se una roccia che li contiene sia più antica o più recente rispetto a un’altra.

Tuttavia, non tutti i fossili sono utili per questo tipo di datazione, ma solo alcuni, detti fossili guida, appartenenti a specie animali e vegetali che hanno avuto una rapida evoluzione (e quindi sono vissuti in un periodo di tempo relativamente breve) e un’ampia diffusione geografica. Si tratta soprattutto di fossili di organismi marini inclusi in rocce sedimentarie (quali le ammoniti , molluschi cefalopodi con la conchiglia a spirale, fossili guida dell’era Mesozoica) o le diverse specie dei nummuliti, (foraminiferi di grandi dimensioni, fossili guida per il Paleogene, la prima parte dell’era Cenozoica). Medesimi fossili guida permettono anche di correlare tra loro strati rocciosi di aree geografiche differenti.

Infine, bisogna tener presente che talvolta nelle rocce sedimentarie clastiche si trovano i cosiddetti fossili rimaneggiati, relativi cioè a organismi vissuti in luoghi e in tempi diversi da quelli in cui si è formato il sedimento e che erano contenuti in altre rocce sedimentarie dalla cui degradazione derivano i clasti stessi: (i fossili rimaneggiati non sono perciò utili per datare lo strato roccioso in cui si trovano).

Il criterio litologico, applicabile ad aree limitate, si basa sul fatto che rocce uguali hanno la stessa età; esso è valido limitatamente a depositi formatisi all’interno di singoli bacini (per esempio, un bacino lacustre o un mare).

Metodi di datazione assoluta

I metodi di datazione assoluta permettono di attribuire una determinata età alle rocce e a fossili e dunque anche all’evento che li ha originati, specificando la sua durata.

Tra i diversi metodi di datazione assoluta rivestono particolare importanza i metodi radiometrici (di seguito trattati), che si basano sulla misura della radioattività residua di rocce e di fossili (altri metodi di datazione assoluta sono trattati nel riquadro).

La radioattività è una proprietà di alcuni isotopi instabili di certi elementi, che nel tempo si trasformano spontaneamente in isotopi stabili dello stesso elemento o di un elemento differente, attraverso il fenomeno del decadimento radioattivo consistente nell’emissione di raggi (o particelle) alfa, beta o gamma. Ciascun isotopo radioattivo è caratterizzato da un determinato valore del tempo di dimezzamento, che rappresenta il tempo necessario perché una certa massa di un isotopo radioattivo si riduca a metà. Per esempio, l’uranio-238(238 U) si trasforma in piombo-206 (206Pb) con un tempo di dimezzamento di 4,5 miliardi di anni; ciò significa che se si parte da 1 g di uranio-238, dopo 4,5 miliardi di anni, la metà, 0,5 g, si sarà trasformata in piombo-206; dopo altri 4,5 miliardi di anni, l’uranio si sarà ulteriormente dimezzato a 0,25 g e così via. In base al rapporto tra la quantità di un elemento radioattivo ancora presente in una roccia e la quantità di elemento stabile (risultante dal decadimento del primo), si può, conoscendo il tempo di dimezzamento, risalire, con opportune formule, all’età della roccia o del fossile.

Per la datazione di reperti fossili relativamente recenti (di età non superiore a 40 000 anni) si ricorre al metodo del radiocarbonio, con il quale si misura il supporto tra le quantità dei due isotopi del carbonio: il carbonio-14 (14C) radioattivo e il carbonio-12 (12C) stabile. Nell’atmosfera i due isotopi del carbonio sono contenuti in un determinato rapporto, che rimane costante anche negli organismi vegetali, poiché essi fissano il carbonio atmosferico, contenuto nel diossido di carbonio, CO2, attraverso la fotosintesi clorofilliana e negli organismi animali, che assimilano il carbonio attraverso l’alimentazione. Al momento della morte, in un organismo vegetale si interrompe il processo fotosintetico, mentre in un animale cessa l’assimilazione di sostanze contenenti carbonio; l’isotopo 14C, instabile, inizia a decadere, trasformandosi in azoto-14, (14N), con un tempo di dimezzamento pari a 5730 anni, mentre l’isotopo 12C non subisce trasformazioni; in conseguenza di ciò, col passare del tempo, il rapporto 14C/12C diminuisce e dalla misura di questo rapporto è possibile risalire all’età dei resti di un organismo o del fossile che da esso si è formato.

