RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

L'influsso di fluttuazioni paleoclimatiche sulle comunità di biocostruttori, la produttività carbonatica e la dinamica deposizionale di piattaforme meso-cenozoiche italiane.

Università di riferimento

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

Responsabile dell'Unità di ricerca

Ruggero MATTEUCCI

Descrizione

Nell'ambito delle tematiche del progetto nazionale "L'influsso di fluttuazioni paleoclimatiche sulle comunità di biocostruttori, la produttività carbonatica e la dinamica deposizionale di piattaforme meso-cenozoiche della Tetide occidentale", l'Unità di Ricerca incenterà il suo contributo sul Cenozoico. In quest'ambito verranno prese in considerazione principalmente le associazioni a foraminiferi del Cenozoico tetisiano mediterraneo, con sviluppi ulteriori nell'analisi di macrofaune (poriferi, celenterati) e di stromatoliti e paleosuoli continentali. Le principali linee di ricerca che si intendono sviluppare sono elencate di seguito. Paleogene e Miocene della Sardegna 1) Particolare attenzione verrà dedicata allo studio dei depositi paleogenici a macroforaminiferi della Sardegna meridionale e centro-orientale, al fine di un inventario più completo delle associazioni ed un confronto con successioni pirenaiche e corse. Verranno studiate in dettaglio le microfacies dei ciottoli dei depositi conglomeratici di età paleogenica rinvenuti in vari affioramenti, in genere di modesta estensione, in parte salvaguardati dall'erosione per la copertura da parte di colate basaltiche di età pliocenica. Gli affioramenti della Sardegna centro-meridionale sono del tutto inediti; ben studiato è invece quello di Cuccurru e' Flores, nel territorio di Orosei. I nuovi affioramenti mostrano una straordinaria varietà di facies di acque poco profonde, con prevalenza di depositi a nummulitidi, analoghi per abbondanza e disposizione ai "reef a nummuliti" descritti da Arni (1965) nel Golfo della Sirte. In essi sono stati finora trovati solo frammenti di coralli costruttori, ma allo stato si è solo in una prima fase di repertorio analitico. Lo stesso vale per l'attribuzione d'età, essendo tuttavia già acquisita la prevalenza di termini dell'Eocene inferiore (Cuisiano). Il significato di questi modesti lembi residui di depositi fluvio-torrentizi appare assai rilevante, sia nel costituirsi come unica testimonianza di un'ampia copertura sedimentaria di acque poco profonde nella Sardegna orientale almeno per tutto l'Eocene inferiore, sia, conseguentemente, per rappresentare l'entità dello smantellamento, la cui collocazione temporale è altamente incerta, da collegarsi a fasi di ringiovanimento tettonico del rilievo. Il ritrovamento di biofacies a carattere nettamente tropicale e la definizione temporale della fase deposizionale permetterà di completare la ricostruzione paleoclimatica della Sardegna nel basso Paleogene, già iniziata sulla base soprattutto dei depositi continentali. 2) Lo studio dei depositi continentali paleogenici sardi si vuole configurare come complementare a quello dei coevi depositi carbonatici marini, per una migliore comprensione dell'evoluzione delle caratteristiche paleoclimatiche dell'area. In particolare, verranno presi in considerazione inediti depositi d'acqua dolce di tipo stromatolitico e travertinoso, particolarmente prospettici dal punto di vista della ricostruzione non solo paleoclimatica ma anche paleogeografica a scala regionale attraverso l'analisi comparata dei depositi sardi con quelli analoghi e coevi della Tetide occidentale in Francia e Spagna meridionale, a cui la Sardegna nel Paleogene era ancora ampiamente legata. Infatti, la diffusione di tali tipi di depositi, in ambienti continentali e in assenza di attività tettonica, è influenzata soprattutto dalle variazioni delle precipitazioni e della temperatura, le cui oscillazioni potevano portare anche a ripetute emersioni del bacino di