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Geologia della Gran Bretagna

Geologia della Gran Bretagna

La geologia della Gran Bretagna è rinomata per la sua diversità. Come risultato della sua ricca storia geologica, la Gran Bretagna mostra una ricca varietà di paesaggi attraverso i paesi costituenti di Inghilterra, Galles e Scozia. Rocce di quasi tutte le età geologiche sono rappresentate a monte, dagli arcaici in poi.

Geologia della Gran Bretagna
Quaternario (Alluvio)
Paleogene / Neogene (Terziario)
Cretaceo
Cretaceo inferiore
giurassico medio / superiore
giurassico inferiore
Triassico superiore
Triassico inferiore
Permiano superiore
Permiano inferiore
carbonifero superiore (misure di carbone)
carbonifero medio
carbonifero inferiore (calcare)
devoniano
Ordoviciano / Siluriano
cambriano
Neoproterozoico
Proterozoico (Precambriano superiore)
Lewisiano (Precambriano inferiore)
granito
Vulcanici Paleogene

Panoramica

La ricerca sismografica mostra che la crosta terrestre sotto la Gran Bretagna ha uno spessore da 27 a 35 km (da 17 a 22 miglia). Le rocce superficiali più antiche si trovano nella Scozia nord-occidentale e sono più della metà antiche del pianeta. Si ritiene che queste rocce siano alla base di gran parte della Gran Bretagna (anche se i pozzi sono penetrati solo nei primi chilometri), ma successivamente appaiono ampiamente in superficie in Bretagna e nelle Isole del Canale. Le rocce più giovani si trovano nel sud est dell'Inghilterra.

Fondamento roccioso e vulcanismo passato

La geologia del substrato roccioso è costituita da un complesso mix di rocce metamorfiche generalmente più vecchie, sovrastate da varie sequenze di rocce sedimentarie, in entrambe le quali sono state introdotte rocce ignee in momenti diversi. La complessità della geologia della Gran Bretagna è dovuta in ultima analisi al fatto che è soggetta a una varietà di processi tettonici a placche per un periodo di tempo molto esteso. La latitudine e il livello del mare mutevoli sono stati fattori importanti nella natura delle sequenze sedimentarie, mentre le successive collisioni continentali hanno influenzato la sua struttura geologica con gravi faglie e pieghe che sono un retaggio di ogni orogenesi (periodo di costruzione della montagna), spesso associato all'attività vulcanica e al metamorfismo di sequenze rock esistenti.

La Gran Bretagna non ha vulcani attivi adesso, ma ha avuto un passato vulcanico attivo. Gli ultimi vulcani attivi hanno smesso di esplodere circa 60 milioni di anni fa e le isole non si trovano più su alcun limite tettonico o regione vulcanica attiva, né vi sono altri fenomeni geologici nel gruppo di isole in grado di provocare vulcanismo attivo. Tuttavia, su una scala geologica, si è verificato un notevole grado di vulcanismo attivo e su larga scala in Gran Bretagna, e molti famosi punti di riferimento sono formati dalle rocce erose erose formate durante queste orogenie (periodi di costruzione di montagne). Il British Geological Survey elenca Snowdonia e il Lake District come eruzioni vulcaniche estremamente grandi circa 450 milioni di anni fa (mya), il castello di Edimburgo che giace sui resti di un vulcano risalente a 350 mya e alcune isole della Scozia occidentale come resti di vulcani da circa 60 mya.

Depositi superficiali

Sovrapposto a questa geologia fondamentale ("geologia solida" nella terminologia delle mappe) c'è una variegata distribuzione di materiale non consolidato di origine più recente. Include materiale depositato dai ghiacciai (argilla masso e altre forme di deriva glaciale come sabbia e ghiaia). La geologia "alla deriva" è spesso più importante della geologia "solida" quando si considerano i lavori di costruzione, drenaggio, ubicazione di pozzi d'acqua, risorse di sabbia e ghiaia e fertilità del suolo. Sebbene "deriva" si riferisca rigorosamente ai depositi glaciali e fluvio-glaciali, il termine sulle mappe geologiche ha tradizionalmente incluso altro materiale tra cui alluvium, terrazze fluviali, ecc. Le mappe recenti usano i termini "fondamento" e "superficiale" al posto di "solido" e "deriva".

