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ALFONSO BOSELLINI - I materiali della Terra solida STORIA della TERRA Oltre il libro VI Alfonso Bosellini - Le Scienze della Terra I materiali della Terra solida

Dall’origine della vita alla comparsa dell’uomo Il Precambriano L’origine della vita L’esperimento di Miller Dall’atmosfera riducente all’atmosfera ossidante I fossili più antichi Il Fanerozoico Eventi geologici del Paleozoico Eventi biologici del Paleozoico Documento Il Paleozoico in Italia Eventi geologici del Mesozoico Eventi biologici del Mesozoico Documento Il Mesozoico in Italia Documento Le estinzioni di massa Eventi geologici del Cenozoico Eventi biologici del Cenozoico Documento Il Cenozoico in Italia

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Questo documento è tratto dal volume «Alfonso Bosellini - LA TERRA DINAMICA E STORIA GEOLOGICA DELL ’I TALIA , Italo Bovolenta editore, Ferra - ra, 2009» e è strettamente riservato ai docenti che adottano l’opera «Alfonso Bosellini - I MATERIALI DELLA TERRA SOLIDA , Italo Bovolenta editore, Ferrara, 2012».

Disegni: Andrea Pizzirani Stesura degli esercizi: Gino Bianchi, Annarosa Baglioni, Anna Ravazzi.

Copertina: – Progetto grafico: Chialab, Bologna – Realizzazione: Christian Magagni

La riproduzione, la copia e la diffusione dell’intero documento, o di sue parti, è autorizzata ai soli fini dell’utilizzo nell’attività didat - tica degli studenti delle classi che hanno adottato il testo.

Per segnalazioni o suggerimenti scrivere all’indirizzo: Italo Bovolenta editore Via Della Ginestra, 227/1 44020 Ferrara tel. 0532/259386 - fax 0532/259387 e-mail [email protected] sito web: www.bovolentaeditore.it VI Dall’origine della vita alla comparsa dell’uomo

Se si osserva la successione delle ere geologiche, è facile notare che la loro durata diminuisce man mano che ci si avvicina alle epoche più recenti. Ciò è dovuto al fatto che la scansione delle ere è for - nita dalla traccia di eventi geologici o biologici particolarmente rilevanti. La leggibilità delle tracce la - sciate da questi eventi si affievolisce nel tempo: più si risale indietro, più gli eventi capaci di lasciare una traccia devono essere stati di grande rilievo e pertanto rari.

DALLA PRIMA CROSTA ALL’ESPLOSIONE DELLA VITA

VI.1 Il Precambriano scono l’eone Proterozoico (dal greco proteros = Nel Proterozoico, tra 750 primitivo e zoikos = di animale). e 580 Ma fa, si sono veri - l lunghissimo periodo di tempo che va dalla Quando si studiano le formazioni risalenti a una ficate almeno 4 glaciazio - ni. Vari dati geologici, I ge nesi della Terra fino all’esplosione della vi- determinata era, troviamo in profondità gli strati paleomagnetici e geochi - ta, avvenuta circa 545 milioni di anni fa, è chia - più antichi e in alto gli strati più recenti. Per que - mici indicano che tutto il mato informalmente Precambriano . Sebbene si sto motivo è invalso l’uso di definire «inferiore» la globo era ricoperto di tratti di un lasso di tempo superiore ai 4 miliardi parte più antica di un’era e «superiore» la parte ghiaccio. Da qui il nome di anni, quasi i nove decimi di tutta la storia del - più recente. La datazione delle rocce precambria - di Snowball Earth (Terra palla di neve) dato al no - la Terra, del Precambriano si sa poco, sia dal ne, povere o del tutto prive di fossili, è effettuata stro pianeta per quel pe - punto di vista geologico sia paleontologico. Il quasi esclusivamente con metodi radiometrici. Le riodo. Sulla «Terra palla Precambriano viene suddiviso in tre eoni: Adea - rocce precambriane sono in larga parte metamorfi - di neve» anche gli oceani no, Archeano e Proterozoico ( figura VI.1 ). L’eone che e granitiche. erano quasi completa - Adeano (dal greco hades = mondo infernale) mente gelati. La tempera - tura media globale era di comprende la parte più antica della storia della –50 °C e la temperatura Terra, dalla sua origine fino a 4÷3,8 miliardi di media all’equatore –20 anni fa. L’eone Archeano (dal greco archaios = °C. Pare che i viventi ab - antico) si fa iniziare con le rocce più antiche fi - Al periodo della storia della Terra che oggi chiamiamo Pre - cambriano furono dati i nomi, ora poco usati, di Azoico e biano superato questa nora documentate, che hanno età compresa tra drammatica fase climatica Criptozoico, che significano rispettivamente «privo di vita» grazie ai batteri rifugiati - circa 4 e 2,5 miliardi di anni. Tutte le rocce con e «con vita nascosta». si lungo le dorsali oceani - età tra 2,5 miliardi e 542 milioni di anni costitui - che dove sorgenti calde permettevano la vita.

Eone Limiti Durata Eventi principali (milioni (milioni di anni) di anni) Fanerozoico 542 FIGURA VI .1 Divisione in Grandi e ripetute glaciazioni eoni e principali eventi geo - Proterozoico Comparsa delle cellule con nucleo logici e biologici del Pre - cambriano. 2.500 Sviluppo della fotosintesi

Precambriano Archeano 4.058 Prime rocce sedimentarie

4.000 Le più antiche rocce conosciute Adeano Formazione degli oceani e dei continenti 4.600

3 OLTRE IL LIBRO - VI Dall’origine della vita alla comprasa dell’uomo - Copyright © 2012 Italo Bovolenta Editore f g p a r c q s r g b r g c E c i c a c n t d A c u I V v i i n t c z p d s o r s r c o v p c c i s l t d o n i d n r n e e e i o o e t a e a r v h a i r o a n o a o i o h o u e e r r e r b a i n o r i o e c f a a l o o

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DALL’ORIGINE DELLA VITA ALLA COMPARSA DELL’UOMO ALFONSO BOSELLINI - I materiali della Terra solida

Energia dai fulmini

Graduale acquisizione delle e nt FIGURA VI.4 Schema dei fe - e caratteristiche c nomeni chimico-biologici che u chimiche id r Accumulo della cellula avrebbero portato alla com - a r e Idrogeno Acqua nell’oceano e parsa della vita secondo Opa - f s H2 H2O formazione rin. A una prima evoluzione o

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Energia dai raggi ultravioletti

VI .3 L’esperimento di Miller Gli organismi anaerobici, essenzialmente certe varietà di batteri, non hanno sistemi enzimatici na conferma sperimentale della plausibilità adatti a proteggerli dall’ossigeno. L’ossigeno libero U delle ipotesi di Oparin venne negli anni Cin - è letale per questi organismi. La presenza di ossi - quanta del secolo scorso dal lavoro di uno studio - geno libero avrebbe impedito la spontanea forma - so americano, Stanley Lloyd Miller. Miller costruì zione dei composti organici alla base della se - un’apparecchiatura come quella della figura VI.5 e quenza di eventi che avrebbero poi portato alla inserì all’interno una miscela di gas che riprodu - comparsa dei primi organismi. ceva le caratteristiche dell’atmosfera primitiva: ammoniaca, metano e idrogeno. Il recipiente in basso conteneva acqua riscaldata, pertanto ai gas contenuti nell’apparecchio si aggiungeva anche il VI.4 Dall’atmosfera riducente vapore acqueo. La miscela di gas era sottoposta a all’atmosfera ossidante continue scariche elettriche, che simulavano i ful - FIGURA VI.5 L’apparecchia - mini e l’energia dei raggi ultravioletti, e poi era atmosfera primordiale, riducente e anaerobi - tura ideata da Miller simula ca, si trasformò poco a poco in ossidante e le condizioni presenti nell’at - raffreddata, in modo da lasciare condensare l’ac - L’ mosfera primitiva. Le scari - qua, che ritornava nel recipiente in basso. aerobica, fino a raggiungere la composizione at - che elettriche svolgono le L’acqua liquida raccoglieva le molecole che po - tuale con il 21% di ossigeno. La principale riser - funzioni che 4 miliardi di tevano formarsi nei gas per azione delle scariche va potenziale di ossigeno è l’acqua (H 2O). I pro - anni fa erano svolte dai ful - elettriche e aveva lo stesso ruolo dei mari primiti - cessi che possono dissociare l’ossigeno dall’idro - mini e dai raggi ultravioletti. vi. Analizzando le sostanze contenute nell’acqua, geno sono la radiazione ultravioletta e la fotosin - si osservò la presenza di molti tesi. La fotodissociazione dell’acqua per radiazio - composti organici, tra cui anche ne ultravioletta non può portare a un’atmosfera numerosi amminoacidi. Il primo ossidante, poiché il processo si arresta sponta - dei passaggi previsti da Oparin neamente agli stadi iniziali. Infatti, sotto l’in - Elettrodo nella sua ipotesi aveva ricevuto fluenza della radiazione ultravioletta, l’ossigeno una conferma importante, anche molecolare (O 2) si converte parzialmente in ozo - H O se indiretta. no (O ), che assorbe la radiazione ultravioletta. 2 3 Un importante dettaglio delle Oggigiorno, ad esempio, quasi tutta la radiazione H NH 2 3 ipotesi di Oparin e dell’esperi - ultravioletta è «fermata» da uno scudo di ozono CH 4 mento di Miller è la presenza di situato nella parte superiore della stratosfera, tra una atmosfera riducente. In una 35 e 50 km di altezza. atmosfera altamente ossidante, È stato calcolato che, partendo da un’atmosfera come quella attuale, i viventi so - anaerobica, il massimo arricchimento in ossigeno Condensatore pravvivono perché possiedono ottenibile mediante la fotodissociazione dell’ac - sistemi enzimatici che impiega - qua per radiazione ultravioletta equivarrebbe allo no ossigeno per svolgere reazioni 0,1% della quantità di ossigeno presente nell’at - ossidative. Queste reazioni non tuale atmosfera. L’atmosfera odierna, altamente os - solo proteggono le cellule dal - sidante, deve essersi formata a causa dell’attività l’interferenza distruttiva dell’os - di organismi fotosintetici quali alghe azzurre, al - sigeno, ma rappresentano anche ghe verdi e vegetali in genere. una preziosa fonte di energia. Gli organismi più complessi, dipendenti dalla