Questo metodo presenta un inconveniente, legato al fatto che il rapporto fra gli isotopi del carbonio è cambiato nel tempo a causa di mutamenti avvenuti nell’atmosfera. Basandoci sul rapporto 14C/12 C dell’atmosfera attuale, si rischierebbe di commettere errori, perciò si rende necessaria una calibrazione del metodo mediante l’analisi degli anelli di accrescimento di alberi (dendrocronologia), effettuato su esemplari ancora viventi ed estremamente vecchi, quelli di Pinus aristata, che raggiunge età di circa 5000 anni: si sono così ottenute curve di calibrazione per quasi tutti i materiali organici, applicabili fino a circa 70 000 anni.

Circa i materiali di datazione assoluta di rocce e fossili, è opportuno tenere presente che:

  • i minerali con elementi radioattivi sono in genere più abbondanti nelle rocce ignee, rispetto a quelle sedimentarie;
  • dalla misurazione radiometrica si ottiene l’età di un elemento contenuto in un minerale, quindi le età radioattive sono riferite all’età dei singoli minerali;
  • se in una roccia sono presenti minerali di età diversa, a causa della sua genesi, a seconda del minerale sottoposto ad analisi, si otterranno età diverse.

Riassumiamo nella tab. 16.1 alcuni dei metodi di radiodatazione più utilizzati, indicando accanto a ciascuno il tempo di dimezzamento dell’elemento radioattivo e l’intervallo di tempo valido per la datazione.

Tab. 16.1: Metodi di radiodatazione

Metodi di radiodatazione
RADIONUCLIDI PRODOTTO FINALE DEL DECADIMENTO TEMPO DI DIMEZZAMENTO (ANNI) INTERVALLO DI TEMPO (ANNI) VALIDO PER LA DATAZIONE
87Rb 87Sr 1,47 · 1010 4,5 · 109-108
232Th 208Pb 1,39 · 1010 4,5 · 109-107
238U 206Pb 4,5 · 109 4,5 · 109-107
235U 207Pb 7,1 · 108 4,5 · 109-107
40K 40Ar 1,33 · 109 4,5 · 109-104
14C 14N 5,73 · 103 max 40 · 10 3

