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
Licenza Creative Commons
Lezione 5
AMBIENTI DESERTICI

3. Lithographus
Foto di L. Marchetti; Miller et al. (2021); Francischini (2020);
Scorpione nel deserto della
Namibia

4. Impronta di teropode (Botucatu Fm., Cretaceo, Brasile)
Entradichnus (Djadokhta Fm., Mongolia)
Krapovickas et al. (2016)

5. Foto di H. Francischini; Francischini (2020); Miller et al. (2021);

6. Foto di H. Francischini; Francischini (2020); Miller et al. (2021);

7. capitolo I
Due (falsi) miti sui
deserti
SOMMARIO
1. I due falsi miti sui deserti
2. Deserti polari
3. Deserti rocciosi ed erg
4. Come si forma un deserto: ombra
pluviometrica

9. Un deserto è immaginato come un posto caldo e sabbioso…
1. I due falsi miti sui deserti

10. Un deserto è immaginato come un posto caldo e sabbioso…
…in realtà molti deserti non sono né una né l’altra cosa.
1. I due falsi miti sui deserti
Un deserto è definito come una zona che riceve
poche precipitazioni (meno di 25 cm / anno)

12. Un deserto è una zona che riceve poche precipitazioni (meno di 25 cm / anno)
La temperatura non è un fattore per definire un deserto. Infatti esistono anche deserti polari
2. Deserti polari

14. Ci sono deserti rocciosi ed erg (‘mari di sabbia’).
Il tipo di substrato non è un fattore per definire un deserto (anche se l’aridità impone dei vincoli
nel tipo di substrato che si può osservare nei deserti)
3. Deserti rocciosi ed erg

15. I deserti coprono circa un terzo della superficie della Terra!

16. 4. Formazione dei deserti
Alcuni deserti sono
vicini ad importanti
catene montuose

17. Ombra pluviometrica (rain shadow)
Molti deserti sono vicini ad importanti catene montuose
Un esempio è il deserto della Patagonia

18. Ombra pluviometrica (rain shadow)
Molti deserti si formano alle spalle delle catene montuose per il fenomeno dell’ombra
pluviometrica. Secondo questo fenomeno, l’aria ascendente si raffredda fino alla
condensazione (=pioggia), ridiscendendo dal versante opposto dopo aver perso gran
parte dell’umidità.

19. Ombra pluviometrica (rain shadow)
Deserto della Patagonia

20. 4. Formazione dei deserti
Molti deserti sono
lontani dall’equatore, a
circa 30° di latitudine

21. Formazione dei deserti subtropicali
Molti deserti sono lontani dall’equatore, a circa 30° di latitudine. Un esempio è il Sahara

22. La presenza dei deserti a 30° di latitudine è legata alla cella di Hadley, la circolazione
atmosferica convettiva che coinvolge l'atmosfera dall'equatore ai tropici. Gli alisei
(trade winds) sono legati allo stesso fenomeno.
Il sole riscalda maggiormente le regioni equatoriali, causando l’ascesa di aria calda in
prossimità dell’equatore. L’aria risale, diventa meno densa e quindi può trattenere
meno umidità. Dopo aver rilasciato questa umidità sottoforma di pioggia, l’aria si
raffredda e ridiscende, più secca.
Formazione dei deserti subtropicali

23. Ikeda et al. (2020)

25. capitolo II
Acqua e deserti
SOMMARIO
1. Relazione tra aridità e bassa copertura
vegetale
2. L’evento di colonizzazione del Permiano
3. Fluttuazioni di temperatura
4. Flash flood
5. Interdune

26. 1. Relazione tra aridità e scarsa copertura vegetale

27. 1. Relazione tra aridità e scarsa copertura vegetale
Un deserto è definito dalla scarsità di precipitazioni (meno di 25 cm / anno):
Il fattore limitante più importante è la (scarsa) disponibilità d’acqua

28. 1. Relazione tra aridità e scarsa copertura vegetale

29. Pavimento del deserto

30. Pavimento del deserto
La bassa copertura vegetale è il prodotto più evidente
della scarsità d’acqua che definisce gli ambienti desertici

31. Mesozoico:
3) Arenaria di Navajo (Giurassico, U.S.A.)
4) Formazione di Botucatu (Cretaceo, Brasile)
Paleozoico:
1) Gruppo di Caherbla (Devoniano, Irlanda)
2) Arenaria di Coconino (Permiano, U.S.A.)
Giro del mondo in quattro paleodeserti:

