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GEOLOGIA E AMBIENTE
Si evolvono i grandi regni della natura: aria, acqua, terra

Quando gli studiosi si accinsero a definire i criteri per suddividere in ere, periodi ed epoche la Storia della Terra, all’inizio dei primi del XIX° secolo, non potendo disporre di elementi per creare una scala di valori assoluti, dovettero limitarsi a una scala di valori relativi delle formazioni geologiche in base alle loro reciproche posizioni, alle loro caratteristiche petrografiche, alla presenza di fossili, etc., presupponendo che determinate caratteristiche fossero sufficientemente uniformi nei vari continenti, in modo da poter correlare i vari affioramenti. Solo negli ultimi decenni del secolo passato, grazie alla presenza di elementi radioattivi nelle rocce, si è pervenuti a determinare, anche con buona approssimazione, l’età delle varie formazioni.

La suddivisione in Ere Geologiche ha inizio con l’Era Paleozoica o Primario, cioè quell’Era in cui, secondo le prime osservazioni, comparve la vita sulla Terra. Pertanto furono attribuiti al Paleozoico quei terreni in cui furono individuati fossili, ritenuti all’epoca rappresentare i resti dei primi organismi.

Sottostanti a queste formazioni fu individuata tutta una serie di terreni costituiti prevalentemente da rocce eruttive e metamorfiche, cioè un complesso definito "Azoico" nella presunzione che si fosse formato prima della comparsa della vita, ma con l’approfondimento delle ricerche si accertò che anche la parte superiore di questo complesso presentava resti organici appartenenti a specie già sufficientemente evolute, tanto da far pensare che la vita rappresentata da microrganismi unicellulari doveva essere presente molto tempo primo.

Sarebbe stato logico abbassare il limite inferiore del Paleozoico, in modo da includervi anche formazioni più antiche, invece fu ritenuto più pratico denominare Pre-Paleozoico o Archeozoico tutto ciò che sottostà al Paleozoico.

PRE - PALEOZOICO (tabella "Scala del tempo Pre-Paleozoico")

In questi ultimi decenni con i risultati interdisciplinari delle scienze, dall’astronomia alla geologia, sono stati fatti progressi veramente decisivi per determinare le modalità con cui si è pervenuti all’attuale assetto del Sistema Solare e quindi della Terra, in particolare si è arrivati a determinare con maggiore precisione l’età del pianeta, stimata intorno ai 4,5 miliardi di anni.

Poiché gli strati di base del Paleozoico sono databili intorno ai 500 milioni di anni, i primi 4 miliardi di anni sulla Terra sono stati impiegati per la formazione di una prima crosta terrestre a mano a mano che la temperatura si abbassava all’esterno del pianeta e di conseguenza venivano a instaurarsi tutti quei processi riguardanti la fisica terrestre, in particolare aveva inizio un ciclo che da allora fino ai giorni si va continuamente ripetendo: erosione dei terreni à trasporto e deposito di materiale à sprofondamento con alterazione dei terreni à sollevamento con conseguenti processi orogenetici à erosione di terreni.

Individuare e ricostruire questi cicli è, tra l’altro, la funzione della geologia, con particolare riguardo ai tre domini dell’ambiente interdipendenti: Aria, Acque e Terra

Come si è visto nei precedenti articoli di Geologia e ambiente, durante il pre-paleozoico si sono create le condizioni per la trasformazione dell’Atmosfera primordiale per giungere all’attuale composizione gassosa, trasformazione basata su due fondamentali processi:

I regni della natura: aria, acqua, terra
1) depurazione dell’aria da quegli elementi che, causa l’elevata temperatura, erano inizialmente allo stato gassoso in percentuali significative, mentre attualmente sono assenti o in minime tracce, grazie alla condensazione di quei prodotti che attualmente nell’atmosfera sono allo stato liquido o solido. L’effetto più vistoso è stato senz’altro la condensazione del vapore acqueo, la cui origine va ricercata nel ghiaccio presente nella nube cosmica, trasformatosi in vapore durante il riscaldamento di quest’ultima nella fase di aggregazione dei suoi componenti. Ha la stessa origine del ghiaccio che tuttora vaga nello spazio sotto forma di comete o asteroidi che giornalmente vengono scoperti e fotografati dai satelliti

Durante le prime centinaia di milioni di anni la cattura da parte del pianeta Terra di materiale cosmico deve aver raggiunto dimensioni rimarchevoli.