sedimentazione con formazione di paleosuoli. Lo studio di questi ultimi depositi, anch'essi ottimi indicatori dell'evoluzione paleoclimatica dell'area (Murru & Ferrara, 1999; Murru et al., 2003), verrà effettuato soprattutto mediante analisi mineralogiche e geochimiche tramite XRD (identificazione in maniera semiquantitativa dei minerali argillosi presenti nella frazione 2mm delle argilliti e nel residuo insolubile delle rocce carbonatiche) e ICP massa-spettrofotometria A.A. (individuazione degli elementi maggiori: Ca, Mg, Na, K, Fe, Mn, Na e quelli in tracce: Pb, Zn, Ba, Cd). Gli ambienti continentali della Sardegna che verranno analizzati erano ubicati in prossimità delle paleolinee di costa, essendo così influenzati dalle variazioni del livello del mare, venendo in particolare localmente ricoperti da successioni carbonatiche a macroforaminiferi, con tutti i passaggi di facies transizionali verso ambienti francamente marini. 3) Un terzo filone di ricerca riguarderà il significato paleoclimatico e paleoambientale dei depositi a macroforaminiferi orbitoidiformi dell'Oligo-Miocene della Sardegna meridionale. Per tali associazioni, a bassa diversità tassonomica dopo la scomparsa di vari gruppi di macroforaminiferi, e a partire dal Miocene inferiore con la rarefazione delle tipiche facies biocostruite tropicali si registra il passaggio a facies di tipo foramol, per lo più legate ad ambienti sedimentari relativamente profondi. Verranno indagate biometricamente nuove popolazioni di lepidocyclinidi e miogypsinidi, con la possibilità di calibrarne direttamente la distribuzione stratigrafica mediante i foraminiferi planctonici. Attraverso lo studio di particolari parametri biometrici, si tenterà di ricavare indicazioni sulle strategie riproduttive e le variazioni di temperatura, correlabili a variazioni climatiche regionali. Verranno esplorati i legami tra variazioni morfologiche e differenze di substrato e batimetriche, ed i fenomeni di dominanza o esclusione tra Miogypsina e Miogypsinoides, cospicui nelle associazioni sarde, forse riconducibili a differenze di habitat o fenomeni di competizione. Paleogene e Miocene dell'Appennino e delle unità apule E' prevista l'analisi delle facies neritiche e di scogliera del Paleocene e dell'Oligocene della piattaforma carbonatica della Maiella (Abruzzo), per le quali è possibile disporre di un dettagliato modello di stratigrafia fisica particolarmente utile per l'interpretazione dei depositi a macroforaminiferi, alghe calcaree e celenterati. Le ricerche potranno essere estese a facies analoghe coeve, in particolare in aree abruzzesi limitrofe o nelle zone apula (in particolare, nell'area di Otranto) e preapula (isole ioniche), con confronti con associazioni extraeuropee. Si prevede un'interazione con altre unità per definire aspetti sistematici ed il significato paleoclimatico delle corallofaune paleoceniche ed oligoceniche. Sia gli aspetti paleontologici e sedimentologici sia il significato paleoclimatico di tali scogliere, particolarmente sviluppate nel Rupeliano superiore e nel Chattiano, appaiono ancora assai poco noti. Nell'Eocene si registra invece dal Luteziano al Bartoniano un massimo di produttività, biodiversità e taglia dei macroforaminiferi. Mentre in base ai dati attualmente disponibili non sono del tutto chiari i legami taglia-clima, più promettente appare il nesso diversità-latitudine, che verrà indagato dal punto di vista della paleobiogeografia quantitativa. Analogamente, dal punto di vista paleoecologico appare promettente l'analisi delle dinamiche di trade-off ecologico nei macroforaminiferi, il cui record paleobiologico è eccezionalmente dettagliato. Verrà inoltre approfondito il significato dei depositi a spicole e spugne silicee del Miocene dell'Appennino centrale, al fine di evidenziare eventuali analogie e differenze con gli "Aphrocallistes reefs" recentemente scoperti nell'Atlantico settentrionale (Neuweiler