Ci sono diversi principi di base che i geologi usano per capire la storia di una roccia:
- Uniformitarismo
- Orizzontalità originaria
- Superposizione
- Rapporti trasversali
- Legge di Walther
Uniformitarismo
Il principio dell’uniformitarismo afferma che i processi che alterano la crosta terrestre sono gli stessi che si sono verificati milioni di anni fa. Inoltre, i risultati dei processi di oggi sono gli stessi dei risultati degli stessi processi di milioni di anni fa. Questo significa che possiamo prendere le nostre osservazioni dei processi che avvengono oggi, e le osservazioni dei risultati e conoscere il processo che lo ha formato quando vediamo lo stesso risultato nella documentazione rocciosa. Per esempio, si può guardare in un ruscello e vedere segni di increspatura nella sabbia, formati dal flusso dell’acqua sulla sabbia. Se si vedono segni di increspature nella roccia, si può sapere che un processo simile era all’opera.
Orizzontalità originale
Il principio di orizzontalità originale afferma che i sedimenti si depositano orizzontalmente. Questo è a volte più facile da immaginare con i liquidi: immaginate di versare acqua in una tazza. La superficie dell’acqua è perfettamente piatta – orizzontale. Se versate quell’acqua in una ciotola, la superficie rimane piatta. Ora immagina di avere una miscela di gelatina nella ciotola – se la raffreddi e si solidifica, e poi ci versi sopra un colore diverso, hai due strati piatti di gelatina, uno sopra l’altro. Questo è simile a come si formano le rocce sedimentarie. Quando l’acqua sposta i sedimenti dalle regioni alte, come le montagne, alle regioni basse, come l’oceano, l’energia del sistema diminuisce finché i sedimenti si depositano in un bacino, come un lago o un oceano. Altri sedimenti si depositano sopra, e col tempo l’intera sequenza si litifica (un po’ come la gelatina nel frigorifero). Le rocce rimangono orizzontali fino a quando una forza agisce su di esse, spingendole (o tirandole) fuori dal loro orientamento originale.
Le leggi dell’orizzontalità originale (1:22)
Verifica la tua comprensione
Le rocce in questa immagine sono arenarie (una roccia sedimentaria). Cosa pensi che faccia parte della loro storia?
Rocce sedimentarieSuperposizione
Questo principio afferma che una sequenza di rocce nel loro orientamento originale avrà la roccia più vecchia in basso e quella più giovane in alto. Un modo semplice per pensare a questo è che per qualcosa che sta sopra qualcos’altro, per esempio per mettere un libro sopra un tavolo, il tavolo deve essere lì. Se il tavolo non c’è già e tu metti giù il libro, questo cade a terra (e nota: il pavimento deve essere lì perché il libro ci finisca sopra). Lo stesso vale per le rocce. Per depositare un’arenaria sopra un calcare, il calcare deve essere già presente. Sapendo questo, i geologi possono capire l’età relativa delle rocce una sopra l’altra.
Immagine delle rocce. A, b, c, d, e, f
Relazioni di taglio incrociato
Similmente al principio di sovrapposizione, una roccia deve essere già sul posto per essere tagliata da una faglia, un’intrusione ignea o un’erosione. Esaminando attentamente quali unità rocciose sono tagliate da faglie o intrusioni, o quali unità rocciose sono state erose, i geologi possono determinare ulteriormente le età relative delle rocce.
Immagine delle rocce: tre sono tagliate, le rocce in cima non lo sono
La legge di Walther
La legge di Walther è un po’ diversa dai principi geologici precedentemente discussi, ma è altrettanto importante. Invece di occuparsi solo del tempo relativo, la legge di Walther si occupa dello spazio relativo attraverso il tempo. La legge di Walther afferma che gli ambienti deposizionali che sono lateralmente adiacenti sulla superficie della terra appariranno anche in successione in una sequenza stratigrafica. Se manca qualcosa, c’è un tempo mancante, o una non conformità.
