Paleontologia - riassunto sintetico per il corso

Paleontologia

La scala dei tempi geologici

L’universo si pensa esser nato circa 15 miliardi di anni fa con lo scoppio del Big Bang. Ma il globo terrestre è nato solo molto tempo dopo, circa 4,6 miliardi di anni fa, per un fenomeno che si chiama accrezione planetesimale. Corpi extraterrestri simili a meteorodi si sono iniziati ad aggregare e, col passare del tempo e con l’aumentare della forza di attrazione gravitazionale, il globo ha preso forma diventando l’ellissoide di rotazione sul quale noi abitiamo. La scala dei tempi geologici è sostanzialmente divisa in due Eoni principali: Precambriano e Fanerozoico.

Precambriano

Il Precambriano inizia approssimativamente 4,6 Ga e finisce circa 541 Ma. È diviso a sua volta in 3 eoni principali: Adeano, Archeano e Proterozoico.

Adeano

Nell’Adeano (4,6-4 Ga) il globo terrestre completa la sua formazione. Si formano anche le primitive atmosfera e idrosfera (prive di ossigeno). È qui che avviene la catastrofe del Ferro nella quale gli elementi più pesanti, quali Fe e Ni, si concentrano al centro della Terra e formano quindi il nucleo (interno liquido e esterno solido). Gli elementi più leggeri, invece, quali Si, Al, Mg, si posizionano intorno al nucleo iniziando a formare il mantello e la crosta (inizialmente basaltica). È nell’Adeano che avviene la prima orogenesi che crea le prime catene montuose, chiamate scudi continentali. A 4,4 Ga risalgono Zirconi rinvenuti nelle Jack Hills australiane.

Archeano

Il secondo eone è l’Archeano (4-2,5 Ga) in cui vi è un’evoluzione molecolare e biochimica in quanto si forma, nei primi mari, il brodo primordiale, cioè un insieme di sostanze sia organiche che inorganiche che si pensa abbiano dato origine alla vita. Nell’atmosfera compaiono i primi gas, come Ammoniaca, Idrogeno, vapore acqueo e Metano, che sottoposti a scariche elettriche e radiazioni uv creano delle molecole simili agli Amminoacidi. Importante avvenimento è la comparsa dei primi organismi procarioti (dotati di una cellula semplice), chiamati Acritarchi. A 3,2 Ga risalgono le prime strutture biocostruite, le Stromatoliti, create da Alghe azzurre e batteri che vivevano in simbiosi scambiandosi ossigeno e anidride carbonica.

Proterozoico

Il Proterozoico va da 2,5 Ga a 541 Ma ed è importante perché c’è il passaggio (a circa 1,5 Ga) da cellula procariotica a cellula eucariotica, più complessa rispetto alla precedente. Inoltre, a 575 Ma risale la prima fauna di organismi pluricellulari semplici, la cosiddetta Fauna di Ediacara. Gli organismi che ve ne facevano parte avevano corpo molle e una grande complessità strutturale. Questi organismi, però, non durarono molto e le cause della loro estinzione non sono chiare, ma potrebbero includere un improvviso evento anossico diffuso a scala mondiale, che rese la maggior parte dei fondali marini e oceanici inadatti alla vita, oppure semplicemente lo sviluppo dei predatori. Nel Proterozoico, inoltre, ci fu l’ossigenazione dell’atmosfera e dell’idrosfera, causata dalle prime fotosintesi.

Fanerozoico

Il secondo e ultimo Eone è il Fanerozoico (541 Ma-oggi) ed è diviso in 3 ere: Paleozoico, Mesozoico, Cenozoico.

Paleozoico

La prima era è il Paleozoico (541-252 Ma). Qui si forma il super continente Pangea. Prima c’era il Rodinia che si frammenta poi in Gondwana, Laurussia e Asia. Il Laurussia si unisce all’Asia e crea il Laurasia. Quest’ultimo si unisce al Gondwana formando la Pangea. Wilson è lo scienziato che studiò la deriva dei continenti e la tettonica delle placche e che ipotizzò una teoria conosciuta come “ciclo di Wilson” secondo la cui i continenti attuali fra molti anni si ricongiungeranno per poi, dopo altri anni ancora, frammentarsi di nuovo. Fossili guida per l’era sono i Trilobiti organismi con alto tasso evolutivo e alta diffusione geografica utilissimi per le ricostruzioni biostratigrafiche e paleoambientali in quanto si diffusero dal Cambriano fino al Permiano. Altri fossili guida sono i Graptoliti (org coloniali per Ordoviciano e Siluriano). Il Paleozoico ha 6 periodi:

