Magnetostratigraphy and rock-magnetism of Paleogene marine section from the Venetian Alps (Italy)

In questa tesi sono presentati e discussi i dati magnetostratigrafici e l'analisi delle proprietà magnetiche dei sedimenti di tre sezioni emipelagiche (Ardo, Cicogna e Forada) affioranti in Valbelluna (Alpi Meridionali Venete, Italia Nord-orientale). Il contributo di questa tesi alle attuali conoscenze riguardo al Paleogene inferiore è duplice e sarà discusso in due parti. La Parte 1 riguarda le implicazioni dei dati collezionati sulla scala-tempo del Paleogene inferiore ed il suo miglioramento. La magneto-biocronologia del Paleogene inferiore, infatti, non è ancora ben definita, in particolare nell’intervallo di tempo compreso tra il Paleocene superiore e l’Eocene inferiore. Il motivo di questo va ricercato nel controverso e spesso ambiguo rapporto tra gli eventi paleomagnetici e paleontologici, dovuto alla presenza di lacune in molte sezioni oceaniche ed alla bassa risoluzione magnetostratigrafica durante il Chron C24r. Sarà quindi presentata una dettagliata magnetostratigrafia della sezione affiorante lungo il torrente Ardo (Paleocene inferiore) e della sezione affiorante lungo il torrente Cicogna (Paleocene superiore–Eocene inferiore). I sedimenti di entrambe le sezioni preservano un record ben definito delle inversioni del campo magnetico terrestre, più nel dettaglio dal Chron C29r al Chron C26r (Ardo) e dal Chron C25r al Chron C23r (Cicogna). I dati ricavati hanno permesso la costruzione di un preciso modello di età tramite correlazione con la scala delle inversioni geomagnetiche di riferimento redatta da Cande e Kent (1995; CK95). La magnetostratigrafia della sezione del torrente Cicogna è stata inoltre integrata con una dettagliata biostratigrafia a nannofossili calcarei, la quale ha permesso di identificare molti nuovi eventi biostratigrafici molto utili a rifinire la cronologia di questo critico intervallo di tempo. Nella Parte 2 della tesi saranno discussi i risultati delle dettagliate analisi sulla mineralogia magnetica dei sedimenti che costituiscono le sezioni del torrente Cicogna e del torrente Forada; in particolare sarà illustrato come i dati provenienti dalle analisi dei sedimenti della sezione Cicogna hanno premesso una migliore comprensione dei meccanismi coinvolti nell’evoluzione climatica durante il Paleocene superiore–Eocene inferiore. Durante quest’intervallo di tempo il clima terrestre fu caratterizzato da un generale riscaldamento, il quale raggiunse il suo apice durante quello che è definito l’early Eocene climatic optimum (EECO, ~52–50 Ma); durante l’EECO il clima terrestre visse un periodo di caldo estremo, raggiungendo alte temperature anche alle alte latitudini. Il graduale trend di riscaldamento del Paleocene superiore–Eocene inferiore fu interrotto da alcuni eventi ipertermici (periodi geologici di breve durata caratterizzati da caldo estremo), il più intenso dei quali ebbe luogo al limite Paleocene–Eocene (~55 Ma) e prende il nome di Paleocene–Eocene thermal maximum (PETM); esso è distinto dalla presenza nel record sedimentario globale di un’escursione negativa (~2‰–4‰) degli isotopi stabili del carbonio e da una generale dissoluzione dei sedimenti carbonatici di mare profondo. Il clima caldo e umido del PETM ed in generale dell’Eocene inferiore fu verosimilmente caratterizzato da un rinvigorimento dei processi di alterazione delle rocce affioranti sui continenti; questo fenomeno avrebbe favorito il sequestro della CO2 (gas serra) in eccesso per tramite l’alterazione chimica dei minerali silicatici, seguito dalla deposizione dei carbonati negli oceani; questo sarebbe in accordo con il meccanismo di feedback negativo per la stabilizzazione a lungo termine delle temperature terrestri proposto da vari autori. Ad una più intensa alterazione dei minerali silicatici sui continenti, in particolare quelli contenenti Fe, dovrebbe corrispondere una maggiore formazione di ossidi ferrici (e.g. ematite) i quali andrebbero successivamente incontro a trasporto e sedimentazione nei bacini marini, processo favorito anche dall’incremento del ciclo idrogeologico caratterizzante i periodi di clima caldo. Le analisi delle proprietà magnetiche della sezione del torrente Cicogna indicano un incremento nell’abbondanza relativa dell’ematite detritica nei sedimenti durante i periodi di riscaldamento climatico (PETM e l’Eocene inferiore). Il legame temporale tra gli incrementi relativi in ematite e le paleotemperature è testimoniato da una correlazione chiara e statisticamente coerente con la curva delle variazioni globali degli isotopi stabili dell’ossigeno (proxy delle paleotemperature) ricavati da forme oceaniche bentoniche. I dati presentati confermano quindi l’esistenza del meccanismo di feedback negativo sulle variazioni delle temperature globali tramite l’alterazione dei minerali silicatici, sia su breve termine (105 kyr -PETM-) che su lungo termine (106 kyr -EECO-). Per cercare conferma di questo meccanismo in una sezione stratigrafica coeva sono stati descritti e campionati 8 m stratigrafici della sezione del torrente Forada a cavallo del limite Paleocene–Eocene. I dati ricavati dalle analisi rivelano tuttavia che i sedimenti della sezione Forada, benché mostrino un aumento generale dei parametri magnetici analogo a quello osservato durante il PETM nei sedimenti del torrente Cicogna, sono fortemente contaminati da fenomeni di riduzione chimica post-deposizionali, i quali hanno in gran parte alterato le proprietà magnetiche della roccia e le loro variazioni stratigrafiche: i dati ricavati da questa sezione non sono quindi utilizzabili per interpretazioni di tipo paleoclimatico.