L’ERA PRECAMBRIANA
L’Era Precambriana. Il nome significa: “prima del periodo Cambriano”. Questo vecchio, ma ancora comune termine era originariamente usato per riferirsi all’intero periodo della storia della terra prima della formazione delle più antiche rocce con fossili riconoscibili al loro interno. Negli ultimi decenni, tuttavia, i geologi hanno scoperto che ci sono alcuni fossili difficili da riconoscere in alcune rocce del Precambriano, così questo periodo è ora conosciuto anche come l’Eone Criptozoico o “vita oscura” (dalle parole “crypt” = “nascosto”, e “zoon” = “vita”).
Il Precambriano copre quasi il 90% dell’intera storia della Terra ed è stato diviso in tre ere: l’Adeano, l’Archeano e il Proterozoico.

Fonte: Sconosciuto

L’Era Precambriana comprende tutto il tempo geologico precedente a 600 milioni di anni fa. Il Precambriano è stato originariamente definito come l’era che precede l’emergere della vita nel periodo Cambriano. Ora si sa, tuttavia, che la vita sulla Terra è iniziata all’inizio dell’Archeano e che gli organismi fossilizzati sono diventati sempre più abbondanti durante il Precambriano. Le due principali suddivisioni dell’ultima parte del Precambriano sono l’Archeano (più antico) e il Proterozoico. Le rocce più giovani di 600 Ma sono considerate parte del Fanerozoico.

Di seguito un altro tipo di suddivisione del Precambriano.

Fonte: Sconosciuto

Era Hadean
Hadean (“simile all’Ade”). Questa era è iniziata con la formazione della terra da polvere e gas in orbita attorno al Sole circa 4,6 miliardi di anni fa. Durante quest’era la superficie della Terra era come le visioni popolari sull’Ade: oceani di roccia liquida, zolfo bollente e crateri da impatto ovunque! I vulcani esplodono dappertutto e la pioggia di rocce e asteroidi dallo spazio non finisce mai. È difficile fare un passo senza cadere in una pozza di lava o essere colpiti da una meteora! L’aria è calda, densa, vaporosa e piena di polvere e sporcizia, ma non si può comunque respirare: è fatta solo di anidride carbonica e vapore acqueo, con tracce di azoto e composti di zolfo puzzolenti! Tutte le rocce che si formano dalle lave che si raffreddano sono rapidamente sepolte sotto nuove colate di lava o fatte a pezzi da un altro impatto. Alcuni pensano che un asteroide grande come il pianeta Marte abbia colpito la Terra all’inizio dell’era Adea, distruggendo e fondendo completamente la Terra e formando la Luna come parte dello “splash”! Wow! Nessuno ha trovato sulla terra rocce di quest’era. Solo i meteoriti dallo spazio e le rocce lunari sono così antiche. Se si è formata della vita sulla terra durante questa era, probabilmente è stata distrutta.
TERRA HADEAN

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Archeano
Era arcaica (“Antica” o “Primitiva”). Questa era inizia circa un miliardo di anni dopo la formazione della terra, e le cose sono cambiate molto! Per lo più tutto si è raffreddato. La maggior parte del vapore acqueo che era nell’aria si è raffreddato e condensato per formare un oceano globale. Anche la maggior parte dell’anidride carbonica è sparita, essendo stata trasformata chimicamente in calcare e depositata sul fondo dell’oceano. L’aria è ora principalmente azoto, e il cielo è pieno di nuvole normali e pioggia. La lava si è anche raffreddata per formare il fondo dell’oceano. L’interno della terra è ancora abbastanza caldo e attivo, come dimostrano i molti vulcani in eruzione. I vulcani formano molte piccole isole in lunghe catene. Le isole sono l’unica superficie terrestre. Le isole sono trasportate sulla superficie della terra dal movimento della roccia nelle profondità dell’interno della terra. (Questo movimento deriva dalla perdita di calore dall’interno profondo ed è chiamato tettonica a placche). Occasionalmente le piccole isole si scontrano tra loro per formare isole più grandi. Alla fine queste isole più grandi si scontreranno per formare i nuclei dei continenti che conosciamo oggi. Grazie al cielo quei fastidiosi asteroidi e meteoriti sono ormai quasi scomparsi, quindi i crateri da impatto si formano solo occasionalmente. E la vita? Se guardi da vicino, vedrai prove di alghe blu-verdi (in realtà semplici batteri) che galleggiano nell’oceano. Questo è tutto quello che c’è! Solo batteri unicellulari nell’oceano, non c’è ancora vita sulla terraferma. La vita è iniziata nell’oceano all’inizio di questa era. I più antichi fossili conosciuti – i resti di diversi tipi di batteri – si trovano in rocce archeologiche di circa 3,5 miliardi di anni fa.
TERRA ARCHEOLOGICA