Storia geologica

Questa descrizione della storia geologica della Gran Bretagna si basa su quella di P. Toghill.

Precambriano

Eone arcaico

Lo gneiss di Lewis, le rocce più antiche della Gran Bretagna, risalgono ad almeno 2.700 Ma (Ma = milioni di anni fa) nell'eone arcaico, con la Terra stessa di circa 4.600 Ma vecchia. Si trovano nell'estremo nord-ovest della Scozia e nelle Ebridi, con alcuni piccoli affioramenti altrove. Formate da roccia originariamente depositata sulla superficie del pianeta, le rocce furono in seguito sepolte in profondità nella crosta terrestre e trasformate in gneiss cristallino.

Eone proterozoico

A sud degli gneisses c'è una complessa miscela di rocce che formano gli altopiani del nord-ovest e gli altopiani di Grampian in Scozia. Questi sono essenzialmente i resti di rocce sedimentarie ripiegate che originariamente avevano uno spessore di 25 km, depositate sopra lo gneiss su quello che all'epoca era il fondo dell'Oceano Iapeto. Il processo è iniziato in circa 1.000 Ma, con un notevole strato di arenaria di Torridon spesso 7 km depositato circa 800 Ma, nonché i detriti depositati da una lastra di ghiaccio 670 Ma.

Le prove paleomagnetiche indicano che 520 Ma, quella che oggi è la Gran Bretagna, fu divisa tra due continenti, separati da 7000 km (4.300 mi) di oceano. Il nord della Scozia si trovava a circa 20 ° a sud dell'equatore nel continente di Laurentia vicino al Tropico del Capricorno, mentre il resto del paese era a circa 60 ° a sud nel continente di Gondwana vicino al circolo antartico.

In Gondwana, Inghilterra e Galles erano vicino a una zona di subduzione. Entrambi i paesi furono in gran parte sommersi da un mare poco profondo costellato di isole vulcaniche. I resti di queste isole sono alla base di gran parte dell'Inghilterra centrale con piccoli affioramenti visibili in molti luoghi. Intorno al 600 Ma, il cadomiano Orogeny (periodo di costruzione della montagna) fece trasformare il paesaggio inglese e gallese in una regione montuosa, insieme a gran parte dell'Europa nord-occidentale.

Era paleozoica

Periodo cambriano

All'inizio del periodo cambriano, i vulcani e le montagne dell'Inghilterra e del Galles furono erosi quando la terra fu inondata da un innalzamento del livello del mare e furono deposti nuovi strati di sedimenti. Gran parte dell'Inghilterra centrale formò un blocco stabile di crosta, che da allora è rimasto in gran parte indeformato. Le arenarie sono state depositate nel nord della Scozia. I primi animali con gusci duri si sono evoluti in questo momento, di conseguenza, i fossili diventano molto più comuni nelle rocce formate durante questo e in periodi successivi.

Periodo Ordoviciano

500 milioni di anni fa, nel periodo Ordoviciano, la Gran Bretagna meridionale, la costa orientale del Nord America e la Terranova sud-orientale si staccarono dal Gondwana per formare il continente di Avalonia, che nel 440 Ma si era spostato (dai meccanismi della tettonica a zolle) a circa 30 ° sud.

Durante questo periodo, il Galles del nord era soggetto ad attività vulcanica. I resti di questi vulcani sono ancora visibili, un esempio dei quali è Rhobell Fawr risalente al 510 Ma. Grandi quantità di lava vulcanica e cenere conosciute come i vulcanici di Borrowdale coprivano il Lake District e questo può ancora essere visto sotto forma di montagne come Helvellyn e Scafell Pike.

L'Ordoviciano vide anche la formazione dei depositi di ardesia di Skiddaw intorno a 500 Ma.

Periodo siluriano

La deposizione è proseguita nella prima parte del periodo siluriano, con la posa di pietre arenarie e arenarie, in particolare in Galles.

