374 anni di Stenone e i princìpi che hanno cambiato la scienza!

In attesa del prossimo post (che uscirà a breve, abbiate fede!) mi permetto una piccola digressione in quanto il mio caro amico Riqui mi ha ben fatto notare come il Doodle di Google di oggi sia un omaggio ad un personaggio ben noto a chiunque abbia qualche conoscenza geologica: Stenone.
Esattamente 374 anni fa difatti nasceva colui che è, a buon motivo, considerato il padre della stratigrafia moderna. Perché Stenone, oltre ad essere un vescovo ed un ottimo medico, formulò tre dei principi base della stratigrafia, tuttora utilizzati: la legge di sovrapposizione stratigrafica, il principio di orizzontalità degli strati e il principio di identità paleontologica.

Approfitto quindi di questa occasione per riprendere e spiegarvi questi principi che stanno alla base della geologia del sedimentario.
Per alcuni geologi questi sono 4, o 4+1, a mio parere essi sono 5, egualmente importanti. Eccoveli qua:

1. Principio dell'Attualismo. I processi che si attuano oggi sono la chiave per l’interpretazione dei
processi che sono avvenuti nel passato. Che significa? Che il geologo ha un po' la presuzione di pensare che le leggi fisiche (chimiche e biologiche) che regolano il mondo attualmente non siano molto differenti da quelle che lo regolavano nel passato. Date certe condizioni ambientali quindi, se un fiume oggi depone un certo tipo di sedimenti, il ritrovare lo stesso tipo di sedimenti in una roccia mi permette di stabilire che nel periodo in cui si è deposta c'erano le stesse condizioni ambientali, e che il detrito era stato depositato da un fiume.
Un po' come nei film polizieschi, quando la scientifica risale all'arma utilizzata analizzando i segni lasciati sulla pallottola. Una stessa arma lascia lo stesso segno, sia durante la malefatta che durante la prova balistica. Così i fenomeni geologici, ognuno ha il suo segno caratteristico, sia che avvenga ora, sia che sia avvenuto milioni di anni fa!
Questo principio è importantissimo, perché se non si partisse da questa ipotesi (da questa "presunzione") non si potrebbe in nessun modo risalire agli eventi del passato.

2. Principio di Sovrapposizione Stratigrafica.In una successione stratigrafica i livelli più alti sono via via più recenti di quelli più bassi. Facile, come quando si fa una torta! Il primo strato che viene messo nella tortiera (il pan di spagna) sarà poi l'ultimo strato al fondo della torta. Così anche per i sedimenti, quelli che si depositano prima rimangono, ovviamente, sotto. Perciò, quando si ha una bella stratificazione, partendo dal basso e salendo verso l'alto si possono percorrere milioni di anni in pochissimi metri!
Ovviamente, se per tirar fuori la torta giriamo la tortiera, tutto viene capovolto. Talvolta capita così anche nelle successioni sedimentarie, per via dei movimenti tettonici della crosta; è importante quindi capire innanzitutto se una successione è indisturbata o se è stata "spostata". 

3. Principio di isocronia. Ogni singolo corpo sedimentario o strato continuo lateralmente è coevo (ha
la stessa età) in ogni suo punto. Questo principio dà adito a possibili incomprensioni. Prima di tutto chiariamo il concetto di "coevo" in senso geologico. Coevo non significa che un corpo sedimentario si forma simultaneamente nello stesso secondo in tutti i suoi punti, ma che si forma in pochi anni, che possono essere centinaia o migliaia in base a quanto indietro si va nel tempo (più si va indietro nel tempo, minore è la risoluzione, più i periodi "lunghi" vengono considerati brevi). Si deve considerare "corpo sedimentario" uno strato o un deposito con caratteri interni riconoscibili e continui lateralmente. Purtroppo, per renderci difficile la vita, la maggior parte degli ambienti naturali presenta variazioni laterali (e talvolta anche verticali) interne di composizione per corpi isocroni. Lungo una costa per esempio i sedimenti deposti allo stesso tempo non sono uguali sulla battigia e in mezzo al mare.
Quando applicabile però questo principio è molto utile per le correlazioni laterali di sezioni anche molto distanti tra loro. Per rendere più sicura la correlazione viene solitamente verificata grazie al 4° principio (che ora vedremo!) e, talvolta, utilizzando dei corpi sedimentari particolari e molto facilmente riconoscibili, detti "livelli marker".