5 OLTRE IL LIBRO - VI Dall’origine della vita alla comprasa dell’uomo - Copyright © 2012 Italo Bovolenta Editore ALFONSO BOSELLINI - I materiali della Terra solida respirazione aerobica, non si poterono evolvere fossili più antichi ( figura VI.6 ) furono scoperti nel fino a quando l’azione fotosintetica degli organi - 1980 in una roccia sedimentaria australiana vec - smi autotrofi non ebbe fornito una sufficiente con - chia di 3,5 miliardi di anni: si tratta di impronte centrazione di ossigeno. La concentrazione mini - di filamenti costituti da cianobatteri, organismi ma di ossigeno per rendere conveniente il ricorso microscopici che costruivano stromatoliti. alla respirazione è dell’1%. Questa concentrazio - Un’associazione di organismi più diversificati, ne, chiamata punto di Pasteur , venne raggiunta in - comprendente alghe cianoficee e batteri, risalenti torno a 1,5 miliardi di anni fa. a circa 2 miliardi di anni fa, è stata trovata nelle L’ozono si formò in quantità apprezzabili solo in famose selci di Gunflint , nella regione canadese seguito alla consistente comparsa dell’ossigeno del Lago Superiore ( figura VI.7 ). prodotto dagli organismi fotosintetici. Lo strato di Gli organismi più antichi sono tutti procarioti, ozono iniziò a schermare le radiazioni ultraviolet - come i batteri e le alghe azzurre, vale a dire cellule te quasi 2 miliardi di anni fa. Occorse però oltre semplici prive di un nucleo ben differenziato. Le un miliardo di anni, perché la schermatura dell’o - piante, gli animali e molti organismi unicellulari zono riuscisse a svincolare i sistemi viventi dal - attuali sono costituiti da cellule eucariote, più l’obbligo della protezione di uno spessore di ac - complesse e dotate di un nucleo circondato da qua. Gli organismi primitivi dovevano vivere pro - membrana. babilmente al riparo di almeno 10 m d’acqua. Suc - Non sappiamo quando sia avvenuta l’evoluzio - cessivamente, quando il livello di ossigeno nell’at - ne degli eucarioti. Probabilmente per oltre 2 mi - FIGURA VI.6 Microfotografia mosfera raggiunse il punto di Pasteur, gli organi - liardi di anni la scena della vita sul nostro pianeta dei più antichi fossili cono - sciuti, risalenti a 3,5 miliardi smi poterono vivere anche sotto pochi centimetri ebbe come unici attori organismi procarioti e l’e - di anni fa e trovati in una di acqua. Soltanto con concentrazioni di ossigeno voluzione ebbe un decorso estremamente lento. selce dell’. Si tratta del 10% e oltre, raggiunte circa 500 milioni di Solo verso la fine del Precambriano, circa 700 con ogni probabilità di cia - anni fa, gli organismi poterono lasciare le acque milioni di anni fa, la vita iniziò veramente a dif - nobatteri associati in una co - che li proteggevano e iniziare la colonizzazione ferenziarsi e a dare origine a organismi complessi lonia filamentosa, come indi - cato dalla schematizzazione a delle terre emerse. pluricellulari. Alcuni di questi organismi presen - destra. (Da «Le Scienze», n° La colonizzazione degli ambienti continentali fu tavano le stesse caratteristiche di forme tuttora 316, dicembre 1994) uno degli eventi più straordinari nell’evoluzione esistenti, altri invece non hanno alcun corrispet - degli esseri viventi. Tutte le flore e le faune primi - tivo nei tipi attualmente viventi ( figura VI.8 ). I tive erano acquatiche, probabilmente marine. I fossili di questi organismi sono conosciuti co me paesaggi delle terre emerse erano privi di animali fauna di Ediacara (figura VI.9 A ). e piante, simili in ciò ai più desolati deserti attua - li. La prima documentazione di vita terrestre con - siste in fossili di piante vascolari trovati in molte parti del globo in rocce del Siluriano. FIGURA VI.7 Sezione sottile (vista a 10 ingrandimenti) delle selci di Gunflint del - l’Ontario (Canada), con età VI.5 I fossili più antichi di circa due miliardi di anni. Si possono notare detrito e più antiche rocce conosciute si trovano nel organico, filamenti algali e nord del Canada, sulle sponde della Baia di sferoidi di alghe azzurre. L Questi organismi primitivi, Hudson, e hanno 4,28 miliardi di anni. In queste tramite la fotosintesi, hanno rocce non è stato scoperto alcun fossile. La cosa iniziato a rilasciare ossigeno non deve meravigliare, in quanto le prime rocce, nell’atmosfera, un fenomeno come pure gli oceani primitivi, si formarono pro - che ha avuto conseguenze babilmente attorno a 4 miliardi di anni fa. Lo stu - fondamentali per lo sviluppo della vita. dio dei fossili più antichi si presenta comunque molto difficile. Occorre infatti fare i conti non solo con le alterazioni legate al trascorrere del tempo, ma anche con le dimensioni microscopiche dei La sonda Stardust , lanciata nel 1999, ha incontrato la come - più primitivi sistemi viventi. ta Wild 2 il 2 gennaio 2004, quando l’astro si trovava a 389 Molti studiosi, negli anni più recenti, hanno in - milioni di kilometri dalla Terra. Attraversando la coda della dirizzato le proprie ricerche sulla individuazione cometa, la sonda ha raccolto molte particelle cosmiche che di tracce indirette della presenza dei sistemi vi - sono state fatte rientrare sulla Terra chiuse in una capsula che è atterrata nel deserto dello Utah il 15 febbraio 2005. venti, più che su quella dei fossili veri e propri. Il prezioso carico è stato distribuito a cinquanta laboratori Tracce indirette sono ad esempio le abbondanze scientifici per lo studio e l’analisi. Sono state trovate mole - relative di certi isotopi del carbonio e dell’ossige - cole organiche prebiotiche, cioè i mattoni fondamentali che, no, diverse da quelle che si riscontrano in ambien - opportunamente composti, danno origine alla vita. Sono ti privi di vita. stati inoltre rinvenuti ammine, amminoacidi, gruppi organi - ci, ossigeno, azoto e carbonio. Tutto ciò avvalora l’ipotesi Ricostruzione al computer del - Le prime tracce fossili riferibili con certezza a che le molecole che stanno alla base dell’origine della vita l’incontro della sonda Stardust esseri viventi sono antichissime e anteriori all’ac - possano essere arrivate dallo spazio. con la cometa Wild 2. quisizione del carattere ossidante dell’atmosfera. I

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La fauna di Ediacara è un particolare gruppo di organismi a corpo molle tipici della parte finale del Precambriano. Essi sono stati rinvenuti in tut - to il mondo. Furono trovati e descritti per la prima volta a Terranova (Canada) e in Namibia, ma il nome deriva dalle superbe associazioni faunisti - che scoperte nelle Flinders Ranges a Ediacara nel - l’Australia meridionale ( figura VI.9 B ). A differenza dei vari fossili con guscio o sche - letro che caratterizzano il Fanerozoico, la fauna di Ediacara consiste quasi esclusivamente di or - ganismi a corpo molle, simili alle meduse. Essi sono preservati come impronte sulle superfici di strati arenacei; alcuni ricordano organismi attua - li, ma altri sono assai strani e di difficile colloca - zione nel mondo biologico di oggigiorno. È evidente che la fauna di Ediacara occupa una posizione cardine nell’evoluzione della vita sulla Terra, la transizione tra le classiche comu - nità stromatolitiche del Precambriano (da 1 a 3 miliardi di anni fa) e le faune con conchiglie e scheletri del Cambriano. Studi recenti indicano che la fauna di Ediacara consiste fondamental - mente di organismi bentonici che vivevano in stretta relazione con il fondo marino.

FIGURA VI.8 Principali tappe evolutive che hanno interessato atmosfera, litosfera e biosfera, con particolare riferimento al Precambriano.

A B

FIGURA VI.9 (A), ricostruzione della fauna di Ediacara nel suo ambiente di vita. Si trattava di organismi privi di parti schele - triche, simili a vermi, artropodi o meduse. Sono i più antichi or - ganismi pluricellulari finora scoperti. (B), le Flinders Ranges nella regione di Ediacara (Australia meridionale). E A 1 A quale intervallo di tempo della Ter - cervato. E per protocellula? 10 Quale distribuzione aveva la vita sul - Mettiamoci alla prova ra si riferisce il Precambriano? 6 Quale gas atmosferico determinò la Terra finché non fu raggiunto il 2 In quale scudo europeo è possibile condizioni adatte allo sviluppo della punto di Pasteur? trovare rocce precambriane? Ai resti vita in ambiente subaereo? Giustifica 11 Come doveva presentarsi la superfi - di quali antichissime catene montuo - la tua risposta. cie delle terre emerse 500 milioni di se appartengono? 7 Perché l’acqua può essere considera - anni fa? 3 A quali tipi appartengono, per la ta solo una riserva potenziale di os - 12 Quando e dove furono scoperti i fos - maggior parte, le rocce precambriane sigeno per l’atmosfera terrestre? sili più antichi? che conosciamo? 8 Perché si ritiene che l’attuale atmo - 13 Su quali informazioni si basano at - 4 Quando comparvero i primi esseri vi - sfera ossidante sia dovuta all’attività tualmente gli studiosi per individua - venti sulla Terra? Quali erano? di organismi fotosintetici? re tracce della presenza di sistemi 5 Indica che cosa si intende per coa - 9 Che cos’è il punto di Pasteur? viventi nelle rocce più antiche?

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IL TEMPO DELLA VITA «MANIFESTA»

Era Periodo Limiti Durata Eventi principali VI .6 Il Fanerozoico (milioni (milioni di anni) di anni)

e rocce precambriane sono quasi sempre prive Mesozoico L di fossili, anche perché in grandissima parte 251 metamorfiche. Quando gli studiosi di stratigrafia dell’Ottocento stabilirono la nomenclatura delle Permiano 48 ere e dei periodi geologici, i fossili precambriani 299 Compaiono erano quasi sconosciuti. Per indicare in blocco i i rettili tempi riferibili alle ere successive, nelle quali vi sono chiare e abbondanti testimonianze di vita Orogenesi Carbonifero 60,2 ercinica vegetale e animale, fu introdotto il termine Fane - rozoico (dal greco phaneròs = visibile e zòion = 359,2 animale). L’eone fanerozoico comprende l’ era pa - Compaiono leozoica o Paleozoico , l’ era mesozoica o Mesozoi - gli anfibi co e l’ era cenozoica o Cenozoico . Devoniano 56,8 Paleozoico Diffusione delle piante terrestri 416 VI.7 Eventi geologici del Paleozoico Siluriano Orogenesi 27,7 caledoniana l Paleozoico (dal greco palaios = antico, e zòion 443,7 = animale) si estende per un arco di tempo di Compaiono I i pesci circa 290 milioni di anni ed è suddiviso in sei pe - Ordoviciano 44,6 riodi: Cambriano , Ordoviciano , Siluriano , Devo - niano , Carbonifero e Permiano (figura VI.10 ). In 488,3 questa era acquistarono per la prima volta una grande importanza calcari e dolomie di origine or - Cambriano 53,7 ganica e si svilupparono anche potenti successioni Grande diffusione degli invertebrati di rocce terrigene (arenarie e conglomerati). Que - 542 Precambriano ste ultime sono il risultato dell’erosione delle cate - ne formatesi in seguito a due eventi importantissi - mi: l’ orogenesi caledoniana , verificatasi tra la se - FIGURA VI.10 Divisione in periodi e principali eventi geologici e biologici del Paleozoico. conda parte del Siluriano e l’inizio del Devoniano, e l’ orogenesi ercinica avvenuta tra il Carbonifero e il Permiano. Dalla posizione e dall’andamento delle catene FIGURA VI.11 La presenza di montuose caledoniane ed erciniche, nonché dal antichissimi depositi glaciali, fatto che in esse si trovano brandelli di crosta come queste morene fossili oceanica basaltica (ofioliti), appare certo che le ca - del Carbonifero presenti sulla costa africana dell’Oceano tene montuose paleozoiche sono il risultato di col - Indiano, testimoniano una lisioni tra placche. È pertanto plausibile che du - glaciazione che interessò i rante il Paleozoico si siano avuti lunghi periodi di continenti australi nel Paleo - dispersione e deriva continentale, intervallati da zoico superiore. periodi di collisione che produssero imponenti orogenesi. Alla fine dell’era paleozoica le terre emerse forma - rono un unico gigantesco continente, la Pangea. Intorno alla Pangea le acque costituivano un unico oceano, la Pantalassa. La costa orientale della Pan - gea era interessata da una profonda insenatura, oc - cupata dal ma re della Tetide. Durante il Carbonifero superiore e il Permiano Le catene montuose dell’orogenesi caledoniana sono state erose abbondantemente e oggi inferiore si verificò almeno un grande evento di sono rilievi rotondeggianti e non troppo elevati. I principali resti di queste catene montuose raffreddamento del clima su scala globale. In mol - sono costituiti dai rilievi di Groenlandia, Norvegia, Scozia, Irlanda e dagli Appalachi setten - te regioni dell’emisfero australe esistono evidenti trionali in America. Le catene montuose erciniche sono più giovani e sono state erose meno tracce del movimento di enormi ghiacciai, striatu - profondamente dagli agenti atmosferici. Anche se non raggiungono più vette particolarmente elevate, le tracce di quei corrugamenti so no ancora ben visibili nella catena dell’Atlante in re delle rocce e antiche morene fossili, che testi - Nordafrica, nel Massiccio Centrale francese, nel Massiccio Boemo, nelle Ardenne, nei rilievi dei moniano un’importante ed estesissima glaciazione Vosgi e della Foresta Nera, nella Meseta , negli Urali e negli Appalachi meridionali. (figura VI.11 ).