Avalonia si era ora unita al continente di Baltica e la massa terrestre combinata si scontrò con Laurentia a circa 20 ° sud tra 425 e 400 Ma, unendo insieme le metà meridionale e settentrionale della Gran Bretagna. La risultante Orogenia caledoniana produsse una catena montuosa in stile alpino in gran parte del nord e dell'ovest della Gran Bretagna. La collisione continentale fu probabilmente in un angolo obliquo piuttosto che in una collisione frontale, e questo probabilmente portò al movimento lungo faglie di slittamento di tendenza che andavano da nord-est a sud-ovest attraverso la Scozia, il Great Glen Fault ne è l'esempio migliore (alcuni dei queste zone di faglia potrebbero essere state vecchie linee di debolezza da precedenti movimenti della terra).

Le ceneri vulcaniche e le lave deposte durante il Siluriano si trovano ancora nelle colline Mendip e nel Pembrokeshire.

Periodo Devoniano

La collisione tra i continenti continuò durante il periodo devoniano, con continui sollevamenti e depositi più vulcanici come quelli che ora formano il Ben Nevis. I livelli del mare variavano considerevolmente, con la costa che avanzava e si ritirava da nord a sud attraverso l'Inghilterra. La regione edificata fu gradualmente erosa, causando la deposizione di numerosi strati di roccia sedimentaria nelle pianure e nei mari. Le rocce di origine marina nella contea del Devon hanno dato il nome al periodo, anche se depositi di questa epoca si trovano in molti altri luoghi, come i Brecon Beacons, la Midland Valley della Scozia e le Isole Orcadi. La maggior parte di questi sono di origine terrestre e sono informalmente conosciuti come la vecchia arenaria rossa.

Le montagne caledoniane erano state in gran parte erose alla fine del periodo durante il quale il paese avrebbe vissuto un clima arido nel deserto poiché si trovava vicino all'equatore tra 10 ° e 15 ° sud.

Periodo carbonifero

Intorno al 360 Ma, all'inizio del periodo Carbonifero, la Gran Bretagna giaceva all'equatore, coperta dalle calde acque poco profonde dell'Oceano Rheic, durante il quale fu depositato il Carbonifero calcareo, come si trova nelle Mendip Hills, a nord e a sud Galles, nel Peak District del Derbyshire, nel nord del Lancashire, nel nord della Pennsylvania e nel sud-est della Scozia. Le grotte si sono sviluppate più recentemente nel calcare di alcune di queste aree dall'azione dell'acido carbonico e di altri acidi organici nelle acque piovane e sotterranee.

Questi sono stati seguiti da scuri scisti marini, pietre miliari e arenarie grossolane del Millstone Grit. Successivamente, si formarono delta fluviali e i sedimenti depositati furono colonizzati da paludi e foreste pluviali. Fu in questo ambiente che si formarono le misure cicliche del carbone, la fonte della maggior parte delle vaste riserve di carbone della Gran Bretagna che alimentarono la rivoluzione industriale. Il carbone si trova in molte aree della Gran Bretagna, fino al nord della Midland Valley in Scozia, fino al sud del Kent, sebbene l'estrazione del carbone sia stata in gran parte concentrata nelle Midlands scozzesi, nelle Midlands inglesi, nell'Inghilterra settentrionale e nel Galles.

Durante tutto il periodo, in particolare l'Inghilterra sud-occidentale fu colpita dalla collisione delle placche continentali. Il periodo di costruzione della montagna noto come l'orogenesi variscana, verificatosi intorno a 280 Ma, causò grandi deformazioni nell'Inghilterra sud-occidentale. Verso la fine di questo periodo il granito si formò sotto le rocce sovrastanti del Devon e della Cornovaglia, ora esposte a Dartmoor e Bodmin Moor, dando origine a depositi mineralizzati di rame e stagno. La regione generale del pieghevole di Variscan era a sud di una linea est-ovest all'incirca dal sud Pembrokeshire al Kent. La principale pressione tettonica proveniva dal sud o dal sud-est, e lì si sviluppò un'anomalia di scorrimento antistress. Il massiccio del Devon-Cornovaglia potrebbe essere stato originariamente a una certa distanza più a est, per poi essere spostato verso ovest. La piegatura minore di Variscan ebbe luogo fino a nord come il Derbyshire e Berwick-upon-Tweed.

Alla fine del periodo carbonifero, i vari continenti della Terra si erano fusi per formare il supercontinente di Pangea. La Gran Bretagna si trovava all'interno di Pangea, dove era nuovamente soggetta a un clima caldo e arido nel deserto con frequenti inondazioni che lasciavano depositi che formavano letti di roccia sedimentaria rossa, un po 'simile alla successiva Triassic New Red Sandstone.

