Principi di Datazione Geologica: Cronologia, Isotopi Radioattivi e Fossili Guida

Sequenza degli Eventi Geologici

La cronologia degli eventi del passato geologico si stabilisce utilizzando i principi di orizzontalità e di sovrapposizione degli strati. È necessario considerare anche un altro approccio, chiamato il Principio delle Relazioni di Taglio (o Riferimenti Incrociati). Secondo esso, si stabilisce l'ordine temporale in base alle relazioni tra i materiali geologici e le strutture coinvolte. Poiché si tratta di un principio fondamentale per stabilire l'ordine in cui si sono svolti gli eventi, è talvolta indicato come il Principio della Successione degli Eventi.

L'Orologio Geologico: Datazione Assoluta

Isotopi Radioattivi e Decadimento

Ogni elemento chimico ha un numero costante di protoni nel nucleo, che costituisce il suo numero atomico. Nel nucleo di ogni atomo ci sono anche neutroni. La somma di protoni e neutroni è detta numero di massa. Gli atomi di uno stesso elemento con numero di massa diverso sono detti isotopi. Ad esempio, l'idrogeno è composto da tre isotopi: protio, deuterio e trizio. Alcuni isotopi sono instabili e diventano spontaneamente stabili. Il passaggio dall'uno all'altro avviene con il rilascio di radioattività. Un altro aspetto importante è che il decadimento radioattivo libera energia, rendendo questi elementi un'importante fonte di calore per il nostro pianeta. L'elemento radioattivo iniziale è chiamato elemento padre e l'elemento finale stabile, elemento figlio. Si chiama tempo di dimezzamento o periodo di disintegrazione, il tempo impiegato affinché il numero di isotopi radioattivi si riduca della metà.

Datazione Radiometrica

È il calcolo del tempo assoluto basato sulla disintegrazione degli elementi radioattivi.

Principali Isotopi Utilizzati

• Elemento Padre: Potassio-40, Uranio-235, Carbonio-14
• Elemento Figlio: Argon-40, Piombo-207, Azoto-14
• Vita Media: 1300 Ma, 713 Ma, 5.570 anni (mA)

Altri Metodi di Datazione Assoluta

Varve Glaciali

I laghi sono coperti da uno strato di ghiaccio in inverno che si scioglie in estate. Ogni anno si depositano due strati di sedimenti, uno chiaro e uno scuro. Lo strato chiaro si forma in estate ed è composto da materiali più spessi. I materiali più fini rimangono in sospensione e si depositano in inverno, formando lo strato scuro. Basta contare il numero di coppie di bande per determinare il numero di anni durante i quali il sedimento si è formato.

Anelli di Crescita dei Coralli

Alcuni antichi coralli a forma di campana formano un sottile strato di carbonato di calcio al giorno. Una piccola strozzatura segna la separazione tra uno strato e l'altro, permettendo di contare il numero di strati (giorni) per ogni anno. Se si contano gli anelli di corallo, si può risalire al numero di giorni per anno e, quindi, alla loro età.

I Fossili e le Informazioni Paleontologiche

Processi di Fossilizzazione

1. Un organismo, come un mollusco, muore e viene sepolto dai sedimenti. Le parti molli si decompongono, ma il guscio rimane abbastanza a lungo da lasciare la sua impronta sulla superficie esterna del sedimento.
2. A volte avvengono piccole trasformazioni mineralogiche del fossile; ad esempio, l'aragonite del guscio diventa più frequentemente calcite.
3. Il guscio si dissolve e il vuoto viene riempito da minerali apportati dall'acqua circolante. Si forma così lo stampo esterno dell'organismo.
4. In altre occasioni, il sedimento che copriva il guscio si è anche introdotto al suo interno, determinando una forma interna.

Altri Tipi di Conservazione

Conservazione in Ambra

L'ambra è la resina fossile delle conifere. A volte alcuni organismi, soprattutto insetti, sono rimasti intrappolati nella resina, che li ha preservati dalla decomposizione batterica e dalla predazione.

Conservazione in Asfalto

Il petrolio, che si trova nel sottosuolo sotto forte pressione, a volte fuoriesce in superficie. Qui, dopo l'ossidazione e l'evaporazione, rimane un residuo di asfalto. Qualsiasi animale che cade in una pozza di asfalto viene conservato poiché l'asfalto impedisce l'azione batterica.

Conservazione nel Ghiaccio

Informazioni Fornite dai Fossili

I fossili forniscono informazioni su:

• La vita esistita nel passato.
• L'ambiente in cui si è formata la roccia che li contiene.
• L'età della roccia che li contiene.

Se conosciamo il periodo in cui un organismo è vissuto, possiamo determinare l'età della roccia in cui si è fossilizzato, ovvero datarla. Non tutti i fossili sono ugualmente utili per datare una roccia. I migliori sono chiamati fossili caratteristici o fossili guida e devono rispondere a tre caratteristiche:

1. Aver vissuto un periodo geologicamente breve di tempo, in modo che consenta di specificare l'età della roccia.
2. Aver avuto ampia distribuzione geografica, in modo che il loro interesse non sia solo locale.
3. Essere abbondanti in rocce sedimentarie, in modo che siano spesso utili.

Facies: Litofacies e Biofacies

Insieme di caratteristiche litologiche e paleontologiche che aiutano a conoscere l'origine della roccia. Nei casi in cui si fa riferimento solo alle caratteristiche litologiche si parla di litofacies, mentre se si considerano quelle paleontologiche si parla di biofacies.