Pennsylvaniano (Carbonifero superiore, 323–299 Ma): definizione, flora e fauna
Pennsylvaniano (323–299 Ma): scopri il Carbonifero superiore, foreste equatoriali produttrici di carbone, flora gigantesca (Lepidodendron) e fauna anfibia. Definizione, flora e fauna in dettaglio.
Pennsylvaniano (spesso indicato come "Pennsylvania" in testi storici) è l'epoca del Carbonifero superiore negli strati del Nord America. Si colloca dopo (sopra) il Mississippiano e prima del Permiano. Il Pennsylvaniano va approssimativamente da 323 a 299 milioni di anni fa (Ma) ed è caratterizzato da vaste deposizioni di carbone che segnano l'evoluzione degli ecosistemi terrestri tropicali e umidi.
Definizione e intervallo di tempo
Il termine indica la porzione superiore del Carbonifero, riconoscibile in molte aree del mondo per le cosiddette "coal measures" (misure di carbone). Le datazioni radiometriche e le correlazioni stratigrafiche fissano l'inizio del Pennsylvaniano intorno a 323 Ma e la sua fine intorno a 299 Ma, con una successione di pacchetti sedimentari riconoscibili che riflettono cicli di innalzamento e abbassamento del livello del mare.
Paleogeografia e clima
Durante il Pennsylvaniano i continenti principali che oggi conosciamo erano disposti in modo molto diverso: molte terre emerse che oggi sono separate erano unite in supercontinenti come la Laurussia. Le vaste foreste palustri si trovavano presso l'equatore e si estendevano in una fascia continua dalle regioni del Canada orientale fino all'Ucraina, per una lunghezza stimata di circa 5000 km e larghe fino a 700 km; p6 queste dimensioni fanno del bacino della Pennsylvania uno dei più estesi ambienti umidi conosciuti nella storia della Terra.
Il clima era in gran parte caldo e umido nelle aree equatoriali, con stagionalità e frequenti variazioni del livello del mare dovute anche a glaciazioni in aree più meridionali (Gondwana). Questi cambiamenti climatici e relativi spostamenti del livello del mare favorirono la formazione ciclica di sedimenti tipici delle coal measures (i cosiddetti "cyclothems").
Formazione del carbone
Le misure di carbone, che danno il nome al Carbonifero, derivano dall'accumulo e dalla successiva trasformazione di torba (resti vegetali) nelle grandi paludi tropicali. La torba venne sepolta e sottoposta a pressione e temperatura, trasformandosi progressivamente in carbone. Queste torbiere si formarono in particolare durante l'intervallo compreso tra circa 315 e 300 Ma, nelle aree a clima caldo-umido dove la vegetazione era molto fitta.
I cicli di deposizione alternavano strati di carbone a strati clastici (arenarie, argilliti, calcari in alcuni casi), registrando fasi di avanzata e regressione marina e fluviale. Questo schema stratigrafico è tipico delle successioni del Pennsylvaniano e fornisce importanti indicatori per la correlazione regionale dei sedimenti.
Flora
Le foreste palustri del Pennsylvaniano erano dominate da grandi piante vascolari che oggi non hanno equivalenti diretti. Fra le componenti principali troviamo:
- Lycopsidi arborescenti (es. Lepidodendron): grandi "alberi" a foglie ridotte, con tronchi cilindrici coperti da cicatrici fogliari; alcuni raggiunsero altezza notevole (fino a 30 m in certi casi).
- Sigillari (Sigillaria): simili ai lepidodendron ma con caratteristiche anatomiche e di crescita diverse.
- Calamiti (affini alle attuali Equisetaceae, es. Calamites): formando boscaglie simili a canneti giganti lungo corsi d'acqua.
- Felci arboree e pteridosperme (“felci seminate”): piante con semi che contribuirono alla diversità delle foreste.
- Altre piante vascolari come alghe terrestri, muschi e primissimi lembi di suolo che favorirono la formazione di torba.
Questa vegetazione formava strati molto spessi di materiale organico, che, una volta sepolto, darà origine a molte delle miniere di carbone che sono state sfruttate nei secoli successivi.
Fauna
La fauna terrestre e di zona umida del Pennsylvaniano mostra una grande diversità, con predominio di artropodi giganti e anfibi, e l'emergere degli amnioti. Tra gli organismi più noti troviamo:
- Arthropodi giganti: ad esempio Arthropleura (un artropode simile a un millepiedi di grandi dimensioni) e grandi insetti volanti come Meganeura (una libellula gigante), resi possibili dall'alta concentrazione di ossigeno atmosferico in quel periodo.