Tab. 16.2: Le ere geologiche

Le ere geologiche
MILIONI DI ANNI FA ERE PERIODI (SISTEMI) EPOCHE PRINCIPALI (SERIE) FENOMENI GEOLOGICI EVENTI BIOLOGICI
4500 precambriana (Precambriano), o criptozoica (dal greco criptós, segreto e zôon, animale: della vita nascosta) Priscoano (dal latino priscus, antico, primitivo) Archeano (dal greco arché, principio) Ontariano (da Ontario, lago dell’America Settentrionale) Huroniano (dal Huron, lago dell’America Settentrionale) si forma la crosta terrestre; le rocce più antiche sono di tipo basaltico, ricche di elementi leggeri (Si, K, Na, Ca) e come tali in grado di “galleggiare” sul mantello più pesante (con silicati di Fe e Mg); origine della vita (organismi unicellulari nel mare; tracce di alghe antiche di 3,5 miliardi di anni ritrovate in Australia in concrezioni stromatolitiche)
2500 Proterozoico (dal greco próteros, anteriore) grandi cambiamenti di clima, da caldi intensi a epoche glaciali; atmosfera ricca di anidride carbonica; intensa attività vulcanica; alghe abbondanti, primi organismi animali (protozoi)
590 primaria (Primario), o paleozoica (dal greco palaiós, antico: della vita antica) Cambriano (da Cambria, nome latino del Galles) clima uniforme e terre probabilmente deserte; produzione di ossigeno per opera delle alghe marine; artropodi e altri invertebrati (trilobiti, Echinodermi, Brachiopodi, ecc.) di ambiente marino; aree continentali principali: Europa, Asia, Nordamerica, Gondwana (Sudamerica, Africa, India, Australia, Antartide)
500 Ordoviciano (da Ordovices, nome latino di una tribù celtica del Galles) clima uniforme, mari caldi, intensa attività vulcanica; l’atmosfera si arricchisce via via di ossigeno; comparsa dei vertebrati (pesci)
438 Siluriano (da Siluri, nome latino di una tribù celtica del Galles) orogenesi caledoniana: collisione tra Nordamerica ed Europa (formazione della Laurentia); clima sempre caldo e uniforme; minore attività vulcanica; gran parte della terraferma è ancora desertica; vegetali e artropodi terrestri
408 Devoniano (da Devon, ex contea inglese) mari caldi; si riduce la superficie degli oceani e si estende quella della terraferma; forte attività vulcanica; anfibi, ammoniti (cefalopodi), diffusione delle foreste
360 Carbonifero Mississippiano (da Mississippi, fiume degli USA) Pennsylvaniano (da Pennsylvania, stato degli USA) buona parte delle terre emerse si trova nella fascia tra i tropici, dove predominano condizioni climatiche miti e umide; si susseguono abbassamenti e innalzamenti delle aree costiere e si formano e si prosciugano sterminate lagune e paludi; si originano così depositi di sabbia e fanghi, che formano rocce arenacee, e depositi di vegetali, che, coperti da altri strati, carbonizzano; rettili; grandi foreste (dalla cui fossilizzazione ha origine il carbone)
286 Permiano (da Perm, nome di una provincia della Russia, negli Urali) orogenesi ercinica, che porta al sollevamento di catene montuose (Urali, Appalachi, rilievi dell’Europa centro-occidentale ecc.) in diverse regioni della Terra (dal nome della selva Ercinia, tra il Reno e l’alto Danubio); una grande glaciazione, iniziata nel Carbonifero, ricopre di ghiacci la parte meridionale dell’unico blocco delle terre emerse, un supercontinente chiamato Pangea; nella fascia equatoriale e tropicale il clima è caldo-umido; nella zona settentrionale è piuttosto secco e la temperatura è mite; alla fine del periodo, i ghiacci si ritirano; si estinguono le trilobiti
250 secondaria (Secondario), o mesozoica (dal greco mésos, medio: della vita di mezzo) Triassico (dal greco trías, triade; nel periodo si distinguono, infatti, tre serie) primo periodo dell’era mesozoica, con clima caldo e secco; numerose ed estese le zone desertiche, con vaste oasi; il clima diventa più umido verso la fine del periodo; comparsa dei dinosauri e dei primi mammiferi
210 Giurassico (da Giura, catena montuosa tra la Francia e la Svizzera) il clima, mediamente, è stabile, moderato e umido; favorisce la diffusione dei vegetali e degli animali erbivori; gran parte dei mari sono caldi e ricchi di vita; cominciano a prendere forma gli attuali continenti: l’Australia, l’Antartide e l’America Meridionale si staccano dall’Africa; tra l’America Settentrionale, l’Europa e l’Africa inizia ad aprirsi l’oceano Atlantico; prime avvisaglie dell’orogenesi alpina: movimenti delle zolle fanno sorgere le Ande e le Montagne Rocciose; l’America Settentrionale e l’Europa sono in parte coperte da mari poco profondi; dinosauri e altri rettili; primi uccelli; piante con fiori (angiosperme)
135 Cretaceo (dal latino creta, le rocce calcaree bianche tipiche di questo periodo) tutti i continenti attuali finalmente sono separati; l’Atlantico continua ad allargarsi; in tutti i continenti si estendono mari con bassi fondali; numerose anche le zone paludose; appartengono a questo periodo i più antichi sedimenti del fondale oceanico, formati dai resti di alghe ricche di carbonati e di foraminiferi divenuti un calcare bianco, compatto e duro, detto chalk; il clima è mite; vi sono tracce di glaciazioni; è il periodo dell’estinzione dei dinosauri e delle ammoniti
65 terziaria (Terziario), o cenozoica (dal greco kainós, recente: della vita recente) Paleogene o Nummolitico (caratteristica abbondanza di nummoliti, foraminiferi marini) Paleocene (dal greco palaiós, antico e kainós, recente: recente antico) periodo molto caldo, con intensa attività vulcanica; l’India è ancora separata dall’Asia; l’Australia è unita all’Antartide; Europa e America Settentrionale sono unite all’estremo nord; notevole diversificazione dei mammiferi, comparsa dei primati
57 Eocene (dal greco eós, aurora: recente, dell’alba) l’Europa e l’America Settentrionale si separano; l’Australia si separa dall’Antartide, dove si formano ghiacciai al livello del mare; l’orogenesi alpina è in pieno svolgimento: si sollevano le Alpi e le altre catene mediterranee
36 Oligocene (dal greco olígos, poco: poco recente) il clima tende a raffreddarsi; la glaciazione sottrae acqua agli oceani e il livello del mare raggiunge un minimo assoluto; si apre il Mar Rosso e si formano le fosse tettoniche africane; l’India si congiunge con l’Asia e la collisione dà il via alla fase principale della formazione delle catene himalaiane; affermazione di mammiferi e uccelli
23 Miocene (dal greco meíon, minore: meno recente) il ghiaccio antartico continua ad aumentare ed entrambe le calotte polari sono più estese di quelle attuali; inizia la formazione delle Alpi; prosciugamento del Mediterraneo, apertura dello stretto di Gibilterra
6 Pliocene (dal greco pléon, più: più recente) il clima va raffreddandosi, e si preparano le alternanze caldo-freddo che daranno origine alle glaciazioni e alle deglaciazioni; continua il sollevamento delle Alpi; sviluppo degli Ominidi
1,8 quaternaria (Quaternario), o neozoica (dal greco néos, nuovo: della vita nuova) Pleistocene (dal greco pleîstos, moltissimo: moltissimo recente) ha inizio il periodo delle grandi glaciazioni, con avanzate delle calotte polari verso latitudini più basse e successivi periodi interglaciali; durante le glaciazioni, il livello dei mari si abbassa ed emergono parecchie zone, come il collegamento tra Asia Orientale e America Settentrionale; comparsa del genere Homo (H. abilis, H. erectus, H. neanderthalensis, H. sapiens); industrie umane e paleolitiche
0,01 Olocene (dal greco ólos, tutto: recente del tutto) l’epoca ha inizio con l’ultimo arretramento dei ghiacci verso le regioni polari; è l’epoca in cui viviamo; industrie umane mesolitiche e neolitiche