Fonte: Unknown

Le mappe qui sotto mostrano le probabili posizioni delle rocce dell’Archeano (Precambriano iniziale), che in molti casi hanno formato i primi cratoni continentali. I cratoni sono grandi aree di litosfera continentale (o crosta) che sono rimaste coerenti e relativamente rigide dal Precambriano. Laurentia, il cratone nordamericano, è uno dei più antichi e grandi. Comprende gli scudi precambriani del Canada e della Groenlandia, la piattaforma coperta e i bacini dell’interno nordamericano. Laurentia deve la sua esistenza a una rete di cinture orogeniche del primo Proterozoico. Molte delle cinture sono zone di collisione che conservano solo i margini deformati di microcontinenti precedentemente indipendenti composti da crosta archeana. Altre cinture contengono archi insulari del primo Proterozoico e depositi intraoceanici associati. Così, ora sappiamo che i cratoni erano i primi “nuclei” dei continenti; le rocce sedimentarie si sono accumulate sui bordi di questi cratoni più tardi nel tempo geologico, e poi sono stati piegati e piegati in montagne quando un cratone si è scontrato con un altro, o sono stati abbassati quando i cratoni si sono divisi (rifted) a parte. Si noti che il cratone del Nord America, ora chiamato Canadian Shield o Laurentian Shield, si trova appena a nord del Michigan, e comprende parti dell’UP occidentale.

Fonte: Sconosciuto

I primi continenti precambriani erano diversi da quelli che conosciamo oggi: erano più piccoli e avevano superfici di rocce ignee. Nessuna vita viveva su di essi. Il continuo schiacciamento della crosta che si raffreddava e si restringeva ha fatto sì che le forze represse sottostanti si ribellassero molte volte e spingessero le masse terrestri più in alto, o incrinassero i loro bordi e lì riversassero roccia fusa in attività vulcaniche tranquille o esplosive. Le alte catene montuose e gli altipiani furono costruiti o spinti al di sopra del livello dell’oceano, finché alla fine i continenti si stabilirono nelle forme dei blocchi continentali che le nostre geografie mostrano oggi.
Tuttavia, gli oceani precambriani non si stabilirono nei bacini che conosciamo, ma coprirono gran parte dei continenti con mari poco profondi in cui la storia di un miliardo di anni di storia della terra doveva essere registrata. Le piattaforme continentali sono, ancora oggi, coperte da mari poco profondi e lì viene registrata la storia geologica di oggi. Che cosa sono queste registrazioni fatte nei mari poco profondi – queste tavole del tempo su cui si racconta la storia delle epoche? Quando la prima roccia ignea si incrinò, quando la prima goccia d’acqua si mosse, il record iniziò. Quando l’atmosfera si raffreddò e arrivò il gelo, la registrazione divenne più rapida. Quando la vita vegetale e animale divenne abbondante, la registrazione si complicò. I cambiamenti di temperatura fecero sì che le rocce granitiche si sfaldassero in superficie, la gravità e le acque in movimento portarono le rocce sciolte giù per i pendii, le fecero rotolare insieme, le spezzarono in particelle sempre più piccole, le portarono al mare dove divennero sedimenti che infangarono l’acqua marina. Alcuni dei sedimenti si dissolvevano nell’acqua, e mentre il processo continuava attraverso le epoche, i mari diventavano salati. I sedimenti, smistati dalle onde e dalle correnti dei primi oceani, si depositarono sul fondo dei mari e vennero sparsi su questo fondo. Nel corso di un lungo tempo, mentre strati su strati di sedimenti si ammucchiavano l’uno sull’altro, venivano compressi, cementati e consolidati nella roccia che noi chiamiamo sedimentaria. Ogni strato o letto è uno strato; la roccia a strati o a letti è detta bestratificata.
Vari minerali nelle antiche rocce ignee si sono sovrapposti in sedimenti diversi. I minerali duri come il quarzo si raccoglievano insieme come sabbia, ed essendo pesanti, non venivano trasportati così lontano verso il mare. Costruirono rocce grossolane e fini che chiamiamo arenarie. Altri minerali si sono frantumati in argilla fine e fanghi di limo che sono stati trasportati lontano dalla riva, ma alla fine si sono stabiliti sul fondo del mare e compattati in una roccia che chiamiamo scisto. Alcuni dei minerali si disintegrarono per formare calce, o carbonato di calcio. Man mano che le rocceigne venivano erose, alcuni minerali si dissolvevano e venivano portati al mare in soluzione; lì alcune reazioni chimiche causavano la precipitazione della calce e in alcuni luoghi l’accumulo di grandi spessori di fango di calce che alla fine si solidificava in una roccia nota come calcare. Altre reazioni chimiche causarono la formazione di minerali di ferro che a loro volta precipitarono sul fondo dei mari poco profondi, e più tardi nella storia geologica il gesso e il sale cristallizzarono dall’acqua marina per formare grandi letti di gesso e salgemma.

