QUATERNARIO

QUATERNARIO

Come è noto, il Q. (v. neozoica, era, XXIV, p. 584) è la più recente delle ere geologiche, durante la quale, per un periodo variabile da un minimo di 600.000 a un massimo di 1.000.000 di anni, si è definita l'odierna configurazione delle terre e degli oceani: è del Q. la conservazione delle prove più evidenti di importanti oscillazioni climatiche (glaciali e interglaciali) e delle conseguenti variazioni del livello marino; è infine l'epoca nella quale si è definito ed evoluto, attraverso i varî stadî della speciazione, l'Uomo. Lo studio del Q. connette quindi l'attualità storica con il passato geologico, permettendo la revisione (attualmente in sviluppo) sotto nuova luce di molte cognizioni e criterî della geologia classica. Esso è il più complesso delle scienze geologiche e geografiche per gli innumerevoli problemi e per la varietà dei metodi applicati alla loro soluzione, che attingono, si può dire, a quasi tutti i rami delle scienze. Lo sviluppo recente degli studî ne ha esteso e approfondito il campo di indagine, permettendo ricostruzioni precise di ambienti e avvenimenti preistorici e loro datazione assoluta.

Il Q. è distinto dal Pliocene per l'inizio di una trasgressione marina (v. calabriano) - per la comparsa di un raffreddamento climatico - per la scomparsa, nelle faune e flore continentali, di elementi tropicali e per l'immigrazione mediterranea di molluschi nordatlantici. Per tali constatazioni generali, è stata convenuta, al XlX Congresso geologico internazionale di Algeri (1952) l'accettazione del Calabriano quale inizio del Quaternario.

Criterio delle suddivisioni. - Al concetto di piano, vigente nei periodi geologici, si sostituisce, per evidenze paleoclimatiche, eustatiche e paleobotaniche, quello di ciclo del quale si riconoscono varie fasi (c. marino: trasgressione, massimo, regressione; c. continentale: anaglaciale o inizio, glaciale, suo acme e oscillazioni o fasi, cataglaciale o finale. Per l'ultima glaciazione, IV-Würm, si aggiungono l'epiglaciale, influenzato dai residui delle calotte glaciali, il post-glaciale, dopo la loro scomparsa). Alle glaciazioni nelle regioni tropicali, corrisposero, se pure con un certo sfasamento, i pluviali.

Movimenti relativi del livello marino. - In base ai fenomeni, complessi, che ne sono causa, si verificano:1. Oscillazioni eustatiche: durante gli anaglaciali, per evaporazione dagli oceani ha luogo un abbassamento di livello (regressione) con emersione e guadagno in superficie delle terre e formazione di calotte glaciali. Col loro scioglimento inizia una risalita del livello (trasgressione) del mare sul margine continentale. Il fenomeno ha un ritmo, costituisce quindi un ciclo (per es.: Siciliano, Tirreniano) la cui amplitudine è stimata complessivamente dagli autori da 100 a 150 m. Il rialzo eustatico del livello marino attuale è di 1,5 mm/annui (15 cm/secolo). 2. Oscillazioni isostatiche: il carico delle calotte glaciali esercita una compressione sulla litosfera che, allo scioglimento, reagisce con un certo ritardo per ristabilire l'equilibrio (isostasia glaciale). Ne consegue un'interferenza con l'eustatismo, e prevalenza su quest'ultimo alle latitudini settentrionali (Scandinavia) dove è in atto con un rialzo massimo di cm 100 al secolo. Alle cause di questi movimenti deve aggiungersi quella, variabile regionalmente, lentissima ma costante rispetto all'eustatismo, per l'isostasia continentale e fenomeni epirogenici. Ne consegue, proporzionalmente all'antichità del giacimento esaminato, una crescente difficoltà nel riconoscimento del fenomeno eustatico che, oltre l'interglaciale Riss-Würm, non è più riscontrabile direttamente.

