06331 - GEOLOGIA STORICA

Scheda insegnamento

  • Docente Claudia Spalletta

  • Crediti formativi 6

  • SSD GEO/02

  • Modalità di erogazione In presenza (Convenzionale)

  • Lingua di insegnamento Italiano

  • Orario delle lezioni dal 09/10/2017 al 19/12/2017

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Comprensione dell’importanza del tempo nello sviluppo dei processi geologici che hanno portato il pianeta Terra ad assumere l’aspetto odierno. Capacità di vedere la storia del pianeta come insieme dinamico in cui le interazioni fra geosfera, biosfera, idrosfera e atmosfera sono importanti a scala temporale variabile. Lo studente a fine corso sarà in grado di rendersi conto dell’importanza dell’utilizzo delle unità cronostratigrafiche e dei motivi storici che hanno contribuito al loro sviluppo come strumenti di lavoro e alla loro definizione come strumenti di correlazione temporale a livello globale.

Programma/Contenuti

Introduzione alla Geologia Storica, definizione della disciplina.

Il ragionamento geologico nella filosofia della scienza. Cenni di storia della geologia.

Il concetto di tempo e misure di tempo, il tempo in geologia. Principi fondamentali della geologia utilizzati per valutare i rapporti temporali. Cenni ai principali metodi di datazione. Biostratigrafia. Magnetostratigrafia. Radiocronometria. Individuazione di marker stratigrafici (event stratigraphy). Stratigrafia sismica. Stratigrafia isotopica (chemostratigraphy). Ciclostratigrafia orbitale o astronomica. Cronostratigrafia. Norme del Codice Internazionale di Stratigrafia per la definizione dei GSSP.

La storia del pianeta Terra dal suo inizio. Nascita dell’Universo. Formazione del sistema solare (ipotesi della nebulosa solare). Formazione dei pianeti del nostro sistema solare.

Analisi delle unità in cui è suddiviso il tempo geologico secondo la International Chronostratigaphic Chart. Origine del nome, definizione originale, suddivisione in unità di rango inferiore, qualche cenno storico, breve dettaglio dei GSSP e degli eventi principali di ciascuna unità.

Adeano: ipotesi di formazione della Luna; prima atmosfera terrestre; gli zirconi delle Jack Hills: età radiometrica, rapporto fra gli isotopi dell’ossigeno, rapporto fra gli isotopi del carbonio e implicazioni interpretative dei dati.

Archeano: atmosfera archeana; distribuzione geografica dei cratoni archeani; composizione dei greenstone belts; paleogeografia; un esempio di crosta continentale archeana: bacino di Pongola (Africa meridionale); cenni alle ipotesi di origine della vita: tappe da non vivente a vivente, esperimento di Miller e Urey, scenario “classico”, teoria di Wächtershäuser (prima il metabolismo), mondo a RNA (prima i geni), modello unificante di Martin e Russell, LUCA e alberi filetici, panspermia planetaria e panspermia cosmica; primi fossili; stromatoliti; prove a favore del carattere riducente dell’atmosfera nell’Archeano; BIF; ciclo dello zolfo e ossigeno atmosferico; inizio della tettonica a placche; caratteri geochimici del mantello archeano.

Proterozoico: comparsa e possibile origine dei procarioti; distribuzione geografica delle principali aree di ritrovamento di fossili proterozoici; tipi di fossili proterozoici; evoluzione dell’atmosfera; principali fonti di produzione e di consumo dell’ossigeno; impatto di Sudbury; orogene di Wopmay; paleogeografia; ipotesi della Terra a palla di neve, prove favorevoli e contrarie; i primi metazoi: fauna di Ediacara; primi resti mineralizzati di “gusci” di organismi; prime tracce fossili; orogenesi Cadomiana.

Fanerozoico: eventi principali a livello temporale dell’eone (estinzioni di massa, variazioni globali del livello marino, cambiamenti di clima, variazioni di composizione dell’atmosfera); suddivisione in Ere.

Paleozoico: suddivisioni del Paleozoico in Periodi.