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Proterozoico
Era Proterozoica (“Early Life”). Bene, qui siamo circa 700 milioni di anni fa, verso la fine del periodo più lungo della storia geologica. È iniziato circa due miliardi di anni dopo la formazione della terra ed è durato circa altri due miliardi di anni! Cosa è successo in tutto questo tempo? Hmmmmm. C’è molta più terra da vedere. Infatti, ci sono due supercontinenti, uno visibile attraverso l’equatore da questa parte della terra e un altro dall’altra parte. Queste enormi masse di terra si sono formate dalla collisione di molte, molte isole formate da vulcani durante l’Archeano e la maggior parte delle ere Proterozoiche.L’interno della terra si è raffreddato ancora un po’ e ci sono meno vulcani che nell’Archeano. Anche se i movimenti della superficie terrestre che chiamiamo tettonica a placche sono ancora molto veloci e le collisioni continentali sono frequenti (ogni poche centinaia di milioni di anni o giù di lì!), i centri o nuclei dei continenti sono ora abbastanza grandi e stabili. Infatti, i geologi datano l’inizio dell’Era Proterozoica in base all’età delle più antiche rocce continentali che non sono state riscaldate o alterate chimicamente. La vita non è cambiata molto durante gli ultimi due miliardi di anni, ma i pochi cambiamenti sono significativi. La vita si trova ancora solo nell’oceano, ma circa 1,7 miliardi di anni fa, apparvero creature unicellulari che avevano un vero nucleo. Un altro importante cambiamento sta per avvenire: la vera vita multicellulare sta per apparire, circa 30 milioni di anni prima della fine del Proterozoico. Le creature multicellulari non avranno parti dure come conchiglie o denti nei loro corpi, quindi i loro fossili saranno difficili da trovare. L’atmosfera è più o meno la stessa, principalmente azoto, con un po’ di vapore acqueo e anidride carbonica. Ma cos’è questo? L’ossigeno libero rilasciato dalle alghe che galleggiano negli oceani sta cominciando a raccogliersi nell’aria. Queste piante unicellulari producono ossigeno da circa due miliardi di anni, ma fino ad ora l’ossigeno si è combinato chimicamente con il ferro e altri elementi per formare grandi depositi minerali in tutto il mondo. Paradossalmente, questo ossigeno, che dobbiamo avere per vivere, è velenoso per la maggior parte delle forme di vita che vivevano sulla Terra durante il Proterozoico, quindi un altro grande cambiamento nei tipi di vita sta per avvenire.
La terra in questo periodo è anche molto fredda, con enormi calotte glaciali bluastre visibili in tutto il supercontinente, anche nelle regioni equatoriali normalmente calde! In effetti, i ghiacciai hanno invaso il Michigan in questo periodo; questa glaciazione è indicata come la glaciazione di Gowganda.
TERRAPROTEROZOICA

Fonte: Sconosciuto
Ora concentriamoci sull’unico cratone che interessa il Michigan: il Canadian Shield. Il Michigan iniziò quando una massa di roccia ignea a forma di scudo, di quasi due milioni di miglia quadrate di superficie e centrata sulla baia di Hudsons, formò il continente originale del Nord America a cui ci riferiamo come lo “scudo canadese”. La punta dello scudo si estendeva verso sud attraverso l’area che ora è la metà occidentale della Northern Peninsulain fino al Wisconsin, e il suo bordo meridionale era un arco che si estendeva verso nord dalla regione del LakeSuperior fino agli Adirondack. A sud c’era un mare poco profondo che copriva il resto del blocco continentale. Il fondo granitico del mare aveva molte depressioni e creste, ma solo la depressione a forma di bacino che confinava con lo scudo a sud-est doveva interessarci. Questa era la prima impostazione del Michigan, il fondamento basale dello Stato.
Le mappe sottostanti mostrano l’estensione dello scudo canadese. A est si trova il suo bordo instabile, dove il ripiegamento delle rocce avrebbe in seguito causato la formazione degli Appalachi; a ovest e a sud esistevano parti più stabili dei continenti, dove si verificava solo il subtrendown-warping e up-warping. Una di queste aree “downwarped” sarebbe poi diventata il bacino del Michigan, in cui si accumularono molte migliaia di metri di sedimenti che poi divennero roccia.

