RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

Rift mesozoici nell'area centro-mediterranea: paleogeografia ed evoluzione tettonica

Università di riferimento

Universita' degli Studi di ROMA - SCIENZE DELLA TERRA - ROMA(RM)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Massimo SANTANTONIO

Descrizione

Gli scopi generali del progetto di ricerca comportano che A) le singole unità di ricerca studino specifici argomenti in aree appositamente scelte, anche in collaborazione con altre unità e con criteri condivisi, e che B) i nuovi dati e le nuove interpretazioni convergano con quelli delle altre unità al fine di C) creare il database che servirà per la modellizzazione della paleogeografia Triassico-Giurassica, del rifting e del movimento delle placche associato allo spreading. Questo spirito è pienamente recepito dall'Unità di ricerca. Infatti, come anticipato al punto 2.4, questa Unità affronterà diversi aspetti geologico-sedimentari, stratigrafici e paleostrutturali del rifting Giurassico nell'Appennino centrale, in Calabria ed in Sicilia, e delle relazioni tra blocchi di piattaforma e faune a vertebrati dal Trias superiore/Giurassico al Cretacico. L'Unità è composta da geologi del sedimentario, paleontologi/stratigrafi e rilevatori, stimolati dalla possibilità di contribuire, abbattendo così alcuni tradizionali steccati culturali, alla costruzione di un nuovo modello geodinamico che si prospetta affascinante. Poichè ricostruire il movimento delle placche implica una partenza dalla situazione odierna, e poichè l'estensione originale ed il movimento della placca apula sono oggetto di dibattito scientifico, il vincolo costituito dalle faune continentali Cretaciche apule costituisce un caposaldo essenziale per comprenderere la paleogeografia post-rift. Gli specialisti di geologia strutturale dell'Unità 5 forniranno supporto per l'interpretazione e la rielaborazione del database paleostrutturale prodotto da questa come dalle altre unità. Il curriculum scientifico di ognuno dei componenti del presente team è fortemente specifico sugli argomenti e sulle aree geografiche di applicazione ed il presente programma, se finanziato, rappresenterebbe la prosecuzione ideale e lo sbocco naturale del percorso scientifico di ciascuno. Con riferimento alle aree geografiche ed ai temi di ricerca introdotti al punto 2.4, verranno di seguito descritti i compiti che l'Unità si propone di svolgere. 1) Appennino Umbro-Marchigiano-Sabino - L'obbiettivo è quello di raccogliere più dati possibile, sia di letteratura che di terreno, per poter tracciare su carta i principali elementi giurassici. E' questa la regione più approfonditamente studiata da tutti i componenti dell'Unità. Pertanto, nonostante gli argomenti ai punti (1a-1g) che seguono siano numerosi, questi non sono campi vergini su cui iniziare delle ricerche, cosa che sarebbe inattuabile in soli due anni. Piuttosto, si tratta di temi ed approcci scelti in quanto funzionali alle finalità generali del progetto, da sviluppare partendo dalla compilazione di dati esistenti ed integrandoli con ricerche mirate in aree opportune. 1a) Un inventario delle paleoscarpate giurassiche conosciute, bordanti le PCP (piattaforme carbonatiche pelagiche) della regione, sarà realizzato anche in collaborazione con l'Unità 5, che sta svolgendo il rilevamento geologico di due fogli alla scala 1:50.000 nelle Marche. Questa parte del lavoro è essenzialmente compilativa, da effettuare preliminarmente, e dovrebbe produrre un quadro regionale dell'orientazione dei paleoelementi e quindi delle geometrie del rift. Per altre PCP della regione, tuttavia, non è chiara l'ubicazione delle scarpate bordiere, e saranno necessarie campagne ad hoc per poterla determinare. Lo studio sistematico dei depositi di epi-scarpata potrà poi fornire dati utili per verificare se le paleoscarpate con diverse orientazioni abbiano anche differente età. E' quindi da prevedere un lavoro di terreno in aree di PCP per reperire e cartografare questi depositi, accompagnato da studi biostratigrafici per la loro datazione (v. oltre). 