• produttività primaria
• formazione Pisco
• diatomiti
• cenere vulcanica (tefra)
• vertebrati fossili marini
• Perù
• bacino di Pisco

L’area di studio di questo lavoro di tesi è situata in Perù, nel bacino di Pisco, a circa 50 km a sud della città di Ica.
Quest’area desertica è caratterizzata da alture che raggiungono i 700 m slm di quota, in cui affiorano sequenze sedimentarie caratterizzate da alternanza di livelli diatomitici e cineritici, questi ultimi legati ad eruzioni vulcaniche della Cordigliera Andina (Miocene superiore 6-9 Ma) (Brand et al., 2004).
Queste sequenze, che appartengono alla Formazione Pisco (Miocene sup.-Pliocene inf.), hanno grande importanza scientifica per l’eccezionale contenuto fossilifero di vertebrati marini in ottimo stato di preservazione (Bianucci et al ., 2010; 2016).
Studi effettuati in seguito a molteplici campagne scientifiche, realizzate da ricercatori delle Università di Pisa, Camerino e Milano-Bicocca, hanno permesso di ricostruire la stratigrafia dell’area e di prelevare campioni utili per analisi petrografiche, mineralogiche e geochimiche.
Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato lo studio di una sequenza diatomitica/cineritica, con spessore di circa 300 m, per indagare gli effetti dell’apporto di ceneri vulcaniche sulla produttività primaria e, indirettamente, sull’abbondanza di vertebrati nel bacino di Pisco. Di questa sequenza, suddivisa in 6 membri litologici informali (A-F, Di Celma et al., 2015), sono stati prelevati campioni dai livelli stratigraficamente più alti (D, E, F) per le successive analisi. I campioni provengono dalle località di Cerro Los Quesos e Cerro La Bruja.
Come noto, l’arrivo di cenere in mare può contribuire all’aumento della produttività primaria, legata al rilascio di nutrienti (es. Fe, NO4, PO4 ecc.); i nutrienti forniti dalle ceneri vengono sfruttati dalle diatomee e da altro fitoplancton in aree oceaniche con bassi valori di produttività (Duggen et al., 2010).
Le metodologie di studio principalmente utilizzate sono state: (1) realizzazione di vetrini da microscopio per indagare i sedimenti (“smear slides”) e analisi al microscopio ottico a luce polarizzata per caratterizzare i livelli di ceneri vulcaniche e i livelli di sedimenti diatomitici, a cui le ceneri sono intercalate; (2) analisi XRF ed ICPMS di tre serie di sedimenti diatomitici e cineriti in modo da determinare le concentrazioni di elementi maggiori e di elementi in traccia.
Le indagini al microscopio ottico hanno permesso di individuare i costituenti maggiori dei livelli cineritici, costituiti prevalentemente da vetro, spesso biotite, e in minor quantità feldspato alcalino e plagioclasio, e di distinguere i livelli vulcanoclastici primari da quelli rimaneggiati; questi dati legati alle analisi XRF hanno evidenziato una composizione che varia da riolitica ad andesitica.
Nella sequenza diatomitica studiata i livelli di tefra sono circa 60; inoltre ceneri vulcaniche sono state frequentemente osservate disperse nei livelli diatomitici.
Questi livelli cineritici possono essere legati alle fasi di attività vulcanica del Lower Barroso Volcanic Arc della parte più settentrionale delle Ande Centrali, datate 10-3 Ma (Mamani et al., 2009).
I dati disponibili sono stati utilizzati per valutare se esiste una relazione tra frequenza di arrivo delle ceneri vulcaniche nel periodo considerato e numerosità dei reperti di vertebrati fossili nell’intervallo stratigrafico corrispondente. Questa relazione può essere dovuta a: 1) un ruolo delle ceneri sulla fertilizzazione; 2) alle proprietà fisiche delle ceneri che possono incrementare il potenziale di conservazione dei reperti. L’effetto di fertilizzazione è stato valutato studiando la variazione del Ba biogenico utilizzato come proxy.
L’apporto di ceneri vulcaniche (Miocene superiore), in prevalenza a composizione riolitica con presenza di un minerale ricco in Fe (Biotite) e in minima parte a composizione andesitica, probabilmente ha contribuito ad arricchire in Fe, Si e altri nutrienti l’acqua marina del bacino, aggiungendosi al fenomeno di upwelling e all’apporto di materiale terrigeno.