Tutor della Tesi di dottorato di Matteo di Lucia "Il record dei cambiamenti globali nelle piattaforme carbonatiche del Cretacico medio dell'Appennino meridionale"

Il Cretacico medio è stato un periodo di cambiamenti climatici estremi e di ripetute perturbazioni del ciclo globale del carbonio che hanno portato alla deposizione, su scala globale, di sedimenti ricchi di materia organica. Un alto contenuto di CO2 nell’atmosfera causato da attività vulcanica parossistica è stato invocato come la causa principale del clima estremamente caldo, degli eventi anossici oceanici (OAEs) e delle crisi di biocalcificazione che si sono verificate nel Cretacico medio (Weissert & Erba, 1994). Quasi tutto quello che conosciamo sul clima e sui cambiamenti globali nel Cretacico deriva dallo studio di sedimenti pelagici ed emipelagici. Comparativamente sappiamo molto meno dei sistemi di piattaforma carbonatica, nonostante essi rappresentino una parte importante del ciclo del carbonio e siano estremamente sensibili ai cambiamenti climatici ed oceanografici. Al contrario di molte piattaforme tetidee, che annegarono in corrispondenza degli OAEs, le piattaforme carbonatiche dell’Appennino meridionale offrono un record continuo attraverso questi eventi. Tuttavia, lo studio delle successioni carbonatiche di mare basso dell’Appennino meridionale risulta essere spesso limitato dalla bassa risoluzione biostratigrafica nonché dalla difficoltà di operare precise correlazioni con le coeve successioni di mare profondo. Gli schemi biostratigrafici di riferimento per l’Appennino centro-meridionale (De Castro, 1991; Chiocchini et al., 1994), basati su foraminiferi bentonici ed alghe verdi, evidenziano una risoluzione biostratigrafica media di 10.13 Ma\biozona (De Castro, 1991) e di 7,6 Ma/biozona (Chiocchini et al., 1994), con riferimento allo schema cronostratigrafico di Gradstein et al. (2004). Una risoluzione biostratigrafica molto bassa se comparata con quella di bacino, basata sulle biozone ad ammoniti del dominio tetideo, che è di 0.92 Ma\biozona (Gradstein et al.,2004). Per questo lavoro di tesi è stato studiato in dettaglio l’intervallo Barremiano superiore- Albiano di tre successioni carbonatiche di mare basso dell’Appennino meridionale. Le osservazioni sedimentologiche e biostratigrafiche svolte in campagna sono state integrate con lo studio di circa 750 sezioni sottili. Ciò ha permesso di identificare, nelle tre sezioni studiate, 8 associazioni di litofacies, definite sulla base di litologia, tessitura, componenti (con particolare riguardo alle associazioni fossili) e strutture sedimentarie. Successivamente è stato effettuato uno studio chemostratigrafico che ha portato per la prima volta, allo sviluppo di curve di alta risoluzione del 13C e del 18O, per l’intervallo Barremiano superiore-Albiano inferiore dell’Appennino meridonale. Per ottenere curve affidabili del 13C, al fine di discriminare un segnale isotopico di tipo diagenetico si è deciso di attuare, come prima scelta, il microcampionamento di micrite, sia come mudstone, sia come matrice micritica di wackestone e floatstone. Partendo anche da precedenti studi su successioni carbonatiche del Cretacico superiore dell’Appennino meridionale (Parente et al., 2007), uno degli obiettivi primari di questo progetto di ricerca è stato quello di integrare chemostratigrafia (isotopi del carbonio) e biostratigrafia, per sviluppare un quadro cronostratigrafico di alta risoluzione e stabilire precise correlazioni con gli schemi biocronologici standard ad ammoniti e plancton/nannoplancton calcareo. La natura primaria del trend secolare di d13C è ormai riconosciuta; curve di alta risoluzione per l’intervallo Barremiano-Albiano sono state stabilite in sequenze pelagiche ed emipelagiche e sono perfettamente integrate con la biostratigrafia a plankton e nannoplankton calcareo (Erba et al., 1999; Moullade et al., 1998; Herrle et al., 2004; Godet et al., 2006; Föllmi et al., 2006). Il grande interesse per questo intervallo stratigrafico, nasce dal fatto di essere caratterizzato da una serie di marcate escursioni del d13C legate ai maggiori eventi anossici oceanici (OAEs) verificatisi nel Cretacico medio, e utilizzate con successo per correlazioni a scala globale. 2 Durante gli ultimi 20 anni la stratigrafia con gli isotopi del Carbonio è stata sempre più utilizzata, anche nel Cretacico dell’Appennino meridionale (Ferreri et al., 1997; Wissler et al., 2004; Parente et al., 2007), come strumento per correlare successioni carbonatiche di mare basso con successioni di mare profondo. Per un uso efficace del record del 13C su sedimenti carbonatici di mare basso è necessario, oltre a valutare il grado di preservazione/alterazione del segnale isotopico originario, disporre di punti ben datati per poter ancorare le curve delle successioni studiate e correlarle con quelle di riferimento. In questo lavoro, è stato utilizzato come punto di datazione indipendente, il livello ad Archaeoalveolina reicheli, un importante marker biostratigrafico del Gargasiano medio (Fourcade & Raoult, 1973), esteso intutto il bacino del Mediterraneo. La correlazione con le successioni di mare profondo, attraverso la stratigrafia con gli isotopi del Carbonio, ha permesso per la prima volta di datare cronostratigraficamente una serie di importanti eventi biostratigrafici riconosciuti nelle successioni di piattaforma studiate. Lo schema bio-chemostratigrafico di alta risoluzione che ne è derivato potrà essere un riferimento per le successioni carbonatiche del Cretacico medio dell’intera area peri-adriatica. Un altro obiettivo primario di questo lavoro, è stato quello di studiare in dettaglio la risposta della piattaforma carbonatica sud-appenninica, e delle sue associazioni biologiche, alle perturbazioni paleoceanografiche e paleoclimatiche che si sono verificate nel Cretacico medio. L’utilizzo della stratigrafia con gli isotopi del Carbonio, ha permesso di individuare i segmenti delle successioni studiate corrispondenti all’OAE1a dell’Aptiano inferiore (Evento Selli) e all’inizio dell’ evento minore OAE1b, del limite Aptiano-Albiano. L’analisi di questi segmenti, ha permesso di studiare in dettaglio, la risposta della piattaforma carbonatica sud-appenninica a questi eventi anossici