Periodo permiano

Il Permiano fu caratterizzato per 30 milioni di anni dalle aride condizioni del deserto e dall'erosione della terra che si era sollevata nell'Orogeny Variscan, nell'Inghilterra sud-occidentale e nelle aree adiacenti dell'attuale Manica. Più tardi, gran parte della Gran Bretagna fu immersa in acque poco profonde quando le calotte polari si sciolsero e si formarono l'oceano Tethys e il mare di Zechstein, depositando scisto, calcare, ghiaia e marna, prima di retrocedere definitivamente per lasciare un deserto piatto con saline.

Era mesozoica

Periodo triassico

Mentre la Pangea si spostava durante il Triassico, la Gran Bretagna si allontanò dall'equatore fino a quando si trovava tra 20 ° e 30 ° nord. I letti rossi, tra cui arenarie e pietre rosse, formano i sedimenti principali della Nuova arenaria rossa. I resti degli altopiani variscani in Francia a sud furono erosi, provocando il deposito di strati di nuova arenaria rossa in tutta l'Inghilterra centrale e in bacini difettosi nel Cheshire e nel Mare d'Irlanda. Un bacino sviluppato nella regione dell'Hampshire in questo periodo. Lo sfollamento avvenne dentro e intorno alla Gran Bretagna, prima della rottura del supercontinente nel periodo giurassico.

Frammenti di roccia trovati vicino a Bristol sembrano indicare che, nel 214 Ma, la Gran Bretagna è stata inondata da un sottile strato di detriti da un impatto di asteroidi al cratere dell'impatto di Manicouagan in Canada, anche se questo è ancora in discussione.

Periodo giurassico

All'inizio del periodo giurassico, Pangea iniziò a rompersi, i livelli del mare salirono e la Gran Bretagna si spostò sulla Placca Eurasiatica tra i 30 ° e i 40 ° a nord. Con gran parte della Gran Bretagna di nuovo sott'acqua, furono depositate rocce sedimentarie che ora possono essere trovate sottostanti gran parte dell'Inghilterra dalle Cleveland Hills dello Yorkshire alla Jurassic Coast nel Dorset. Questi includono arenarie, aree verdi, calcare oolitico delle Cotswold Hills, calcare coralliano della Valle del Cavallo Bianco e dell'Isola di Portland.

La sepoltura di alghe e batteri sotto il fango del fondo marino durante questo periodo ha provocato la formazione di petrolio del Mare del Nord e gas naturale, gran parte di esso intrappolato nell'arenaria sovrastante da depositi di sale formati quando il livello del mare è caduto per formare le paludi e salato laghi e lagune che ospitavano i dinosauri.

Periodo cretaceo

Dopo la formazione dei moderni continenti, il Cretaceo vide la formazione dell'Oceano Atlantico, separando gradualmente la Scozia settentrionale dal Nord America. La terra subì una serie di sollevamenti per formare una fertile pianura.

Dopo circa 20 milioni di anni, i mari iniziarono a inondare di nuovo la terra fino a quando gran parte della Gran Bretagna fu di nuovo sotto il mare, sebbene i livelli del mare cambiassero spesso. Gesso e selci furono depositati su gran parte della Gran Bretagna, ora esposti in particolare alle Bianche scogliere di Dover e alle sette sorelle, e formando anche la pianura di Salisbury. Gli alti livelli del mare hanno lasciato solo piccole aree di terra esposte, il che spiega la generale mancanza di sedimenti di sabbia, fango o argilla di origine terrestre trovati in questo periodo. Alcuni degli ultimi strati cretacei sono, in effetti, gesso quasi puro.

Era Cenozoica

Periodo paleogene

All'inizio del periodo Paleogene, tra 63 e 52 Ma, si formarono le ultime rocce vulcaniche in Gran Bretagna. Le maggiori eruzioni in questo momento produssero l'Altrim Plateau, le colonne basaltiche della Giant's Causeway e le lave e le ignee intrusioni delle Ebridi interne della Scozia.

Una prima fase dell'orogenia alpina, circa 50 Ma, fu responsabile della formazione della sincline del bacino di Londra, la Weald-Artois Anticline a sud, i North Downs, South Downs e Chiltern Hills.