32. Mesozoico:
3) Arenaria di Navajo (Giurassico, U.S.A.)
4) Formazione di Botucatu (Cretaceo, Brasile)
3
2
1
4
Paleozoico:
1) Gruppo di Caherbla (Devoniano, Irlanda)
2) Arenaria di Coconino (Permiano, U.S.A.)
Giro del mondo in quattro paleodeserti:

33. La vita dipende dalla presenza di acqua,
quindi, il deserto rappresenta uno dei
più difficili ambienti da colonizzare. Gli
artropodi hanno colonizzato l’ambiente
desertico al passaggio Siluriano-
Devoniano, i tetrapodi ad inizio
Permiano (e forse Carbonifero).
L’Arenaria di Coconino (Permiano)
documenta bene questo evento.
2. L’evento di colonizzazione dei deserti del Permiano

34. L’evento di colonizzazione dei deserti del Permiano

35. Lucas (2019)

36. Francischini et al. (2019); Lucas (2019)

37. Lucas (2019)
Le tracce fossili dell’Arenaria di
Coconino indica che nel Permiano i
tetrapodi hanno colonizzato i deserti.
Non c’è un registro comparabile di
questo evento per quanto riguarda i
resti fossili (body fossils).
La presenza di non-amnioti nei deserti
Permiani fa sorgere domande su come
questi tetrapodi si riproducessero e sul
momento in cui è comparso l’uovo
amniotico.
Infatti, sono le uova degli amnioti ad
essere ben adattate ad ambienti aridi:
le uova di molti amnioti (ad es., uccelli
e la maggior parte dei rettili) sono
racchiuse in un guscio mineralizzato.
L’evento di colonizzazione dei deserti del Permiano

38. 4. Flash flood (inondazioni)

39. Sheet flood: ichnofabric a Taenidium
Cretaceo, Argentina; Buatois et al. (2019)

40. Sheet flood: ichnofabric a
Taenidium
Cretaceo, Argentina; Buatois et al. (2019)

41. Ricostruzione di una zona di interduna della Fm di. Botucatu (Cretaceo, Brasile)
5. Interdune

42. Rio Paraná Fm., Cretaceo; Langer et al. (2019)
Vespersaurus, un dinosauro della zona di interduna

43. 6. Laghi di playa

44. capitolo III
VENTI
SOMMARIO
1. Trasporto eolico
2. Tessitura dei depositi eolici
3. Forme di fondo dei depositi eolici
4. Ripple bioturbati: l’evento di colonizzazione
del Siluriano-Devoniano
5. Flash flood
6. Corrasione e ventifatti

45. L’assenza di vegetazione ha
un’importante influenza sui processi
superficiali perché, senza una copertura
vegetale estesa, i sedimenti sono
direttamente esposti ai processi eolici
1. Il trasporto eolico

46. Gli effetti del trasporto eolico si osservano a diverse scale: da quella del granulo a
quella della duna!
Lebedeva et al. (2015)

47. Lebedeva et al. (2015)
2. Tessitura dei sedimenti eolici

48. I granuli che subiscono trasporto eolico sono solitamente molto ben arrotondati.
Infatti, gli impatti tra granuli sono molto violenti perché l’aria ha una bassa capacità di
‘ammortizzazione’ (ha una densità bassa), quindi gli spigoli vengono arrotondati molto
rapidamente.
Arrotondamento dei granuli

49. Il trasporto eolico
arrotonda i
granuli più
efficacemente di
quello in acqua.
La ragione è
legata alla minore
densità dell’aria,
che quindi ha un
effetto
‘cuscinetto’
minore.
Garzanti (2017)

50. I depositi eolici sono costituiti da sabbie medie ben classate
Granulometria e classazione nei depositi eolici

51. L’aria è meno densa dell’acqua, quindi ha minore capacità di trasporto a parità di
velocità del vento/corrente.
Per questo motivo, i venti non trasportano i sedimenti nel campo granulometrico delle
ghiaie: le dune sono costituite da sabbie medie.
Anche i granuli più fini non sono presenti nelle dune (sono rimossi selettivamente:
winnowing)
Granulometria e classazione nei depositi eolici

52. Le correnti trattive producono
depositi ben classati, mentre i
flussi gravitativi tendono a
produrre depositi mal classati

53. 3. Forme di fondo: ripples, dune, draa

54. 3. Forme di fondo: ripples, dune, draa

55. Ripples eolici

57. Zecca, dune di Jaisalmer (Rajastan. India)

58. Tipi di dune

59. Stratificazione incrociata
In sezione,
dune e ripple
rivelano una
caratteristica
stratificazione
incrociata

60. Stratificazione incrociata

61. Devoniano, Gruppo di Caherbla (Irlanda); Morrisey et al. (2011)
Ripples eolici bioturbati: l’evento di colonizzazione del Siluriano-Devoniano