4. Principio di Identità Paleontologica. Un insieme di strati caratterizzati dagli stessi fossili ha la stessa età,
indipendentemente dalla litologia. E qui Darwin ci dà una mano: l'evoluzione infatti è un processo non reversibile! Una specie estinta non potrà essere rinvenuta in rocce più recenti della "data" di estinzione! La datazione tramite fossili è quindi il metodo di correlazione più sicuro. Peccato che non sempre i fossili si trovino nelle sezioni, e che non tutti i fossili siano buoni per le datazioni. Infatti, per essere considerati "fossili guida" (cioè utili per le correlazioni), devono essere in possesso di alcune caratteristiche: ampia distribuzione geografica, poca dipendenza dalle condizioni fisiche e ambientali, abbondanza di esemplari, evoluzione veloce. Ampia distribuzione geografica e poca dipendenza dalle condizioni fisiche e ambientali perché se si trovano solo in determinate zone la correlazione risulta incompleta; se per esempio uso come fossile guida un organismo che vive solo a temperature elevate, non potrò mai correlare grazie a questo organismo le rocce che stavano, per esempio, ai poli! Abbondanza di esemplari perché aumenta la possibilità di trovarli nel sedimento; se volessimo usare un vertebrato, per esempio, la cosa risulterebbe difficilissima, in quanto non è facile trovare un vertebrato fossile! I piccoli conodonti, al contrario, o i foraminiferi, sono abbondantissimi e molto più facili da trovare. Infine devono avere un'evoluzione veloce, perché maggiore sarà l'evoluzione, maggiore sarà la risoluzione della datazione. Se usassimo per la datazione una specie che compare e si estingue in 100 Ma (110 milioni di anni), trovandola nel sedimento potremmo dire che quella roccia ha un'età compresa in quei 100 Ma; ma se usassimo una specie che compare e si estingue in poche migliaia di anni, la nostra datazione sarà molto più accurata!

5. Legge di Walther.  la successione verticale di facies sedimentarie riflette i cambiamenti laterali nell'ambiente deposizionale. Cosa significa? Che se noi abbiamo una bella sezione verticale, i cambiamenti che possiamo vedere verticalmente si riscontravano anche orizzontalmente (prendendo ovviamente una successione continua, in quanto questa regola non funziona in presenza di lacune o superfici erosionali). L'esempio più classico è la trasgressione/regressione marina: prendiamo un punto qualsiasi di una bella spiaggia, da quello immaginiamo di andare verso mare. Prima troveremo i sedimenti tipici di una battigia, quindi di mare basso, di mare alto e poi di fondo oceanico (semplificando molto). Ora invece di muoverci noi facciamo muovere il tempo, e immaginiamo che il livello marino col tempo si alzi. Nel punto dove prima c'era la spiaggia, ora avremo la battigia. Se il livello marino continua ad alzarsi, si avrà successivamente mare basso, mare alto e infine il fondo oceanico. Chiaro, no? La legge di Walther è molto importante non solo perché osservando una successione verticale si può risalire all'ambiente orizzontale, ma soprattutto perché ci dimostra che la natura ha sempre un senso. Tutto ciò che si può quindi "leggere" in uno strato ha senso con ciò che c'è sopra e ciò che c'è sotto, non può essere totalmente casuale. Non posso, per dire, avere una roccia sedimentaria di ambiente marino profondo e sopra, senza lacune o erosione, un bel deposito alluvionale (che si forma, cioè, su una pianura solcata da fiumi).

Eccole qua, le leggi fondamentali della sedimentologia. Scritto un po' in fretta ma con il cuore, perché senza queste tutto il lavoro di chi ha studiato o studia sezioni sedimentarie, bacini, biostratigrafia sarebbe assolutamente inutile!
La prossima volta che vi troverete davanti a una bella scogliera stratificata, spaparanzati sulla sdraio e sorseggiando il vostro cocktail, pensate che dal basso all'alto in quegli strati potreste leggere milioni di anni di storia naturale!!!



Al prossimo post!
Cristiana