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VI .8 Eventi biologici del Paleozoico All’inizio del Cambriano si ebbe una esplosione di nuove forme di vita, soprattutto animale. In una inizio dell’era paleozoica è segnato da un’im - decina di milioni di anni, un tempo relativamente L’ provvisa abbondanza di fossili. I viventi si breve se riferito alla scala dei tempi geologici, espansero dapprima nei mari e poi, a partire dal comparve nei mari della Terra una grande varietà Siluriano superiore, anche sulle terre emerse. Le di organismi capaci di costruire scheletri e quindi piante ebbero particolare rigoglio e diffusione nel di lasciare evidenti tracce fossili ( figura VI.12 ). Al - Carbonifero, periodo nel quale originarono impo - ghe, artropodi, brachiopodi, spugne, celenterati, nenti depositi di carbone fossile. anellidi, molluschi, echinodermi popolarono gli ambienti marini. Tra i fossili più caratteristici del Paleozoico si annoverano i trilobiti, artropodi il cui tegumento era diviso longitudinalmente in tre lobi (figura VI.12). FIGURA VI.12 L’illustrazione 3 mostra diverse specie di ani - Nell’Ordoviciano comparvero i primi vertebra - mali marini vissuti in perio - ti. Si trattava di ostracodermi, un gruppo di pesci di differenti del Palaezoico. 2 ricoperti di rivestimento osseo, privi di mascelle. Tra questi alcuni pesci co - Al passaggio Ordoviciano-Siluriano comparve razzati privi di mascelle un’altra varietà di pesci corazzati, i pla codermi, come l’ostracoderma Astra - spis (1) vissuto nell’Ordovi - lunghi fino a una decina di metri, muniti di ma - ciano, Arandaspis (2) e Pte - scelle e la cui pelle era costituita da robuste raspis (3) del Devoniano. placche sovrapposte. Sono rappresentati anche un Il successivo periodo, il Siluriano, fu caratteriz - euripteride (4), un grande zato dalla comparsa di pesci simili a quelli moder - artropode predatore vissuto 5 dall’Ordoviciano alla fine del ni, di nuove spugne, coralli, brachiopodi, mollu - Permiano, alcuni cefalopodi 1 schi ed echinodermi. In questo periodo la vita si (5), lamellibranchi (6) e tri - diffuse anche sulle terre emerse. Alghe verdi che lobiti (7). si erano adattate ad ambienti particolarmente umi - di delle terre emerse furono le antenate delle pri -

4 me piante di ambiente subaereo. Anche gli anima - li colonizzarono le terre emerse; i primi inverte - brati terrestri furono probabilmente aracnidi, di - 6 scendenti degli scorpioni acquatici. Nel Devoniano gli anfibi furono i primi verte - brati che conquistarono la terraferma. Si diffusero 7 anche altri artropodi: i primi insetti e molti ragni. 7 Nei mari comparvero i primi squali. Nel Carbonifero un riscaldamento climatico portò a una rilevante espansione delle foreste di piante vascolari, fra le quali dominavano gli al - beri a squame, le felci arborescenti e le prime FIGURA VI.13 Durante il Car - gimnosperme ( figura VI.13 ). Il clima instabile fa - bonifero buona parte dei vorì fasi di trasgressione e regressione marina. Le continenti si trovava in corri - foreste arboree furono sommerse per poi tornare spondenza dell’equatore. 3 Questo fatto favorì il formarsi a svilupparsi a ogni oscillazione del livello mari - di foreste e paludi. Sul fondo no. Si formarono così depositi stratificati che di - umido cresceva un folto in - ventarono col tempo carbone fossile. Questo pe - trico di piante basse, mentre riodo è noto infatti come l’«età del carbone», dal suolo acquitrinoso si er - gevano gigantesche piante perché proprio da queste foreste derivarono i 5 d’alto fusto come calamiti grandi depositi di carbon fossile in Francia, Bel - (1), lepidodendri (2) e felci gio, Inghilterra, USA, ecc. giganti (3). Tra le foglie delle I vertebrati di ambiente subaereo più diffusi era - felci basse vivevano anfibi 1 no gli anfibi. Comparvero i rettili, ancora rappre - (4), scorpioni e ragni primiti - 2 vi. Tra i resti vegetali in pu - sentati da poche specie. trefazione vivevano diverse Al Permiano risalgono i fossili dei primi dino - varietà di miriapodi e i primi sauri. Una glaciazione portò nell’emisfero australe insetti. Alcune specie di in - alla presenza delle flore fredde a Glossopteris (fel - setti raggiungevano talvolta considerevoli dimensioni, ci), mentre nell’emisfero boreale erano presenti le come la libellula Meganeura lussureggianti flore a Pecopteris . (5), che possedeva un’aper - Nel Permiano si completò la collisione delle tura alare di 75 cm. masse continentali responsabile del corrugamento 4 ercinico e dell’origine del supercontinente Pangea. La formazione di un grande continente contribuì

9 OLTRE IL LIBRO - VI Dall’origine della vita alla comprasa dell’uomo - Copyright © 2012 Italo Bovolenta Editore ALFONSO BOSELLINI - I materiali della Terra solida probabilmente a un inaridimento del clima e alla Era Periodo Limiti Durata Eventi principali scomparsa di molti ambienti umidi. (milioni (milioni Verso la fine del Permiano, nello spazio di al - di anni) di anni) cuni milioni di anni, si verificò un imponente fe - Cenozoico nomeno di estinzione. L’ estinzione permiana è 65,5 Si estinguono i dinosauri spiegata generalmente con cause climatiche e pa - Cretaceo 80 leogeografiche. Moltissime varietà di anfibi si Inizia l’orogenesi alpina estinsero. Anche la vita marina subì una drastica 145,5 Mesozoico riduzione di specie. Si estinsero i trilobiti, i pe - Giurassico 54,1 Compaiono sci corazzati, molti molluschi e coralli, diminui - gli uccelli 199,6 rono drasticamente briozoi e brachiopodi. Nel Compaiono Triassico 51,4 complesso potrebbe essersi estinto fino al l’85% i mammiferi 251 delle specie viventi. Paleozoico

VI.9 Eventi geologici del Mesozoico FIGURA VI.14 Divisione in periodi e principali eventi geologici e biologici del Mesozoico.

l Mesozoico (dal greco mésos = intermedio e S I zòion = animale) è suddiviso in tre periodi: G FIGURA VI.15 Agli inizi del Triassico , Giurassico e Cretaceo (figura VI.14 ). Sc C As K periodo Giurassico, 200 mi - Se si fa eccezione per il Triassico, periodo in cui El lioni di anni fa, l’espansione le terre emerse raggiunsero una notevole estensio - equatore Tetide della Dorsale medio-atlantica ne, l’era mesozoica nel suo complesso si caratte - aveva iniziato da poco ad al - rizza per un generale e continuo aumento del li - Am A lontanare le masse continen - vello marino, che raggiunse la massima altezza I tali; anziché un oceano, l’A - alla fine del Cretaceo. Au tlantico era un mare stretto e lungo. Antartide, India e Au - Durante il Mesozoico Pangea si frammentò. Il An stralia erano molto vicine tra regime distensivo iniziò a farsi sentire nel Trias - loro, così come America del Giurassico sico. Si formarono fratture crostali dalle quali nord, Groenlandia e Scandi - fuoruscirono lave basaltiche che diedero origine navia. Gran parte dell’Europa ai plateau del Paranà in e del Karroo meridionale non si era ancora formata: tra Eurasia e Africa in Africa. La frammentazione del supercontinen - G As Eu si estendeva l’oceano Tetide. te Pangea iniziò circa 200 milioni di anni fa ( fi - Durante il Cretaceo, 80 milio - gura VI.15 ). In una prima fase si separarono Eu - ni di anni fa, America del equatore Tetide rasia e Nordamerica e si formò l’Atlantico setten - Sud e Africa si trovavano an - cora abbastanza vicine, ma trionale. Quasi contemporaneamente l’India si Am l’Oceano Atlantico era in fase staccò dall’Africa e dal blocco Antartide-Austra - A di veloce espansione. lia. L’India iniziò così il movimento verso nord I Au che l’avrebbe portata allo scontro con l’Eurasia An nell’era successiva. Durante la deriva dell’India Oceani profondi Cretaceo verso nord, nel Cretaceo, furono eruttati i basalti Continenti del Deccan. A = Africa; Am = America meridionale; An = Antartide; In una successiva fase di espansione si aprì l’A - As = America settentrionale; Au = Australia; C = Cina; I = India; S = Siberia; Sc = Scandinavia; El = Europa latina; K = Kazakistan; tlantico meridionale, a causa dell’allontanamento G = Groenlandia.