Grazie ai metodi di datazione prima esposti, lo studio delle rocce e dei fossili ha permesso di individuare e di ordinare i fenomeni geologici e gli eventi biologici che hanno caratterizzato la storia della Terra, dalla sua origine fino a oggi, e di suddividere i 4,6 miliardi di anni della Terra in lunghi intervalli di tempo, ciascuno dei quali è stato caratterizzato da particolari eventi.

Più precisamente, la storia della Terra è stata suddivisa nelle seguenti categorie temporali, dalla più ampia alla più ristretta: era, periodo, epoca ed età. Le ere, i periodi e le epoche hanno nomi applicabili su scala mondiale; per le età, invece, esistono nomi differenti a seconda delle regioni.

La storia del nostro pianeta è stata suddivisa in cinque ere: l’era precambriana (o criptozoica), l’era primaria (o paleozoica), l’era secondaria (o mesozoica), l’era terziaria (o cenozoica) e l’era quaternaria (o neozoica), dalla più antica alla più recente, che a loro volta sono state suddivise in diversi periodi (tab. 16.2).

Era precambriana (Precambriano)

L’era precambriana, o criptozoica, ha una durata, circa 4 miliardi di anni, superiore a quella di tutte le altre ere geologiche. Essa comprende tre periodi il Priscoano, il più antico, l’Archeano e il Proterozoico.

Dopo la formazione della crosta terrestre, nel corso dell’era precambriana si verificarono cicli orogenetici, le cui tracce sono visibili solo in alcuni settori della crosta terrestre (scudo canadese, scudo baltico e scudo siberiano), che non hanno subìto sensibili deformazioni nei periodi successivi, mentre in altre zone i corrugamenti risalenti a quest’era sono stati cancellati e mascherati dall’erosione e da successive orogenesi (ai cicli orogenetici avvenuti in quest’era è stato dato il nome di orogenesi huroniana, dal nome del lago Huron, nell’America Settentrionale).

Dal punto di vista climatico, l’era precambriana fu caratterizzata da notevoli oscillazioni della temperatura: sono stati infatti ritrovati sia depositi tipici di climi caldi, sia depositi glaciali, testimonianza di glaciazioni (periodi geologici caratterizzati da freddo intenso e notevole espansione dei ghiacciai). In particolare, nella regione dei Grandi Laghi dell’America settentrionale, del Canada, della Cina, della Groenlandia, dell’Australia e dell’Africa meridionale, sono state ritrovate antiche morene (depositi glaciali), le tilliti, formate da conglomerati a blocchi striati immersi in una ganga argillosa, che testimonierebbero dunque la presenza di estesi ghiacciai.

