RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

SULLE TRACCE DI HOMO ERECTUS LUNGO LA COSTA OCCIDENTALE DEL MAR ROSSO DALL'ERITREA AL SUDAN: AMBIENTI E POPOLAMENTO UMANO DURANTE IL PLEISTOCENE

Università di riferimento

Università degli Studi di FIRENZE - SCIENZE DELLA TERRA - FIRENZE(FI)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Ernesto ABBATE

Descrizione

Le competenze di questa unità operativa riguardano aspetti della ricerca geologica e paleontologica. L'obiettivo del programma proposto è di individuare lungo la fascia costiera eritreo-sudanese del Mar Rosso nuove successioni sedimentarie suscettibili di fornire ulteriori resti di ominidi ed informazioni sul loro ambiente di vita, sviluppo culturale e faune associate. Pertanto, questa unità di ricerca si propone di:
A) caratterizzare in dettaglio i bacini plio-pleistocenici fluvio-lacustri segnalati da autori precedenti e non sufficientemente investigati;
B) estendere le ricerche ad aree meno conosciute e verificare sul terreno se siano presenti o meno bacini ipotizzati sulla base di considerazioni di geologia regionale, di osservazioni di foto aeree e di immagini da satellite;
C) approfondire le conoscenze sui bacini pleistocenici già investigati dai proponenti e giudicati particolarmente promettenti.

Le aree di ricerca si situano lungo il raccordo tra l'Eritrea settentrionale ed il Sudan nord-orientale e sono, da sud verso nord, le seguenti:
1) Dancalia settentrionale (Eritrea): alla luce di ulteriori, recenti ritrovamenti di resti di ominidi (cfr. Bondioli et al., 2005), si propone di approfondire le ricerche nel bacino di Buia e di estenderle ai bacini immediatamente contigui a nord (Massaua) e a sud (Badda) (vedi sopra, C);
2) Sudan nord-orientale (porzione meridionale): ai piedi delle propaggini settentrionali dell'altopiano eritreo si individuano verso nord-ovest il bacino del fiume Barca, che termina verso il Mar Rosso con l'imponente apparato deltizio del Tokar, e verso ovest quello del fiume Gash che nei pressi di Kassala forma una ampissima conoide terminale. Durante il Plio-pleistocene questo corso d'acqua confluiva in un vasto lago (lago Sudd) che occupava gran parte del Sudan centrale. Entrambi questi sitemi fluviali sono stati sede di sedimentazione probabilmente plio-pleistocenica della quale è incerta la caratterizzazione deposizionale e strutturale (vedi sopra, B);
3) Sudan nord-orientale (porzione settentrionale): si tratta di una stretta fascia costiera che borda il Mar Rosso, larga circa 10-20 km, che rappresenta la continuazione verso nord della piana costiera eritrea. In questa fascia sono segnalati affioramenti di malcerta collocazione deposizionale e strutturale di età plio-pleistocenica (vedi sopra, A).