DOCUMENTO VI.1 ̈ Il Paleozoico in Italia

I terreni appartenenti all’era paleozoi - briana si trovano nella regione del Sul - voniane costituiscono enormi piat - ca (soprattutto quelli dei periodi più cis, nella Sardegna sudoccidentale; si taforme carbonatiche culminanti nel antichi) sono scarsamente rappresen - tratta di calcari, arenarie e filladi con Monte Coglians. tati in Italia, essenzialmente perché brachiopodi, trilobiti e archeociatidi. Il Carbonifero e il Permiano sono sono sepolti sotto quelli, molto più Negli ultimi anni sono stati rinve - invece rappresentati da affioramenti estesi, del Mesozoico e Cenozoico. nuti fossili cambriani (acritarchi) an - relativamente più estesi. Si trovano in La Sardegna e le Alpi Carniche sono che nelle filladi del basamento meta - Sardegna, nelle Alpi, in Lombardia, le uniche due aree dove le rocce pa - morfico della Regione Dolomitica, nei nelle Alpi Venete e nelle Dolomiti, in leozoiche affiorano in modo esteso e pressi di Agordo. Il Siluriano e il Devo - Toscana, in Calabria e in Sicilia. Si dove sono, per di più, abbondante - niano sono presenti sia in Sardegna sia tratta prevalentemente di rocce terri - mente fossilifere. Rocce di età cam - nelle Alpi Carniche, dove le rocce de - gene, quali arenarie e argilliti.

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di Sudamerica e Africa. L’Africa cominciò a muo - versi verso nord, iniziando il movimento di avvi - cinamento all’Eurasia che porterà in seguito alla chiusura della Tetide. Nel Cretaceo superiore sul margine settentrionale della Tetide si era formata una fossa di subduzione. Dai margini continentali eurasiatico e africano si riversavano nella Tetide i sedimenti che sarebbero stati successivamente deformati dall’orogenesi alpina. Essendo un periodo di espansione e di allonta - namento dei continenti, nel Mesozoico l’attività orogenetica fu relativamente scarsa, specialmente in Europa e Asia. In America si ebbero invece le principali fasi del corrugamento delle Ande e delle cordigliere nordamericane, con messa in posto dei grandi batoliti granitici e granodioritici della e dell’America settentrionale. I due blocchi americani nel loro moto verso ovest subirono la deformazione del margine occidenta - le. Iniziava la lunga evoluzione della Cordigliera delle Ande. Il Nordamerica, incontrando vari mi - crocontinenti, li inglobava e iniziava a formarsi la complessa struttura delle Montagne Rocciose. Il fondo del grande oceano Pantalassa scendeva FIGURA VI.16 I cieli e i mari del Giurassico e del Cretaceo erano abitati da giganteschi rettili in subduzione sotto i continenti americani e si volanti di cui sono stati ritrovati moltissimi esemplari fossili. Gli Pteranodon avevano un’aper - tura alare di oltre otto metri e un cranio di grandi dimensioni che finiva con un caratteristico riduceva in estensione. pettine osseo. Il muso appuntito era adatto a catturare pesci e molluschi. VI.10 Eventi biologici del Mesozoico A Solnhofen, tra le colline bavaresi della Germania meridionale, affiorano strati fossiliferi straordinari. 150 milioni di anni fa, in quest’area si estendevano lagune tropicali con bassi era mesozoica deve la denominazione al fatto fondali, analoghe a quelle descritte per il sito italiano di Bolca, in cui rimanevano intrap - polati molti animali marini e terrestri. Il basso contenuto di ossigeno, l’assenza di organi - L’ che la fauna e la flora rappresentano una tran - smi decompositori e l’abbondanza di sedimenti calcarei a grana fine hanno favorito la con - sizione tra quelle arcaiche del Paleozoico e quelle servazione nei fossili anche dei più minuti particolari. A Solnhofen si rinvengono resti di moderne del Cenozoico. Essa abbraccia un inter - conifere e dinosauri, ma ancora più abbondanti sono gamberi, granchi, aragoste, vermi di vallo di tempo di circa 185 milioni di anni e fu ca - mare e insetti volanti, tra cui grandi libellule. Tra tutti i fossili portati alla luce, il più fa - ratterizzata dal grande sviluppo dei rettili, che do - moso è senza dubbio l’ Archaeopteryx , considerato una forma di passaggio tra rettili e uc - celli. Questo fossile presenta infatti tracce di denti, tipici dei rettili, insieme a tracce di minarono sulle terre, nei mari e nell’aria. I rettili piume, tipiche degli uccelli. erano diffusi in gran parte dei continenti con for - me che andavano da poche decine di centimetri fino a oltre 30 metri. I rettili occuparono tutti gli ambienti della Terra, con specie sia erbivore sia carnivore ( figura VI.16 ). Durante il Mesozoico comparvero anche i primi mammiferi. Si trattava di animali di piccole di - mensioni, probabilmente onnivori o insettivori, capaci di mantenere costante la propria tempera - tura corporea e con il corpo ricoperto di peli. La loro diffusione era limitata ad alcuni ambienti marginali, perché i rettili continuavano a domina - re praticamente tutti gli ambienti.

FIGURA VI.17 Scheletro dell’uccello primitivo Archaeopteryx ri - trovato a Solnhofen, in Baviera. Lo scheletro di questo animale porta segni evidenti della sua origine rettiliana, come le dita mobili con artigli sulle ali, la coda formata da 20 vertebre e le mandibole dentate. Archaeopteryx aveva dimensioni di poco su - periori a quelle di una colomba e volava con difficoltà. Si ar - rampicava sugli alberi sfruttando gli artigli delle ali.

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Nel Giurassico si originarono gli uccelli. Come i loro antenati rettili, anche gli uccelli si riproduce - vano con uova amniotiche, ma invece di squame FIGURA VI.18 Le rudiste era - no molluschi bivalvi, che nel possedevano penne e piume. Il più antico fossile Cretaceo avevano sostituito i di uccello è Archaeopteryx , nel quale caratteri ti - coralli quali principali orga - pici degli uccelli come il piumaggio coesistono nismi costruttori di scogliere con caratteri tipici dei rettili come la dentatura e tropicali nella Tetide. Le rudi - la coda con vertebre ( figura VI.17 ). Nei mari com - ste avevano gusci collegati e potevano raggiungere un me - parvero nuove varietà di coralli (esacoralli) e si tro di lunghezza. Si estinsero diffusero i cefalopodi, in particolare le ammoniti, alla fine del Cretaceo. che costituiscono importanti fossili guida per que - sta era. Comparvero anche le rudiste, lamellibran - chi costruttori dalle valve ineguali, che vivevano in ambiente di scogliera ( figura VI.18 ). Il Giurassico segna l’apogeo dei dinosauri ( figu - ra VI.19 ) ed è caratterizzato anche dal grande svi - luppo delle ammoniti. Il Cretaceo vide la comparsa delle prime piante con fiori, le angiosperme, che origineranno in se - guito un’infinità di erbe, arbusti e alberi. I fiori co - stituiscono un importante adattamento in quanto facilitano l’impollinazione da parte degli insetti. Nel Cretaceo le piante con fiori si diffusero in tut - te le terre emerse. Il Cretaceo si concluse 65 milioni di anni fa con una grande catastrofe biologica. Come il Paleozoi - co era terminato con l’estinzione permiana, il Me - sozoico finì con l’ estinzione cretacea . In pochi mi - lioni di anni scomparvero i grandi rettili marini, terrestri e volatori, svariati gruppi di invertebrati, tra cui ammoniti e rudiste, e larga parte degli orga - nismi planctonici marini ( figura VI.20 ). Si è stimato che alla fine del Cretaceo potrebbe essersi estinto più del 75% delle specie viventi. Per spiegare questa improvvisa scomparsa di grup - pi di animali così diversi, sia marini sia continen - tali, sono state invocate cause di vario genere. Molti dati concordano nell’indicare che 65 milioni di anni fa la Terra subì un impatto catastrofico con un asteroide di oltre 10 km di diametro. In conse - guenza di questo urto si verificò sicuramente uno sconvolgimento globale degli ecosistemi, che se - condo molti studiosi fu responsabile della estin - FIGURA VI.19 I veri dominatori del Giurassico furono i giganteschi dinosauri. Uno dei più spa - zione in massa. Altri studiosi, pur non mettendo ventosi dinosauri carnivori era il Tyrannosaurus rex che raggiungeva un’altezza di 5 metri, una ormai più in dubbio l’impatto con l’asteroide, lunghezza di 14 e un peso di 7 tonnellate. sono propensi a individuare in variazioni climati - che di lungo periodo la causa principale di un Dinosauri Pterosauri Rudiste Ammoniti Globotruncane (rettili volatori) (lamellibranchi) (foraminiferi) evento di estinzione che, oltre che imponente, sembra si sia protratto per un periodo di alcuni milioni di anni. o e c a t e r C La grande diffusione dei rettili fu dovuta alla capacità di produrre uova amniotiche . Le uova amniotiche sono dotate di guscio e di membrane impermeabili, che impediscono al - l’embrione di disidratarsi, pur permettendo gli scambi gas - sosi. Lo sviluppo dell’embrione avviene nell’indispensabile ambiente liquido anche sulla terraferma, lontano dall’acqua. I rettili furono i primi vertebrati a svincolarsi completamen - te dalla dipendenza dall’acqua grazie a questo adattamento. FIGURA VI.20 Alla fine del Cretaceo si verificò un’estinzione che interessò molti importanti grup - pi di animali. Nella figura sono riportati, non in scala, i principali di questi gruppi.

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DOCUMENTO VI.2 ̈ Il Mesozoico in Italia

Durante il Mesozoico l’area in cui del Lazio e dell’Abruzzo (Gran Sasso Crimea Inghilterra sorgerà la futura penisola italiana era e Maiella). coperta dal mare; più precisamente si Il Cretaceo è rappresentato in Lom - Germania trovava all’estremità occidentale del - bardia e in Liguria da successioni tor - biditiche ( flysch ) che segnalano l’ini - Nordamerica la Tetide, il grande golfo oceanico Francia che si addentrava nel supercontinen - zio dell’orogenesi alpina, mentre rocce te Pangea. carbonatiche, sia di mare profondo sia Sardegna TETIDE È quindi evidente che le rocce me - di acqua bassa, sono presenti in Vene - Iberia sozoiche italiane sono quasi totalmen - to, Friuli, Toscana, Umbria, Marche, te marine. Lazio e Puglia, una regione quest’ulti - Tunisia Puglia Si tratta in prevalenza di calcari e ma costituita quasi interamente da Sicilia dolomie che caratterizzano i terreni rocce carbonatiche mesozoiche. triassici e giurassici della Lombar - Grandi spessori di carbonati giuras - Libia dia, del Veneto, delle Dolomiti, della sici e cretacei sono pure presenti in Si - Egitto Arabia Toscana (Alpi Apuane), dell’Umbria, cilia e Sardegna (Capo Caccia).