Metodi di ricerca e studio. - Per il riconoscimento della presenza e successione delle tracce lasciate da avvenimenti quaternarî, per la loro interpretazione e ricostruzione, ci si avvale dei metodi geomorfologici (paleomorfologia, glaciologia, paleolimnologia, speleologia), della morfometria, della fotointerpretazione aerea, della oceanologia, della biogeografia, della geofisica. Ma scendendo nel necessario dettaglio dello scavo geologico-stratigrafico di una serie quaternaria, si ricava la correlazione tra clima, fauna, flora, resti e prodotti della cultura umana preistorica, si stabiliscono i riferimenti necessarî alla ricostruzione degli ambienti e della cronologia, tenendo conto di tutti i seguenti elementi osservati: a) elementi petrografici (sedimenti grossolani e fini, analisi morfoscopica del detrito); b) elementi paleopedologici per le interpretazioni geochimiche e climatiche (azioni termoclastiche, criopedologiche, eoliche, ecc.); c) esame macro e microscopico di legni e semi carbonizzati nei focolari preistorici o conservati coi pollini nelle torbiere: con la relativa determinazione statistica del profilo stratigrafico (= spettro pollinico) si realizzano correlazioni cronologiche paleobotaniche fra località anche distanti; d) reperti osteologici: della fauna (determinazione delle specie e applicazione di metodi statistici per stabilirne le associazioni caratteristiche e la diffusione: paleoecologia) e dell'Uomo; e) vestigia dell'attività umana per ricostruire lo sviluppo psicoculturale con i metodi dell'archeologia preistorica e della paletnologia (manufatti = industria litica; arte mobiliare = sculture e oggetti d'osso, a. rupestre = graffiti, pitture; ceramica), e di tutto ciò se ne esamina: natura petrografica (deduzione della provenienza), ricostruzione delle tecniche di fabbricazione, ricerche metallurgiche e metallografiche, per i periodi protostorici.

Geocronologia. - Mentre la cronologia relativa è in tal modo stabilita con molta approssimazione, altri metodi particolarmente di sviluppo recentissimo forniscono datazioni in anni, cioè una cronologia assoluta.

a) Metodî paleoclimatici e astronomici: il conteggio delle Varve si basa sulla periodicità stagionale ritmica della sedimentazione (= stratificazione laminare) di argille e limi alternatamente, in bacini lacustri glaciali e periglaciali. Il metodo (applicato dal 1912) è valido per gli ultimi 13.600 anni (postglaciale), con possibilità di telecorrelazioni, ma le alterazioni del bacino di sedimentazione possono essere causa di errore. La dendrocronologia, cioè l'analisi degli anelli d'accrescimento degli alberi (o biovarve) è valida per datazioni postglaciali. Sulle variazioni dell'orbita terrestre e della radiazione solare è fondata la curva di Milankovitch (1920).

b) Metodi geochimici e geofisici: il metodo del fluoro si fonda sulla proprietà delle ossa di assorbire il fluoro dalle acque circolanti. Poiché il tenore in fluoro (fluoroossiapatite) aumenta con la fossilizzazione, se ne analizza la concentrazione. Ma data la variabilità secondo i giacimenti, tale metodo è applicato particolarmente come indicatore di fossilizzazione. Gli studî sul paleomagnetismo, iniziati nel 1897, abbandonati, e ripresi recentemente (1953) sono in perfezionamento. Il metodo si fonda sulla magnetizzazione termorimanente delle lave e della "ceramica", cioè sulla registrazione del campo magnetico coevo, rispettivamente del raffreddamento e della cottura che in quei momenti viene fissato.