1b) In un sistema PCP/bacino una paleoscarpata è l'espressione morfologica superficiale di una paleofaglia più profonda, ma non è il piano di faglia stesso. Una paleofaglia, infatti, implica uno spostamento relativo tra blocchi - un contatto tettonico - mentre la paleoscarpata è la sede di contatti inconformi tra i depositi bacinali e il substrato esposto al margine, un elemento spesso già fossile durante il riempimento del bacino. Vere faglie giurassiche non sono mai state descritte nella regione UMS, ed è tra i nostri obbiettivi cercarne esempi in aree adatte. 1c) Col rilevamento delle paleoscarpate marginali delle PCP, assumono cruciale importanza i punti di onlap di ogni formazione bacinale, essenziali per vincolare la storia del riempimento del bacino stesso. Essi forniscono una misura del dislivello topografico per intervalli successivi, rispetto ai depositi coevi del top della PCP. Ciò è ancora più interessante se si considerano anche i vincoli paleobatimetrici disponibili per le successioni di PCP, quali i coralli pennulari, poichè avere strati bacinali fisicamente connessi con piattaforme situate a profondità note vincola la storia della subsidenza di entrambi gli ambienti. Ci si propone di utilizzare questa metodologia sulla scia di lavori già realizzati in diverse aree campione (M. Nerone, M.ti della Rossa, Plateau Sabino ecc.). 1d) E' noto che il rifting in ambiente marino produca spesso la riduzione areale delle piattaforme creando nuovi bacini. La relazione tra la dissezione tettonica di una piattaforma carbonatica e ciò che, in sedimentologia ed oceanografia, si definisce il suo "annegamento", è ora in discussione. Nella regione UMS i due fenomeni sono separati da un intervallo di 4-5 milioni di anni, durante cui le piattaforme "ridotte" restarono produttive, dopo di che annegarono e divennero delle PCP. Annegamento e subsidenza locale non sono perciò sempre in rapporto di causa-effetto. Attualmente, del resto, si tende a considerare diversi fattori climatico-oceanografici come potenziali cause dello stop della produttività carbonatica di mare basso. Questo getta nuova luce sugli stadi iniziali del rifting Giurassico, condizionando qualsiasi ipotesi - ad es. - sulla durata della fase di acme tettonico, il che serve per posizionare l'inizio della fase di subsidenza termica e/o dovuta al carico litostatico e della colonna d'acqua. 1e) Saranno studiate alcune successioni bacinali sabine dalla Corniola alla Maiolica per formulare ipotesi, tramite l'analisi della distribuzione dei depositi risedimentati da questa provenienti, sull'evoluzione dei margini della piattaforma Laziale-Abruzzese (L-A). Mentre nell'Appennino UMS esistono dati sull'orientazione di paleomargini e possibili faglie giurassiche, lo stesso non vale per l'Appennino L-A. Ad esempio il margine W della piattaforma ("paleo- linea Ancona-Anzio") è poco conosciuto poichè sepolto nella sua parte giurassica. Uno studio ad hoc della piattaforma L-A è naturalmente al di là degli scopi del presente progetto, però con l'analisi dei depositi clastici nel Bacino Sabino si possono ricostruire fasi di contrazione o crescita della piattaforma stessa. Esiste già in sede una buona banca-dati sul tema, con logs sedimentologici di dettaglio, che si potrebbe integrare infittendo la maglia delle osservazioni con qualche nuova sezione stratigrafica. Questo argomento serve per collegare la base dati dell'Appennino UMS con quella della Piattaforma L-A, passo necessario allorchè, in una visione più generale, occorrerà considerare questi due dominii contigui come un unico tratto di margine continentale. 