The slides are part of the "Palaeoecology: methods and applications" course taught by Andrea Baucon at the University of Genoa. OVERVIEW The activities are aimed at providing practical and theoretical tools to reconstruct the depositional environment based on the paleontological aspects (fossils, ichnofossils) of sedimentary successions. The teaching program follows a paleoecological transect from continental environments to abyssal plains, passing through deserts and coral reefs. For each depositional environment, the characteristic paleoecological properties are discussed, illustrating how to recognize, describe and interpret them. LEARNING OUTCOMES The student will acquire the ability to reconstruct the depositional environment based on the paleontological aspects (fossils, icnofossils) of a sedimentary succession. SYLLABUS / CONTENT 1. PALEOENVIRONMENTAL TOOLS: the paleoecological investigation; taphonomy applied to environmental reconstruction; ichnofacies; ichnofabric; facies analysis; technical-scientific reports; 2. CONTINENTAL ENVIRONMENTS: paleoecology and paleoenvironments of desert, lake, river, alluvial plain, glacial and volcanoclastic settings; 3. SHALLOW MARINE ENVIRONMENTS: paleoecology and palaeoenvironments of beach, tidal plain, lagoon, strandplain, chenier plain, rocky coast, shelf, and carbonatic settings; 4. TRANSITIONAL ENVIRONMENTS: paleoecology and paleoenvironments of estuarine and deltaic settings; 5. DEEP MARINE ENVIRONMENTS: paleoecology and paleoenvironments of slope and abyssal plain settings; Fieldwork activity: paleoecological analysis of fossil-bearing sedimentary successions AIMS AND LEARNING OUTCOMES The student will be able to: • Define the ecological characteristics of a fossil association and their paleoenvironmental implications; • Recognize, classify and interpret the main ichnofossils present in marine, transitional and continental sedimentary successions; • Integrate paleontological and sedimentological information; • Interpret the depositional environment of a sedimentary succession, based on both outcrop and core data; • Compile summary documents such as technical-scientific reports and graphic representations of paleoenvironments

1. Andrea Baucon
Metodi ed Applicazioni in Paleoecologia
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Lezione 2
AMBIENTI GLACIALI e PROGLACIALI

2. capitolo I
CARATTERISTICHE DEGLI
AMBIENTI LEGATI AI
GHIACCIAI
SOMMARIO
1. Subambienti
2. Fattori limitanti: non solo temperatura
3. I due grandi domini glaciali

3. Ghiacciai Hrútárjökull, Fjallsárjökull e Breiðamerkurjökull. Foto di Snævarr Guðmundsson
1. Ambienti legati ai ghiacciai
Ambiente proglaciale
Ambiente glaciale

4. Ghiacciai Hrútárjökull, Fjallsárjökull e Breiðamerkurjökull. Foto di Snævarr Guðmundsson
1. Ambiente glaciale e proglaciale
Un ghiacciaio è una massa di
ghiaccio in movimento generata
dalla compattazione e
ricristallizzazione della neve
Ambiente proglaciale
Ambiente glaciale

5. Ghiacciai Hrútárjökull, Fjallsárjökull e Breiðamerkurjökull. Foto di Snævarr Guðmundsson
1. Cos’è un ghiacciaio
L’ambiente proglaciale si trova alla
fronte dei ghiacciai
Ambiente proglaciale
Ambiente glaciale

6. Ghiacciai Hrútárjökull, Fjallsárjökull e Breiðamerkurjökull. Foto di Snævarr Guðmundsson
1. Cos’è un ghiacciaio
Lago proglaciale
Ambiente proglaciale
Ambiente glaciale

7. (Paleo)ecologia degli ambienti legati ai ghiacciai
I ghiacciai sono ambienti estremi!
Tardigradi (Hypsibius klebelsbergi) dal ghiacciaio di Forni
(Zawierucha et al., 2019; scala in mm)

8. Gli ice worms (Mesenchytraeus solifugus) dei ghiacciai
nordamericani

10. Depositi glaciali con
tronco di abete (Picea
abies) di 1200 anni

11. Ambiente glaciomarino
Non solo gli ecosistemi terrestri possono essere
influenzati dai ghiacciai, ma anche quelli marini
(contesto glaciomarino)

