Stratigrafia - Stratigraphy

Gli strati dal Permiano al Giurassico dell'area dell'altopiano del Colorado nello Utah sudorientale dimostrano i principi della stratigrafia.

La stratigrafia è una branca della geologia che si occupa dello studio degli strati rocciosi ( strati ) e della stratificazione (stratificazione). Viene utilizzato principalmente nello studio delle rocce vulcaniche sedimentarie e stratificate . La stratigrafia ha due sottocampi correlati: litostratigrafia (stratigrafia litologica) e biostratigrafia (stratigrafia biologica).

Sviluppo storico

Incisione dalla monografia di William Smith sull'identificazione di strati basati su fossili

Il sacerdote cattolico Nicholas Steno stabilì le basi teoriche per la stratigrafia quando introdusse la legge di sovrapposizione , il principio di orizzontalità originale e il principio di continuità laterale in un'opera del 1669 sulla fossilizzazione di resti organici in strati di sedimenti.

La prima applicazione pratica su larga scala della stratigrafia fu di William Smith nel 1790 e all'inizio del XIX secolo. Conosciuto come il "Padre della geologia inglese", Smith riconobbe il significato degli strati o della stratificazione rocciosa e l'importanza dei marcatori fossili per la correlazione degli strati; creò la prima carta geologica dell'Inghilterra. Altre influenti applicazioni della stratigrafia all'inizio del XIX secolo furono di Georges Cuvier e Alexandre Brongniart , che studiarono la geologia della regione intorno a Parigi.

Strati a Cafayate ( Argentina )

Litostratigrafia

Strati di gesso a Cipro , che mostrano stratificazione sedimentaria

La variazione nelle unità rocciose, mostrata più ovviamente come stratificazione visibile, è dovuta ai contrasti fisici nel tipo di roccia ( litologia ). Questa variazione può verificarsi verticalmente come stratificazione (bedding) o lateralmente e riflette i cambiamenti negli ambienti di deposizione (noti come cambiamento di facies ). Queste variazioni forniscono una litostratigrafia o stratigrafia litologica dell'unità rocciosa. I concetti chiave della stratigrafia implicano la comprensione di come sorgono determinate relazioni geometriche tra gli strati rocciosi e cosa implicano queste geometrie sul loro ambiente deposizionale originale. Il concetto di base della stratigrafia, chiamato legge di sovrapposizione , afferma: in una sequenza stratigrafica indeformata, gli strati più antichi si trovano alla base della sequenza.

La chemostratigrafia studia i cambiamenti nelle proporzioni relative di oligoelementi e isotopi all'interno e tra le unità litologiche. I rapporti isotopici di carbonio e ossigeno variano con il tempo e i ricercatori possono usarli per mappare i sottili cambiamenti che si sono verificati nel paleoambiente. Questo ha portato al campo specializzato della stratigrafia isotopica.

La ciclostratigrafia documenta i cambiamenti spesso ciclici nelle proporzioni relative di minerali (in particolare carbonati ), granulometria, spessore degli strati di sedimenti ( varve ) e diversità fossili con il tempo, legati ai cambiamenti stagionali oa più lungo termine nei paleoclima .

biostratigrafia

La biostratigrafia o stratigrafia paleontologica si basa su evidenze fossili negli strati rocciosi. Si dice che gli strati provenienti da località diffuse contenenti la stessa fauna e flora fossili siano correlabili nel tempo. La stratigrafia biologica si basava sul principio della successione faunistica di William Smith , che precedette e fu una delle prime e più potenti linee di prova dell'evoluzione biologica . Fornisce una forte evidenza della formazione ( speciazione ) e dell'estinzione delle specie . La scala temporale geologica è stata sviluppata nel corso del XIX secolo, sulla base dell'evidenza della stratigrafia biologica e della successione faunistica. Questa scala temporale è rimasta una scala relativa fino allo sviluppo della datazione radiometrica , basata su un quadro temporale assoluto, che ha portato allo sviluppo della cronostratigrafia.