1f) Tutte le indagini elencate sin qui avrebbero poco senso se non accompagnate da studi biostratigrafici, come anticipato, volti a produrre i vincoli temporali per correlare alla massima risoluzione possibile i corpi sedimentari e gli eventi. Questa Unità ha una lunga tradizione sulla biostratigrafia del Giurassico, con una ricca produzione scientifica. Le ammoniti sono qui lo strumento classico, consentendo correlazioni anche a scala globale e risoluzione, a livello subzonale, nell'ordine dei 100.000 anni. Altri gruppi spesso si rinvengono in depositi scarsamente ammonitiferi, come belemniti e crinoidi. Lo studio di questi così come di altri, ad esempio i molluschi bentonici, già molto avanzato, fornisce anche informazioni di carattere paleobiogeografico a causa del provincialismo di alcune famiglie. L'alternarsi di fasi di provincialismo/endemismo con fasi di larga diffusione di gruppi ubiquisti viene interpretato in termini di creazione o chiusura di vie di migrazione dovute al variare della mappa delle terre emerse e degli oceani nel Giurassico. Anche questi dati saranno quindi vincolanti per le ricostruzioni geodinamiche. 1g) Recentemente, grazie alla pubblicazione degli atlanti CROP, sono divenute disponibili linee sismiche che in questo progetto possono assumere importanza particolare. Ne è stata individuata una in Adriatico, associata a dati di pozzo, che consente l'esame di un sistema di PCP/bacino del tipo di quelli esposti a terra nell'Appennino UMS, ma non deformato. Ci si propone di interpretare,con l'ausilio di uno specialista presente in sede, tale linea, applicando le conoscenze sulle geometrie dei corpi sedimentari sviluppate a terra. Dovrebbero derivarne, applicando le metodologie specifiche (backstripping ecc.), dati sulla subsidenza giurassica e sulla caratterizzazione dei depositi di syn- e post-rift nella regione. 2) Calabria - Per questa regione mancano numerosi dati essenziali per vincolare e ricostruire le originarie geometrie del sistema deposizionale Longobucco-Caloveto. Informazioni preliminari sugli onlap bacino/margine sono disponibili in alcuni affioramenti ai fianchi dell'alto di Caloveto, ma l'area sembra promettente alla luce delle carte geologiche pubblicate. Come menzionato al punto 2.4, si trova cartografata una fascia stretta ed allungata di pelagiti condensate tra il basamento e la successione del Bacino di Longobucco, interpretata come una scaglia tettonica. Osservazioni preliminari suggeriscono che invece i contatti siano primari, marcando il paleomargine del bacino. Qualche indagine di terreno, partendo dalle pubblicazioni già disponibili, sarà necessaria per verificare questa ipotesi, che potrebbe tramutarsi in una nuova interpretazione paleogeografica dell'area. Le successioni bacinali nei dintorni di Rossano (Valle del Colognati) e di Longobucco contengono, a vari livelli stratigrafici, megabrecce ed enormi olistoliti isolati. L'analisi composizionale degli elementi clastici potrebbe aiutare a vincolare i possibili rigetti delle faglie legate al rifting. Le stesse successioni bacinali contengono torbiditi carbonatiche di piattaforma, ma piattaforme produttive fino al Malm si conoscono solo nelle (relativamente) lontane unità, di incerta collocazione paleogeografica, de Le Serre-Monte Mutolo, di Tiriolo e di Stilo. Una originale contiguità di questi domini non è mai stata provata e ci aspettiamo di poter dare un contributo anche su questo argomento. Si conoscono infine depositi continentali alla base dei carbonati marini sia a Longobucco (Hettangiano) che a Stilo (Dogger), con segnalazioni di pollini. Qualche campagna dedicata alla caccia di tracce di vertebrati in questi depositi, condotta dagli specialisti dell'Unità (v. prossimo punto), sarà opportuna per cercare di contribuire anche con vincoli inediti alla soluzione dei problemi paleogeografici aperti nella regione. Per questi ultimi, e per discutere ipotesi regionali sulla subsidenza, poichè in Calabria sotto i depositi giurassici affiora estesamente il basamento cristallino, sarà fondamentale la collaborazione con l'Unità 3 che affronterà sotto l'aspetto petrografico la storia dinamica del substrato ercinico. 