12. Ecosistema marino sotto l’ice sheet antartico

13. L’euripteride Onychopterella augusti. Il fossile
mostra la preservazione dei muscoli legati alle
appendici locomotorie. Soom Shale, Ordoviciano.
I sedimenti dello Soom Shale sono loess, ossia il
vento li ha trasportati in mare da aree proglaciali
Gabbott et al. (2010)

14. 2. Fattori limitanti: non solo temperatura

15. 2. Fattori limitanti: non solo temperatura
La bassa temperatura è il fattore limitante più
ovvio negli ambienti legati ai ghiacciai
Fattore limitante = qualsiasi parametro ambientale capace di limitare la crescita di una popolazione, all'interno di un
ecosistema

16. 2. Fattori limitanti: non solo temperatura
Le basse temperature
inibiscono la fotosintesi
(la temperatura controlla
le reazioni enzimatiche)
I ghiacciai sono ambienti
difficili per i produttori
primari

17. 2. Fattori limitanti: non solo temperatura
I ghiacciai non solo
sono freddi, ma
hanno un alto tasso di
evaporazione, bassa
umidità, ed intense
radiazioni UV
Acharya e Bhakta Kayastha (2019)
Ghiacciaio Yala (Nepal, circa 5000 m di altitudine)

18. La ‘neve anguria’ (watermelon
snow) è il risultato di fioriture
algali

19. Quanto freddo fa su un ghiacciaio? …dipende!

20. Due tipi di ghiacciai
Ci sono due tipi di ghiacciai:
• Ghiacciai continentali (calotte glaciali, polar
glaciers, inlandsis): si trovano al polo sud ed
al polo nord, che sono zone con
precipitazioni scarsissime
• Ghiacciai montani (temperate/mountain
glaciers): si formano in aree ad altitudine
elevata dove le precipitazioni sono
soprattutto nevose

21. Ghiacciai montani Ghiacciai continentali
Temperature attorno ai 0 °C
Precipitazioni nevose abbondanti
Temperature anche inferiori ai -30 °C
Precipitazioni scarsissime

22. Movimento di un ghiacciaio

23. Ghiacciai ai tropici
In ogni caso, un ghiacciaio si trova necessariamente nella zona delle nevi perenni

24. Le variazioni di superficie di un ghiacciaio dipendono dal bilancio di massa, ossia dal
rapporto tra gli apporti (accumulo di neve) e le perdite (ablazione)
La zona di accumulo è separata da quella di ablazione dalla linea d’equilibrio, che
coincide con la quota delle nevi permanenti
Bilancio di massa e quota delle nevi permanenti

25. La relazione tra ghiacciai e limite delle nevi perenni fa sì
che i ghiacciai possano esistere anche ai tropici (ma ad
alta quota)!
Il clima è comunque un fattore di controllo perché le
condizioni per la sopravvivenza di un ghiacciaio sono
mantenute (1) dove le precipitazioni sono abbondanti
oppure (2) dove il clima è freddo, indipendentemente
dall’entità delle precipitazioni

26. capitolo II
Ambienti GLACIALI
TERRESTRI
SOMMARIO
1. Depositi glaciali: till
2. Insetti criofili ed altri abitanti dei ghiacciai
3. Foreste (sub)fossili
4. Potenziale di preservazione dei till

27. 1. I depositi glaciali (till)
Il till è il sedimento depositato da un ghiacciaio.

28. Contesti deposizionali del till

29. Quali sono le caratteristiche di questo deposito glaciale?

30. Il till è mal classato
Ben classato: i clasti hanno
dimensioni tra loro simili
Mal classato: i clasti hanno
dimensioni tra loro
diversissime
Il till generalmente è mal classato

31. Il till è mal classato
Un ghiacciaio ha un’enorme capacità di
trasporto: può trasportare granuli di sabbia
ma anche massi.
Massi erratici di origine glaciale, Irlanda

32. Il till è mal classato
Un ghiacciaio ha un’enorme capacità di
trasporto: può trasportare granuli di sabbia
ma anche massi.
Massi erratici di origine glaciale, Irlanda

33. Il till è mal classato
Un ghiacciaio prende in carico una grande varietà di
classi granulometriche, e poi abbandona il suo carico
sedimentario quasi istantaneamente, quindi non c’è
selezione granulometrica
La scarsa classazione che caratterizza il till si spiega con i processi di trasporto (e
deposizione) glaciali. Un ghiacciaio ha un’enorme capacità di trasporto: può trasportare
granuli di sabbia ma anche massi.