Nei primi tempi, almeno per il 1miliardo di anni, l’intensa attività vulcanica che persisteva sulla terra rappresentava una continua sorgente di elementi gassosi e solidi, sotto forma di lava e ceneri, destinati a distribuirsi su estese superfici terrestri a opera degli agenti atmosferici e nello stesso tempo condizionando i parametri meteorologici.

I regni della natura: aria, acqua, terra
2) "Ossigenazione" delle acque con successivo passaggio dell’ossigeno dalle acque all’atmosfera, a opera dei microrganismi unicellulari, il cui ciclo biologico prevede come risultato finale anche l’emissione di ossigeno. E’ stato un processo lungo che ha portato all’attuale presenza del 21% di ossigeno nell’aria, permettendo la vita di esseri viventi così come la conosciamo. Non sappiamo quando le attuali condizioni ambientali siano state raggiunte, ma comunque prima della comparsa di una fauna già evoluta nella scala zoologica, come quella rinvenuta nei terreni superiori del Pre-Paleozoico.
ACQUE
I regni della natura: aria, acqua, terra

Le piogge nella loro caduta andavano arricchendosi di elementi presenti nell’atmosfera primordiale in modo che quest’ultima, con il passare di milioni e milioni di anni, si è andata purificando. Nello stesso tempo la pioggia dilavava la prima crosta terrestre, in parte ritornando allo stato di vapore data la temperatura del suolo di molte regioni e in parte accumulandosi nelle depressioni per raccogliersi in quantità sempre più vaste e originando così i Mari e gli Oceani, che hanno sempre esaltato gli uomini e condizionato l’evoluzione dell’umanità e delle Civiltà.

Dove ha avuto inizio e come si è sviluppata la vita sulla Terra? Per noi è troppo ovvio rispondere che la vita ha avuto origine nelle acque, perché ormai lo studio della Paleontologia ci porta a tale certezza, ma quello che ci colpisce è constatare che l’uomo da diversi millenni fosse pervenuto alle stesse conclusioni basandosi esclusivamente sulla propria intuizione e seguendo il seguente filo logico: la vita non poteva altro avere inizio che nelle acque, per conquistare successivamente la terra con forme vegetali che avrebbero rappresentato poi il nutrimento alla prima fauna erbivora anch’essa proveniente dalle acque. Una volta affermatasi la presenza di erbivori sulle terre emerse ha avuto luogo l’espansione dei carnivori.

Tornando alle prime fasi della formazione dei bacini, con l’arricchimento delle acque marine a opera del dilavamento atmosferico e terrestre si andavano accumulando nei mari per milioni di anni enormi quantitativi di minerali sia sotto forma di sali solubili sia allo stato solido sui fondali.

Sorge un dubbio: se i processi ambientali fossero pervenuti ad altri risultati, cioè ad altre composizioni organolettiche delle acque e dell’atmosfera, si sarebbe sviluppata una vita diversa da quella che conosciamo? Non possiamo escluderlo, anzi molti dati ci fanno rispondere affermativamente non solo per quanto riguarda il nostro pianeta, ma anche per altri mondi tra i miliardi di corpi sparsi nell’Universo. D’altra parte quante teorie considerate frutto della fantascienza dei secoli passati si sono dimostrate non solo sorpassate dai progressi e risultati della ricerca scientifica, ma, cosa più terrificante, che ormai siamo convinti che qualsiasi teoria o intuizione della fantascienza sarà certamente confermata dai progressi scientifici: è solo questione di tempo.

TERRA

Nel frattempo cosa accadeva della primordiale crosta terrestre? Sappiamo ben poco, non per scarsa estensione e spessore delle formazioni geologiche, ma per lo stato d’alterazione delle rocce dato il metamorfismo" a cui sono state sottoposte per oltre 4 miliardi di anni.

In base ai tipi litologici e ai rari fossili individuabili, il complesso è stato suddiviso in due parti, quella inferiore detta "ARCHEANO" e l’altra sovrastante denominata "ALGONCHIANO" che hanno una uguale durata di tempo – circa 2 miliardi di anni - e il limite tra le due è marcato da una discordanza.

