ARCAICO

ARCAICO

. L'inizio della storia della terra è compreso in un grandioso periodo detto Archeano o Arcaico (da ἀρχαῖος "antico, primitivo"), nome proposto dal Dana nel 1875. L'Arcaico è il periodo più antico della storia terrestre; in parte ne è la preistoria, e noi non conosciamo, né potremo mai conoscere il suo inizio, perché della nostra terra non conosciamo che la parte più esterna. Anche le manifestazioni vulcaniche, che potrebbero far credere alla possibilità della conoscenza di quello che comunemente si ama chiamare le viscere della terra, non sono che manifestazioni superficialissime, il cui centro si trova talora a pochi chilometri di profondità. La fine invece dell'Arcaico può stabilirsi con sufficiente esattezza, basandosi su una grande trasgressione, che, in molti luoghi, si nota tra esso e il successivo Algonchico, nel quale si trovano sicuri avanzi di organismi.

Speculativamente e convenzionalmente è ammesso che il principio dell'Arcaico coincida con la formazione della prima crosta solida terrestre, cui dev'essere seguita la separazione dell'arido dagli oceani. Tutto questo ciclo di sviluppo ci è ignoto o quasi: noi cominciamo a conoscere e studiare l'Arcaico da quando la terra assunse quella forma e quella distribuzione di continenti e di oceani che su per giù ha mantenute sino ad oggi; da quando le grandi forze antagonistiche, quella interna, disturbatrice dell'equilibrio con l'eruzioni, i terremoti e la formazione delle montagne, e quella esterna, livellatrice, con le sue formidabili azioni demolitrici, hanno potuto esplicarsi sotto l'aspetto attuale.

L'inizio dell'Arcaico quindi, teoricamente, coincide con la formazione delle prime rocce, a noi ignote, che costituiscono la base comune di tutte quante le formazioni posteriori. Nei primi tempi dello studio della geologia, l'Arcaico veniva detto anche Azoico (da ἀ privativo e ζῷον "essere vivente"), e si consideravano arcaiche tutte le rocce che non presentavano fossili. Ma con la scoperta di avanzi organici in rocce effettivamente archeane, come nella Scandinavia, e più specialmente per l'abbastanza ricca fauna dell'Algonchico nell'America del Nord, il limite superiore di questo Arcaico andava sempre più abbassandosi. Ora i nuovi concetti che si hanno sulla biosfera, sulla distribuzione e sull'origine della vita e degli organismi, sulla loro successiva trasformazione e, più che altro, sulla necessità di ammettere che vi sia stato un lunghissimo periodo in cui la vita, come tale, cioè come materia vivente, non ancora organizzata in speciali organismi, si sia imposta all'ambiente, impongono di ritenere che dovesse trascorrere un lung0 periodo di tempo, prima che fosse possibile agli organismi di lasciar traccia di sé negli strati terrestri. Ora questo lungo periodo deve piuttosto chiamarsi Agnotozoico (da ἀγνώς "sconosciuto" e ζῷον "essere vivente"), in cui, cioè, la vita non ha lasciato tracce riconoscibili. Mentre dunque la base dell'Archeano deve avere un periodo azoico, nel quale la vita ancora non esisteva, l'Agnotozoico deve formarne la parte superiore, sino a che non si giunge a quei terreni dell'Algonchico, che già hanno fossili distinti, appartenenti a ordini molto alti nella scala zoologica, i quali, prima sporadici, sono poi sviluppatissimi nel Paleozoico tipico, a cominciare dal Cambrico.

L'Arcaico è il periodo in cui impera sovrano il metamorfismo, che ha dato alle antichissime rocce della nostra terra un'impronta uniforme nell'aspetto esterno. Poiché gli antichi caratteri originali delle rocce arcaiche sono cancellati, una nuova pagina di storia più recente è venuta a scriversi su essi. Lo studio accurato dei petrografi ha dovuto rivolgersi alla ricerca dei caratteri millenarî scomparsi quasi del tutto: essi sono riuscitì a scoprire, con lo studio microscopico delle singole rocce, la loro origine e a ricostruire, con sufficiente sicurezza, la loro storia.

Lo studio dell'Arcaico è dunque, più che altro, uno studio litologico, e solo i documenti litologici sono quelli che possono servire a darci modo di leggere, con qualche probabilità di esattezza, la storia di questi antichissimi tempi. Il metamorfismo non è dovuto tanto alla pressione (ché anzi le poche alterazioni meccaniche subite dai minerali dimostrano che non questo tipo di metamorfismo è stato predominante), quanto ad un vero e proprio metamorfismo chimico.