c) Metodi della fisica nucleare: molti dei metodi geocronologici fondati sui radioisotopi sono validi solamente per datazioni da almeno 1.000.000 di anni e non quindi si adattano alla breve durata del Q. Tale il metodo dell'elio-piombo per disintegrazione dei minerali radioattivi contenuti nelle rocce (dal 1937), quello delle aureole pleocroiche nelle miche (dal 1934), quello del rubidio-stronzio (decomposizione radioattiva del rubidio, dal 1938). Per il Q. si applicano i seguenti metodi: Metodo del radiocarbonio (C₁₄), dal 1946: permette datazioni con notevolissima approssimazione archeologica dalla fine dell'ultima glaciazione, particolarmente per il mesolitico, neolitico, bronzo ed età storica, per gli ultimi 40.000 anni con previsione recente di protrarre a 70.000. L'esame è eseguito su sostanze carbonizzate e sulla CO₂: la relativamente lenta disintegrazione del radioisotopo C₁₄ che ha inizio con la morte dell'individuo, permette di ricavare l'età, cioè di conoscere il periodo trascorso da quel momento (rapporto C₁₄-C₁₂). Metodo delle paleotemperature o dell'O₁₈: analizza il diverso rapporto in cui stanno tra loro isotopi dell'ossigeno (O₁₆, O₁₇, O₁₈) contenuti nelle conchiglie (calcaree) di foraminiferi o molluschi; esso è funzione della temperatura dell'acqua nella quale i fossili hanno vissuto. Poiché questi organismi vivono nello "strato" sensibile alle variazioni climatiche, il metodo applicato alle "carote" (campione di successione microstratigrafica) estratte dal fondo oceanico, fornisce una curva delle oscillazioni termiche della superficie marina, che permette di fissare nel tempo la serie dei livelli esaminati nella "carota" e questo fino oltre 200.000 anni. Metodo del Potassio-Argon, dal 1940-54: è valido per datazioni geologiche, ma recentemente applicato a rocce laviche e piroclastiche fra 50.000 ed oltre 1.000.000 di anni. È fondato sulla decadenza del radioisotopo del potassio (K₄₀) e trasformazione in argon (A₄₀) Metodo dell'equilibrio Uranio-Radio-Ionio: è stato applicato alla datazione dei sedimenti marini abissali ("carote", noduli di manganese), fino a 300.000 anni. Si fonda sul presupposto (teorico) del costante ritmo di sedimentazione: la differenza fra il decrescente contenuto radioattivo dei sedimenti più profondi e quello massimo alla superficie del sedimento diviene indicatrice dell'età.

Bibl.: R. v. Klebelsberg, Handbuch der Gletscherkunde u. Glazialgeologie, Vienna 1948; E.A. Castelnuovo, R. Fabiani, G. Armellini, M. Cimino, F. Vercelli, C. Somigliana, A. Chiarugi, S. Sergi, E. Tongiorgi, M. Vanni, Le epoche glaciali, Accademia Nazionale Lincei, serie Problemi attuali di scienza e cultura, n. 16, Roma 1950; P. Woldstedt, Das Eiszeitalter, Grundlinien einer Geologie des Quartärs, Stoccarda 1954; M. Boule, H. V. Vallois, Les hommes fossiles, Parigi 1957; J. K. Charlesworth, The Quaternary Era with special reference to its glaciation, Londra 1957; R.F. Flint, Glacial geology and the Pleistocene epoch, Londra-New York 1957; R. Fabiani, Trattato di geologia, capitolo 7, Era Neozoica o Quaternaria, Roma 1958; L. Trevisan, E. Tongiorgi, La Terra, Torino 1958; E. F. Zeuner, Dating the Past, an introduction to Geochronology, Londra 1958. Pubblicazioni periodiche: Atti dei Congressi Internazionali dell'INQUA (Associazione Internazionale per lo studio del Quaternario), III, Vienna 1936; IV, Roma-Pisa 1953; V, Madrid 1957 e guide alle escursioni; Bulletin du Musée d'Anthropologie préhistorique de Monaco; Bulletin de la Société Préhistorique de France, Parigi; Bollettino di paletnologia italiana, Roma; Eiszeitalter u. Gegenwart, Jahrb. d. Deutschen Quartär Vereinig. Öhringen-Württ.; Journal of Glaciology, Cambridge; Quartär, Jahrb. f. Erfoschung d. Eiszeitalters u. d. Steinzeit, Bonn; Quaternaria-Storia naturale e culturale del quaternario, Istituto italiano di paleontologia umana, Roma; Revue de Géomorphologie dynamique, Sorbona, Parigi; Rivista di scienze preistoriche, Istituto italiano di preistoria e protostoria, Firenze; Zeitschrift für Gletscherkunde, Lipsia.