I regni della natura: aria, acqua, terra

I terreni archeani sono rappresentati da rocce eruttive come graniti , sieniti dioriti o metamorfiche tipo gneiss e micascisti . Nella parte superiore prevalgono filladi calcari quarziti e conglomerati di origine glaciale, che vengono così a smentire la teoria che la terra nei primi miliardi di anni fosse stata sempre interessata da temperature relativamente elevate. Gli unici fossili riconoscibili sono dei batteri.

Le formazioni Algonchiane (o Pre-cambriane) sono caratterizzate da sono caratterizzate da rocce sedimentarie come conglomerati, arenarie, calcari, mentre sono limitate le presenze di rocce metamorfiche ed eruttive. Per quanto riguarda i fossili sono molto diffusi resti appartenenti ad Alghe, Protozoi, Celenterati, Molluscoidi, Echinodermi, Molluscoidi, Gasteropodi e Artropodi, etc., per cui la vita 2.500 anni fa era già notevolmente sviluppata tanto da potersi considerare la base di un grande sviluppo nel paleozoico con processi evolutivi che hanno portato alla instaurazione di specie vegetali e animali sia nelle acque sia nelle terre emerse.

La distribuzione delle formazioni pre-paleozoiche interessa tutti i continenti, ma prima di segnalarvi i principali affioramenti va precisato che le attuali posizioni geografiche delle formazioni del Pre-Paleozoico e delle Ere successive non corrispondono necessariamente ai luoghi ove si sono formate per effetto di movimenti di traslazione di placche della crosta terrestre, come avremo occasione di vedere nei prossimi articoli.

Data la compattezza delle zolle pre-paleozoiche, talmente rigide da non essere state più interessate dai cicli orogenetici verificatisi in epoche successive, sono state designate come "scudi" per sottolineare il loro ruolo di substratum assunto nella struttura dei continenti.

Le placche o zone cratoniche sono state individuate ovunque, come lo scudo Canadese ( America del Nord e parte dell’Europa), quello Baltico nel Nord Europa e quello Siberiano in buona parte dell’Asia. Infine tutta una serie di affioramenti che abbracciano l’America del Sud, Africa, Arabia, India peninsulare e Australia che rappresentano i frammenti di quel grande cratone primordiale chiamato Gondwania, su cui ritorneremo in seguito.

Questi nelle grandi linee sono gli elementi di base per un periodo della Terra di 4 miliardi cioè l’89% del tempo trascorso dal momento della formazione del sistema solare e quindi incluso il nostro pianeta. Le informazioni disponibili sono scarse per le ragioni sopra esposte, ma nonostante ciò tante e fondamentali considerazioni si possono fare su questo enorme lasso di tempo. Sono considerazioni che riguardano il clima, la nascita nella vita e l’evoluzione dalle prime forme unicellulari fino a quelle più complesse e differenziate, l’evoluzione della crosta terrestre e le tracce delle prime orogenesi. Si tratta di tanti "meccanismi" i cui effetti sono chiaramente riscontrabili ai nostri giorni, condizionanti la nostra vita. Di tutto ciò converseremo nel prossimo numero.

L’effetto più vistoso è stato senz’altro la condensazione del vapore acqueo, la cui origine va ricercata nel ghiaccio presente nella nube cosmica, trasformatosi in vapore durante il riscaldamento di quest’ultima nella fase di aggregazione dei suoi componenti. Ha la stessa origine del ghiaccio che tuttora vaga nello spazio sotto forma di comete o asteroidi che giornalmente vengono scoperti e fotografati dai satelliti. Durante le prime centinaia di milioni di anni la cattura da parte del pianeta Terra di materiale cosmico deve aver raggiunto dimensioni rimarchevoli.

Nei primi tempi, almeno per il 1miliardo di anni, l’intensa attività vulcanica che persisteva sulla terra rappresentava una continua sorgente di elementi gassosi e solidi, sotto forma di lava e ceneri, destinati a distribuirsi su estese superfici terrestri a opera degli agenti atmosferici e nello stesso tempo condizionando i parametri meteorologici.

Dott. Pio Petrocchi

Trovapiante