La teoria cataclismatica del Laplace supponeva che la prima crosta rappresentasse il raffreddamento di una massa fusa. A questa idea accedevano molti geologi, che consideravano presenti su tutta la terra graniti e gneiss, tutti eruttivi e consolidati. Ora invece risulta che il granito deve considerarsi come l'ultimo termine del metamorfismo di rocce svariatissime. Oltre a ciò, nelle rocce più profonde a noi note già ritroviamo formazioni clastiche e anche sedimentarie. Si è dato persino il caso che negli scisti cristallini, ritenuti consolidazione di materiale fuso, si siano trovati fossili. Negli scisti cristallini archeani della Finlandia si rinvengono difatti delle masserelle carboniose a forma di sacco (fig. 1) in generale di 2 o 3 cm. di diametro, ma talvolta anche assai maggiori, sino a 15 cm., chiamati Corycium aenigmaticum, che, anche per la posizione in cui si trovano, non possono considerarsi altrimenti che come avanzi organici.

Ora tutto questo dimostra che le rocce fondamentali a noi note, lungi dal rappresentare il lento raffreddamento di una massa fusa, uniforme su tutta la terra, sono invece formate da tipi svariati, tra cui anche si hanno rocce sedimentarie, metamorfosate tanto da mostrare un carattere di cristallinità analogo a quello delle rocce eruttive. E si sono trovate rocce di tipo vulcanico effusivo: il che sta a dimostrare l'esistenza di un vulcanismo, analogo all'attuale, che dava lave di tipo simile a quelle recenti. Gli studî litologici hanno dimostrato che si hanno rocce sopracrostali, cioè superficiali e sedimentarie, e rocce profonde. Tra le sopracrostali gli scisti cristallini sono quasi sempre trasformazioni di sedimenti. Così da ciottoli e sabbie, testimonî di erosioni marine, sono derivati conglomerati e quarziti; argille e fanghi, più o meno in profondità, si son trasformati in argilloscisti, filladi e micascisti. Masse marnose hanno dato origine a scisti orneblendici. E calcari, per la loro imponenza certamente dovuti a depositi, forse prodotti da organismi costruttori o a batterî calcaricoli, hanno dato formazioni di calcari cristallini marmorei e di dolomie.

Una compenetrazione, talvolta stranamente concentrica, di calcare con rocce verdi serpentinose, che arriva a formare masse concamerate, larghe persino oltre 30 cm., e che venne indicata col nome di Eozoon (v.), fu dapprima interpretata come un avanzo organico, una gigantesca foraminifera, mentre non è che una speciale apparenza di un miscuglio di due rocce (fig. 2), l'una sedimentaria e l'altra eruttiva. Tra queste rocce eruttive si trovano porfidi quarzitici, sienitici e altri tipi di porfiriti, che provengono da antiche rioliti, trachiti e andesiti analoghe alle attuali. Così talune hälleflinta sono certamente trasformazioni di antichi tufi vulcanici. Non mancano nemmeno rocce effusive, tra le quali prevalgono le rocce verdi, che erano basalti e diabasi, oggi ridotte a tipi detti metabasalti e metadiabasi. Rocce simili alle attuali, come i graniti, le sieniti, i gabbri, le dioriti di tipo profondo, sono trasformate in masse più o meno laminate, riunite col nome comune, assai comodo, di gneiss, col qual nome si comprendono svariatissimi tipi di rocce diverse, tutte però caratterizzate da una struttura laminata parallela. I tipi gneissici, di origine però sedimentaria, sono riuniti col nome di paragneiss. E analoghi agli gneiss sono le leptiti (da λεπτός "sottile, fino") esse pure derivazioni di rocce sedimentarie e di tufi. Quando si abbia poi un'interessante mescolanza di tipi granitici con materiali più antichi, in parte riassorbiti nel magma granitico e in esso rifusi, si hanno le cosiddette migmatiti (da μῖγμα "mescolanza").

In ultima analisi, sembrerebbe che un magma profondo granitico abbia fatto irruzione verso l'esterno nelle formazioni sopracrostali, e con un metamorfismo plutonico le abbia come rifuse, rimaneggiate e in parte anche riassorbite. Queste formazioni granitiche, di cui non si conosce spesso la base, la radice, si possono dunque considerare rocce subcrostali, che in parte sono venute all'esterno e hanno modificato le rocce sopracrostali.

Non mancano tra le rocce archeane, tipi che impressionano per la loro freschezza. La caratteristica di tutte queste rocce archeane è la loro ubiquità. Si trovano difatti su tutta la terra, tutte dello stesso tipo e tutte alla base di ogni formazione paleozoica.