Mentre si prevede che gli obiettivi possano variare per alcuni aspetti a seconda delle aree investigate, le metodologie di ricerca saranno sostanzialmente le stesse per le varie aree. In sintesi, le metodologie utilizzate saranno: log sedimentologici, analisi delle facies, individuazione di livelli guida e correlazioni regionali, raccolta e classificazione di reperti fossili e determinazione del loro significato paleoambientale e cronologico, individuazione di livelli fossiliferi e campionature sistematiche per analisi biocronologiche, geochimiche e magnetostratigrafiche, stazioni per osservazioni strutturali, compilazione di carte geologiche a scala regionale con tecniche di telerilevamento e controlli sul terreno, rilevamento geologico di dettaglio in aree di maggiore interesse.
Tutti i dati raccolti durante le attività di terreno (registrati ed ubicati mediante GPS) e quelli disponibili in bibliografia (basi topografiche e cartografie tematiche a varie scale, immagini da satellite, foto aeree etc) saranno inseriti in un database territoriale (GIS) che comprenderà anche i dati di tutte le unità di ricerca.
Passando in rassegna l'elenco precedente si ottiene la seguente descrizione di dettaglio.
• ANALISI DI BACINO E STRATIGRAFIA SEQUENZIALE (log sedimentologici, analisi delle facies, individuazione di livelli guida e correlazioni regionali) (Coordinamento E. Abbate): le condizioni di particolare aridità, la scarsità di vegetazione, l'intensa erosione e le fasi di attività tettonica recente, determinano nelle aree prescelte condizioni favorevoli all'esame stratigrafico e sedimentologico. In particolare sarà possibile la attribuzione paleoambientale delle unità stratigrafico-deposizionali, il riconoscimento delle sequenze deposizionali e dei cicli delimitati da inconformità a scala regionale anche attraverso la determinazione dei systems tracts. Lo scopo è quello della ricostruzione paleogegrafica cercando di distinguere fattori modificatori a scala regionale da altri più circoscritti (la surrezione dell'altopiano eritreo, la sua influenza sulla sedimentazione, le oscillazioni del livello del Mar Rosso vs. le variazioni del livello di base fluviale, l'apporto clastico di singoli apparati, le deformazioni locali dei bacini). Tutte queste indagini permetteranno inoltre di individuare potenziali livelli che per le loro caratteristiche litologiche si prestano all'accumulo e alla preservazione di resti fossili e manufatti.
• ANALISI BIOCRONOLOGICA E DETERMINAZIONI PALEOAMBIENTALI (raccolta, classificazione di reperti fossili e individuazione di livelli fossiliferi) (Coordinamento L. Rook): L'abbondante contenuto fossilifero del bacino di Buia ha permesso di effettuare efficacemente analisi biocronologiche e paleoambientali consentendo buone correlazioni con altre successioni pleistoceniche dell'Est Africa.
Particolarmente significativo è il contributo che le associazioni a mammiferi fossili possono dare come indicatori cronologici. Lo studio sistematico/tassonomico (effettuato mediante analisi osteologiche e morfometriche) consente di definire un quadro biocronologico in cui la distribuzione temporale delle diverse specie di mammiferi può essere collocata all'interno di una successione calibrata in base a datazioni radiometriche e paleomagnetiche.
Inoltre, lo studio dei mammiferi fossili, effettuato mediante analisi morfofunzionali e di ricostruzione delle paleodiete (anche sulla base di un approccio di tipo "taxon-free"), permetterà di elaborare un quadro di ricostruzione dell'evoluzione climatico-ambientale delle successioni studiate da mettere in relazione con i modelli climatici a scala regionale.
Lo studio delle associazioni da un punto di vista zoogeografico inoltre, permetterà di riconoscere similarità o differenza tra le faune di aree geografiche più o meno distanti e/o separate nel tempo, e definire modelli di affinità faunistica. Questi ultimi sono di fondamentale aiuto nella ricostruzione di ipotetiche fasce geografiche di dispersione.
I risultati ottenuti dalle analisi portate avanti sulle successioni del bacino di Buia fanno pensare che anche nei bacini sedimentari contigui possano ripetersi simili condizioni.
• ANALISI ISOTOPICHE (O18, C13) (coordinamento P. Falorni): Questo strumento di indagine fornisce indicazioni sulla paleoidrologia dei bacini in esame e sulle variazioni climatiche, particolarmente frequenti e rilevanti durante il Pleistocene. In un quadro geologico regionale risulta interessante la caratterizzazione e la provenienza delle masse d'acqua, l'incidenza della alimentazione sotterranea rispetto a quella superficiale e all'evaporazione, e le variazioni nel tempo di questi parametri. Le condizioni fisiografiche dell'area costiera eritreo-sudanese, caratterizzata da un ampio altopiano verso occidente che bruscamente degrada verso il mare accentuavano le variazioni climatiche favorendo la condensazione di masse di aria umida provenienti da sud-est. Queste variazioni trovano riscontro nell'entità del frazionamento isotopico nei sedimenti esaminati. La sensibilità di questi parametri ai fattori climatici contribuirà alla modellizzazione delle variazioni climatiche in Africa orientale durate il Pleistocene.
Si prevede di appoggiare le campionature per le analisi isotopiche alle sezioni di dettaglio stratigrafico sedimentologiche. In particolare si procederà alle analisi isotopiche (O18, C13) sia dei gusci di molluschi che dei livelli carbonatici (calcari, caliches), spesso presenti in queste successioni.
• ANALISI MAGNETOSTRATIGRAFICHE (Coordinamento A. Albianelli): La collocazione cronologica delle successioni che verranno esaminate potrà essere meglio definita attraverso l'indagine magnetostratigrafica dei sedimenti. È prevedibile poter definire a quali magnetozone della parte neogenico-quaternaria della scala GPTS siano riferibili le successioni che verranno indagate. In particolare si prevede di poter riconoscere la parte terminale del Matuyama con il crono Jaramillo e l'inizio del Brunhes. A tale scopo, contestualmente con i rilevamenti di sezioni stratigrafico-sedimentologiche verranno prelevati campioni orientati per la magnetostratigrafia. In particolari livelli che forniranno resti fossili e manufatti verrà intensificata la raccolta dei campioni. La ciclostratigrafia del segnale magnetico, analizzato attraverso l'analisi spettrale delle serie temporali, verrà messa in relazione con i parametri astronomici. Questi ultimi infatti possono aver influenzato i cambiamenti climatici durante la deposizione delle successioni sedimentarie.
• ANALISI RADIOMETRICHE (DATAZIONI E TRACCE DI FISSIONE) (Coordinamento M.L. Balestrieri): Livelli di tefra generalmente, frequenti nelle successioni di riempimento di rift, possono fornire punti di riferimento cronologici per la calibrazione della biocronologia e magnetostratigrafia. A seconda del materiale vulcanico che verrà rinvenuto saranno applicate le metodologie di datazione più idonee (Ar/Ar, tracce di fissione, ecc.). L'analisi delle tracce di fissione sarà usata anche per stabilire tempi e modalità dei sollevamenti che hanno interessato l'altopiano eritreo-sudanese, principale area di sorgente dei clasti e bacino di drenaggio dei sistemi fluviali. Le ricerche di campagna ed i risultati di queste analisi andranno coordinati con quelli dell'unita operativa di Ferrara che si occuperà specificamente dell'analisi morfostrutturale.