DOCUMENTO VI.3 ̈ Le estinzioni di massa

Con il termine estinzione di massa le estinzioni di massa siano collegate di anni fa, alla fine del Cretaceo, as - s’intende la scomparsa «improvvisa» a perturbazioni ambientali rapide e di sieme ad altri gruppi di animali tra cui su tutta la Terra di un grande numero portata ta le da impedire agli organi - rettili, ammoniti, rudiste e molti orga - di specie, di generi o di famiglie. Si smi di difendersi con migrazioni o nismi unicellulari. tratta di un fenomeno decisamente adattamenti. Nelle cause esterne sono Negli anni Settanta del secolo scor - drammatico, che interessa ecosistemi incluse quelle terrestri e quelle extra - so, Walter Alvarez, un geologo della diversi, sia terrestri sia marini, e che terrestri. Le cause terrestri comprendo - Berkeley University, scoprì durante ri - porta a un notevole impoverimento no variazioni del livello marino, muta - cerche in Umbria, e più precisamente della biodiversità globale. menti climatici, intensa attività vulca - nella Valle del Bottaccione vicino a È molto difficile trovare le cause nica, anossia e carenza di nutrienti ne - Gubbio, uno strano livelletto di argilla specifiche di un’estinzione di massa. gli oceani. Tuttavia, le cause extrater - proprio al limite tra Cretaceo e Paleo - Le cause finora dibattute possono es - restri (impatti di asteroidi e comete) cene. In questo sottile livello (e ora sere inquadrate in due categorie prin - godono di maggior popolarità. sappiamo che esiste in tutto il mondo) cipali: biologiche e ambientali. Le pri - La maggior parte dei geologi è con - fu rilevata una quantità abnorme di me comprendono fenomeni quali epi - corde nel riconoscere, durante il Fane - iridio (Ir), un elemento assai abbon - demie, competizione, predazione e rozoico, almeno cinque estinzioni di dante nelle meteoriti e quasi inesi - fluttuazioni casuali delle dimensioni massa, dette le Big Five . Esse si so no stente nelle rocce terrestri. Fu così delle popolazioni. La comunità scienti - verificate nel tardo Ordoviciano (circa avanzata l’ipotesi che un asteroide di fica è però più propensa a ritenere che 440 milioni di anni fa), nel tardo De - almeno 10 km di diametro avesse col - voniano (circa 365 milioni di anni fa), pito la Terra aprendo un cratere di cir - al limite Permiano-Triassico (circa 250 ca 200 km di diametro. L’impatto milioni di anni fa), alla fine del Trias - avrebbe sollevato una «bufera» di pol - sico (circa 205 milioni di anni fa) e veri che si sarebbe propagata nell’at - alla fine del Cretaceo (circa 65 milioni mosfera oscurando il Sole per 4÷6 anni di anni fa). e causato una gigantesca devastazione Quest’ultima è la più celebre delle ambientale con numerose conseguen - estinzioni (si estinsero l’11% delle fa - ze, tra cui terremoti, tsunami, vastissi - miglie e il 62% delle specie) in quanto mi incendi, piogge acide e forti cam - scomparvero i dinosauri. biamenti climatici. La vegetazione sa - Il termine dinosauro deriva dalle rebbe quasi scomparsa e i dinosauri parole greche deinos = terribile e sau - sarebbero morti per fame. ros = rettile e fu coniato nel 1842 dal Le prove di questo drammatico av - naturalista inglese Richard Owen. I di - venimento sono ormai tantissime ed è nosauri apparvero 230 milioni di anni stata addirittura localizzata la zona fa, nel Triassico, dominarono la Terra dell’impatto, che si troverebbe nel per oltre 150 milioni di anni e si Golfo del Messico, nei pressi della pe - estinsero improvvisamente 65 milioni nisola dello Yucatan.

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VI .11 Eventi geologici nei. Nel frattempo era in atto l’orogenesi appenni - del Cenozoico nica per cui molti depositi salini furono sollevati e Il brusco cambiamento deformati. Ora li ritroviamo in affioramenti in della fauna planctonica l Cenozoico (dal greco kainós = recente e zòion molte parti d’Italia, quali l’Appennino e special - (foraminiferi) al limite I = animale) ha una durata di poco superiore ai mente in Sicilia. Il clima dell’area mediterranea Cretaceo-Paleogene testi - 60 milioni di anni ed è suddiviso in due periodi: diventò me no caldo e da tropicale passò a tempe - monia che la devastazio - ne ambientale si verificò Paleogene e Neogene (figura VI.21 ). Il Paleogene è rato. Alle fine del Pliocene si ebbero anche episo - anche in tutti gli oceani. suddiviso in tre epoche: , Eocene e Oli - di freddi. gocene . Il Neogene è suddiviso in quattro epoche: Risale all’inizio del Pleistocene (circa 1,8 milio - Miocene , Pliocene , Pleistocene e Olocene . L’Olo - ni di anni fa) il giacimento di Olduvai, in Tanza - cene corrisponde all’epoca attuale. nia, dove furono rinvenuti antichi utensili associa - Nell’era cenozoica la configurazione della su - ti a fossili di ominidi. Poiché la capacità di co - perficie terrestre subì notevoli mutamenti, avvici - struire oggetti secondo un progetto è considerata nandosi sempre più a quella attuale. Così come il distintiva dell’uomo, quegli utensili sono conside - Mesozoico era stato il periodo della disintegrazio - rati la prova indubitabile della presenza di indivi - ne della Pangea e quindi dell’allontanamento dei dui del nostro stesso genere. L’uomo comparve in - vari blocchi continentali, nel Cenozoico si regi - fatti alla fine del Neogene. strarono numerose collisioni e suturazioni, soprat - Nella parte finale del Neogene le catene mon - tutto nell’area mediterranea e in Asia. tuose assunsero la conformazione attuale. Durante All’inizio dell’era, l’Africa e l’India proseguiva - il Pleistocene i ghiacci si estesero a più riprese no il loro movimento di avvicinamento verso l’Eu - nell’emisfero boreale, ricoprendo sotto una spessa rasia e l’oceano Tetide continuava a restringersi coltre vaste aree. Circa le cause di queste glacia - (figura VI.22 ). L’India entrò in collisione con l’Eu - zioni oggi si propende ad ammettere che siano in rasia circa 60 milioni di anni fa, determinando il gran parte dovute a fenomeni astronomici. sollevamento dell’Himalaya, una catena dalla struttura a falde di ricoprimento con vette che at - tualmente superano gli 8.000 m. Era Periodo Epoca Limiti Durata Eventi principali Anche il sistema delle catene montuose che ca - (milioni di anni) (milioni di anni) ratterizzano l’area mediterranea è di età cenozoica. 0 Olocene 0,01 Glaciazioni Un primo gruppo di catene Europa-vergenti si è 0,01 formato nel Paleogene con subduzione della lito - Pleistocene 1,79 Compare il genere Neogene 1,8 Homo Pliocene 3,5 sfera eurasiatica sotto quella africana. Questo 5,3 Miocene 17,7 gruppo, partendo da occidente, comprende la Cor - 23 Si sollevano gli Appennini digliera Betica (Spagna meridionale), le Alpi e i Oligocene 10,9 Cenozoico 33,9 Carpazi, i Balcani e le Pontidi (parte settentrionale Si sollevano le Alpi della Turchia). Successivamente, nel Neogene, si è Paleogene Eocene 21,9 Collisione formata una seconda serie di catene montuose, Europa-Africa comprendenti il Riff marocchino, le Magrebidi al - 55,8 Paleocene Grande diffusione 9,7 dei mammiferi gero-tunisine, gli Appennini, le Dinaridi, le Elleni - 65,5 di e le Tauridi. Questa volta è stata la litosfera afri - Mesozoico cana a scendere sotto quella europea, per cui le ca - tene neogeniche sono tutte Africa-vergenti. Si può FIGURA VI.21 Suddivisione del Cenozoico e suoi principali eventi geologici e biologici. ben dire che il Cenozoico è il periodo geologico in cui è nata l’Italia come noi oggi la conosciamo. Sempre nel Cenozoico, il blocco arabo ha comin - G ciato a separarsi da quello africano, con conse - A=Africa As guente formazione di un imponente sistema di Eu Am = America meridionale fratture, che ha portato prima alla formazione del An = Antartide Golfo di Aden e del Mar Rosso e, successivamen - As = America settentrionale equatore A te, all’imponente sistema di rift valley dell’Africa Au = Australia I orientale. Am I=India Verso la fine del Miocene, circa 6 milioni di Eu = Eurasia anni fa, il Mediterraneo si essiccò a causa della G=Groenlandia Au chiusura di un ancestrale «stretto di Gibilterra», An Oceani profondi che lo manteneva in comunicazione con l’Oceano Continenti Atlantico. L’e va po razione del Mediterraneo com - Cenozoico portò la deposizione di grandi quantità di depositi evaporitici, in particolare salgemma e anidrite, sul FIGURA VI.22 All’inizio del Cenozoico la posizione dei continenti era ancora diversa da quella at - fondo di grandi depressioni in via di svuotamento. tuale. La Tetide, compressa tra Africa e India da una parte e blocco continentale eurasiatico dal - Successivamente, all’inizio del Pliocene, lo stret to l’altra, si andava chiudendo. Durante il Cenozoico questi continenti si avvicinarono e la Tetide lentamente si chiuse. Lo scontro continentale determinò, con fasi più o meno intense, l’orogenesi di Gibilterra si aprì ancora e l’acqua penetrò di alpino-himalayana. La chiusura dell’Oceano ligure-piemontese portò alla formazione delle Alpi e nuovo dall’Oceano Atlantico nei bacini mediterra - degli Appennini e più in generale all’origine della penisola italiana e della penisola balcanica.