Caratteristica delle rocce sopracrostali dell'Arcaico è di essere fortemente dislocate. Gli strati sono inclinati, piegati o anche spesso pieghettati, rotti, frantumati e impastati. Nelle soluzioni di continuità tra essi si è fatta strada un'intrusione granitica, subcrostale. Per quanto, data la grande erosione posteriore, le formazioni di questo periodo si presentino pianeggianti, pure si rileva che gli strati che le costituiscono sono molto inclinati, spesso anzi quasi verticali. Difficilissimo è pertanto poter riconoscere la loro originaria posizione e per conseguenza anche la loro successione. A dare un giudizio dell'età, servono in modo speciale le intrusioni di altre rocce, le quali naturalmente devono essere più recenti delle rocce fra cui si sono fatte strada.

Ora tali intrusioni sono molto diffuse ed estese in queste rocce antiche. Così non è difficile avere un'idea comparativa della loro età. Quando esistano poi dei conglomerati alla base di determinate serie di terreni, allora si hanno dati sufficienti per stabilire le grandi linee geografiche di questi antichi continenti, poiché i banchi di conglomerati non possono essere che formazioni litorali.

L'enorme tempo trascorso e l'imponenza dei fatti di metamorfismo hanno fatto sì che le rocce archeane, oltre alla loro caratteristica ubiquità, abbiano anche una uniformità di apparenza veramente straordinaria dappertutto.

Questa uniformità e la mancanza di fossili fanno sì che una suddivisione dell'Arcaico sia difficilissima a farsi, e, più che altro, una corrispondenza tra le varie formazioni arcaiche nelle diverse regioni sia quasi impossibile. Occorre dunque studiare questo Arcaico che occupa una notevole porzione della terra nota, regione per regione. Fra queste le due più studiate e meglio conosciute sono la regione fennoscandinava e la nordamericana.

Fennoscandia è detta la regione estesa per quasi tutta la Scandinavia orientale, la Finlandia, la Carelia orientale e la penisola di Kola, regione nota altresì col nome di Scudo baltico. È un massiccio la cui storia geologica si limita in generale ai terreni antichissimi. L'Arcaico predomina con formazioni tipiche e svariate di gneiss, filladi, quarziti, calcari e rocce clastiche di vario tipo. Si può schematizzare in un quadro sommario la distribuzione dell'Arcaico nella regione orientale, che presenta maggiori differenziazioni.

Invece nella Svezia media si hanno alla base gli gneiss granitici, su cui stanno rocce porfiriche e leptiti. La discordanza terminale prealgonchica non sempre è riconoscibile.

Che nella Fennoscandia si tratti di terreni arcaici è certo per il fatto ch' essi sono ricoperti da tipici terreni paleozoici, in parte anche fossiliferi, i quali si dispongono in discordanza sull'Arcaico, il che dimostra l'esistenza di una trasgressione marina sopra un piano di erosione. Tali discordanze, che si trovano anche nel corpo dell'Arcaico, sono tipiche e ci dànno un'idea del lungo volger di secoli durante questo periodo. Infatti, si deve essere prima formata la massa degli strati, poi è avvenuta la loro metamorfizzazione, poi il loro sollevamento e la successiva erosione di intere catene montuose: cioè cicli completi di litogenesi, orogenesi, gliptogenesi e nuova formazione di roccia.

La varietà principale di rocce si ha nella regione centromeridionale, ove si trovano scisti diversi e graniti. Nella Svezia media sino alla Finlandia sudoccidentale gli scisti hanno un tipo a grana molto fina, le leptiti. Queste hanno origine molto diversa. Una gran parte appare come la trasformazione di tufi vulcanici o almeno di sedimenti tufogeni. Connesse alle leptiti si hanno metarioliti e metatrachiti. Esistono pure micascisti e quarziti tipiche; da ciò si può arguire che in questo periodo gli agenti atmosferici hanno avuto una grande importanza. Uno gneiss granitico, il cosiddetto Catarcaico (da κατά "sotto" e ἀρχαῖος "antico") è alla base della formazione. Questa massa profonda antichissima è separata dal successivo Ladogico mediante una forte discordanza. Il Ladogico, sviluppato sulla riva settentrionale del lago Ladoga, da cui il nome, ha prevalenti i micascisti, le filladi quarzifere e gli scisti calcareo-dolomitici, con incluse metadiabasi. La sua potenza si valuta a parecchie migliaia di metri. Poi vi è una nuova discordanza, e si trova il Botnico, nel quale sono tipici i conglomerati di Tammersfors, che sovrastanno a masse potenti di filladi. In queste si trovano strati, a stratificazione parte parallela e parte incrociata, del tutto identica a quella che presentano le attuali argille glaciali, da cui si deduce l'esistenza d'una glaciazione archeana. È interessante notare che nel Botnico mancano assolutamente le quarziti, mentre sono presenti rocce vulcaniche a colate, e conglomerati in cui predominano i ciottoli dei graniti profondi. È caratteristico l'aspetto stranamente recente di alcune rocce botniche.