34. Caratteristiche dei depositi glaciali: clasti angolosi
I clasti sono angolosi

35. Caratteristiche dei depositi glaciali: pochi minerali argillosi
I minerali argillosi sono rari nel till perché le
argille si formano per chemical weathering,
poco efficace in ambienti freddi

36. Bini e Orombelli (1988)
Till e diamicton
Till: sedimento depositato da un ghiacciaio (tillite se cementato).
Till è un sedimento che è stato trasportato e successivamente deposto da un
ghiacciaio con scarsa o nulla selezione da parte dell'acqua. È un termine genetico (si
riferisce alla sua origine).
Diamicton: deposito mal selezionato (diamictite se cementato, diamict indica
depositi cementati e non).
Il diamcton è un miscuglio di ghiaia, sabbia e sedimenti fini, mal selezionato. È un
termine descrittivo (non si riferisce alla sua origine)
Non tutti i depositi mal classati sono till!

37. Morena: accumulo di till formato
direttamente ai margini di un
ghiacciaio
Le morene: accumuli di till

38. 2. Foreste (sub)fossili

39. Larice (Larix decidua) ucciso dal ghiacciaio Aletsch nel 1600 (età
dell’albero determinata da dendrocronologia)

40. Legno fossile
Abete (Picea abies) del 1200

41. Foreste subfossili: processo

42. Diversi artropodi sono efficienti colonizzatori
delle zone deglaciate (=aree proglaciali) e/o
frequentatori dei ghiacciai. In alto a sinistra:
Air plancton raccolto sulla superficie del
ghiacciaio Hardangerjøkulen; in alto a destra:
il ragno lupo Pardosa (norvegia); in basso:
Sotto: esemplari del carabide predatore
Bembidion hastii provenienti da una morena.
Hågvar (2012).
3. Insetti criofili ed altri abitanti dei ghiacciai

43. Il carabide (ground beetle) Nebria germari cammina sul Ghiacciaio Presena (2700 m s.l.m.).
Gobbi e Lencioni (2020)
Carabidi

44. Studio del chironomide Metriocnemus
sulla riva di un laghetto proglaciale.
Ghiacciaio d’Agola.
Chironomidi
I chironomidi (non biting midges) sono il simbolo della
biodiversità degli ambienti glaciali e proglaciali. Sopra: una
larva di Diamesa zernyi dal torrente glaciale Amola (2540 m
s.l.m.). Sotto: adulti di D. zernyi (maschio a sinistra, femmina
a destra) camminano sul Ghiacciaio Presena (2700 m s.l.m.).

45. 3. Preservazione dei depositi glaciali
Il record geologico del Quaternario è
ricchissimo di depositi e forme legate
ai ghiacciai

46. Gran parte dei depositi glaciali pre-quaternari sono di origine marina.
I depositi glaciali di terraferma si trovano in aree che sono normalmente in erosione.

47. A destra: Strie glaciali
formate dalla glaciazione
tardo-paleozoica. Brasile.

52. capitolo III
Ambienti GLACIOLACUSTRI
E FLUVIOGLACIALI
SOMMARIO
1. I laghi proglaciali
2. Le varve
3. Bioturbazione nei laghi proglaciali
4. La piana fluvioglaciale

53. L’ambiente lacustre è frequentemente legato a quello glaciale, sia nello spazio che nel
tempo!
1. Laghi proglaciali

54. Ghiacciai Hrútárjökull, Fjallsárjökull e Breiðamerkurjökull. Foto di Snævarr Guðmundsson
1. Laghi proglaciali
Lago proglaciale
I laghi proglaciali sono masse d’acqua raccolte
ai margini di un ghiacciaio

55. La ‘diga’ può essere costituita da ghiaccio, da una morena (A), da ghiaccio, da una frana
oppure da bedrock (B) (Carrivick e Tweed, 2018)