Fonte: Sconosciuto
Durante la prima parte del Proterozoico, un periodo di quiete di 200 milioni di anni, che ha dato il nome all’Huroniano dal suo record a nord del lago Huron, spessi sedimenti si sono depositati in una depressione marina poco profonda che ha coperto la regione del lago Superiore. In alcuni punti si depositarono spesse sabbie; in altri fanghi fini, e in altri luoghi pura calce, si accumularono nel mare poco profondo ma che si approfondì lentamente. Sopra la sabbia si accumularono grandi masse di minerali di ferro, o per azione chimica o per opera di batteri che formano il ferro, o per entrambi e forse per altri mezzi, fino a che si accumularono grandi spessori di sabbia e sedimenti di ferro, e il più grande deposito di ferro del mondo era in formazione in Minnesota, Wisconsin e Michigan;e in quel tempo lontano le fondamenta della ricchezza del Michigan e dell’industria automobilistica furono gettate nei vecchi sedimenti huroniani che ora troviamo nelle gamme di ferro delle contee di Marquette, Baraga, Iron, Dickinson, Menominee e Gogebic.

Fonte: Fotografia di Randy Schaetzl, Professore di Geografia – Michigan State University

La mappa sottostante mostra in dettaglio dove si trova l’importante confine tra le rocce precambriane (PC: dello Scudo Canadese) e le rocce sedimentarie di età paleozoica del Bacino del Michigan e delle aree circostanti (C: per Cambriano).

Fonte: Sconosciuto
Appena l’acqua cadde sullo scudo canadese e i primi venti soffiarono, iniziò il weathering delle rocce. Le rocce iniziarono a sfaldarsi e a rompersi, e l’erosione ebbe inizio. I sedimenti furono trasportati e depositati nei mari, e si formarono le prime spiagge sabbiose. Diverse volte in questi primi eoni turbolenti la terra ai bordi dei mari fu sollevata in alte catene montuose, come la catena dei Penokeean, solo per essere consumata e i loro sedimenti trasportati nei mari per costruire nuove rive e per essere sparsi sul fondo del mare per formare masse stratificate di arenarie, scisti e calcari. Ogni nuova spiaggia formata aumentava la superficie terrestre e faceva avanzare il confine terra-acqua verso sud. Con ogni sollevamento successivo le rocce sedimentarie sono state piegate, piegate, rotte, contorte, contorte e cambiate. Masse di rocce ignee calde furono forzate nelle formazioni rotte, cambiandole completamente o metamorfosandole in molti luoghi, così che le rocce fatte nei diversi periodi di costruzione delle montagne e di sedimentazione divennero una massa molto complessa di rocce disturbate, rotte (con faglie) e distorte — le rocce più antiche che sono alla base della metà occidentale della penisola settentrionale. Tutto ciò che possiamo vedere delle rocce più antiche sono le Huron Mountains e gli altri graniti e i loro simili delle contee di Marquette, Baraga e Gogebic. Una volta erano una costa montuosa, ma le loro cime sono state consumate a turno e tutte, tranne le più alte, sepolte sotto sedimenti successivi.

Fonte: Sconosciuto
Rumori di un nuovo disturbo geologico, la costruzione di montagne, ha interrotto la tranquilla sedimentazione huroniana del primo Proterozoico, 2,5 – 1,6 miliardi di anni fa. Ancora una volta la costruzione di montagne, chiamata l’orogenesi di Penokean (1,8 miliardi di anni fa) sollevò i sedimenti, ora induriti in rocce, ad altezze di montagna, e così facendo li sbriciolò, li piegò e li contorse. Le arenarie furono metamorfosate in quarzite, gli scisti in ardesia, i calcari in marmi verdi e bianchi, e i sedimenti di ferro furono piegati e cambiati con loro. Le rocce si incrinarono e si ruppero; scivolarono e si spostarono lungo le faglie, verticalmente e orizzontalmente; alcuni blocchi di roccia vennero spinti su altri, altri vennero ribaltati fino a creare un ammasso confuso e folle di sedimenti piatti huroniani. La jaspillite rossa e nera di Jasper Knobnear Ishpeming mostra cosa è successo. Nelle fessure della roccia si fecero strada acque calde e bollenti, cariche di minerali. Queste acque hanno lasciato depositi di minerali che sono la gioia del collezionista, anche se le complesse rocce huroniane in cui si trovano sono state il motivo, la disperazione e l’oggetto di grandi dispute tra i geologi negli ultimi cento anni.La diga di pegmatite rosa nel marmo bianco scintillante di Felch Quarry racconta una storia di lunga sedimentazione di pura calce metamorfosata in marmo, forse dalla stessa roccia fusa che si è spaccata e forzata attraverso il marmo, poi lentamente raffreddata, formando grandi cristalli di pegmatite.

Parte del testo qui sopra è stato parafrasato da C.M. Davis Readings in the Geography of Michigan (1964).

Questo materiale è stato compilato solo per uso didattico e non può essere riprodotto senza permesso. Una copia può essere stampata per uso personale. Si prega di contattare Randall Schaetzl ([email protected]) per ulteriori informazioni o permessi.