La cronostratigrafia (“time-rock stratigraphy”) è la branca della stratigrafia che si occupa dell’applicazione del tempo alle successioni rocciose, il cui obiettivo ultimo è la creazione di una scala temporale standard applicabile a livello globale. La scala cronostratigrafica è nata come una scala relativa che è stata costruita, come un puzzle jig-saw, negli ultimi due secoli, principalmente attraverso l’applicazione della biostratigrafia. Le età numeriche affidabili sono state aggiunte gradualmente per formare una scala temporale parallela e numerica basata sugli anni.
Il chronostratigraphical scala e le corrispondenti divisioni del tempo geologico sono:
Chronostratigraphical unità – Geochronological unità
eonothem – eon
erathem epoca
sistema – periodo
serie – epoca
stage – età
chronozone – chron
Chronostratigraphical divisioni sono ‘tempo/rock’ unità, cioè fare riferimento alla sequenza di rocce depositate durante un determinato intervallo di tempo. Le divisioni geocronologiche sono gli intervalli (astratti) corrispondenti del tempo geologico (continuo). Quindi, si può dire che le rocce del Sistema Quaternario sono state depositate durante un intervallo di tempo chiamato Periodo Quaternario. Questa distinzione risale ai primi giorni della geoscienza, ma l’attuale necessità di essa è stata messa in discussione (ad esempio Harland et al. 1990) ed è stato esaminato dalla Commissione di stratigrafia della Società Geologica. Tuttavia, la Commissione Internazionale sulla stratigrafia dell’Unione Internazionale delle Scienze Geologiche (IUGS) ha stabilito che la distiction è importante e deve stare in piedi.
Molte delle unità cronostratigrafiche famiar erano originariamente definite piuttosto vagamente. Quindi il lavoro moderno si concentra sulla definizione rigorosa di ogni componente della scala temporale. Per il Fanerozoico, si basa sul principio che la base di ciascuna divisione cronostratigrafica dovrebbe essere definita a un livello specifico in una sezione di tipo, la sezione e il punto dello stratotipo globale (GSSP). La parte superiore di una divisione viene definita automaticamente dalla base della divisione sovrastante. La base di un sistema equivale al limite inferiore della serie o dello stadio appropriati. Le procedure per la definizione di un GSSP sono descritte da Remané et al. (1996). Un ‘golden spike’ è posto al GSSP, segnando il luogo unico in cui è indicato un punto specificato nel tempo. Le sezioni altrove sono quindi correlate con questo usando tutti i metodi possibili. Quindi, il GSSP deve essere ad un livello e località che abbia la massima applicabilità possibile per la correlazione globale – anche se in pratica nessun singolo GSSP è probabile che sia direttamente correlabile su tutto il mondo, in modo che possano essere necessari punti di riferimento supplementari.
La Commissione Internazionale sulla Stratigrafia dell’IUGS, attraverso le sue varie sottocommissioni e gruppi di lavoro (per il Quaternario si tratta della Sottocommissione sulla Stratigrafia Quaternaria o SQS), è responsabile della collaborazione internazionale necessaria per raggiungere un accordo globale sulla scelta dei singoli GSSP. Una volta che le proposte formali sono fatte dalla sottocommissione appropriata, esse sono votate dai membri della Commissione internazionale sulla stratigrafia. I risultati vengono poi pubblicati in Episodes, la gazzetta ufficiale dell’IUGS. Finora sono stati concordati solo alcuni confini di sistema, serie e stadio; sebbene la base del Sistema/Periodo Quaternario, e quindi la Serie/Epoca del Pleistocene sia definita alla base dello Stadio Gelasiano.
Quando un nome cronostratigrafico esistente è formalizzato, la priorità storica può essere considerata nella definizione di un GSSP, ma non avrà la precedenza sulle esigenze del GSSP di fornire il miglior potenziale possibile di correlazione. Va notato che il livello del GSSP non cambierebbe se ulteriori studi dovessero dimostrare che un particolare fossile indice è apparso prima nella sequenza che originariamente pensava.
La definizione delle precedenti divisioni cronostratigrafiche precambriane segue un percorso diverso. Invece, viene applicata la geocronologia; ad esempio, il confine eone proterozoico/archeano è comunemente definito come a 2500 Ma. Piuttosto che essere un GSSP, confini definiti da un “età concordata sono definiti un” età stratigrafica standard globale (GSSA). Questa dicotomia può potenzialmente sollevare problemi di definizione. In particolare, la cima e la base dell’Eone Proterozoico saranno definite in modi diversi; la cima come un GSSP che segna la base del Cambriano e la base (probabilmente) a 2500 Ma.