56. Ghiacciaio Viedma
(Patagonia) ed il suo lago
proglaciale

57. 2. Le varve: i depositi caratteristici dei laghi proglaciali
Ritmiti depositate nel lago (pro)glaciale Great Falls (Glacial Lake Great Falls) più di 10 000 anni
fa
I laghi proglaciali sono tipicamente caratterizzati
da ritmiti, ossia depositi che riflettono variazioni
periodiche nelle condizioni di sedimentazione
Le varve sono ritmiti che riflettono una
periodicità annuale

58. Le varve sono tipicamente costituite da
(almeno) due orizzonti stagionali, con
caratteristiche contrastanti (ad es. per
colore, composizione, tessitura,
spessore)
1 anno
inverno
estate
Inverno/estate nelle varve
Le lamine depositate d’inverno sono scure e a grana fine
(>90% argilla)

59. Formazione delle varve
D’inverno, la superficie dei laghi proglaciali ghiaccia; non c’è l’acqua di fusione ad
apportare sedimento grossolano
Si deposita il materiale più fino (argilla), anche per l’idrodinamismo limitato (il
vento non disturba la superficie)
In estate, l’acqua di fusione apporta sedimento nel lago
Si depositano sabbia e silt
.

60. Le varve del Great Falls Lake (Pleistocene)

61. Ritmiti depositate nel lago (pro)glaciale
Great Falls (Glacial Lake Great Falls) più
di 10 000 anni fa

65. Attenzione
Esistono altri fenomeni (ad es. cicli di produttività) che producono le varve
Non tutte le varve si formano in laghi proglaciali
Non tutte le ritmiti sono varve

66. 3.Bioturbazione nei laghi proglaciali: 3 caratteristiche
Tracce fossili di lago proglaciale (Lituania, Pleistocene)
Uchman et al. (2009)

67. Lago proglaciale
Pleistocene, Lituania
Uchman et al. (2009)
Co — Cochlichnus; Gl — Glaciichnium; He —
Helminthoidichnites; Gc — Gordia carickensis;
Wa — Warvichnium.
Caratteristica 1: La bioturbazione è distribuita in maniera ritmica
La bioturbazione è distribuita in maniera
ritmica (regolarmente eterogenea -
regular heterogeneous) alla scala di
osservazione

68. Gingras et al. (2011)

69. In termini di icnofacies, non c’è una ‘icnofacies glaciale’. Le icnofaune degli ambienti
legati ai ghiacciai presentano caratteristiche delle Icnofacies Mermia e Scoyenia.
L’Icnofacies Mermia (Mermia ichnofacies) è caratterizzata da:
1. Dominanza di tracce orizzontali prodotte da depositivori vagili;
2. Presenza (subordinata) di tracce di locomozione;
3. Icnodiversità da moderata ad alta;
4. Abbondanza di tracce
5. Le tracce di nutrimento sono ‘poco specializzate’
Caratteristica 2: Non c’è un’icnofacies glaciale!

70. Caratteristica 3: dominano le tracce orizzontali
prodotte da artropodi, ‘vermi’ e pesci
Le ritmiti glaciolacustri paleozoiche e quaternarie sono dominate da:
• Piste di artropodi
• Tane orizzontali
• Tracce di pesci
• MISS
…vediamone un po’!

71. Glaciichnium liebegastensis e Gordia carickensis (Gc). Lago proglaciale (Lituania,
Pleistocene). Uchman et al. (2009)
Gc

72. Glaciichnium liebegastensis e Gordia
carickensis (Gc). Uchman et al. (2009)
Gc
Asellus, è il probabile produttore di
Glaciichnum. È un tipico animale dei laghi
(pro)glaciali che si nutre di alghe ed è capace
di sopravvivere temporaneamente al
congelamento

73. Warvichnium ulbrichi;
Lago proglaciale (Lituania, Pleistocene)
Uchman et al. (2009)

74. Broomichnium
Lago (pro)glaciale, USA
(Pleistocene)
Benner et al. (2008)

75. Broomichnium;
Benner et al. (2008)
Broomichnium è attribuito a pesci
come lo scazzone (Cottus cognatus)

76. Cochlichnus anguineus (Co), Gordia
carickensis (Gc) and Helminthoidichnites isp.
(He); Lago proglaciale (Lituania, Pleistocene).
Uchman et al. (2009)
Co
He
Gv