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In Europa si succedettero 5 glaciazioni, deno - presenza dei ghiacci consentirono collegamenti tra minate, dalla più antica alla più recente, Donau, Asia e America e tra Asia meridionale e isole del - Günz, Mindel, Riss e Würm dai nomi delle loca - l’Indonesia. Sulle coste le variazioni del livello lità dove sono state ritrovate le tracce più signifi - del mare produssero i terrazzi marini. cative di ciascuna fase glaciale. In Italia sono ben Nell’Olocene, con la fine delle glaciazioni, si documentate solo le ultime tre. Ciascuna di que - stabilirono i climi attuali e si formarono i deserti. ste fasi glaciali fu separata dalla successiva da La penisola scandinava e il Canada iniziarono a una fase relativamente calda, detta periodo inter - innalzarsi, il Mar Baltico si separò dall’Oceano Ar - glaciale , in cui i ghiacci si ritrassero anche con - tico e le coste dei continenti assunsero l’aspetto siderevolmente ( tabella VI.1 ). Le maggiori mani - attuale ( figura VI.23 ). festazioni delle espansioni glaciali si ebbero nel - l’emisfero boreale, con due enormi calotte conti - nentali estese sull’America settentrionale e sul - VI.12 Eventi biologici l’Europa centrosettentrionale. Vi furono poi vaste del Cenozoico coperture di ghiacci in alcune zone della Siberia Le nummuliti (dal latino e sulle principali catene montuose di tutto il inizio del Cenozoico fu caratterizzato dall’au - nummus = moneta), oggi mondo, comprese le Alpi. mento del numero di individui e di specie di estinte, erano macrofora - L’ miniferi (protozoi) dotati Le glaciazioni ebbero un forte impatto sulle li - lamellibranchi e gasteropodi e da una grande dif - di un guscio calcareo nee di costa. Trasgressioni e regressioni si alterna - fusione delle nummuliti, macroforaminiferi mari - perforato discoidale, a rono durante il Pleistocene, mentre nell’Olocene ni, importanti fossili guida per l’Eocene e l’Oligo - forma di monetina, che si assistette a un continuo aumento del livello ma - cene e che si estinsero nel successivo Miocene. poteva raggiungere il rino. Durante la massima estensione glaciale il li - Nella parte più antica dell’era si svilupparono diametro di qualche cen - timetro. Questi organismi vello marino si trovava più in basso dell’attuale di inoltre i pesci e gli uccelli. La maggioranza dei pe - unicellulari vivevano nei oltre 100 m. Vaste porzioni delle piattaforme con - sci cenozoici appartiene a gruppi tuttora esistenti. mari dell’Eocene e dell’O - tinentali rimasero così scoperte (in Italia l’Adriati - Le principali caratteristiche del Cenozoico sono ligocene e gli enormi ac - co iniziava all’altezza di Pescara, mentre i fiumi lo sviluppo massiccio dei mammiferi e la compar - cumuli delle loro conchi - incidevano i terrazzi fluviali e scavavano solchi sa dell’uomo ( figura VI.24 ). glie costituiscono talvol - ta intere montagne. che oggi formano le parti superiori dei canyon sot - Alla scomparsa dei grandi rettili, che nel Meso - tomarini. L’abbassamento del livello del mare e la zoico avevano dominato sia sulle terre sia nei ma- ri, i mammiferi iniziarono a occupare le nicchie ecologiche rimaste vuote. Con un processo di ra - diazione adattativa, nell’arco di pochi milioni di anni comparvero specie appartenenti a molti dei FIGURA VI.23 Alla fine del 18 ordini di mammiferi attualmente esistenti. Neogene i continenti assun - As Eu I primati, ordine già presente alla fine del Meso - sero le posizioni attuali. Tra i zoico, ebbero una grande diffusione. Nel Pliocene, fenomeni principali di questa A circa 5 milioni di anni fa, comparve il genere equatore fase finale sono da annovera - Australopithe cus , che comprende specie antenate re le 5 grandi glaciazioni. La Am di quella umana. Alla fine del Pliocene si svilup - calotta artica giunse a rico - Au prire l’Europa fino alla Ger - parono i canidi e gli ursidi e si diffusero i masto - mania centrale. Le Alpi erano donti, antenati dei moderni elefanti. ricoperte da un unico grande An Tra le piante ebbero un grande sviluppo le an - ghiacciaio, che arrivava fino giosperme, che superarono le gimnosperme per alla attuale Pianura Padana. Neogene estensione degli areali e del numero di specie. Le forti variazioni climatiche connesse alle gla - ciazioni ebbero sensibili ripercussioni sulla flora e Età Periodo Denominazione sulla fauna. Abbiamo così flore e faune «fredde» (anni) nella regione alpina che si alternano a flore e faune «calde». Durante i periodi interglaciali, animali di tipo tropicale ( Ele - 180.000 Glaciale Würm phas antiquus , Rhinoceros meridiona lis , Hippopo - TABELLA VI.1 Periodi gla - 180.000 Interglaciale Riss-Würm tamus amphibius ) si spinsero nell’Europa setten - ciali e interglaciali del Neo - trionale, mentre nei periodi glaciali si espansero le gene in Europa. 240.000 Glaciale Riss forme «fredde» e nei paesi mediterranei si ritrova 420.000 Interglaciale Mindel-Riss il mammut ( Elephas primigenius ), ricoperto da un folto vello ( figura VI.25 ), insieme al rinoceronte la - 480.000 Glaciale Mindel noso, alla renna e a molti altri animali di tipo bo - 540.000 Interglaciale Günz-Mindel reale o alpino. Nei sedimenti marini pleistocenici italiani, ad esempio, organismi «nordici», quali il 620.000 Glaciale Günz mollusco Cyprina islandica e il foraminifero Ano - 640.000 Interglaciale? Günz-Donau malina balthica , si alternano a molluschi tropica - li, quali Mytilus senegalensis e Strom bus bubonius 700.000 Glaciale? Donau (figura VI.26 ).

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A

FIGURA VI.24 Varie specie di mammiferi e uccelli vissuti nel Cenozoico tra Paleocene e Pliocene. 9

8

4 5

7 6 2 3

1

(A), i tre piccoli mammiferi in basso appartengono ai generi Ptilodus (1), Chiracus (2) e Plesiadapis (3). Al centro un progenito - re degli ippopotami, il Coryphodon (4), e due rinoceronti ancestrali, l’ Eobasileus (5) e l’ Arsinoitherium (6). I piccoli perissodattili che si abbeverano allo stagno sono esemplari del genere Hyracotherium (7), antenati del moderno cavallo. Sullo sfondo è visibi - le un Indricotherium (8), un enorme animale erbivoro, tra i più grossi mammiferi terrestri a noi noti, anch’esso imparentato con i moderni rinoceronti. Sull’albero in primo piano alcune proscimmie (9).

B C (B), sotto e sull’albero in primo piano sono rappresen - tate varie specie estinte di primati tra cui il Proconsul (1). A sinistra si vede un Phorusrhacos (2), un uccello predatore inetto al volo e, in secondo piano al centro, un Amebelodon (3), un pro - boscidato miocenico antena - to dell’elefante moderno. Gli animali alla sua sinistra sono un Brontotherium (4) e un Moropus (5), che ricorda un incrocio tra un gorilla, 3 un orso e un cavallo. (C), 4 5 sono ritratti diversi ominidi (Australopithecus africanus ) 3 nell’atto di ricavare e utiliz - zare rudimentali utensili (1) per l’estrazione di radici dal suolo, nel consumare un pa - 2 sto (2) e durante una battu - 2 ta di caccia (3).

1

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portare progressivamente verso la costituzione di una nuova specie, Homo neanderthalensis (uomo FIGURA VI.25 Verso la fine di Neanderthal). Questa specie, i cui resti furono del Neogene si verificarono numerose oscillazioni clima - scoperti per la prima volta vicino a Düsseldorf in tiche. Durante i periodi gla - Germania, presenta una struttura corporea mas - ciali si affermarono flore e siccia e tozza che la rende particolarmente adatta faune adattate ai climi fred - ai climi freddi. I neandertaliani si diffusero in di, come il mammut ( Elephas Europa e nel Medio Oriente dove vennero a con - primigenius ) rappresentato nella figura. tatto con popolazioni di Homo sapiens (uomo moderno) giunte dall’Africa. L’uomo di Neanderthal raggiunse la massima espansione nel corso dell’ultima glaciazione, tra 120.000 e 40.000 anni fa. I neandertaliani avevano una capacità cranica di oltre 1.500 c m3, simile, se non maggiore, a quella di Homo sapiens . Il cranio era più massiccio, la fronte e il mento sfuggenti. All’inizio del Pleistocene si estinsero gli austra - Avevano certamente sviluppato credenze religio - lopitechi e comparve il genere Homo . Scomparve - se. I loro strumenti, di osso o di selce, erano più ro antiche specie di mammiferi come il mammut e raffinati di quelli di Homo erectus . la cosiddetta tigre dai denti a sciabola. Nell’emi - A seguito del contatto con popolazioni di Homo sfero boreale le foreste di conifere e latifoglie so - sapiens , intorno a 35.000÷30.000 anni fa, l’uomo stituirono le foreste di sole conifere. di Neanderthal scomparve rapidamente. Già due milioni di anni fa, contemporaneamen - L'uomo moderno, infatti, era in grado di supera - te agli australopitecini, esisteva in Africa un altro re i neanderthaliani nella lotta per la sopravviven - ominide, chiamato Homo habilis , la più antica za: ricorreva a tecniche di caccia più redditizie, specie del genere Homo . Dotato di una capacità usava attrezzi migliori, accantonava e conservava cranica da 500 a 800 cm 3, Homo habilis è conside - il cibo per la stagione avversa e organizzava più ef - rato il primo cosciente e continuativo costruttore ficacemente l'accampamento. Avrebbe avuto quin - di utensili apparso sulla faccia della Terra. Prima di il sopravvento nella spartizione delle risorse. di estinguersi, meno di un milione di anni fa, Homo sapiens comparve in Africa circa 200.000 Homo habilis conobbe un periodo di espansione anni fa e da qui successivamente colonizzò il resto che lo portò a diffondersi prima in tutta l’Africa, del mondo, soppiantando le altre specie di omini - poi in misura minore in Europa e Asia. di che lo abitavano e dando il via alla più sbalor - Un successivo stadio dell’evoluzione umana è ditiva evoluzione conosciuta, l’evoluzione cultu - documentato dall’apparizione, a partire da 1,7 rale dell’uomo moderno ( figura VI.28 ). Si è ritenu - milioni di anni fa, di Homo erectus . Homo erec - to, fino a poco tempo fa, che negli ultimi 30.000 tus e altri gruppi fino a pochi anni fa ritenuti ap - anni Homo sapiens sia stato l’unico rappresentan - partenenti alla stessa specie, che avevano una ca - te del genere Homo esistente sulla Terra. pacità cranica da 775 a 1.300 c m3, nel Pleistoce - Con l’affermazione e la diffusione della nostra ne medio erano diffusi in Africa, Europa e Asia. specie la cultura umana, che aveva mosso i suoi primi passi con la costruzione di semplici oggetti FIGURA VI.26 Il mollusco Homo erectus sviluppò una lavorazione della sel - Strombus bubo nius , un gaste - ce (le cosiddette «industrie») sempre più raffina - e la scoperta del fuoco, ricevette una formidabile ropode che attualmente vive ta ( figura VI.27 ), scoprì il fuoco ed escogitò modi accelerazione. Tra i nostri antenati comparvero se - sulle coste delle regioni a cli - per trasportare l’acqua. gni di attività artistica, si diffusero i riti religiosi e ma tropicale, si ritrova spes - A partire da circa 400.000 anni fa, nel Pleisto - si sviluppò l’agricoltura; infine, alcune migliaia di so come fossile nei depositi dei periodi interglaciali della cene superiore, i gruppi umani che abitavano anni fa, si costruirono le prime città e fra gli uomi - regione mediterranea. l’Europa assunsero caratteri così particolari da ni diventò possibile comunicare con la scrittura.

Nel 2003 furono scoperti nell’Isola di Flores, in Indonesia, in uno strato datato 18.000 anni fa, resti di ominidi con caratteristiche assolutamente inedite. Il fossile più completo è di una femmina adulta di altezza non superiore al metro, del peso stimato di 25 kg, con una capa - cità cranica di circa 400 c m3. Le caratteristiche corporee fanno supporre che si tratti di una nuova specie, una forma nana di Homo erectus , denominata Homo floresiensis . La scoperta fa supporre che, in seguito all’uscita di Homo erectus dall’Africa, avvenuta più di 1,5 milioni di anni fa, specie da lui derivate siano sopravvissute fino a tempi insospettabili. Questi antichi abitanti dell’Isola di Flores mostrano una chiara statura eretta, l’uso di stru - menti di pietra e del fuoco. Dopo l’arrivo su Flores di una popolazione di Homo erectus asiati - co, attorno a 800.000 anni fa, si sarebbe sviluppata una forma affetta da nanismo a causa di una pressione evolutiva «insulare»; sull’isola infatti si sono evolute altre forme nane di gran - di mammiferi. Nell’area indoaustrale vi sarebbe stata, quindi, una convivenza di almeno FIGURA VI.27 Frammenti di selce lavorati su tutte le superfici 20.000 anni tra l’uomo moderno e il floresiensis , ma le relazioni che legano queste specie non per ottenere utensili taglienti con impugnatura, noti come sono ancora chiare. amigdale . Le amigdale cominciarono a essere usate da Homo erectus a partire da 1,5 milioni di anni fa.