Cambriano: comparsa dei principali gruppi di metazoi; cordati e vertebrati primitivi; fauna di Burgess; paleogeografia del Cambriano; cenno alle rocce cambriane affioranti in Italia.

Ordoviciano: paleogeografia; posizione del polo sud ordoviciano; principali tipi di fossili; fossili utili per la biostratigrafia; comparsa dei pesci; comparsa delle piante vascolari terrestri; comparsa dei primi insetti terrestri; variazioni ambientali e oscillazioni eustatiche; glaciazione tardo ordoviciana; estinzione al tetto dell’ordoviciano; cenni alla distribuzione delle rocce ordoviciane in Italia, successione ordoviciana delle Alpi Carniche.

Siluriano: controversia Murchison-Sedwick; problemi inerenti la definizione dei Piani; paleogeografia; orogenesi caledoniana; principali tipi di fossili; comparsa dei pesci placodermi; colonizzazione delle acque dolci da parte di pesci ed euripteridi; diffusione delle piante terrestri; distribuzione delle rocce siluriane in Italia; cenni al Siluriano delle Alpi Carniche.

Devoniano: la Great Devonian controversy; paleogeografia; orogenesi varisica; evoluzione dei pesci, comparsa degli Gnatostomi; un esempio di paleoecologia dei placodermi: la Strud nursery; costruttori di scogliera devoniani, ricostruzione di una scogliera e ruolo dei vari organismi; principali fossili devoniani (brachiopodi, conodonti, ammonoidi); evoluzione delle piante, piante terresti devoniane: Rhynia, sfenopsidi, licopodi, prime piante con semi; comparsa degli anfibi (Eusthenorpteron, Tiktaalik, Acanthostega, Ichthyostega - sviluppo delle coane interne); comparsa di insetti dotati di ali; estinzione globale al tetto del Frasniano; raffreddamento del clima; cenni alla distribuzione di rocce devoniane in Italia, esempi dalla successione delle Alpi Carniche.

Carbonifero: paleogeografia; cicli eustatici e glaciazioni carbonifere; ambienti marini; ripresa delle faune dopo l’estinzione al tetto del Devoniano; scoperta dell’animale conodonte e storia della attribuzione tassonomica dei conodonti; fusulinidi ed evoluzione dei foraminiferi; piante del Carbonifero, origine dei carboni; insetti e anfibi; il gap di Romer, evoluzione degli anfibi; contenuto di ossigeno nell’atmosfera; l’uovo amniotici e comparsa dei rettili; collasso delle foreste pluviali tra Moscoviano e Kasimoviano e conseguente estinzione di piante, artropodi giganti e gruppi di anfibi e rettili; cenni alla distribuzione di rocce carbonifere in Italia, la successione delle Alpi Carniche.

Permiano: paleogeografia, formazione della Pangea permiana; circolazione delle correnti oceaniche e temperature medie annue; evaporiti, il mare dello Zechstein, il sale di Hallstatt e i gessi della Formazione a Bellerophon; faune marine, comparsa dei predecessori dei Nautilus; flore permiane, comparsa di ginkoali e cicadacee, estinzione delle cordaitali; faune terrestri: anfibi e rettili, rettili mammaliani; estinzione di massa alla fine del Permiano, possibili cause, variazioni isotopiche e climatiche, le vulcaniti dei Siberian Trap; rocce permiane in Italia, il Permiano inferiore delle Alpi Carniche, rocce del Permiano superiore nelle Alpi Meridionali, impronte di rettili nella sezione del Bletterbach.

Era Mesozoica. Sistema Triassico: paleogeografia, sutura cimmerica e chiusura della Paleotetide; radiazione evolutiva successiva alla estinzione della fine del Permiano; evoluzione dei foraminiferi, dei lamellibranchi, delle ammoniti; ricomparsa di costruttori di scogliere organogene (scleractinie) nel Triassico Medio; comparsa dei rettili marini, dei rettili volanti e delle tartarughe; comparsa dei dinosauri; evoluzione dei rettili mammaliani, comparsa dei mammiferi; estinzione di fine Triassico, gruppi maggiormente colpiti, possibile causa (importanti e diffuse effusioni vulcaniche della Provincia Magmatica Centro Atlantica).