77. Warwichnium e
Coclichnus (Co).
Lago proglaciale
(Lituania, Pleistocene).
Uchman et al. (2009)
Co

78. Varve e Glaciichnium
Quaternario, Uppsala (Svezia)
Uchman e Kumpulainen (2011)

85. Un ghiacciaio, alla sua fronte, rilascia grandi volumi
d’acqua e detrito.
I fiumi trasportano e depositano sedimento come in
un fiume braided.
3. Piana proglaciale (outwash plain, sandur)

86. La scarsità di vegetazione, caratteristica delle regioni fredde, implica che i sedimenti fini
dell’outwash plain siano soggetti a rielaborazione eolica; questo processo dà origine al loess.
Il loess

87. Il loess si può depositare anche lontano dalle aree direttamente
influenzate dai ghiacciai
Il loess

89. capitolo IV
Ambienti GLACIOMARINI
SOMMARIO
1. Till glaciomarino
2. Dropstones
3. Resti e tracce fossili di ambienti glaciomarini

90. Gli ambienti glaciomarini spesso brulicano di vita!

91. Ci sono molte caratteristiche in comune tra ambienti glaciomarini e ‘glaciocontinentali’

92. Anche negli ambienti glaciomarini si depositano sedimenti
poco classati
1. Till glaciomarino

93. Man mano che un
iceberg si scioglie,
può rilasciare
detrito (dropstones)
che tipicamente
contrasta per
dimensioni con il
sedimento pelagico
incassante
2. Dropstones

94. Dropstone
Proterozoico, U.S.A.

95. Dropstone legato alla
Snowball Earth
Namibia, Precambriano

96. Dropstone legato alla
Snowball Earth
Namibia, Precambriano

97. Dropstone dalla Formazione di Wessex (Cretaceo), associato a detrito vegetale e
per questo interpretato come un clasto trasportato da un tronco galleggiante
Attenzione: dropstone non-glaciali
Sweetman e Goodyear (2001)

98. I dropstones si
trovano sia in
ambiente
glaciomarino
che
glaciolacustre
… come capire
di che
ambiente si
tratta?
Glaciomarino o glaciolacustre?
…e
dropstone (D)
Permiano,
Australia
Yang et al.
(2018)

99. Brachiopodi e
dropstone (D)
Permiano,
Australia
Yang et al.
(2018)

100. Antartide, Mare di Ross
3. Resti e tracce fossili di ambienti glaciomarini

101. Yang et al.
(2018)
Brachiopodi e dropstones

102. Yang et al.
(2018)
Brachiopodi e dropstones

103. Le tracce fossili tipicamente marine (ad es., Chondrites, Phymatoderma, Zoophycos)
permettono di attribuire una successione rocciosa ad ambienti glaciomarini invece
che glaciolacustri
Le icnoassociazioni glaciomarine possono anche riflettere alcuni stress ambientali
tipici dei fiordi, ossia condizioni salmastre e/o disossiche
Brachiopodi e dropstones

104. Fonti

105. Fonti
https://wessexcoastgeology.soton.ac.uk/
https://www.geoexpro.com/articles/2018/08/ichnofabrics-an-invaluable-tool-for-sedimentary-
geologists
https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2019.04.010
https://doi.org/10.1144/SP444.13
https://www.aoml.noaa.gov/ocd/ocdweb/nutrients.html
https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2015.03.019
https://www.vatnajokulsthjodgardur.is/en/areas/melting-glaciers/introduction/introduction
https://www.nps.gov/subjects/glaciers/types-of-glaciers.htm
https://www.comune.brescia.it/servizi/arteculturaeturismo/museoscienze/Documents/1987_
24_213-216_Bini_et_al.pdf
https://doi.org/10.1016/j.pgeola.2019.06.005
https://www.geo.uzh.ch/microsite/alpecole/static/course/lessons/28/28l.htm#fossilwood
http://marlimillerphoto.com/Sed-49m.html
Si ringrazia Alfred Uchman per le foto delle varve bioturbate

106. Andrea Baucon
https://www.researchgate.net/profile/Andrea_Baucon
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https://www.instagram.com/tracemaker_loves_fossils/
https://www.youtube.com/user/terragaze
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