Laboratorio evoluzione Marcello Sala LA STORIA DELLA TERRA [N. Eldredge (1999), Le trame dell’evoluzione, Cortina 2002 R. Fortey, Terra, Codice 2005]

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1 laboratorio evoluzione Marcello Sala LA STORIA DELLA TERRA [N. Eldredge (1999), Le trame dell’evoluzione, Cortina 2002 R. Fortey, Terra, Codice 2005]

2 Come si sono formati questi strati?

3 Materiale particellare nell’acqua la intorbida si deposita sul fondo I fiumi trasportano fango e detriti che si depositano sui fondali marini (sedimenti)

4 Come fanno i sedimenti a diventare roccia? Il peso del materiale che si deposita sopra comprime il sedimento sottostante Perchè nella roccia si vedono delle strisce? Le sostanze depositate in tempi successivi sono diverse

5 I materiali che formano i sedimenti provengono solo dai fiumi? Gusci di animali e piante del plancton e del benton Ritmo di deposito dei sedimenti molto più lento (si vedono al microsopio) Radiolari Foraminiferi

6 Che direzione hanno gli strati? perché? Materiali depositati sul fondo (sedimenti )  strati orizzontali (primo principio di Stenone, seconda metà del Seicento)

7 Le carte geologiche di Lavoisier Quali sono gli strati più vecchi? Sedimenti  strati più vecchi sotto (secondo principio di Stenone) tempo

8 Descriviamo questi strati Sopra quasi orizzontali, sotto verticali Cosa può essere successo? Una spinta dal basso James Hutton 1788 Che cosa può avere spinto da sotto tanto da spostare strati di roccia? Terremoti? vulcani? Siccar Point (Scozia)

9 Che cosa si nota sulle colonne? Fascia più scura a una certa altezza Tempio di Serapide (circa 100 d.C.) a Pozzuoli, vicino al mare Ingrandimento 

10 Di che si tratta? Tracce di molluschi (litodomi): scavano la pietra possono vivere solo in acqua, ma non in profondità

11 Che se ne deduce? L’acqua del mare arrivava sopra la fascia scura  o il mare si è abbassato o la terraferma si è sollevata Ma il tempio è stato costruito con il pavimento sott’acqua? No Quindi che se ne deduce? Prima ancora uno spostamento contrario: il mare si era sollevato o la terra abbassata

12 Questi movimenti si possono vedere già nell’arco di poche decine di anni Charles Lyell (1830) attualismo: gli stessi movimenti che si verificano attualmente e le stesse forze che li provocano in tempi di milioni di anni hanno sollevato catene montuose o sprofondato sotto il mare altri territori Le colonne sono rimaste in piedi durante questi movimenti Che se ne deduce? Movimenti non violenti Lyell: non eventi catastrofici (eruzioni vulcaniche terremoti) ma graduali hanno determinato la forma del paesaggio terrestre (gradualismo vs. catastrofismo)

13 Dal momento che la roccia è un materiale duro come è stato possibile che gli strati siano stati piegati?

14 La pasta sfoglia viene piegata quando è molle e diventa friabile con la cottura Questo che cosa ci suggerisce…?  gli strati di roccia piegati quando erano più plastici

15 Che cosa può rendere plastica la roccia? Il calore Una massa di materiale fuso ad alta temperatura riempie la Terra sotto la crosta può risalire verso la superficie

16 … e può fuoriuscire sotto forma di lava che poi solidifica formando montagne vulcaniche

17 Ma il materiale fuso del mantello può anche far muovere i pezzi della crosta terrestre (placche) che si urtano spostando, ribaltando, sollevando strati di roccia preesistente fino a formare catene di montagne

18 Le montagne restano sempre uguali? No, vengono erose dal vento, dalla pioggia, dal gelo Effetti del vento

19 dell’acqua

20 2 1 3 In quale ordine da monte a valle lungo un torrente si trovano queste situazioni?

21 Rocce spaccate dal gelo pezzi sempre più piccoli levigati dall’acqua dei torrenti man mano che scendono materiale sempre più fine…

22 … alla fine i fiumi lo trasportano fino a depositarlo nel mare dove si formano i sedimenti

23 Cosa rappresentano le immagini? Le Porte di Ferro del Danubio tra Serbia e Romania

24 Come si è formato il passaggio del fiume attraverso i monti? Per erosione Ma il Danubio non sorge da quei monti scorre 400 m più in basso anche a monte… delle Porte di Ferro

25 Se il Danubio ha scavato il passaggio tagliando la montagna come un coltello taglia una torta come ha potuto salire sul monte per tagliarlo? Per tagliare una torta abbassare il coltello non è l’unico modo: si può alzare la torta il Danubio è rimasto allo stesso livello scavando la montagna man mano che questa si alzava lentamente spinta da sotto

26 Come mai nelle rocce ci sono anche resti di animali e piante (i fossili)?

27 Può capitare che animali o piante muoiano e cadano nell’acqua, sprofondino nel fango, si conservino (quasi sempre soltanto le parti dure, come ossa denti, gusci ecc.) e rimangano imprigionati quando i sedimenti diventano rocce

28 Perché i fossili sono importanti nella teoria dell’evoluzione? La successione degli strati dal basso all’alto corrisponde alla successione del tempo nella storia della Terra Se fossili di certe specie si trovano solo in certi strati significa che né prima né dopo quelle specie erano presenti in quel luogo Da qui si può ricostruire la storia delle specie, cioè l’evoluzione

29 Successioni simili di strati che contengono certe specie di fossili (fossili guida) a profondità diverse in località diverse: come interpretare questo fatto?

