La stratigrafia è la parte della geologia che si occupa dello studio delle rocce sedimentarie. In queste rocce è quasi sempre possibile ricostruire le tappe del processo sedimentario, identificare e riconosccere i fattori che hanno portato alla degradazione della roccia madre, e l'ambiente di sedimentazione.
Una caratteristica comune a tutte le rocce sedimentarie è la stratificazione; lo "strato"infatti è l'unità deposizionale delle rocce sedimentarie: ogni strato è costituito da materiale roccioso relativamente omogeneo, in quanto si è formato in un ben definito intervallo di tempo e in condizioni sedimentarie costanti. Ogni cambiamento delle condizioni di sedimentazione porta alla formazione di uno strato diverso che si sovrappone a quello precedente, e, dal quale si distingue per composizione o per la granulometria dei clasti. Ogni strato è caratterizzato da uno spessore variabile ed è delimitato da superfici dette piani di stratificazione.
Alcune rocce sedimentarie non si presentano stratificate, ma mostrano una struttura compatta, in quanto non sono costituite da detriti, ma da sali che si formano per precipitazione o da materiali prodotti da organismi biocostruttori.
Un'altra caratteristica peculiare delle rocce sedimentarie è la presenza di fossili di organismi animali o vegetali, vissuti in ere gelogiche passate. I fossili ci permettono di effettuare delle datazioni relative degli strati in cui essi sono presenti, inoltre ci permettono di effettuare delle ricostruzioni paleogeografiche e paleoclimatiche.
Alcuni fossili, vissuti in condizioni ambientali e climatiche particolari vengono chiamati "fossili di facies" (ad esempio i colralli) in quanto sono indicatori di particolari condizioni ambientali: acque calde, ossigenate, e una profondità che non doveva superare i 70 metri. Altri fossili, invece, definiti "fossili guida", si sono evoluti rapidamente, sono vissuti in un breve periodo geologico ed estinti. Essi si trovano in strati relativamente sottili e possono essere associati ad uno specifico periodo geologico. I fossili guida hanno avuto inoltre una grande distribuzione areale per cui sono inclusi nelle rocce sedimentarie di molte regioni del mondo. Attraverso il loro studio è stato possibile ricostruire l'ordine cornologico degli strati, l'evoluzione e l'estinzione di molte specie viventi.
Questo è possibile grazie all'individuazione di corrispondenze temporali dette anche correlazioni, tra rocce affiorandi in diverse località. Tra i fossili guida più importanti possiamo ricordare i trilobili, le ammoniti e i nummuliti.
Sequenze stratigrafiche particolari. i flysch
Lungo la scarpata continentale, possono originarsi delle correnti di torbida, vere e proprie frane sottomarine di acqua, sabbia e fango, dotate di elevata densità. Si originano quando i sedimenti incoerenti al limite della scarpata franano a causa di piccoli movimenti sismici o perchè superano l'angolo critico. Queste masse, incidono profondamente la scarpata continentale originando i profondi solchi chiamati canyon. Quando la torbida giunge alla base della scarpata, perde energia e inizia a sedimentare formando strati gradati costituiti da sabbie grossolane, silt e argille che vengono chiamate torbiditi. Molte di queste sequenze si trovano incluse nelle catene montuose formatesi in seguito a collisione continentale. Esse vengono chiamate flysch e sono formate da strati di notevole spessore di arenarie, marne e argille. Alcuni esempi sono il "flysch dell'Antola" o quello della formazione marnoso arenacea della'Appennino umbro - marchigiano.
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