3) Faune continentali - Le faune continentali triassico-cretaciche, come esposto in premessa, hanno ormai una frequenza di record tale da renderle un supporto necessario nello studio delle relazioni spaziali tra le varie piattaforme carbonatiche mesozoiche incorporate nelle attuali catene alpina, apulo-dinarica e calabro-peloritana. L'esperienza pregressa di una parte dei ricercatori che opereranno su questa linea, sommata all'energia dei più giovani, dovrebbe consentire di ottenere dei prodotti scientificamente significativi fin dal primo anno. Infatti le ricerche sulle faune a vertebrati partono da quelle da noi condotte in passato su sedimenti permiani e triassici dell'Italia settentrionale e più di recente sulle icnoassociazioni della piattaforma apula. Le fasi previste sono le seguenti: 3a) revisione dei dati della letteratura - Questa fase prevede per il primo anno la revisione della fauna triassica del Monte Pisano, che ad un primo esame sembrerebbe indicare il Verrucano toscano come leggermente più vecchio del Verrucano del settore tirrenico (ligure), che è di accertata età carnica superiore. 3b) analisi di aree di affioramento di sedimenti giurassico-cretacici e ricerche sul terreno in quelle aree giudicate potenzialmente idonee. Attraverso il confronto tra la cartografia geologicae i datidi telerilevamento ci si propone di individuare le principali aree di affioramento dei sedimenti giurassico cretacici soprattutto nella piattaforma L-A, nella quale sono noti numerosi indizi di fasi continentali. Nel primo anno si inizieranno pertanto le attività di campagna in quest'area e si continueranno le ricerche di terreno sul Gargano, in collaborazione con gli operatori del progetto CARG. Infatti in questa area sono già state identificate orme di dinosauri giurassici attualmente in studio (vedi fase 3c) e siti estremamente promettenti. 3c) analisi di dettaglio delle icnoassociazioni Questa fase inizierà col completamento dello studio delle orme del Trias superiore di Lerici, che comprende Chiroteriani, Grallatoridi e forme correlabili a Prosauropodi leggeri. I sedimenti in cui sono lasciate rappresentano la fase deltizia legata al rift abortivo triassico. I recenti ritrovamenti di orme dinosauriane giurassiche a Mattinata (Gargano), sommati ai dati di Gianolla, Bosellini e Morsilli, relativi a icnofaune provenienti dalla Fm. di San Giovanni Rotondo, permettono di identificare una sequenza faunistica che va dal Giurassico al Cretacico inferiore e che comprende Teropodi, Ornitopodi e forse alcuni Sauropodi. Proseguirà inoltre l'analisi sistematica dei siti di Altamura e di San Marco in Lamis al fine di definirne l'associazione a dinosauri e la diversità. La fauna del Gargano dovrà essere comparata con faune isocrone africane, est europee e centro-nord europee per tentare di riconoscere le eventuali vie di migrazione da aree d'origine. Della fauna di Altamura, valutabile in centinaia di individui di dinosauri di taglia media, sarà anche tentato un calcolo delle biomasse totali. Lo scopo è quello di tentare di valutare l'area minima totale necessaria a sostenere una biomasa erbivora così enorme. Infine, una corretta sistematica di queste faune potrà fornire dati a supporto di una delle ipotesi paleogeografico-geodinamiche esposte in premessa. Infatti questi dati permetteranno di chiarire il quadro biogeografico e di procedere alla analisi dei possibili punti di radiazione, elemento indispensabile per un modello paleogeografico corretto. 4) Sicilia occidentale - In questa regione, nei Dominii Trapanese e Saccense, sono stati di recente individuati tratti di paleoscarpate giurassiche. Il nostro intento è di censire tali elementi come per l'Appennino UMS (punto 1). Le ricerche saranno effettuate in collaborazione con l'Unità 1 e si concentreranno sul vasto Plateau di Sciacca, recentemente descritto, per cercare i suoi paleomargini e definirne il rapporto con le piattaforme trapanesi. Saranno anche considerati i dati, da poco pubblicati in un lavoro congiunto, sulle faglie sinsedimentarie liassiche nei calcari peritidali della Fm. di Inici.