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DOCUMENTO VI.4 ̈ Il Cenozoico in Italia

Durante l’era cenozoica, l’area italiana pensi all’area dei Lessini, col famoso degna si sono staccate dalla loro posi - è stata interessata da una drammatica giacimento di Bolca, e dei Colli Beri - zione originaria, nei pressi di Provenza evoluzione geologica: sono nate prima ci), la catena appenninica, e special - e Catalogna, e mediante un movimento la catena alpina e poi quella degli Ap - mente la parte settentrionale dalla Li - roto-traslatorio si sono portate nella pennini . guria all’Umbria, è caratterizzata da posizione attuale. Questa deriva del Le rocce sedimentarie formatesi nel grande abbondanza di arenarie. Si trat - blocco sardo-corso ha comportato la Cenozoico affiorano oggi in molte re - ta dei famosi flysch , potenti successio - nascita di una catena appenninica em - gioni italiane. Ma mentre nell’Italia ni terrigene che testimoniano lo sman - brionale che successivamente, negli ul - settentrionale, e specialmente nella re - tellamento dell’insorgente catena ap - timi 8÷10 milioni di anni, è stata tra - gione veneta, sono ancora presenti penninica. slata nella posizione attuale grazie al - rocce carbonatiche di mare basso, as - Durante il Cenozoico, tra 30 e 16 l’apertura del Tirreno, un movimento sociate a ingenti prodotti vulcanici (si milioni di anni fa, la Corsica e la Sar - che è tuttora in atto.

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a FIGURA VI.28

u (a lato ) L’uomo è l’u nico animale che ha la prerogativa di vivere oltre la dimensio - t

n ne fisica della real tà. Grazie alle enormi possibilità aperte dalla comunicazione col linguaggio e e c r grazie alle capacità di invenzione, di creazione e di immaginazione, l’uomo ha creato un ambien - e P Volume te simbolico di cui non c’è traccia tra gli altri viventi. Si tratta delle idee, dei valori, dei principi cerebrale che riguardano la scienza, l’arte, l’etica, la religione, in sintesi si tratta della dimensione spiritua - le della cultura umana. ( in alto ) uomini preistorici (Cro-Magnon) intenti a dipingere graffiti, alla Pietra luce delle lanterne, sulle pareti di una caverna nei pressi di Lascaux in Francia, circa 17.000 anni Cultura fa. Cro-Magnon è il nome dato al più antico esemplare di uomo moderno europeo vissuto tra Milioni 40.000 e 10.000 anni fa. La grotta di Lascaux è una delle più importanti grotte «dipinte» del 3210di anni Pleistocene, per numero e qualità estetica dei graffiti, tanto da essere soprannominata «la Cap - Australopithecus Homo Homo Homo afarensis habilis erectus sapiens pella Sistina della preistoria». I soggetti più frequenti delle raffigurazioni sono i grandi animali dell'epoca fra cui felini, cervi, bisonti, rinoceronti, cavalli e uri (bovini selvatici, oggi estinti).

E 14 In quale era si ebbe un’improvvisa 17 Quali classi di vertebrati comparve - alla fine del Mesozoico? A abbondanza di fossili? In quale pe - ro nel corso del Paleozoico? In qua - 21 Dove e quando comparve Homo sa - Mettiamoci alla prova riodo, di questa era, le piante eb - li periodi? piens ? bero una particolare diffusione? 18 Quando si verificò la prima grande 22 Dove furono scoperti per la prima 15 Nel corso del Paleozoico si verifica - estinzione di massa del Fanerozoico? volta resti di Homo neanderthalen - rono imponenti fenomeni orogeneti - 20 Quale si ipotizza sia stata la prima sis ? A quale periodo risalgono? ci? Giustifica la tua risposta. specie del genere Homo ? 23 Quali furono le più probabili cause 16 Qual era la distribuzione dei conti - 19 Quale grande novità, riguardante della scomparsa di Homo nean - nenti alla fine del Paleozoico? l’evoluzione delle piante, si ebbe derthalensis ?

OLTRE IL LIBRO - VI Dall’origine della vita alla comprasa dell’uomo - Copyright © 2012 Italo Bovolenta Editore 18 EA O

I FACCIAMO IL PUNTO D U T Quali furono i principali eventi geologici e biologici del Paleozoico? Il Pa -

S Sommario leozoico si estende per un arco di tempo di circa 290 milioni di anni ed è suddi - O Che cos’è il Precambriano? Il Precambriano è un’unità di tempo informale sud - viso in sei periodi: Cambriano, Ordoviciano, Siluriano, Devoniano, Carbonifero e L

L divisa in tre eoni: Adeano, Archeano e Proterozoico. Il Precambriano racchiude i Permiano. Gli eventi geologici significativi del Paleozoico furono le orogenesi ca -

A 9/10 di tutta la storia della Terra, dalla sua origine a circa 542 milioni di anni ledoniana ed ercinica, la costituzione della Pangea, il raffreddamento del clima

A fa. La Terra, in questo intervallo di tempo, subì diverse orogenesi accompagnate su scala globale. Gli eventi biologici significativi furono l’espansione dei sistemi

D da imponenti manifestazioni magmatiche e diffuso metamorfismo. viventi sia animali sia vegetali nei mari e nelle terre emerse e la comparsa dei I primi vertebrati: pesci, anfibi, rettili. U

G Quando comparvero i primi viventi sulla Terra? I primi viventi, simili agli at - tuali batteri, comparvero intorno a 3,5 miliardi di anni fa, e furono individuati Quali furono i principali eventi geologici e biologici del Mesozoico? Il Meso - in seguito al ritrovamento dei più antichi fossili finora conosciuti. zoico si estende per un arco di tempo di circa 185 milioni di anni ed è suddiviso in tre periodi: Triassico, Giurassico, Cretaceo. Gli eventi geologici significativi Quali furono le condizioni chimico-fisiche che portarono alla comparsa della del Mesozoico furono il generale e continuo aumento del livello marino, la fram - vita sulla Terra? Un’atmosfera ricca di gas riducenti (ammoniaca, idrogeno, me - mentazione del supercontinente Pangea, le fratture crostali con fuoriuscita di tano) e la presenza di energia fornita dai raggi ultravioletti e dai fulmini hanno lave basaltiche. Gli eventi biologici significativi furono la grande diffusione dei favorito reazioni chimiche con conseguente produzione di molecole organiche si - rettili in tutti gli ambienti della Terra, la comparsa dei primi mammiferi, la com - mili agli amminoacidi; questi, attraverso i legami peptidici, formarono le protei - parsa degli uccelli, la comparsa delle angiosperme e l’estinzione cretacica, con la ne e da esse grosse molecole sferoidali circondate da acqua: i coacervati. I coa - scomparsa del 75% delle specie marine e continentali. cervati avrebbero dato origine alle prime forme di vita: le protocellule. Quali furono i principali eventi geologici e biologici del Cenozoico? Il Ceno - A quando risalgono le prime tracce della vita? Le prime tracce fossili riferibili zoico si estende da 65,5 milioni di anni fa a tutt’oggi, ed è suddiviso in due pe - a esseri viventi risalgono a 3,5 miliardi di anni fa e riguardano impronte di fila - riodi: Paleogene e Neogene. Gli eventi geologici significativi del Cenozoico, an - menti di cianobatteri, organismi microscopici che costruivano stromatoliti. I pri - cora in atto, sono legati soprattutto a collisioni nell’area mediterranea e in Asia mi fossili di organismi eucarioti furono scoperti in Australia e risalgono a circa 1 fino alla formazione delle catene montuose attuali, e a una serie di cinque gla - miliardo di anni fa. In questo ritrovamento compaiono primitive alghe verdi e ciazioni intervallate da periodi interglaciali più caldi. Gli eventi biologici signifi - forse i primi funghi. Solo verso la fine del Precambriano, circa 700 milioni di cativi sono stati lo sviluppo massiccio dei mammiferi, la comparsa e l’evoluzione anni fa, la vita iniziò a differenziarsi e a dare origine a organismi complessi plu - del genere Homo . Al termine dell’ultima era glaciale ebbe inizio la rapida evolu - ricellulari (fauna di Ediacara). zione culturale della nostra specie.

Mappa per il ripasso visivo

eventi biologici • Comparsa dell’uomo • Grande diffusione dei mammiferi • Diffusione delle piante con fiori CENOZOICO caratterizzato da 65,5 milioni di anni fa • Glaciazioni eventi geologici • Evaporazione del Mediterraneo • Orogenesi alpino-himalayana • Espansione Oceani Atlantico e Pacifico

eventi biologici • Comparsa dei mammiferi e degli uccelli • Grande diffusione dei rettili MESOZOICO caratterizzato da 251 milioni di anni fa eventi geologici • Orogenesi in Nordamerica e Sudamerica • Apertura dell’Oceano Atlantico • Frammentazione di Pangea

La STORIA è divisa in DELLA TERRA eventi biologici • Dagli invertebrati ai rettili • Comparsa delle piante terrestri • Colonizzazione della terraferma PALEOZOICO caratterizzato da 542 milioni di anni fa eventi geologici • Calotta glaciale su Gondwana • Formazione di Pangea • Orogenesi caledoniana ed ercinica

eventi biologici • Primi organismi pluricellulari • Primi organismi eucarioti • Origine della vita PRECAMBRIANO caratterizzato da 4.600 milioni di anni fa • Intenso ciclo litogenetico eventi geologici • Processi orogenetici • Formazione degli oceani • Nascita della Terra

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VERIFICA LE CONOSCENZE I D U

Domande a risposta multipla 16 Importanti eventi geologici del Paleozoico C fu segnato dall’estinzione cretacica in cui scom - T S

(scegli il /i completamento /i corretto /i) furono: parve il 50% delle specie viventi;

A l’orogenesi caledoniana; D fu interessato da un impatto meteoritico che O L

1 Il Precambriano: B l’orogenesi alpina; sconvolse l’ecosistema globale. L

A è un lunghissimo intervallo di tempo che va A

C la formazione della Pangea; 11 Nel Cenozoico: dalla genesi della Terra all’esplosione della vita; D la formazione delle prime rocce magmatiche. A

B corrisponde a un intervallo di tempo superiore a A la superficie terrestre non subì notevoli cambia - D menti; I

