Il tempo geologico

Per comprendere i fenomeni geologici dobbiamo tenere ben presente il fattore tempo. Un uomo compie azioni temporali che vanno dal secondo alla decina di anni, un fenomeno naturale – invece – impiega tempi molto più lunghi. Basta pensare ad un fiume che scorrendo erode formando una valle, alla nascita di una catena montuosa o di un nuovo oceano. Qui entra in gioco il tempo geologico.

Il tempo geologico è il tempo trascorso dall’origine della Terra fino ad oggi. La sua durata è enormemente più grande (4.5 miliardi di anni) rispetto al tempo storico.

Immaginiamo di ridurre tutta la storia della Terra in 24 ore: l’uomo moderno comparirebbe solo nell’ultimo minuto prima della mezzanotte.

La ricostruzione della storia della terra è stata effettuata studiando le rocce nella crosta terrestre; queste si presentano sotto forma di successioni di strati che prendono il nome di serie stratigrafiche.

Gli strati rocciosi sono come le pagine di un libro che narrano, attraverso il loro contenuto paleontologico e la loro struttura litologica, la storia della terra.

La scienza che insegna a leggere questo libro è la stratigrafia; essa cerca di stabilire, in base soprattutto ai fossili, la sequenza di avvenimenti biologici e geologici che hanno caratterizzato il passato della terra, e di stabilire quella suddivisione in eoni, ere, periodi e età che costituisce la scala dei tempi geologici.

La stratigrafia

Il compito principale della stratigrafia consiste nel definire la successione cronologica delle diverse rocce delle serie stratigrafiche e per far ciò è indispensabile l’esame dei fossili contenuti negli strati rocciosi. 

Poichè i fossili e il sedimento che li contiene si sono formati di solito contemporaneamente, e poiché i fossili sono cambiati nel tempo ed e ormai conosciuta la loro successione cronologica, attraverso di essi e possibile ricostruire l’età relativa degli strati sedimentari, capire cioè se uno strato è più vecchio, più giovane o ha la stessa età di un’altro.

La storia della stratigrafia

Le prime basi della stratigrafia furono poste dallo studioso danese Nicola Stenone (1638- 1686) che nel 1669, nel suo studio geologico della Toscana, riconobbe e distinse per la prima volta i terreni di origine marina da quelli di origine terrestre.

Un ulteriore passo verso la moderna stratigrafia fu effettuato nel XVIII secolo con la suddivisione delle rocce della crosta terrestre in Primitive, Secondarie e Alluvionali, operata nel 1756 dall’ingegnere minerario tedesco Giovanni Gottlob Lehmann.

Nello stesso secolo il veronese Giovanni Arduino (1713- 1795) effettuò una suddivisione stratigrafica delle rocce della terra, corrispondente più o meno a quella ancora in uso oggi. Nel suo studio geologico delle Prealpi Venete, Arduino suddivise le formazioni rocciose negli ordini Primario, Secondario, Terziario e Quaternario.

Padre della moderna stratigrafia è considerato il geologo inglese William Smith (1769-1839); egli nel 1795 fece rilevare l’importanza dei fossili guida nello studio degli strati geologici ed esegui le prime carte geologiche in cui riconobbe le suddivisioni del Paleozoico inglese.

I fossili guida

Per fossile guida si intende una specie fossile capace di caratterizzare cronologicamente uno strato roccioso o una formazione geologica. Per poter essere un buon fossile guida una specie deve aver avuto durante la vita una ampia distribuzione areale, e nello stesso tempo essere vissuta come entità sistematica per un breve intervallo di tempo, deve essere appartenuta a un gruppo caratterizzato da un alta velocità di evoluzione. 

Queste due caratteristiche permettono al fossile guida di definire brevi intervalli di tempo e rendono possibili correlazioni fra rocce della stessa età poste anche a grande distanza tra loro.

Le serie biostratigrafie

Ogni successione di strati rocciosi fossiliferi può essere sudivisa in diverse unità di età differenti in base al contenuto paleontologico. Tale successione di strati prende il nome di serie biostratigrafia mentre le diverse unità in cui essa viene suddivisa prende il nome di biozone. 

Ciascuna biozona è definita dalla presenza di una particolare associazione di specie fossili; poiché ogni associazione occupa un posto ben preciso nella scala dei tempi geologici, le biozone possono essere utilizzate per riconoscere le età delle rocce e per correlare tra loro rocce della stessa età affioranti in luoghi diversi. 

Ogni biozona prende il nome da una specie caratteristica e presente solo in essa, specie che a sua volta viene chiamata “fossile guida”.

La scala dei tempi geologici

La scala dei tempi geologici rappresenta un modo per suddividere il tempo trascorso dalla formazione della Terra, condiviso dalla comunità scientifica internazionale e in continua evoluzione.

Esiste un organismo internazionale delegato alla formalizzazione geologica (quindi alla nomenclatura) di questa scala, la Commissione Internazionale di Stratigrafia, che presiede alla ratifica dei GSSP.

Cosa sono i GSSP?

I Global Stratigraphic Section and Point, ossia Sezioni e punti stratigrafici globali (sigla GSSP) sono affioramenti rocciosi nei quali sia fisicamente presente un limite tra due età geologiche e nei quali è stato rinvenuto il maggior numero di informazioni fisiche, chimiche e paleontologiche su quel limite rispetto ad altri affioramenti che contengono lo stesso limite stratigrafico. Essi sono stati identificati dalla Commissione internazionale di stratigrafia in località distribuite nei vari continenti.

I GSSP sono rappresentati sulla scala dei tempi geologici con un chiodo d’oro.

L’Italia ospita numerosi GSSP e molte località italiane sono in discussione per l’attribuzione. Questa particolarità è legata all’eccezionale esposizione di alcuni intervalli geologici sulla penisola italiana, in particolare nelle Alpi orientali, in Appennino, Calabria e Sicilia.

Rappresentazione del tempo geologico

Lo United States Geological Survey (USGS, Servizio Geologico degli Stati Uniti d’America) ha prodotto una versione a colori della scala dei tempi geologici, dove ad ogni età corrisponde, per convenzione, un colore diverso. Non tutti i paesi adottano questa versione della scala ma tutte le colorazioni nascono da quella originale fatta dal fondatore della stratigrafia William Smith.

Concettualmente ogni suddivisione raggruppa una fase della storia della Terra caratterizzata da determinati organismi spesso estinti al termine dell’Era geologica di appartenenza.

L’età della Terra è di circa 4570 milioni di anni (4570 Ma). Il tempo geologico è stato organizzato in varie unità, a seconda degli eventi che si sono succeduti in ogni periodo.

Differenti livelli della scala temporale sono spesso delimitati da grandi eventi geologici o paleontologici, come le estinzioni di massa tipo quella dei dinosauri.

Ad esempio, il limite tra il periodo Cretacico e il periodo Paleogene è definito dall’evento della estinzione dei dinosauri e di molte specie marine. Altri periodi, precedenti le rocce contenenti fossili guida, sono definiti in maniera assoluta da età radiometriche.

Per scaricare la carta dei tempi geologici aggiornata visita questo link: https://stratigraphy.org/

Approfondimenti