Uno sviluppo importante è la curva di Vail , che tenta di definire una curva storica globale del livello del mare in base a deduzioni da modelli stratigrafici mondiali. La stratigrafia è anche comunemente usata per delineare la natura e l'estensione delle rocce serbatoio contenenti idrocarburi , delle foche e delle trappole della geologia del petrolio .

cronostratigrafia

La cronostratigrafia è la branca della stratigrafia che colloca un'età assoluta, piuttosto che un'età relativa, sugli strati rocciosi . Il ramo si occupa di derivare dati geocronologici per unità rocciose, sia direttamente che inferenziale, in modo che possa essere derivata una sequenza di eventi relativi al tempo che hanno creato la formazione delle rocce. Lo scopo ultimo della cronostratigrafia è di porre delle date sulla sequenza di deposizione di tutte le rocce all'interno di una regione geologica, e quindi in ogni regione, e per estensione fornire un'intera documentazione geologica della Terra.

Uno spazio vuoto o strati mancanti nella documentazione geologica di un'area è chiamato iato stratigrafico. Questo può essere il risultato di un arresto nella deposizione di sedimenti. In alternativa, il gap può essere dovuto alla rimozione per erosione, nel qual caso può essere chiamato vuoto stratigrafico. Si chiama pausa perché la deposizione è stata sospesa per un periodo di tempo. Un gap fisico può rappresentare sia un periodo di non deposizione che un periodo di erosione. Una faglia geologica può causare la comparsa di uno iato.

Magnetostratigrafia

Esempio di magnetostratigrafia . Le bande magnetiche sono il risultato dell'inversione dei poli magnetici della Terra e della diffusione dei fondali marini . La nuova crosta oceanica viene magnetizzata mentre si forma e poi si allontana dalla dorsale oceanica in entrambe le direzioni.

La magnetostratigrafia è una tecnica cronostratigrafica utilizzata per datare sequenze sedimentarie e vulcaniche. Il metodo funziona raccogliendo campioni orientati a intervalli misurati in una sezione. I campioni vengono analizzati per determinare il loro magnetismo residuo detritico (DRM), ovvero la polarità del campo magnetico terrestre al momento della deposizione di uno strato. Per le rocce sedimentarie questo è possibile perché, mentre cadono attraverso la colonna d'acqua, i minerali magnetici a grana molto fine (< 17  μm ) si comportano come minuscole bussole , orientandosi con il campo magnetico terrestre . Al momento della sepoltura, tale orientamento è conservato. Per le rocce vulcaniche, i minerali magnetici, che si formano nella fusione, si orientano con il campo magnetico ambientale e si fissano al momento della cristallizzazione della lava.

Campioni di carote paleomagnetiche orientate vengono raccolte in campo; fanghi , siltiti e arenarie a grana molto fine sono le litologie preferite perché i grani magnetici sono più fini e più inclini ad orientarsi con il campo ambientale durante la deposizione. Se l'antico campo magnetico fosse orientato in modo simile al campo odierno ( Polo Nord Magnetico vicino al Polo Nord di Rotazione ), gli strati manterrebbero una polarità normale. Se i dati indicano che il Polo Nord Magnetico fosse vicino al Polo Sud di Rotazione , gli strati mostrerebbero polarità invertita.

I risultati dei singoli campioni vengono analizzati rimuovendo la magnetizzazione residua naturale (NRM) per rivelare il DRM. Dopo l'analisi statistica, i risultati vengono utilizzati per generare una colonna magnetostratigrafica locale che può quindi essere confrontata con la scala temporale della polarità magnetica globale.

Questa tecnica viene utilizzata per datare sequenze che generalmente mancano di fossili o rocce ignee intercalate. La natura continua del campionamento lo rende anche una potente tecnica per la stima dei tassi di accumulo di sedimenti.

Guarda anche

Riferimenti

Ulteriori letture

• Christopherson, RW, 2008. Geosistemi: un'introduzione alla geografia fisica , 7a edizione, New York: Pearson Prentice-Hall. ISBN  978-0-13-600598-8
• Montenari, M., 2016. Stratigrafia e scale temporali , 1a ed., Amsterdam: Academic Press (Elsevier). ISBN  978-0-12-811549-7

link esterno

• Sottocommissione ICS per le informazioni stratigrafiche
• Web di stratigrafia di sequenza dell'Università della Carolina del Sud
• Stratigrafia di Front Range
• Commissione Internazionale di Stratigrafia
• Laboratorio di stratigrafia dell'Università della Georgia (USA)
• Stratigraphy.net Un fornitore di dati stratigrafici.
• Agenames.org Un indice globale di termini stratigrafici