Il bedding (chiamato anche stratificazione) è una delle caratteristiche più importanti delle rocce sedimentarie, che di solito sono costituite da “pile” di strati (chiamati “strati”) di sedimenti depositati uno sull’altro.
Ogni strato è caratterizzato da una propria litologia (composizione), strutture sedimentarie, granulometria e contenuto fossile che lo rendono unico e diverso dagli strati che si trovano sopra e sotto di esso. Ogni strato rappresenta un evento, un momento nel tempo geologico in cui le condizioni chimiche, biologiche e fisiche hanno portato alla deposizione di uno specifico strato di roccia. Un evento nel record sedimentario potrebbe essere durato migliaia di anni (ad esempio, il lento depositarsi di uno strato di argilla sul fondo del mare) o pochi minuti (ad esempio, la rapida deposizione di una turbidite). In ogni caso, quando guardiamo una sequenza di strati, stiamo guardando attraverso la sequenza di eventi che si sono verificati in un bacino sedimentario nel corso del tempo geologico.
Strati orizzontali esposti nella Quebrada de Cafayate (Argentina). Foto © travelwayoflife (Flickr)
Nel 1669, lo scienziato danese Niels Stensen (latinizzato come Nicolaus Steno), sviluppò i principi che descrivono lo sviluppo degli strati, gettando le basi della moderna stratigrafia (il ramo della geologia che si occupa degli strati). I moderni principi della stratigrafia rappresentano una derivazione dei principi originali definiti da Steno. Secondo tali principi, gli strati più giovani si trovano in cima, mentre gli strati più vecchi si trovano alla base delle sequenze sedimentarie (principio di sovrapposizione), gli strati si depositano come strati orizzontali (principio di orizzontalità originale), e sono lateralmente continui in tutto il bacino sedimentario (principio di continuità degli strati). Se gli strati sono tagliati da qualcos’altro (per esempio, da piani di foliazione secondaria), l’elemento trasversale deve necessariamente essere più giovane degli strati (principio dei rapporti trasversali).
Questi principi sono utili quando si studiano strati di roccia che sono coinvolti in orogeni. Gli strati inclinati (come nelle fotografie all’inizio della pagina e sotto) sono il risultato di forze tettoniche che piegano, schiacciano e inclinano letti originariamente piatti (secondo il principio dell’orizzontalità originale). È anche possibile trovare, in aree deformate, letti rovesciati, strati orizzontali che sono capovolti. Il contenuto di fossili e le strutture sedimentarie possono dire al geologo attento che gli strati più giovani sono sul fondo e i più vecchi in cima, e quindi che il principio di sovrapposizione non è rispettato.
Letti inclinati esposti sul lato sud-ovest del Monte Pelmetto (Dolomiti, Italia). Questi letti originariamente giacevano orizzontalmente e sono stati inclinati durante la costruzione delle Alpi. Foto © Richard Jones (Flickr)
Il principio della continuità degli strati permette di correlare strati che sono esposti in zone diverse e sono molto distanti tra loro. Esempi famosi dell’applicazione di questo principio sono quelli della zona del Grand Canyon e dell’Arizona settentrionale in generale, dove strati originariamente continui sono stati separati in seguito a milioni di anni di erosione. L’attento studio delle sequenze sedimentarie esposte in diverse aree ha permesso di ricostruire l’intera successione stratigrafica del Colorado Plateau, basandosi sull’analisi di molti affioramenti in più zone.
Gli strati esposti a ovest, a est e a Merrick Butte alla Monument Valley (Arizona) erano un tempo collegati e sono ora separati, dopo milioni di anni di erosione. Foto © Christoph Grützner (Imaggeo)
L’ultimo esempio mostra l’applicazione del principio delle relazioni trasversali. Il bedding sulla fotografia qui sotto è rappresentato dal contatto verticale (cioè i letti inclinati!) tra la quarzite (a destra) e l’ardesia (a sinistra). Le superfici planari inclinate a sinistra che si sviluppano principalmente nell’ardesia e che tagliano il letto non sono strati. Sono piani di foliazione metamorfica che, infatti, si sono sviluppati dopo la deposizione di queste rocce.
Contatto tra quarzite e ardesia nel Precambriano del Wisconsin, USA. La stratificazione è verticale e la foliazione, ben sviluppata nell’ardesia, si immerge a sinistra. Foto © James St. John (Flickr)
In sintesi, i piani di allettamento conservano informazioni sugli ambienti passati e su come sono cambiati nel tempo. I piani di allettamento piegati, inclinati e con faglie sono utili marcatori che permettono di indagare le strutture di deformazione nelle rocce.