Inoltre, in quest’era, circa 3,5 miliardi di anni fa, ebbe origine la vita , come testimonierebbero reperti fossili (soprattutto di organismi invertebrati marini) ritrovati in Australia, nel giacimento fossilifero di Ediacara.

Era primaria

L’era primaria, o paleozoica, comprende sei periodi: Cambriano, Ordoviciano, Siluriano, Devoniano, Carbonifero e Permiano.

All’inizio dell’era primaria, durante il Cambriano, le aree continentali erano suddivise in due grandi blocchi chiamati Gondwana (comprendente Sudamerica, Africa, Australia, Antartide e India) e Laurasia (comprendente Asia, Europa e Nordamerica), che si riunirono successivamente nel supercontinente chiamato Pangea, destinato poi a fratturarsi nuovamente.

L’era primaria si caratterizza per due successivi cicli orogenetici: l’orogenesi caledoniana (da Caledonia, nome anticamente attribuito alla Scozia), avvenuta nel periodo Siluriano, che ha coinvolto l’Inghilterra del nord, la Norvegia, la Siberia, la Groenlandia e parte dell’Africa e dell’Australia orientale, e l’orogenesi ercinica (da silva Ercinia, nome che i romani attribuivano alla zona compresa tra il fiume Reno e l’alto Danubio), avvenuta durante il Carbonifero e il Permiano, che sollevò le catene montuose dell’Inghilterra meridionale, dell’Europa centrale (Vosgi, Ardenne, Massiccio Centrale francese e la Foresta Nera) e, al di fuori dell’Europa, gli Urali, i monti Altai (Asia centrale), la catena dell’Atlante, i monti di Città del Capo (Africa) e i monti Appalachi (America del nord).

Ciascuno dei sei periodi in cui è stata suddivisa l’era primaria è caratterizzato da variazioni climatiche e da particolari forme di vita, che sono riassunte nella tab. 16.2; si sottolineano di seguito alcuni eventi di particolare importanza.

Grazie alla comparsa dello strato di ozono nell’atmosfera , e alla protezione da esso esercitata nei confronti di radiazioni solari dannose per gli esseri viventi, a partire dal Siluriano la vita vegetale ebbe un grande sviluppo prima nei mari e poi anche sulla terraferma e raggiunse il massimo sviluppo nel Carbonifero , periodo in cui si formarono lussureggianti foreste, con piante d’alto fusto, di cui rimane traccia negli attuali depositi di carbone.

Relativamente agli organismi animali, il Paleozoico può essere considerato l’era dei trilobiti (crostacei con il corpo diviso longitudinalmente in tre lobi, che dominarono soprattutto il Cambriano) e dei graptoliti (piccoli organismi che vivevano in colonie e diffusi in tutti gli oceani, abbondantissimi nell’Ordoviciano), per quanto riguarda gli invertebrati, e l’era dei pesci (la cui grande espansione si ebbe soprattutto nel Devoniano), per quanto riguarda i vertebrati. I primi rettili, comparsi nel Carbonifero, si diversificarono notevolmente nel Permiano, preannunciando il loro grande sviluppo nell’era successiva. Numerose estinzioni di specie animali (trilobiti, alcune specie di molluschi e di altri invertebrati) caratterizzarono l’ultimo periodo dell’era primaria, il Permiano, (tanto che si parla di “grande estinzione permiana”).

Si suppone che il clima, per un certo periodo di tempo, sia stato, nell’emisfero boreale, analogo a quello tropicale: ne sono testimonianza i fossili di Pecopteris; a essi si contrappongono fossili di specie vegetali di climi freddi, quali Glossopteris; nel Carbonifero e Permiano si hanno indizi di un clima umido, con frequenti tracce di un’imponente glaciazione.

Era secondaria

L’era secondaria è detta anche mesozoica, che significa “era di mezzo”, in relazione al fatto che le specie vegetali e animali che la caratterizzano rappresentano una transizione tra quelle più primitive dell’era primaria e quelle dell’era terziaria. L’era secondaria comprende tre periodi: Triassico, Giurassico e Cretaceo.

Nel Triassico il continente Pangea comincia a frammentarsi e si forma il nuovo oceano Atlantico (lo smembramento completo della Pangea culminerà nel Cretaceo). Nell’era secondaria l’attività orogenetica in Europa è meno intensa rispetto al Paleozoico; in America si assiste al sollevamento delle Ande e di parte delle Montagne Rocciose.

