Geologia: Fondamenti di Stratigrafia e Metodi di Datazione della Terra

Articolo 13: Incontro con la Terra e il suo passato

Lettori di rocce

Nello sviluppo della geologia come scienza, si sono affermate tre idee chiave:

• La Terra è estremamente vecchia: La Terra ha un'origine di circa 4.560 Ma (milioni di anni), tuttavia, per molti secoli si è pensato che avesse solo 6.000 anni.
• La Terra è in continua evoluzione: La superficie terrestre cambia in modo permanente a causa di processi lenti e graduali, come l'erosione delle montagne o il movimento dei continenti, ma anche grazie a processi intensi e sporadici, come un'eruzione vulcanica, un terremoto o l'impatto di un asteroide.
• Le rocce sono documenti della Terra.

Scale in geologia

• La scala del tempo: L'unità di tempo in geologia è il Ma (milione di anni). Tuttavia, esistono processi geologici che richiedono unità temporali molto diverse; pertanto, si utilizzano secondi, giorni, anni e migliaia di anni. Per studiare l'origine della Terra, dobbiamo tornare indietro di migliaia di Ma.
• La scala spaziale: La diversità delle scale spaziali utilizzate in geologia non è inferiore a quella temporale, spaziando da chilometri a centimetri, fino a millimetri e angstrom.

Ricostruire il passato della Terra

Ricostruire una storia coinvolge due tipi di attività: indagare gli eventi e ordinarli temporalmente.

Come si indaga ciò che è avvenuto

• Le vicende geologiche generano cambiamenti: Se l'evento è importante, altrettanto lo saranno i cambiamenti provocati; al contrario, se l'evento è minore, il cambiamento sarà limitato.
• Le modifiche lasciano tracce: Poiché quasi tutti gli eventi della storia della Terra non sono stati osservati direttamente dall'uomo, devono essere dedotti dalle tracce lasciate. I cambiamenti geologici vengono rilevati da:

• Materiali originari: Piroclastiti da un'eruzione vulcanica (ceneri, lapilli, bombe), colate di lava, depositi di fango o tilliti glaciali.
• Strutture derivate: Pieghe da compressione o faglie inverse. La presenza di faglie normali indica un periodo di distensione.
• Forme lasciate: Una valle scavata da un ghiacciaio a forma di U.

Il principio dell'attualismo

Il principio dell'attualismo afferma che analizzare i processi che si verificano attualmente è la chiave per interpretare ciò che è accaduto nel passato.

Metodi di datazione

Una volta noti gli eventi geologici avvenuti in una determinata zona, è necessario ricostruire la storia in ordine temporale. Esistono due modi per ordinare gli eventi:

• Datazione relativa: Stabilisce quali eventi si sono verificati prima e dopo, senza fornire cifre numeriche.
• Datazione assoluta: Indica il numero di anni o Ma in cui ogni evento si è verificato.

Principi fondamentali di datazione (Nicholas Steno)

• Principio di orizzontalità originaria degli strati: I sedimenti si depositano formando strati orizzontali. Se troviamo strati non orizzontali, concludiamo che, dopo la loro formazione, hanno subito sforzi che ne hanno alterato l'assetto originale.
• Principio di continuità laterale degli strati: Gli strati si estendono lateralmente e si assottigliano ai bordi. L'età è la stessa in tutta la superficie di uno strato.
• Principio di sovrapposizione degli strati: I sedimenti si depositano uno sopra l'altro; in una serie non deformata, lo strato inferiore è il più antico e quello superiore il più moderno. Per rappresentare l'ordine cronologico dei materiali si utilizza la colonna stratigrafica.

Tetto e muro

Le superfici che delimitano uno strato sono chiamate piani di stratificazione. La parte più alta e moderna è chiamata tetto, mentre la base è il muro. La distanza misurata in verticale tra il tetto e il muro di uno strato è chiamata potenza.

Criteri di polarità (per strati verticali)

I criteri di tetto-muro sono strutture sedimentarie che permettono di orientare gli strati:

• Crepe di essiccamento: Formate da sedimenti argillosi secchi. Sono molto aperte in superficie e si chiudono in profondità. In sezione, le crepe si presentano a forma di V con l'apice rivolto verso il muro dello strato.
• Ripples (increspature): Formate da onde o vento, hanno picchi più acuti verso il tetto.
• Laminazione incrociata: Derivante da depositi di sabbia trasportati dal vento, dove le lamine hanno un'inclinazione più dolce verso il muro.
• Stratificazione gradata (granoselezione): Formata dal deposito di materiale di dimensioni diverse trasportato da acqua corrente. Il materiale più spesso si deposita verso il muro e quello più sottile verso il tetto.

Concordanza e discordanza

Due materiali sono in concordanza se la superficie che li separa è parallela ai piani di stratificazione; altrimenti, sono discordanti. Una discordanza implica un'interruzione nella deposizione. Se è avvenuta un'erosione, si parla di discordanza erosiva. Se si è verificata una piegatura, si parla di discordanza angolare; se sono avvenute entrambe, si parla di discordanza angolare ed erosiva.