A spasso con il Geologo

L’affaccio verso Sud-Est, dal Piazzale Biringucci antistante Porta San Marco, ha permesso al Professor Tavarnelli di spiegare agli alunni come doveva presentarsi il territorio che si stava osservando nell’epoca Pliocenica (5,32  -1,78 milioni di anni fa), quando le acque marine lambivano le colline su cui sarebbe sorta la città di Siena. Complice una bassa nebbiolina che
lasciava scoperte solo le zone più alte, immaginare le acque marine è stato facile seguendo le parole del geologo. 

Il racconto è proseguito scendendo lungo la strada Massetana dove si vedono chiaramente degli affioramenti rocciosi che risalgono all’epoca Pliocenica, il professor Tavarnelli ha spiegato che le argilliti si sono formate in seguito alla deposizione di sedimenti marini ed in alcuni punti si nota chiaramente la stratigrafia: la composizione delle rocce in strati sovrapposti ed ogni strato risale a periodi diversi. 

Il Professore ha spiegato il principio di sovrapposizione stratigrafica per la prima volta riconosciuto da *Stenone nella seconda metà del 1600. I sedimenti che costituiscono le rocce sedimentarie, sottoposti alla forza di gravità, si depositano su superfici orizzontali. Il processo di litificazione – cioè la compattazione dei sedimenti fino alla loro trasformazione in rocce – non comporta, in genere, modificazioni della geometria e la forma originaria delle successioni si mantiene nel tempo. Quello appena descritto è il principio di orizzontalità,
uno dei concetti fondamentali della stratigrafia. Altro riferimento teorico determinante è il principio di sovrapposizione stratigrafica, secondo il quale, in una sequenza di strati non disturbata, ogni strato è più antico di quello soprastante e più recente di quello sottostante. Da questi due principi ne deriva un terzo, il principio di intersezione che afferma: ogni elemento che attraversa una successione di rocce sedimentarie – sia esso un filone, che costituisce un’intrusione magmatica, sia esso una frattura o una faglia, – è più recente delle rocce attraversate.

Queste osservazioni permettono ai geologi di compiere una datazione relativa delle rocce e soprattutto ricostruire gli eventi geologici subiti da esse. Lungo la strada Massetana abbiamo notato, in vari punti, la disposizione di due tipi di strati posti in successione: uno più profondo (più antico) costituito da una roccia con clasti aventi una fine granulometria, da ciò si può dedurre che il territorio, in quel momento ed in quel punto, ha subito un fenomeno di trasgressione marina. Uno strato più superficiale è composto da clasti di granulometria maggiore, indice del fatto che si sono depositati in un momento in cui c’era una colonna d’acqua di minore altezza (probabile regressione marina). I sedimenti di quest’ultimo strato hanno permesso all’acqua di infiltrarsi e sostare maggiormente tra le particelle creando un cemento di carbonato di calcio (ogni senese sa quanto è calcarea l’acqua a Siena!).

A questo punto il professor Tavarnelli ha chiesto ai ragazzi come fanno i geologi a sostenere che queste rocce sono di derivazione marina? La risposta è arrivata dagli alunni: si vedono chiaramente tra i depositi organismi fossili marini, come è documentato dalle foto scattate che ritraggono specie di pettinidi incastonate tra i granelli delle sabbie plioceniche.
I geologi hanno capito che la superficie terrestre è tutt’altro che stabile e soprattutto è frammentata, composta dalle cosiddette zolle tettoniche. Ciò è dovuto al fatto che al di sotto della litosfera risiede una zona, denominata astenosfera, composta da materiale semifluido che si muove producendo delle celle convettive. I movimenti di tale materiale determinano lo spostamento delle zolle tettoniche che possono scontrarsi, allontanarsi o scorrere l’una accanto all’altra provocando fenomeni come i sismi e la risalita di magmi. Ancora una volta ciò che è avvenuto in passato lo possiamo osservare in “rughe” della superficie terreste, infatti, più avanti nella nostra escursione, siamo arrivati ad un punto in cui si è potuto osservare un fenomeno di intersezione, una faglia diretta che interrompe bruscamente con una frattura netta, la continuità dei due strati rocciosi sovrapposti che stavamo osservando. Ciò è indice di un fenomeno distensivo, ovvero l’allontanamento di due placche tettoniche che ha determinato l’assottigliamento, in questa zona della Toscana, della litosfera con formazione di faglie, di cui una si stava osservando proprio vicino alla nostra scuola e alle nostre case. Poco distante in linea d’aria, i ragazzi sono stati indotti ad osservare la presenza di un vulcano ormai spento: il monte Amiata. L’assottigliamento della crosta terrestre ha determinato la risalita di magma 0,1 dall'astenosfera producendo un'ulteriore spaccatura che ha generato il vulcano Amiata.  Il vulcano è stato attivo per un breve intervallo di tempo durante il tardo Pleistocene, tra 305.000 e 231.000 anni fa. Oggi, di questa attività vulcanica toscana restano i soffioni, le acque termali, i geyser. 

Abbiamo appreso quindi che, nel lungo arco temporale di formazione degli appennini nel nostro Paese, si sono alternate varie fasi, in una di queste, la litosfera si è assottigliata in seguito all’allontanamento dei margini di placche vicine, il “vuoto” lasciato ha permesso al mare di insinuarsi tra i rilievi, il magma è risalito producendo fenomeni vulcanici.  

*Niccolò Stenone: medico olandese nato a Copenaghen nel 1638. Nel 1666 si trasferisce a Firenze presso la corte la corte del Granduca di Toscana, Ferdinando II de' Medici. La corte dei Medici era allora il punto di incontro di alcuni dei più importanti scienziati del tempo tra cui Vincenzo Viviani, Francesco Redi, Lorenzo Magalotti e Marcello Malpighi.  È in Toscana che Stenone, oltre a proseguire gli studi anatomici, rivolse il suo interesse anche alla geologia e mineralogia.