62. Devoniano, Gruppo di Caherbla
(Irlanda); Morrisey et al. (2011)
Ripples eolici bioturbati: l’evento di colonizzazione del Siluriano-Devoniano

63. Devoniano, Gruppo di Caherbla (Irlanda);
Morrisey et al. (2011)

64. Tipi di dune

65. Attenzione: non tutti i depositi eolici si
formano in ambienti desertici
Duna con ripples eolici nella zona della foce del
Tagliamento

70. I venti riescono a trasportare la sabbia, ma non la ghiaia.
I venti non possono produrre conglomerati a stratificazione incrociata!

71. Attenzione: anche i fiumi possono produrre arenarie a stratificazione incrociata
(Eocene, MacKenzie River)

72. Adattamenti per camminare sulle dune
Gli animali del
deserto hanno
adattamenti per
non affondare nella
sabbia. Ad esempio
il piede del
cammello si
comporta come
una racchetta da
neve!

73. Dicynodontipus; Francischini et al. (2018)
Il registro icnologico suggerisce che gli animali del passato
avessero sviluppato adattamenti simili a quelli degli
organismi attuali per non affondare nella sabbia
Adattamenti per camminare sulle dune

74. Dicynodontipus; Francischini et al. (2018)

75. Un adattamento particolare…
L’esperto di bionica Ingo Rechenberg ha
scoperto il ragno Cebrennus rechenbergi in
Marocco

76. https://youtu.be/tJaHTgMtbgU

77. https://www.youtube.com/watch?v=lTehMUeqKyg

78. 6. Corrasione eolica e ventifatti
La corrasione eolica ha aggredito la parte centrale di
questa antica colonna scolpita nel calcare. I granelli di
sabbia sono trasportati dal vento del deserto fino a
pochi metri di altezza.

79. 6. Corrasione eolica e ventifatti

80. 7. Pavimento del deserto
Il pavimento del deserto può venire preservato solo se seppellito sotto altri depositi. È un
sito di erosione, non rappresenta un ambiente deposizionale in senso stretto!

81. 7. Pavimento del deserto

82. 8. Implicazioni per la preservazione
Le caratteristiche ambientali dei
deserti li rendono sfavorevoli per la
preservazione di resti fossili (body
fossils), cosicché gli icnofossili sono
spesso le uniche testimonianze
fossili a disposizione in questo tipo
di ambienti.

83. capitolo III
TEMPERATURA
SOMMARIO
1. Temperatura e sue fluttuazioni
2. Scavare: un adattamento per gli ambienti
desertici

84. I deserti non sono necessariamente caldi, ma molti sono legati alla cella di Hadley e
dunque si trovano a latitudini subtropicali. Inoltre, quasi sempre i deserti sono
caratterizzati da escursioni di temperatura estreme
Formazione dei deserti subtropicali

87. Scavare: un adattamento per il caldo e le fluttuazioni di temperatura

90. Scavare nella sabbia asciutta non è semplice. Cerebennus rechenbergi ha lunghe setole
con cui forma un “secchiello” (psammoforo). Altri ragni costruiscono dei “secchielli” con
la seta.

91. capitolo III
ICNOFACIES DI AMBIENTE
DESERTICO
SOMMARIO
1. Artropodi e tetrapodi: i dominatori del
deserto
2. Icnofacies Octopodichnus-Entradichnus e
icnofacies Chelichnus

92. Le icnofaune indicano che tetrapodi ed artropodi sono i principali abitanti dei deserti.
Ricostruzione del paleoambiente dell’Arenaria di Coconino.
Tetrapodi ed artropodi: i dominatori del deserto

93. Ichniotherium, Arenaria di Coconino

96. 2. Icnofacies Octopodichnus-Entradichnus

97. 3. Icnofacies Chelichnus

98. Fonti

99. Fonti
https://medium.com/arachnofiles/arachnews-february-10-2020-9072fb62e4b8
https://www.geological-digressions.com/crossbedding-some-common-
terminology/
Si ringraziano Heitor Francischini e Lorenzo Marchetti per le foto di
icnofaune di ambiente desertico

100. Fonti

101. Fonti

102. Andrea Baucon
https://www.researchgate.net/profile/Andrea_Baucon
http://www.linkedin.com/in/andrea-baucon-tracemaker/
https://www.instagram.com/tracemaker_loves_fossils/
https://www.youtube.com/user/terragaze
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