- Anfibi: gruppi diversificati di anfibi terrestri e semiaquatici dominavano gli ambienti d'acqua dolce e palustri; molti fossero grandi rispetto agli standard attuali e occupassero nicchie predatrici importanti.
- Primi amnioti: compaiono i primi vertebrati completamente terrestri (amnioti), fra cui piccoli rettili primitivi e sinapsidi basali, che rappresentano gli antenati dei rettili, uccelli e mammiferi futuri.
- Invertebrati acquatici e terrestri: molluschi, crostacei d'acqua dolce, aracnidi e altri artropodi erano comuni nei vari habitat.
I resti fossili delle coal measures forniscono importanti informazioni sull'evoluzione degli ecosistemi terrestri e sull'origine dei gruppi di vertebrati amnioti che domineranno i continenti nei periodi successivi.
Importanza geologica ed economica
Le rocce del Pennsylvaniano sono fondamentali per comprendere la transizione ecologica dalla flora palustre dominante al mondo terrestre più moderno. Dal punto di vista economico, le misure di carbone formatesi in questo intervallo sono state fonte primaria di combustibile fossile per l'industria e l'energia in molte regioni del mondo fino al XX secolo.
Note sul contesto paleogeografico citato
Le foreste del Carbonifero si estendevano attorno all'equatore e le zone umide si tentarono dal Nord America a ovest, attraverso quella che oggi è l'Europa, fino alla Cina a est, perché questi continenti erano tutti insieme all'epoca (Laurussia). La pianura fluviale, che era il cuore della zona umida, si estendeva per 5000 km dal Canada orientale all'Ucraina, ed era larga 700 km. p6
Riepilogo
Il Pennsylvaniano rappresenta una fase cruciale della storia della vita e della geologia terrestre: un periodo di foreste palustri estese, formazione massiccia di carbone, grandi invertebrati e anfibi, e l'apparizione dei primi amnioti. Lo studio delle sue successioni sedimentarie e dei fossili contenuti continua a fornire chiavi essenziali per ricostruire l'evoluzione degli ecosistemi terrestri e le dinamiche paleoclimatiche del tardo Paleozoico.
Cambiamento di clima
Il sistema della foresta pluviale è crollato a circa metà della Pennsylvania, ed è stato sostituito da un clima più fresco e secco. Le foreste umide sono terminate quando il livello del terreno è stato innalzato dalla pressione del continente del Gondwana contro la Laurussia, causando l'innalzamento della zona di contatto. La fine delle misure del carbone segna la fine del periodo carbonifero. La Cina era troppo lontana per essere colpita, e lì le foreste delle zone umide continuarono per altri 50 milioni di anni, fino al primo Permiano. p30
Man mano che il clima diventava più secco, le amnioti che depongono le uova (Synapsids e Sauropsids) diventavano più comuni dell'anfibia. Queste sono le linee che porterebbero a rettili e mammiferi. Questi vertebrati terrestri che depongono le uova si sono probabilmente separati dai primi amnioti nel Mississippi.
Domande e risposte
D: Che cos'è il Pennsylvanian?
R: Il Pennsylvaniano è l'epoca Carbonifera superiore degli strati del Nord America.
D: Quale epoca viene dopo il Mississippiano e prima del Permiano?
R: Il Pennsylvaniano viene dopo (sopra) il Mississippiano e prima del Permiano.
D: Quando è iniziato e finito il Pennsylvaniano?
R: Il Pennsylvaniano è iniziato circa 323 milioni di anni fa (mya) ed è terminato circa 299 mya.
D: Cosa sono le misure di carbone?
R: Le misure di carbone sono i resti della torba formata da dense foreste umide tropicali.
D: Quando si sono formate le misure di carbone?
R: Le misure di carbone si sono formate nel Pennsylvaniano, circa 315-300 milioni di anni fa.
D: Dove si trovavano le zone umide durante il Pennsylvaniano?
R: Le zone umide si trovavano sull'equatore e si estendevano dal Nord America a ovest, attraverso l'attuale Europa fino alla Cina a est, perché questi continenti erano tutti insieme all'epoca (Laurussia).
D: Quali erano i vertebrati e le piante caratteristiche delle misure carbonatiche?
R: I vertebrati caratteristici degli strati carboniferi erano gli anfibi, mentre le piante erano per lo più clubmoss giganti come il Lepidodendron.
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