Qualunque sia il sistema di divisione temporale adottato, è un precetto centrale nella cronostratigrafia che i confini definiti sono sempre superfici isocrone, cioè sono lo stesso tempo ovunque. In altre parole, tutte le divisioni iniziano e finiscono esattamente nello stesso punto nel tempo in tutto il mondo.
- A qualsiasi livello nella gerarchia cronostratigrafica, una lettera iniziale maiuscola viene utilizzata per ogni componente formale del nome: ad esempio Sistema quaternario, Stadio Wisconsinan.
- Le unità cronostratigrafiche possono essere suddivise formalmente in Inferiori, Medie e Superiori, le corrispondenti unità geocronologiche in Prime, Medie e Tardive. Uso di lettere iniziali minuscole (inferiore, medio, ecc.) implica un uso informale, o perché viene usato più liberamente o perché un’unità potrebbe non essere stata ancora divisa formalmente.
Nota Alcune guide raccomandano l’uso di ‘Mid’ per le unità geocronologiche, ma alcuni autori, in particolare quelli del Nord America usano normalmente ‘Middle’ (dopo Hedberg 1976), che quindi non riesce a distinguere le unità geocronologiche da quelle cronostratigrafiche. - “Serie” deve essere usata solo come divisione cronostratigrafica e non come termine litologico. I nomi delle serie non dovrebbero normalmente terminare nell’aggettivale ‘- ian’, a differenza delle fasi.
- I nomi d’arte dovrebbero preferibilmente essere basati su un nome geografico e terminare in ‘- ian’, ad esempio Vistulian, Holsteinian, Rissian, ecc.. Uno stadio è la più piccola unità cronostratigrafica che normalmente può essere riconosciuta a livello globale, e nel Pleistocene ha tipicamente una durata di circa 10-100 ky. Attualmente stadi di scala più ampia, paragonabili a quelli definiti per il Neogene, sono in fase di identificazione per il Quaternario. Queste fasi sono molto più lunghe di quelle convenzionalmente riconosciute a livello regionale, e per questo motivo queste “fasi standard” sono talvolta definite “super-fasi”. Quattro di questi stadi sono stati definiti formalmente per il Pleistocene: le fasi gelasiane e calabresi sono già state ratificate, mentre altre due fasi, preliminarmente denominate “ioniche” (“Chiban”) e “tarentiane”, sono in via di definizione.
- Sotto-divisioni di stadi (e le età; cioè sotto-stadi o sub-età) sono ampiamente utilizzati nella convenzionale terrestre, così come la stratigrafia isotopica marina. Esempi del primo includono termini come Precoce, Medio o tardo Weichselian (Wisconsinan / Vistulian / Valdaian), ecc.. Queste divisioni sono intermedie in scala tra le cronozone di breve durata e le fasi o le età a lungo termine. Altre divisioni, intermedie tra sotto-stadi (o età) e cronozone (o croni), sono anche di uso comune, ad esempio Pleniglaciale superiore, inferiore, ecc., specialmente nell’ultima fase fredda, cioè il Weichselian, in Europa. Nella stratigrafia isotopica marina le sottostazioni sono riconosciute soprattutto negli eventi a clima prevalentemente caldo, ad esempio lo stadio isotopico marino 5, le sottostazioni a-e, ecc.
- I nomi delle cronozone stanno iniziando a essere definiti formalmente per il Quaternario e, man mano che diventano disponibili date numeriche più precise, è prevedibile che ne verranno proposte altre. L’unità più ampiamente identificata attualmente è la “Cronozona Dryas più giovane”. Questo non deve essere confuso con le divisioni climatostratigrafiche come il “Younger Dryas Stadial”, ecc., o divisioni biostratigrafiche, come la “Giovane biozona Dryas”. Mentre tali unità potrebbero coincidere nel tempo a volte, in alcuni casi potrebbero non sempre farlo.
Nota Tutte le unità definite formalmente devono essere definite da un tipo o da una sezione di riferimento (o località). Secondo la prassi standard, questa è, in effetti, la definizione della base dell’unità in questione, mentre la parte superiore dell’unità è definita dalla base della suddivisione successiva.
*Questa guida si basa su quella prodotta da Rawson et al. (2002) per la Commissione di Stratigrafia della Geological Society of London.