Ok, questo era molto da assimilare. Scomponiamo il tutto, iniziando dagli ambienti deposizionali e dall’adiacenza laterale. Se due cose sono proprio una accanto all’altra, sono lateralmente adiacenti. Un ambiente deposizionale è semplicemente un luogo in cui i sedimenti possono essere depositati. Diversi tipi di roccia sedimentaria si formano in diversi ambienti deposizionali, così i geologi possono spesso capire cosa esisteva in un particolare luogo milioni di anni fa. Alcuni esempi di ambienti deposizionali includono fiumi serpeggianti, delta, spiagge, laghi, paludi, acque poco profonde e acque profonde. Quindi cosa sono gli ambienti deposizionali lateralmente adiacenti? Due ambienti deposizionali sono considerati lateralmente adiacenti se si può camminare da uno all’altro senza che ci sia nulla in mezzo. (Se c’è qualcosa in mezzo, quel qualcosa è l’ambiente lateralmente adiacente!) Immagina che la tua cucina abbia una porta su un portico esterno, e che il tuo portico sia solo un gradino sopra il tuo cortile erboso. Puoi camminare dalla cucina alla veranda senza incontrare il cortile erboso. Questo significa che la vostra cucina e il portico sono lateralmente adiacenti. Puoi andare dalla tua cucina al cortile erboso senza incontrare qualcos’altro? No, devi attraversare il portico per arrivare al cortile. La cucina e il cortile non sono lateralmente adiacenti. L’immagine qui sotto mostra ambienti deposizionali tipicamente adiacenti lateralmente.
I cambiamenti negli ambienti deposizionali sono guidati dai cambiamenti del livello di base, o dall’elevazione del corpo idrico terminale (spesso, ma non sempre il livello del mare!). Quando il livello di base cambia, gli ambienti deposizionali si spostano per raggiungere un nuovo equilibrio. Se il livello del mare scende, potresti spostare l’immagine dell’ambiente deposizionale verso destra. Tuttavia, non puoi spostare le montagne, così finisci per allungare gli ambienti tra le montagne e l’oceano. Dove una volta avevi un delta, ora potresti avere un fiume serpeggiante. Se, invece, si alza il livello delle foche, si sposta l’oceano a sinistra, schiacciando gli ambienti in mezzo. Il risultato potrebbe essere un delta dove una volta c’era un fiume serpeggiante. Pensate alla spiaggia come l’obiettivo principale: se la spiaggia si sposta verso il punto in cui si trovava l’oceano, il livello del mare è sceso e i vostri sedimenti sono progradati. Se la spiaggia si allontana da dove si trovava l’oceano, il livello del mare si è alzato e i tuoi sedimenti regrediscono.
Come hai fatto? Se hai sbagliato qualcosa, torna all’immagine degli ambienti deposizionali e immagina di mettere il secondo ambiente sopra il primo. Se devi spostare il secondo ambiente verso l’oceano, il livello del mare deve scendere. Se devi spostare il secondo ambiente verso le montagne, il livello del mare deve salire.
Ora immagina di avere una sezione di roccia. Ecco cosa vedrebbe un geologo dei cinque esempi precedenti. La direzione del cambiamento dell’ambiente deposizionale che si muove verso l’alto (dal più antico al più giovane) ti dice del cambiamento dell’ambiente, che a sua volta ti dice del cambiamento del livello di base. Usando l’immagine per mostrare gli ambienti deposizionali adiacenti, pensi che il livello di base salga o scenda in questa sequenza di rocce?
Immagine – tre esempi di ambienti deposizionali con punti di legame per mostrare correlazioni spaziali. Un livello di base alto, un livello di base medio e un livello di base basso, con frecce tra di loro per mostrare in che direzione si sta muovendo il livello di base
Le informazioni che un geologo può ottenere sugli ambienti deposizionali e sull’aumento e la diminuzione del livello del mare nel tempo le permettono di sapere dove potrebbero trovarsi le rocce sedimentarie contenenti petrolio!