Non tutti sono d'accordo sull'età relativa di talune formazioni botniche e ladogiche; ma, in massima, si può ritenere che il Botnico sia più recente del Ladogico, in quanto che le rocce eruttive del Ladogico non si trovano mai intrusive nel Botnico: il che dimostra come esse si fossero già formate quando il Botnico si depose. E inoltre nel Botnico esistono conglomerati, i quali sono formati da ciottoli di rocce tipicamente ladogiche metamorfosate.

Lo Scudo canadese è un'ampia regione che si estende dal S. Lorenzo per la grande pianura dei laghi, dall'Ontario al Lago dell'Orso, e raggiunge il Mare Artico, connettendosi altresì alla Groenlandia. È una grandiosa distesa pianeggiante, modellata dai ghiacciai recenti, che si sono stesi sopra una base antica profondamente erosa. L'analogia con lo Scudo baltico è quindi grandissima. Che le rocce che servono di base a queste recentissime formazioni glaciali siano archeane, non può esser dubbio, poiché esse sono il nucleo di tutto il continente nord-americano, e su di esse, più a sud si appoggiano rocce fossilifere del Paleozoico più antico.

Anche nello Scudo canadese predominano graniti e gneiss, intimamente connessi con formazioni sopracrostali sedimentarie.

Una divisione dell'Arcaico in America è molto difficile, e varia del resto da luogo a luogo. Le varie divisioni sono tutte distinte, secondo l'uso anglosassone, da nomi locali, che sarebbe inutile citare uno per uno. D'altra parte poi manca qualsiasi accordo circa la contemporaneità dei varî terreni, e, data la mancanza assoluta di fossili, è molto probabile che ad un accordo sarà difficile venire.

Nel Canadà orientale si trovano spesso grandi masse di metabasalti con quarziti. Nella regione del Lago Ontario si trovano invece in grande quantità filladi, connesse e alternate con rocce calcaree e cristalline, le quali, secondo alcuni, appartengono all'Arcaico più antico. Questi sedimenti sono stati relativamente poco metamorfosati, e si presentano in strati a pieghe spesso molto dolci. Sotto alle formazioni sedimentarie in molti punti del Canadà si trovano conglomerati a cemento scistoso, con grandi masse di quarziti e filladi. Queste formazioni, molto sviluppate presso Cobalt (Ontario), sono dai geologi canadesi chiamate col nome di Timiscamiano. Tutte queste formazioni sono attraversate da potenti venute di graniti, che si presentano spesso con la forma a cupola delle batoliti.

Anticamente la formazione granitica, e specialmente quella a tipo gneissico, era considerata come appartenente ad un piano speciale, detto Laurenziano (dal fiume S. Lorenzo), che doveva stare a rappresentare la massa primordiale della regione. Ma oggi risulta che i graniti laurenziani sono intrusivi persino nel Timiscamiano: il nome ha perduto quindi il suo significato primitivo e non ha oramai che un valore storico o al più litologico.

Terreni arcaici in America si hanno pure negli Stati Uniti, ove sono ricoperti da tipiche formazioni fossilifere, paleozoiche, come al Gran Canion del Colorado.

Anche per l'America settentrionale risulta l'immensa durata e la grande complessità dell'Arcaico, durante il quale si succedono almeno due grandi movimenti orogenetici con susseguente erosione quasi totale.

In Europa non sono rari i giacimenti di rocce cristalline ascritte all'Arcaico; ma non per tutte abbiamo sicurezza dell'età. In Germania e in varie parti dell'Europa centrale sino ai Vosgi, poi nel nucleo centrale delle Alpi svizzere, in Bretagna e in altre regioni francesi centrali, nella Spagna occidentale, nella Penisola balcanica, nella Russia meridionale sono largamente rappresentate le rocce cristalline. Ma solo di rado esse sono in rapporto con rocce paleozoiche, in modo da togliere ogni dubbio sulla loro età.

