Geologia

2.3

Il XVII secolo

Il danese Niels Stensen, meglio conosciuto col nome latinizzato di Stenone, spicca tra gli scienziati che nel XVII secolo si interessarono ai fenomeni geologici. Nel 1669 egli mostrò che gli angoli tra le facce dei cristalli di quarzo erano costanti, indipendentemente dalla forma e dalle dimensioni del cristallo e che ciò, per estensione, doveva valere anche per altre specie cristalline: studiando le varie forme cristalline, pose le basi della moderna cristallografia. Le osservazioni di Stenone sulla natura degli strati rocciosi lo condussero a formulare inoltre la legge di sovrapposizione, uno dei principi basilari della stratigrafia (vedi oltre).

2.4

XVIII e XIX secolo

Il pensiero geologico durante il XVIII secolo fu caratterizzato da dibattiti fra scuole contrastanti. Ai cosiddetti plutonisti, i quali sostenevano che le rocce della Terra si fossero tutte formate per solidificazione da una massa fusa e per alterazione successiva, si opponevano i nettunisti, il cui maggior esponente era il geologo tedesco Abraham Gottlob Werner. Questi ipotizzava che la crosta terrestre fosse costituita da una serie di strati prodotti dal processo di sedimentazione meccanica e chimica in un vasto oceano, in sequenza regolare, come gli strati di una cipolla. Viceversa, il geologo scozzese James Hutton e i plutonisti distinguevano le rocce sedimentarie da quelle intrusive di origine ignea. Nel 1785 Hutton introdusse il concetto di attualismo, secondo il quale la storia della Terra può essere interpretata solamente sulla base di processi geologici familiari agli osservatori moderni: la maggior parte di questi processi, operando con la stessa lentezza con cui si svolgono attualmente, avrebbe dunque impiegato milioni di anni per produrre le forme geologiche da noi conosciute. Questa teoria lo mise in contrasto con le opinioni teologiche del suo tempo, che assegnavano alla Terra un'età di soli 4000 anni. Gli antagonisti di Hutton, tra i quali il naturalista francese Georges Cuvier, credevano invece che responsabili delle caratteristiche geologiche della Terra fossero violenti e bruschi cambiamenti, come terremoti e inondazioni. Per questa ragione, essi erano denominati catastrofisti.

Il dibattito che ebbe luogo tra queste due scuole cominciò a volgere in favore degli attualisti con la pubblicazione da parte di Charles Lyell dei Principles of Geology (1830-1833). Lyell fu tra i padri delle moderne teorie geologiche, in quanto attaccò coraggiosamente i pregiudizi teologici riguardo l'età della Terra e respinse i tentativi di interpretare la geologia alla luce delle Scritture.

Oltre al lavoro di Lyell, i principali sviluppi del XIX secolo furono i seguenti: nuove reazioni ai concetti geologici tradizionali; l'abbozzo della teoria glaciale; gli esordi della geomorfologia; le teorie orogenetiche; l'avvento delle esplorazioni marine e lo sviluppo della cosiddetta scuola strutturalista (vedi oltre).

2.4.

1

Teoria glaciale

La teoria glaciale si fonda sul lavoro di Lyell e di molti altri. Proposta per la prima volta intorno al 1840, essa interpretava alcuni tipi di deposito come dovuti a ghiacciai e coltri glaciali presenti in epoca pleistocenica fino a latitudini inferiori rispetto alle attuali. Il naturalista svizzero Horace Bénédict de Saussure fu tra i primi a riconoscere nei ghiacciai alpini i responsabili del trasporto di massi erratici. Il naturalista svizzero-statunitense Louis Agassiz interpretò correttamente l'impatto di questi agenti di erosione e trasporto e, con i suoi collaboratori, accumulò un gran numero di prove a sostegno del concetto di avanzata e ritiro dei ghiacciai continentali e montani.

2.4.

2

Stratigrafia

Grandi progressi in stratigrafia sono dovuti al geologo britannico William Smith, che definì gli strati dell'Inghilterra e li riportò su una carta geologica rimasta fino ai nostri giorni sostanzialmente invariata. Dopo lo sviluppo della teoria evoluzionistica di Charles Darwin, verso la fine del XIX secolo le conoscenze di Smith condussero al principio di successione faunistica, secondo il quale la vita di ogni periodo della storia terrestre ha caratteristiche peculiari. Pertanto, attraverso lo studio dei fossili, è possibile giungere alla ricostruzione di una sequenza cronologica completa della storia terrestre, nota come scala dei tempi geologici.

2.4.

3

Cicli di attività geologica

Molti geologi del XIX secolo giunsero a comprendere che la Terra è un pianeta attivo dal punto di vista termico e dinamico, internamente ed esternamente. I cosiddetti strutturalisti o neocatastrofisti sostenevano che avvenimenti catastrofici potessero spiegare la formazione delle caratteristiche topografiche della Terra. Pertanto, il geologo britannico William Buckland e i suoi seguaci postularono frequenti cambiamenti del livello del mare per spiegare la presenza di discontinuità nelle sequenze stratigrafiche. Viceversa Hutton vedeva la storia della Terra in termini di cicli successivi di attività geologica. Le fasce di rocce interessate da molteplici fenomeni di ripiegamento erano per Hutton l'esito di una sequenza di questi cicli: egli le chiamò fasce orogenetiche, e diede il nome di orogenesi al processo di ripiegamento e sollevamento che conduce alla formazione delle catene montuose. Altri geologi sostennero successivamente questo concetto, e vennero distinte quattro orogenesi principali: l'huroniana (alla fine del Precambriano); la caledoniana (nella prima parte del Paleozoico); l'ercinica (alla fine del Paleozoico) e l'alpina (alla fine del Cretaceo).