La varietà degli organismi si accresce notevolmente: in particolare, nel Mesozoico si assiste alla diffusione dei grandi rettili, i dinosauri, che conquistano tutti gli ambienti: terrestri (con brontosauri, diplodochi, tirannosauri), marini (con ittiosauri e plesiosauri) e aerei (con Pterodactylus e Archeopterix). Altri organismi esclusivi dell’era secondaria sono le ammoniti e le belemniti (entrambe molluschi cefalopodi), che scompaiono prima della fine dell’era, insieme ai grandi rettili . Compaiono, inoltre, le prime specie di uccelli e di mammiferi. Quanto ai vegetali, nel Triassico le piante erano rappresentate soprattutto da felci arboree, sostituite poi dalle gimnosperme, mentre nel Giurassico compaiono le angiosperme (le piante con fiori), che ebbero grande diffusione nel Cretaceo.

Era terzaria

L’era terziaria, o cenozoica, è suddivisa in cinque periodi: Paleocene, Eocene, Oligocene, Miocene e Pliocene.

Imponente è l’attività orogenetica, a cui si deve la formazione delle maggiori catene montuose attuali (orogenesi alpino-himalayana), movimenti orogenetici che continueranno anche nell’era successiva. All’inizio dell’era, la distribuzione delle terre emerse e dei mari corrisponde a quella attuale: l’oceano Atlantico si è allargato, l’Africa e l’India si sono spostate verso il margine meridionale dell’Eurasia, provocando il sollevamento della catena alpino-himalayana; il mare Tetide si chiude per il progressivo avvicinarsi dell’Africa all’Europa.

Nell’era terziaria si assiste alla comparsa e allo sviluppo di gruppi vegetali e animali che popolano oggi la superficie terrestre. Con la scomparsa dei grandi rettili alla fine dell’era mesozoica, si affermano e si diffondono i mammiferi, tanto che il Cenozoico è considerato “l’era dei mammiferi”; tra i mammiferi si differenziano i primati, che, inizialmente adattati alla vita arboricola, assumono le sembianze simili a quelle delle scimmie attuali. Sempre tra gli organismi animali, è da ricordare la comparsa dei nummuliti, foraminiferi a guscio calcareo grandi come monete che vivevano in mari poco profondi e tanto diffusi da dare il nome alla prima parte dell’era, (periodo Nummolitico, o Paleogene).

Il clima cambia gradualmente da tropicale a temperato, con punte temperato-fredde alla fine dell’era.

Era quaternaria

L’ultima era geologica, quella attuale, è detta quaternaria, o neozoica, cioè “della vita nuova”, poiché flora e fauna sono costituite da piante e animali tuttora viventi. L’era quaternaria viene divisa in due periodi: Pleistocene e Olocene.

Nell’era quaternaria continuano, anche se attenuati, i movimenti delle fasi finali dell’orogenesi alpino-himalayana. Ma ciò che soprattutto caratterizza quest’era è l’alternarsi di periodi freddi e di periodi caldi, che causarono l’avvicendarsi di grandi glaciazioni (con estensione delle calotte polari a latitudini più basse) e di periodi interglaciali (periodi in cui si riduce l’estensione dei ghiacciai).

Per l’area alpina, sono state individuate cinque grandi glaciazioni, (dette Donau, Günz, Mindel, Riss e Würm, dalla più antica alla più recente), intervallate da quattro periodi interglaciali (fig. 16.2). Il ritiro dei ghiacciai non fu regolare e continuo, ma caratterizzato da soste e limitati avanzamenti. L’espansione e la contrazione delle calotte glaciali provocò variazioni di livello dei mari: durante le glaciazioni il livello marino si abbassa sensibilmente (regressioni marine), a causa delle enormi quantità d’acqua ammassate sui continenti sotto forma di ghiaccio; al contrario, durante i periodi interglaciali la fusione dei ghiacciai provoca l’innalzamento del livello dei mari (trasgressioni marine).

L’alternarsi delle glaciazioni e dei periodi interglaciali ha avuto grande influenza anche sulla distribuzione degli esseri viventi sul pianeta: in particolare, alle nostre latitudini si sono succedute specie proprie di climi tropicali a specie tipiche di zone a clima più freddo. Tra gli eventi biologici che hanno caratterizzato l’era quaternaria si deve segnalare soprattutto la “rapida” evoluzione e diffusione sul pianeta del genere Homo.

Stratigraphic Chart 2012



Categorie:H08- Movimenti sociali

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