Durante il periodo, il Mare del Nord si è formato e la Gran Bretagna è stata sollevata. Una parte di questo sollevamento era lungo le vecchie linee di debolezza lasciate dalle Orogenie caledoniane e variscane molto prima. Le aree edificate furono quindi erose e ulteriori sedimenti, come la London Clay, furono depositati nell'Inghilterra meridionale, mentre il Canale della Manica era caratterizzato da distese di fango e sabbie depositate sul fiume. Gran parte delle Midlands e del nord dell'Inghilterra potrebbero essere state coperte da depositi giurassici e cretacei all'inizio del Paleogene, ma questi sono stati persi a causa dell'erosione. A 35 Ma, il paesaggio era colonizzato da alberi come faggio, quercia, sequoia e palma, insieme ad erbe.

Epoche neogeniche e plioceniche del periodo neogene

Nell'epoca del Miocene e del Pliocene del Neogene si verificarono ulteriori rialzi ed erosioni, in particolare in Galles, nelle Pennine e nelle Highlands scozzesi. Durante la metà e la fine del Miocene, da 12 a 5,3 milioni di anni fa, nel Regno Unito è cresciuta una diversa foresta temperata calda.

Epoca pleistocenica del periodo quaternario

I maggiori cambiamenti durante il Pleistocene furono causati da diverse ere glaciali recenti. La più grave fu la glaciazione angliana, con ghiaccio fino a 1.000 m di spessore che arrivava fino a sud di Londra e Bristol. Ciò avvenne tra circa 478.000 e 424.000 anni fa e fu responsabile della diversione del Tamigi sul suo corso attuale.

Esistono prove estese sotto forma di strumenti di pietra secondo cui l'Inghilterra meridionale fu colonizzata da popolazioni umane durante il caldo stadio hoxniano che seguì la glaciazione angliana. È possibile che durante questo periodo la Manica si sia ripetutamente aperta e chiusa, facendo di volta in volta la Gran Bretagna un'isola. I più antichi fossili umani trovati fino ad oggi nelle isole britanniche, che includono il teschio di Swanscombe Man risalente a 250.000 anni fa, e il precedente uomo clattoniano, risalgono anche a questo periodo.

La glaciazione di Wolston, tra circa 352.000 e 130.000 anni fa, che si ritiene abbia raggiunto il picco circa 150.000 anni fa, prende il nome dal villaggio di Wolston, a sud-est di Coventry, che si ritiene segnasse il limite meridionale del ghiaccio.

Il Wolstonian Stage è stato seguito dal Ipswichian Stage, durante il quale si sa che l'ippopotamo ha vissuto fino a nord di Leeds.

Durante la più recente glaciazione devensiana, che si pensa abbia avuto inizio circa 115.000 anni fa, ha raggiunto il suo picco circa 20.000 anni fa e si è conclusa solo 10.000 anni fa, la valle Usk e la valle Wye sono state erose dai ghiacciai, con il foglio di ghiaccio che ha raggiunto il sud verso Wolverhampton e Cardiff. I più antichi resti umani in Gran Bretagna, la Red Lady of Paviland (29.000 anni), risalgono a questo periodo. Si pensa che il paese alla fine fu abbandonato quando la calotta glaciale raggiunse il suo apice, venendo ricolonizzata mentre si ritirava. 5.000 anni fa, si pensa che la Gran Bretagna fosse più calda di quanto non sia attualmente.

Tra le caratteristiche lasciate dal ghiaccio ci sono i fiordi della costa occidentale della Scozia, le valli a forma di U del Lake District e gli erratici (blocchi di roccia) che sono stati trasportati dalla regione norvegese di Oslo e depositati sulla costa di Yorkshire.

Epoca dell'Olocene

Gli ultimi dodicimila anni sono noti come Epoca dell'Olocene. Tra le caratteristiche geologiche più significative create durante questo periodo vi sono i depositi di torba della Scozia e delle zone costiere e montuose dell'Inghilterra e del Galles. Molti dei depositi di pianura, come il Somerset Levels, The Fens e Romney Marsh sono stati recentemente drenati artificialmente.

Da quando gli umani hanno iniziato a ripulire la foresta durante la Nuova Era della Pietra, la maggior parte della terra è stata deforestata, accelerando i processi naturali di erosione. Grandi quantità di pietra, ghiaia e argilla vengono estratte ogni anno e nel 2000 l'11% dell'Inghilterra era coperta da strade o edifici.