• Cambriano (541-485 Ma). Si ha l’esplosione del Cambriano con la formazione dei primi gusci anche fossilizzabili, inizialmente fatti da materiali di scarto e poi usati come protezione. Compaiono poi i primi organismi scheletrici e poi i Pikaia (antenati dei Cordati), i Trilobiti e i Crostacei. Giacimenti con fossili di questo periodo sono: Burgess Shale (Canada) e Chengjiang (Cina).
• Ordoviciano (485-443 Ma). Compaiono i primi pesci vertebrati, gli Agnati, senza mandibola né denti. Compaiono anche: Echinodermi, Cistoidi, Crinoidi, Briozoi, Cefalopodi, Coralli (creano le prime barriere coralline). A 450Ma risale la prima ESTINZIONE DI MASSA (86% specie), dovuta a glaciazione di un super continente.
• Siluriano (443-419 Ma). È importante perché le piante iniziano a colonizzare la terra ferma (con le Briofite e le Crittogame) e anche gli animali scoprono le terre emerse e i primi a muoversi verso queste sono gli Scorpioni.
• Devoniano (419-359 Ma). Compaiono i primi pesci polmonati (Dipnoi) che potevano vivere anche sulla terra ferma. Poi compaiono i pesci ossei, gli Osteti (progenitori dei pesci moderni) e anche gli Anfibi (evoluti dai pesci), che erano Stegocefali e Labirintodonti. È nel Devoniano che si formano le prime foreste di Conifere e Gimnosperme. Come giacimenti troviamo Hunsruck (Germania). A circa 377Ma risale la seconda ESTINZIONE DI MASSA (del 75% delle specie), per impatto con 3 asteroidi.
• Carbonifero (359-298), si chiama così perché i più antichi giacimenti di carbone fossile (Antracite) risalgono proprio a questo periodo. Inoltre qui comparvero i primi Rettili (evoluti dagli anfibi) che erano sia erbivori che carnivori e comparvero i primi Insetti (anche di grandi dimensioni).
• Permiano (298-252 Ma). Si estinguono i Trilobiti e troviamo i Pelicosauri (rettili omeotermi anello di congiunzione tra rettili e mammiferi). Alla fine del Permiano (251Ma) si ha la terza ESTINZIONE DI MASSA chiamata GIGANTIC EXTINCTION perché spazzò via il 96% delle specie presenti e fu dovuta all’impatto con corpi extraterrestri o all’eccessivo vulcanismo che inquinò le acque dei mari.

Mesozoico

La seconda era è il Mesozoico (252-66 Ma). In questi anni si ha un decisivo rinnovamento di fauna e flora (prime Fanerogame angiosperme – piante coi fiori). La Pangea si frammenta. Giacimenti con resti mesozoici sono per esempio quello di Altamura (a Bari). Si divide in 3 periodi:

• Triassico (252-200 Ma). Creazione di un mare interno= Tetide. I rettili tornano a colonizzare i mari con l’Ittiosauro e compaiono i Mammiferi (evoluti dai rettili). Compaiono anche le prime Ammoniti. Giacimenti triassici sono il giacimento di Besano, Monte San Giorgio (Canton Ticino) e l’Arizona Petrified Forest. A 203Ma si ha un’altra ESTINZIONE DI MASSA, dell’80% delle specie, data da innalzamento di 5°C.
• Giurassico (200-145 Ma) è il periodo dei Dinosauri (evoluti dai rettili) e dei primi Uccelli (tra i quali l’Archeopterix). Giacimenti importanti sono quello di Liaoning (Cina) e Solnhofen (in Germania).
• Cretacico (145-66 Ma) si estinguono le Ammoniti, rimpiazzate dalle Rudiste. Si chiude la Tetide e si crea il Mediterraneo, le Ande e altre catene montuose si innalzano e i continenti cominciano a prendere la loro odierna forma. Alla fine del Cretacico (66Ma), nel limite K-T (Cretacico-Terziario) si ha un’altra GRANDE ESTINZIONE DI MASSA (dell’86%) studiata da Luis Alvarez e da suo figlio che ne hanno ipotizzato le cause. Studiando la successione del Bottaccione (a Gubbio) hanno rilevato uno strato ricco di Iridio (sostanza presente nelle meteoriti) e hanno quindi dedotto che, vista questa abbondanza e vista la presenza di crateri da impatto per esempio nello Yukatan, la causa dell’estinzione sia stata proprio l’impatto con un meteroide.

Cenozoico

La terza ed ultima era è il Cenozoico che va da 66 Ma ad oggi ed ha una grande importanza per noi, in quanto il genere Homo è comparso proprio in questo intervallo di tempo. Qui si ebbe una forte attività orogenica e si formarono molte catene montuose (come le Alpi e gli Appennini). Giacimenti cenozoici: Bolca (Verona) e Messel (Germania). È diviso in 3 periodi:

• Paleogene (66-23 Ma), si ha la diffusione di nuovi ordini di Mammiferi: Chirotteri, Ungulati (Rinoceronti, Cavalli), Roditori, Carnivori, Marsupiali, primati. Diffusione delle Nummuliti e prime piante a foglie caduche (Aceri, Querce, Betulle). È diviso in 3 epoche: Paleocene (Giacimento di Spilecco), Eocene (primi Cetacei, Elefanti senza zanne), Oligocene (primi Sirenidi-Lamantini, Dugonghi).
• Neogene (23-2,58 Ma) ci sono le grandi migrazioni dei Proboscidati (da Africa a America) e degli Equidi (da America a Africa). C’è un boom degli erbivori (gazzelle, caprioli, giraffe), compaiono i primi primati antropomorfi (Oreopitecus bamboli – nasce il bipedismo). Prime Piante erbacee, Tigli, Castagni. Si forma poi il Mar Tirreno. Diviso in 2 epoche: Miocene o età messiniana perché ci fu la crisi di salinità del Messiniano che portò alla chiusura di Gibilterra e all’evaporazione del Mediterraneo. Le Acque dell’Oceano Atlantico non si riversavano più sul Mediterraneo e si formarono rocce evaporitiche. Come giacimenti c’è Monte Castellano. L’altra epoca è il Pliocene.
• Quaternario (2,58 Ma-oggi) è il periodo delle ere glaciali, che furono 5 (Donau, Gunz, Riss, Mindel, Wurm), intervallate da periodi interglaciali (di deglaciazione). Durante questi periodi si riversarono nel bacino del Mediterraneo ospiti di ogni genere,