30 Ipotesi: 1. gli strati erano gli stessi estesi per grandi superfici (sedimenti su fondali) 2. l’erosione ha separato le varie zone 3. certe sono state sollevate, altre abbassate da movimenti tellurici

31 Successioni simili di strati che contengono certe specie di fossili (fossili guida) ma con ordine invertito in località vicine: come interpretare questo fatto?

32 Ripiegatura ed erosione

33 strati sottoposti a forze

34 Fossili di Mesosaurus rettile di acqua dolce vissuto 290-250 Ma fa sono stati ritrovati in Amazzonia e nell’Africa Sud-occidentale: che cosa ci dice questo rispetto alla storia della Terra?

35 Quelle località, al tempo in cui si sono depositati quegli stati di sedimenti, erano vicine 200 Ml di anni fa praticamente tutte le terre emerse costituivano un unico continente e 130 milioni di anni fa Sud America e Africa erano ancora a contatto Mesosaurus

36 60 Milioni di anni fa le zone climatiche erano diversamente distribuite sulla superficie della Terra  diversa distribuzione di flora e fauna

37 500- 750- 1000- 1250- 1500- 1750- 2000- 2250- 2500- 2750- 3000- 3250- 3500- 3750- 4000- 4250- 4500- Cambriano Radiazione phylaFine glaciazione Terra inondata Rottura supercontinente Precambriano Proterozoico Fauna di Ediacara Inizio organ. pluricellulari Cellule eucariote Batteri aerobici Glaciazione O 2 al 10% O 2 al 1% Glaciazione Inizio accumulo O 2 Supercontinente equatoriale Supercontinente Archeano Stromatoliti Cianobatteri Batteri anaerobici (?) Inizio O 2 in atmosfera Glaciazione (?) Ossigeno legato al Fe Formazione scudi continentali Formazione crosta continentale con cicli di deposito di sedimenti - erosione Formazione fondo oceanico Formazione mari (Adeano) Formazione rocce Raffreddamento M.a.eraperiodoepocaevoluzioneclimageologia

38 250- 300- 350- 400- 450- 500- 550- Paleozoico Permiano 3^ estinzione (90% specie; trilobiti graptoliti) Inizio piante con semi Espansione rettili Arido Freddo Carbonifero Pennsylvaniano Missisipiano Primi rettili Espansione anfibi e insetti Espansione gimnosperme Espansione pteridofite Caldo Glaciazioni Depositi di carbone Paludi Devoniano 2^ estinzione Inizio anfibi Inizio invertebrati su terra Foreste in paludi Felci Prime gimnosperme Espansione pesci Laurentia e Gondwana verso N Siluriano Inizio vegetali sulla terra Pesci corazzati con mascella Ordoviciano 1^ estinzione (specie litoranee) Pesci corazzati agnati Inizio cordati Espansione trilobiti Graptoliti Glaciazione Riduzione delle coste Massima estensione oceano Giapeto Cambriano Inizio alghe trilobiti molluschi Fauna di Burgess Fauna di Chengjiang Radiazione phyla Caldo Gondwana tocca il poloS Continenti a latitudini tropicali Terra inondata Rottura supercontinente PrecambrianoFine glaciazione

39 M.a.eraperiodoepocaevoluzioneclimageologia 2- 50- 100- 150- 200- 250- QuaternarioOlocene PleistoceneGlaciazioni CenozoicoTerziario Pliocene Espansione mammiferi uccelli bivalvi gasteropodi nummuliti Espansione angiosperme Conifere NAm  Eu SAm  Ant NAm  Sam (Panama) MioceneFreddo arido OligoceneFormazione Himalaya Eocene PaleoceneFormazione Alpi Mesozoico Cretaceo 5^ estinzione (dinosauri, ammoniti) Uccelli fecondatori Inizio angiosperme Caldo SAm  Ant Formazione Montagne Rocciose Depositi di gesso SAm  Af Sam-Af  Aus-Ant Mari caldi e poco profondi ricoprono la terra Giurassico Inizio mammiferi Inizio pennuti Espansione dinosauri Espansione ammoniti Freddo Apertura oceani attuali Laurasia(N)  Gondwana(S) Inizio smembramento Pangea Triassico 4^ estinzione Conifere Dominio rettili (aria), insetti Dominio anfibi Formazione Pangea abbassamento livello del mare PaleozoicoPermiano