Al momento, la Scozia continua a salire a causa del sollevamento del peso del ghiaccio Devensiano. L'Inghilterra meridionale e orientale sta affondando, generalmente stimata a 1 mm (1/25 pollici) all'anno, con l'area di Londra che affonda alla doppia velocità in parte a causa della continua compattazione dei recenti depositi di argilla.

Inoltre, gli aumenti del livello del mare che si ritiene siano dovuti al riscaldamento globale sembrano rendere le aree di pianura sempre più suscettibili alle inondazioni, mentre in alcune aree la costa continua a erodersi a un ritmo geologicamente rapido.

La Gran Bretagna continua a essere soggetta a numerosi terremoti di lieve entità ogni mese e ad altri da leggeri a moderati. Nel corso del 20 ° secolo, furono avvertiti 25 terremoti di magnitudo da 4,5 a 6,1, molti dei quali originari delle isole stesse.

Caratteristiche geologiche

  • Cheddar Gorge - la più grande gola della Gran Bretagna
  • Jurassic Coast - patrimonio mondiale dell'UNESCO
  • Great Glen Fault
  • Guasto del confine delle Highland
  • Southern Uplands Fault
  • Midland Valley of Scotland
  • Grotta di Fingal - formazione basaltica terziaria colonnare (simile alla Giant's Causeway nell'Irlanda del Nord)
  • Salisbury Plain
  • Linea Tees-Exe
  • Whin Sill
  • Siccar Point nel Berwickshire ha fornito le prime prove dell'immensa età della Terra.
  • Moine Thrust è stata la prima cinghia di spinta scoperta dai geologi.
  • Bacino di Londra
  • Bacino dell'Hampshire
  • Downs del nord
  • Weald
  • Downs del sud
  • Massiccio del Brabante di Londra
  • Batholith della Cornovaglia - Intrusione dei primi Permiani nel sud-ovest dell'Inghilterra, che forma le brughiere esposte in superficie, come Dartmoor
  • Complesso di lucertola - un pezzo di crosta oceanica rapita, (cioè un ofiolite).
  • Sutura Iapetus - linea di chiusura della sutura Iapetus.

Risorse geologiche

La complessa geologia della Gran Bretagna le ha fornito una vasta gamma di risorse geologiche tra cui abbondanti riserve di carbone, la cui estrazione iniziale ha alimentato la rivoluzione industriale. Nel corso del XX secolo, lo sfruttamento del petrolio e del gas del Mare del Nord ha fornito ulteriori forniture energetiche per la nazione. Anche l'energia geotermica e il petrolio onshore sono stati sfruttati in misura minore.

Un'ampia varietà di pietre è stata lavorata per l'edilizia e le esigenze generali di costruzione (es. Sabbia e ghiaia) mentre altri minerali sono stati estratti o estratti per l'industria chimica (es. Sale), la produzione di metalli (es. Rame e stagno) o altri usi (ad es. argilla cinese).

eventi

  • Vetrini Storegga, causato uno tsunami c. 6100 a.C.
  • Inondazioni del canale di Bristol, 1607 furono causate da uno tsunami
  • 1755 Il terremoto di Lisbona causò uno tsunami che colpì la Cornovaglia.
  • Terremoto del 1884 a Colchester
  • 2002 terremoto di Dudley
  • Terremoto del Lincolnshire del 2008

istituzioni

Agenzie governative

  • British Geological Survey

Società istruite

  • Società geologica di Londra
  • Società geologica di Edimburgo
  • Royal Geological Society of Cornwall

Pionieri della geologia britannica

  • Mary Anning 1799–1847
  • Thomas George Bonney 1833–1923
  • William Buckland 1784–1856
  • William Conybeare 1787-1857
  • James Hutton 1726–1797 il "Padre della geologia moderna"
  • Charles Lapworth 1842-1920
  • Sir Charles Lyell 1797-1875
  • Gideon Mantell 1790–1852
  • Sir Roderick Murchison 1792–1871
  • John Phillips 1800–1874
  • Adam Sedgwick 1785–1873
  • William Smith 1769–1839 il "Padre della geologia inglese"

Premi

  • Medaglia di Wollaston