4 miliardi di anni; 17 Importanti eventi biologici del Paleozoico U

B si ebbero un considerevole sviluppo dei mammi - G C corrisponde ai 3/4 di tutta la storia della Terra; furono: feri e la comparsa dei primati e dell’uomo; D è un lunghissimo intervallo di tempo che arriva A una limitata formazione di fossili; C in Italia si formarono le Alpi e gli Appennini; fino a circa 405 milioni di anni fa. B comparsa dei primi pesci; D l’emisfero boreale, nel Pleistocene, fu in gran C comparsa di piante terrestri; 2 Nel Precambriano: parte coperto dai ghiacci. D colonizzazione delle terre emerse da parte di A si originò la vita; animali invertebrati e vertebrati. 12 L’intervallo di tempo a partire dalla comparsa B comparvero i primi sistemi viventi 3.500 milioni di chiare e abbondanti forme di vita prende di anni fa; 18 Nel periodo Carbonifero: il nome di: C si formarono i più antichi fossili finora cono - A la ricostruzione paleoambientale basata sulle A Adeano; B Archeozoico; sciuti; tracce fossili ha messo in evidenza un clima so - C Proterozoico; D Fanerozoico. D l’atmosfera era ossidante. stanzialmente stabile; B ci furono rare trasgressioni e regressioni marine; 13 La più grande estinzione in massa degli ulti - 3 L’atmosfera primordiale conteneva: C si ebbe grande sviluppo delle piante vascolari mi 500 milioni di anni avvenne: A molti gas riducenti; B ammoniaca; anche a causa di un riscaldamento climatico; A verso la fine del Cretaceo; C ossigeno; D metano. D si formarono depositi vegetali che diventarono B al passaggio tra Mesozoico e Cenozoico; nell’arco di milioni di anni carbone fossile. C al passaggio tra Paleozoico e Mesozoico; 4 L’ozono: D verso la fine del Permiano. 19 Nel Mesozoico, che si sviluppò nell’arco di A costituisce uno strato dell’alta atmosfera che scherma le radiazioni infrarosse; 170 milioni di anni: 14 Il genere Homo comparve: A si ebbero rilevanti orogenesi; B si formò in quantità apprezzabili solo dopo l’e - A all’inizio del Pliocene; B non si ebbe un aumento del livello dei mari; voluzione di organismi fotosintetici; B nel Pleistocene medio; C la Pangea si frammentò e si formarono fratture C svincolò i viventi dalla protezione dell’ambien - C all’inizio del Pleistocene; crostali con fuoriuscita di lave basaltiche; te acquatico; D nell’Olocene. D è una molecola formata da due atomi di azoto. D si ebbe una grande affermazione e un grande sviluppo dei rettili, che dominarono le terre, i 15 Gli antenati diretti dell’uomo moderno: mari e l’aria. 5 Le tracce fossili più antiche: A provenivano dall’Africa; A corrispondono ad alghe verdi; 10 Il Mesozoico: B provenivano dell’estremo oriente; B furono scoperte nel 1980 in Canada; A si concluse 65 milioni di anni fa; C si fusero con Homo neanderthalensis ; C sono state trovate in rocce sedimentarie; B si concluse come il Paleozoico con una grande D da circa 100.000 anni rappresentano l’unica D sono datate 3,5 miliardi di anni. catastrofe biologica; specie del genere Homo .

Quesiti luzione procedette molto lentamente? 29 Nel Mesozoico ci furono aree della Terra interes - 22 Dei primi animali marini simili alle meduse ab - sate a corrugamento? Spiega. 16 Di quante e quali orogenesi precambriane sono biamo testimonianze nella fauna di Ediacara. A 30 Quali classi di vertebrati comparvero nel Meso - rimaste le tracce nel Nordamerica? che periodo risalgono i fossili di Ediacara? zoico? Quale classe di vertebrati ebbe una gran - 17 Perché oggi la presenza di una elevata percen - 23 Attribuisci ai termini Neogene e Neozoico o de diffusione nello stesso periodo? tuale di ossigeno nell’atmosfera non rappresen - Quaternario il corretto significato nella scala 31 Nel Mesozoico i molluschi ebbero dei rappresen - ta, con poche eccezioni, un problema per i vi - del tempo geologico. tanti significativi. Di quali molluschi si tratta? venti? 24 A che periodo risale la grande glaciazione pa - 32 L’estinzione permiana e l’estinzione cretacica ri - 18 Qual è la percentuale minima di ossigeno in at - leozoica di cui restano tracce evidenti in molte guardarono una percentuale altissima di specie. mosfera che rende possibile e conveniente il ri - aree dell’emisfero australe? In quanto tempo si verificarono? corso alla respirazione cellulare? Quando fu pre - 25 Descrivi le prime tappe dell’evoluzione dei pesci 33 A quale era, periodo ed epoca appartengono gli sumibilmente raggiunta tale concentrazione? tra l’Ordoviciano e il Devoniano. attuali viventi? 19 Quanti miliardi di anni fa la schermatura di ozo - 26 Quali condizioni ambientali, nel Carbonifero, 34 Quali collisioni e quali separazioni di aree con - no consentì a molti organismi marini di vivere determinarono gli imponenti accumuli di vege - tinentali caratterizzarono il Cenozoico? sotto un modesto spessore di acqua? tali da cui derivarono i grandi depositi di car - 35 Il Cenozoico ha visto cambiamenti significativi 20 La colonizzazione delle terre emerse iniziò bon fossile? di molte forme di vita, ma quale grande gruppo quando la concentrazione dell’ossigeno nell’at - 27 Quale era la distribuzione dei continenti duran - di organismi ha avuto uno sviluppo massiccio mosfera arrivò al 10% e più. Quando avvenne? te il Carbonifero? in questa era? 21 Nella storia della vita, quanto durò la fase in 28 Quali variazioni del livello marino si verificaro - 36 A quale periodo ed epoca risale la più antica cui gli organismi furono solo procarioti e l’evo - no nei tre periodi del Mesozoico? specie del genere Homo ?

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I VERIFICA LE COMPETENZE D U

T Quesiti negli ultimi 500 milioni di anni, quali avveni - siano le branche delle scienze della Terra che S

menti menzioneresti e in quale successione? si occupano dello studio di questi fenomeni e O 37 Riporta tutte le caratteristiche delle rocce pre - 40 Spiega per quali motivi nel Mesozoico si ebbe delle loro cause? L

L cambriane e in particolare il tipo di rocce pre - una vastissima diffusione dei rettili, che rag - 43 Descrivi i principali processi orogenetici che si

A senti nella parte superiore del Proterozoico. giunsero anche misure ragguardevoli e coloniz - verificarono nel Cenozoico, inquadrandoli nel

A 38 Indica quali furono le supposizioni di Oparin zarono tutti gli ambienti. contesto dell’attività tettonica iniziata nel Me -

D per descrivere le condizioni ambientali primor - 41 Descrivi quali erano le caratteristiche dei primi sozoico. I diali, che hanno portato alla formazione delle mammiferi e quali furono le particolari condi - 44 Descrivi come si è evoluta l’atmosfera terrestre U

G prime cellule e quindi alla comparsa della vita zioni che permisero la loro affermazione e il nel tempo. sulla Terra. loro sviluppo. 45 Illustra la storia evolutiva del genere Homo . 39 Dovendo costruire una linea del tempo che in - 42 Riporta le cause delle glaciazioni e dei periodi 46 Spiega le possibili cause che hanno determi - cluda le principali orogenesi che hanno inte - interglaciali che hanno interessato la Terra e nato le grandi estinzioni di massa durante la ressato l’Italia e il bacino del Mediterraneo in particolare l’emisfero boreale. Quali ritieni storia della vita sulla Terra.

Esercizi A Descrivi a grandi linee l’evoluzione del numero A Descrivi la distribuzione di panidi e ominidi e di famiglie durante il tempo considerato. confrontala con quella delle zone più o meno 47 Nella figura sono rappresentati gli intervalli di B Qual è stato il momento della più grande estin - ricche di vegetazione. tempo e la comparsa sulla Terra dei più impor - zione di massa? Calcola la percentuale delle fa - B Descrivi la distribuzione dei due gruppi di orga - tanti gruppi di animali e di piante, contrasse - miglie scomparse. nismi rispetto alla Rift Valley . gnati dai numeri da 1 a 13. C Trova altri due o tre momenti in cui si sono ve - C Ritieni che le differenti condizioni ambientali Completa la tabella in calce, associando le lettere rificate delle estinzioni, anche se meno impo - abbiano influito sul differenziamento dei due corrispondenti agli organismi ai numeri che indi - nenti, e calcolane la percentuale di famiglie che gruppi? Spiega. cano la loro comparsa. si estinsero. D Pensi che la presenza della Rift Valley possa Animali: A = mammiferi; B = anfibi; C = animali avere determinato fenomeni di speciazione geo - con guscio; D = uomo; E = pesci; 49 La figura 1 mostra le condizioni ambientali del - grafica e influito sull’evoluzione delle popola - F = rettili; G = uccelli. l’Africa al tempo della comparsa dei primi omi - zioni occidentali e orientali? Spiega. Piante: H = felci; I = piante con fiori; J = pini; nidi tra i 7 e i 5 milioni di anni fa. Al termine K = equiseti; L = muschi; M = ginkgoine. del Miocene cambiamenti climatici portarono a profonde modificazioni ambientali in cui boschi Progetto di gruppo Periodo Animali Piante e foreste lasciarono il posto a una vegetazione Cenozoico 7 sempre più rada e alla savana. Nello stesso pe - Cretaceo 13 50 Il tuo gruppo partecipa insieme con altri gruppi riodo la Great Rift Valley fu interessata da in - Giurassico 6 a una gara tra scuole diverse per la preparazio - Triassico 5 tensa attività tettonica che portò a un aumento ne di una mostra per rappresentare la storia Permiano 12 dell’altitudine e del vulcanismo nella parte della vita sulla Terra. Tu e i tuoi compagni do - Carbonifero 4 11 orientale del continente africano. vete preparare un cartellone che illustri le con - 3 8910 Devoniano La figura 2 rappresenta le aree di distribuzione dizioni della vita sulla Terra, paragonando tra Siluriano dei panidi (scimpanzé e gorilla), i parenti più Ordoviciano loro quelle di 4,6 miliardi di anni fa, quelle di Cambriano 1 2 prossimi dell’uomo, e i luoghi dei più frequenti un miliardo di anni più tardi e quelle di 250 mi - ritrovamenti dei primi ominidi. lioni di anni fa. Rappresentate graficamente l’o - Numero rigine dell’atmosfera primitiva e l’origine dell’o - Gruppo di organismi Figura 1 ceano primitivo; la comparsa delle prime forme di vita e l’ambiente in cui vivevano, dai proca - 48 Il grafico in basso rappresenta l’evoluzione del rioti agli eucarioti e in particolare tracciando numero di famiglie di organismi marini dal Pre - Deserto un albero evolutivo schematico per i primi ver - cambriano al Cenozoico. Prateria tebrati. Per vincere la gara, dovrai documentarti Savana molto accuratamente, e rappresentare efficace - Foresta mente le trasformazioni verificatesi nel periodo 900 Macchia mediterranea richiesto per il tuo gruppo, dall’inizio della sto - ria della Terra fino al termine dell’era Paleozoica e i l circa. Buon lavoro! g i 600 m a f

i

d Figura 2

o r e Questions m

u 300 N 51 What did it happen about 65 million years ago, at the end of period, that could Antichi ominidi 0 cause extinction of the dinosaurs? You can help Panidi yourself with the following terms (meteorite o

n Great Rift Valley o o a r i o o n impact, death, mass loss of life, climate chan - o o r e n o c n c a o f i i b i o o i a n a i e s c c o i n n i ges, extinction). i r m a c s z i n v a s o b a i a a o o s o r t b r m c n r v m

r 52 Discuss some of the relationships between plant a d u e u e i l i r e r a e a e r i r C C G C P D T P C O S and development during the Mesozoic.

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