Giurassico: paleogeografia del Giurassico, apertura dell’oceano Atlantico centro-settentrionale; biozonazione ad ammoniti e provincialismo; comparsa del nannoplancton calcareo e dei foraminiferi planctonici; ammoniti giurassiche; belemnoidi; rettili marini; bivalvi; cicadee e ginko; dinosauri erbivori e carnivori; mammiferi, primi mammiferi arboricoli; rettili volanti; comparsa degli uccelli.

Cretaceo: problemi di definizione della base; paleogeografia, tasso di apertura dell’oceano Atlantico; diffusione del plancton calcareo; comparsa delle diatomee centrales; comparsa delle rudiste; rettili marini; rettili volanti; uccelli; comparsa dei ceratopsidi, altri dinosauri; dinosauri italiani; comparsa dei mammiferi placentati; comparsa delle piante con fiori e degli insetti impollinatori; estinzione di fine Cretaceo, impatto con un grande meteorite.

Cenozoico, ultima era del tempo geologico; posizione e rango del Quaternario negli ultimi 10 anni. Paleogene: paleogeografia; faune e flore paleoceniche; paleogeografia dell’Eocene; differenziazione delle graminacee; evoluzione delle balene; pipistrelli e altri mammiferi eocenici; evoluzione degli equidi, relazione tra evoluzione degli equidi e delle graminacee; uccelli giganti del Paleocene e Eocene; diffusione dei nummuliti; paleogeografia dell’Oligocene; clima del Paleogene; formazione della calotta polare antartica; mammiferi oligocenici.

Neogene: orogenesi alpina nelle Alpi, negli Appennini e in Himalaya; sistemi orogenici interni ed esterni; orogenesi nelle Ande e nelle Montagne Rocciose; paleogeografia del Miocene; andamento delle correnti oceaniche nel Pliocene; formazione dell’istmo di Panama; variazioni isotopiche dell’ossigeno durante il Neogene; evoluzione di taxa terrestri correlati; faune mioceniche, mammiferi del Miocene e del Pliocene; interscambio di faune tra nord e sud America attraverso l’istmo di Panama; principali vie di scambio di faune marine e terrestri durante il Cenozoico; comparsa delle australopitecine, Australopitecus afarensis.

Quaternario: cenni sui metodi di datazione del Quaternario, metodi radiometrici, tracce di fissione, datazione tramite nuclidi cosmogenici, termoluminescenza, risonanza elettronica da spin, metodi incrementali: varve, livelli annuali di ghiaccio, speleotemi, lichenometria, dendrocronologia, crescita annuale dei coralli, crescita dei molluschi; metodi di datazione relativa: biostratigrafia, superfici di alterazione, idratazione dell’ossidiana, pedogenesi, analisi delle ossa, racemizzazione degli aminoacidi, datazione di manufatti; metodi utili per le correlazioni: stratigrafia isotopica dell’ossigeno, magnetostratigrafia, tefrocronologia, paleosuoli; cenni sul “problema” dell’Antropocene; paleogeografia e cenni alle grandi glaciazioni; migrazioni di faune terrestri attraverso Beringia; distribuzione della vegetazione durante l’ultimo massimo glaciale; faune a mammiferi del Quaternario; cenni di evoluzione umana; migrazioni dei rappresentanti del genere Homo. Cenni sulla nascita di manifestazioni artistiche; estinzione dei grandi mammiferi in nord America, l’evento del Dryas recente; diffusione dell’agricoltura in Eurasia; la piccola età glaciale; il futuro del pianeta Terra.

Testi/Bibliografia

Testo consigliato: Earth System History, Quarta edizione, di Steven M. Stanley e John A. Luczaj edito da Macmillanlearning.

PDF delle lezioni direttamente fornite agli studenti.

Articoli scientifici per approfondimenti, direttamente forniti agli studenti su richiesta.

Metodi didattici

Lezioni frontali

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Claudia Spalletta