et al., 2001). Tenuto conto della straordinaria abbondanza di Aphrocallistes nei depositi appenninici, è presumibile un significativo avanzamento delle conoscenze sul significato paleoambientale e paleoclimatico di tali depositi. Analogamente verranno esplorati il significato dei livelli a spicole silicee dell'Eocene del Vicentino e la loro relazione con la successione nummulitica nella quale sono inseriti. Tardo Quaternario della Toscana La successione sedimentaria del sottosuolo della pianura versiliese (Toscana settentrionale) verrà presa in esame allo scopo di evidenziare i cicli eustatici connessi con gli eventi climatici approssimativamente a partire dal Tirreniano (OIS 5e). A tale scopo verrà effettuata una ricostruzione paleoambientale basata sullo studio di due sondaggi continui profondi (90 m circa). La pianura versiliese è particolarmente adatta per tale ricerca poiché in quest'area la successione sedimentaria relativa agli ultimi 15 ka è caratterizzata da una gamma di ambienti da marino costiero a continentale. Tale situazione offre un record ideale per lo studio dei cambiamenti paleoambientali poiché i dati ottenuti da ambienti transizionali sono più precisi rispetto a quelli forniti da ambienti marini e continentali. Lo studio sarà basato essenzialmente sull'analisi qualitativa e quantitativa delle associazioni a foraminiferi bentonici. Inoltre, lo studio dei foraminiferi sarà supportato dalle indicazioni paleoecologiche fornite da ostracodi e molluschi marini. I risultati delle analisi quantitative saranno elaborati mediante tecniche statistiche al fine di individuare associazioni riferibili ai diversi paleoambienti, anche allo scopo di ricostruire le oscillazioni eustatiche. Inoltre sarà analizzata la composizione isotopica (13C e 18O) dei gusci dei foraminiferi, tenendo presenti le complesse interazioni tra i numerosi fattori (variazioni di temperatura, salinità, evaporazione, piovosità apporti di carbonio continentale) che influenzano i rapporti isotopici di carbonio ed ossigeno in ambienti transizionali e marini costieri. Cladocora caespitosa è l'ultimo celenterato coloniale comune nel record fossile del Quaternario del Mediterraneo, in cui vive tuttora; in particolare è stata rinvenuta con una certa frequenza in sedimenti tardo-quaternari della costa tirrenica Antonioli et al., 2000; Devoti et al., in press). Recentemente, C. caespitosa è stata riconosciuta essere un valido indicatore paleoclimatico (Peirano et al., 2004) e di paleotemperature (Montagna et al., 2003; Silenzi et al., 2004). Sarà pertanto effettuato il confronto tra i dati isotopici ottenuti da C. caespitosa e dai foraminiferi nel tentativo di ottenere una valida base per la ricostruzione delle paleotemperature in sedimenti di ambiente marino e lagunari, anche in assenza di tale celenterato. Pertanto, lo studio combinato degli isotopi stabili nei foraminiferi e in C. caespitosa in sondaggi profondi potrà assumere rilevanza paleoclimatica. I risultati saranno correlati alla scala cronostratigrafica basata su datazioni al radiocarbonio e 230Th/234U. Infine, i risultati paleoambientali e paleobatimetrici della pianura versiliese saranno correlati, ove possibile, con quelli ottenuti per la piana alluvionale del fiume Ombrone (Toscana meridionale) da Bellotti et al. (2001) e Carboni et al. (2002), possibilmente integrati da nuovi dati, al fine di ottenere ulteriori informazioni sull'evoluzione paleoclimatica e paleobatimetrica della costa toscana durante l'ultimo ciclo glaciale. La ricerca proposta si gioverà delle interazioni postulate con le altre unità del progetto, che hanno competenze in campo sedimentologico e geologico ed in campi tassonomici differenti, in particolare sui celenterati. Accanto alle linee di ricerca sottoelencate, l'Unità fornirà attività di supporto alle altre unità soprattutto sulla biostratigrafia e paleoecologia delle associazioni a foraminiferi cenozoici.