Tipicamente archeani appaiono essere i graniti dei Vosgi e della Selva Nera. Anche nelle isole inglesi è rappresentato l'Arcaico, ma più specialmente nella Scozia. Negli altipiani della Scozia nord-occidentale si può riconoscere la serie seguente:

Le rocce della Scozia appaiono facies molto metamorfosate di un'antichissima formazione. Ma nella Scozia si ebbe, in tempi posteriori, un potente movimento orogenetico, che diede origine alla grande catena cosiddetta caledonica, oggi erosa. Ora questi grandi spostamenti orogenetici hanno notevolmente trasformato le antiche rocce, tanto che è veramente difficile leggere in esse la loro storia.

Anche nelle Alpi si trovano, in grande quantità, scisti cristallini, che nei primi tempi dello studio geologico vennero considerati da molti come rocce antichissime e primordiali. Secondo studî più recenti tali rocce sono paleozoiche e in parte mesozoiche. Del resto il corrugamento terziario ha così profondamente modificato tutte le formazioni, che non sarà probabilmente mai possibile aver certezza sull'età di tutte queste rocce archeane, in Calabria, in pochi punti delle Alpi orientali, in Corsica; mentre la Sardegna, dove possono essere messe in relazione con terreni paleozoici tipici, le rocce cristalline sono risultate posteriori al Silurico.

L'Archeano è noto anche in Asia, dove la grande regione che comprende l'Amur, la Corea, la Cina nord-orientale e che si estende per la Mongolia sino alla Siberia meridionale presenta formazioni che sono in rapporto con strati paleozoici fossiliferi, tanto che la età archeana di tali formazioni può essere documentata. Nella Mongolia settentrionale sotto gli scisti, che sono traversati, come ovunque nell'Arcaico, da graniti, si trovano anche rocce calcaree cristalline, che presentano analogie con le rocce canadesi.

Anche nell'India anteriore si hanno rocce di tipo arcaico su grande estensione: esse comprendono al solito gneiss, graniti e scisti di tipo sedimentario. Molti di tali scisti presentano intrusioni di rocce eruttive di tipo speciale (Charnockiti, Coduriti ecc.). Non è improbabile che rocce archeane si trovino pure nell'America del Sud, in Australia e nell'Africa meridionale.

Della geografia dell'Arcaico è assai difficile dire. Non è difatti possibile rilevare la distribuzione relativa della terra e del mare, e, più che altro, è difficile stabilire la contemporaneità delle varie formazioni. Si può appena dire quali rocce fossero sedimentarie, quali nettamente vulcaniche o tipicamente terrestri. Così, conoscendo l'andamento dei depositi conglomeratici, si può arguire il contorno delle coste. Come pure è certo che ogni grande discordanza rinvenuta nell'Arcaico corrisponde a un periodo di emersione e quindi a un ciclo di erosione. Ma, come già si è detto, non è possibile stabilire se tali cicli fossero contemporanei, e se la formazione delle catene montuose, che appaiono a prima vista ubiquitarie, fosse effettivamente avvenuta durante lo stesso periodo di tempo. Così non si può stabilire la simultaneità degli spostamenti nella ripartizione di terra e mare per tutto l'orbe terracqueo. Una sola cosa appare sufficientemente sicura, ed è che la massa arcaica è sviluppata in modo speciale nell'emisfero settentrionale, e più precisamente nelle regioni fredde circumpolari. Ora queste regioni, ove si trova l'Arcaico, sono altresì quelle nelle quali poi, col volgere dei secoli, non si sono più avuti notevoli cambiamenti. Tali regioni appaiono, cioè, come pilastri, come capisaldi immobili nella compagine terrestre sin da quegli antichissimi evi.

Come impressione soggettiva, possiamo però riconoscere che in questo antico periodo tanto le dislocazioni, quanto le eruzioni vulcaniche e il fenomeno di erosione siano stati assai più forti che non gli attuali. Ma il fatto che i cicli siano identici ai nostri, e che, p. es., si abbiano indubbie tracce di glaciazioni e anzi, secondo alcuni, anche di parecchie glaciazioni successive, ci riporta alla concezione di un'uniformità dei grandi fatti naturali terrestri. Difficile è però un giudizio comparativo. Non è infatti facile farsi un adeguato concetto dell'enorme spazio di tempo che l'Arcaico comprende, e dell'intensità, certamente assai maggiore dell'attuale, di tutti i fatti tettonici e vulcanici.

Dal punto di vista pratico, è da notare che nelle rocce archeane sono nascoste importanti ricchezze minerarie. I grandi giacimenti di ferro (magnetite), che dànno tanta ricchezza alla Scandinavia, sono tutti contenuti nelle leptiti. E giacimenti ricchissimi si hanno pure nell'Arcaico (Keewatiniano) dell'Ontario, e giacimenti di rame metallico nell'Arcaico dell'America del Nord.

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