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Fundamentos de Geologia e Paleontologia Material Teórico Geobiocronologia Responsável pelo Conteúdo: Prof. Me. Carlos Eduardo Martins Revisão Técnica: Prof.ª Me. Camila Moreno de Lima Silva Revisão Textual: Prof. Me. Claudio Brites 5 • Geobiocronologia; • Classificação das Unidades Litoestratigráficas. · A unidade tem por objetivo analisar os vários estágios de evolução, a metodologia e os recursos de datação cronológica utilizados em Geologia. · Veremos desde as formas mais simples, como a datação relativa, as mais complexas, que fazem uso da radiometria para dar maior confiabilidade à datação de uma rocha. Nesta unidade em que trataremos da geobiocronologia, você terá acesso a diversos recursos. Veja o mapa mental que sintetiza a estrutura do assunto tratado neste módulo. Fique atento aos prazos das atividades que serão colocadas no ar. Recorra sempre que possível às videoaulas e aos slides narrados para tirar eventuais dúvidas sobre o conteúdo textual. Participe do fórum de discussão proposto para o tema. No seu tempo livre, procure pesquisar as fontes do material complementar. Além disso, pesquise o máximo que puder sobre o tema geobiocronologia, há inúmeros conteúdos na internet que são úteis para o seu estudo e para a sua formação profissional. Geobiocronologia 6 Unidade: Geobiocronologia Contextualização Escala Oficial e Atual do Tempo Geológico Fonte: gsabulletin.gsapubs.org Alguns eventos geobiocronológicos selecionados Fonte : adaptado de ENEN(2006) 7 Geobiocronologia Os primórdios da cronologia geológica A questão da escala de tempo em Geologia é quase tão complexa quanto a aceitação da dinâmica existente na superfície. A forte influência da moral cristã somada ao idealismo impregnado na prática científica foram obstáculos por muito tempo intransponíveis para a percepção do tempo profundo evidenciado nas rochas, nos minerais e nos fósseis. Podemos considerar que a primeira tentativa de estabelecimento de uma lógica temporal nos fenômenos geológicos foi feita por Nicolau Steno (1631-1687) e está relacionada aos três princípios ou leis desenvolvidas por ele e detalhados mais à frente no item sobre datação relativa, a saber: as leis da superposição, horizontalidade original e continuidade lateral. As leis estratigráficas de Steno estão relacionadas à capacidade humana de estabelecer empiricamente, com base na experiência sensível, a cronologia ou a datação dos fenômenos geológicos. Ela não nos permite inferir quantos milhões de anos uma rocha tem, mas se ela é mais antiga ou mais jovem que outra – ou então se ela se formou antes ou depois de um determinado evento geológico do qual ainda restam indícios. Antes de tudo, é necessário considerar uma premissa básica que serviu de eixo para a construção conceitual de tais leis. Steno acreditava que a Terra estivera completamente coberta por um oceano primordial e que, nas águas desse oceano global, teriam estado em suspensão e/ou em solução todos os componentes que integram as rochas da crosta terrestre – essa premissa marca a origem do pensamento netunista. O fato de Steno acreditar que as rochas têm origem comum e decorrente de um fenômeno de magnitude universal, no caso o dilúvio bíblico, faz dele também um catastrofista e um diluvianista. A metodologia de Steno foi publicada em um texto intitulado por ele de De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus, ou Pódromo, em 1679. Nesse texto, Steno estabelece a sua noção bastante subjetiva de cronologia geológica, pautando-se em uma hierarquização vertical e em alguns aspectos de singularidade que poderiam ocorrer em cada uma das fases de formação das rochas. A classificação cronológica de Steno é representada no Quadro 1. Quadro 1 – Cronologia estratigráfica de N. Steno Era Singularidade Primeira Sedimentos Segunda A terra ergueu-se no mar. Terceira O fogo ou a água transformaram a planície em montanhas e colinas. Quarta O mar invadiu a terra e encheu os vales de material sedimentar contendo conchas, restos de antigos animais, moluscos e peixes. Quinta A terra ergue-se novamente sobre o mar. Os rios cavaram os vales, depositaram sedimentos e construíram deltas que aos poucos foram avançando pelo mar. Sexta As planícies levantaram-se mais ainda. O fogo subterrâneo devorou as camadas inferiores. Essas desmoronaram, fazendo com que a superfície da terra fendesse e se formassem novos morros. Fonte: adaptado de Place (1963, p. 27) 8 Unidade: Geobiocronologia Abraham Werner (1750 - 1817), professor de minas e mineralogia em Friburg-Alemanha, corroborou com Steno quanto ao princípio netunista-catastrofista-diluvianista na explicação dos fenômenos geológicos, aliás, preferia o uso do termo geognosia em vez de geologia. Werner afirmara que todas as rochas foram depositadas no fundo de um oceano primordial de proporções globais em um empilhamento sequencial, de tal modo que, para ele, todas as rochas do mundo são sedimentares superpostas umas às outras. Assim como recomendava a lei de superposição de Steno. Derramaram-se críticas ao princípio de superposição de Werner. A maioria delas dizia respeito às irregularidades observadas tanto no relevo quanto nas rochas. Em sua defesa, Werner sentencia que o problema estava no fato do oceano global ser constantemente varrido por “fortes ventos”, isso ocasionou, posteriormente, a formação (subaquática) das irregularidades de relevo, como as montanhas e os vales. Assim que o oceano refluiu, as rochas secaram e os relevos viraram a terra firme conhecida. Para Werner, como esse princípio é valido para o mundo todo, foi muito cômodo elaborar uma sequência cronológica obedecendo a graduação empírica de superposição. O Quadro 2 apresenta a classificação geocronológica de Werner. Quadro 2 – Classificação geocronológica de A. Werner Era Rocha Singularidade Primária Granito É universal, cobre todo o globo; rocha mais antiga; não contém fósseis. Transição Originam-se do rebaixamento universal do nível dos oceanos até a origem da vida (poucos fósseis). Floetz Arenitos, calcários, carvão, basalto e obsidiana Aluviais Lodo, marga, argila, areia e turfa Encontradas em terras baixas do globo. Fonte: adaptado de Place (1963, p. 41-42) James Hutton (1726 – 1797), um naturalista escocês, passou sua vida observando os fenômenos geológicos e foi bem mais longe que os demais. Com menos eloquência para a escrita, não foi compreendido como gostaria. Não tendo corroborado com os princípios tradicionais e nem com os preceitos bíblicos, teve seu trabalho desprestigiado nos meios acadêmicos europeus. Hutton inaugura o pensamento plutonista confrontando os netunistas quanto ao fato de ter reconhecido rochas mais velhas sobrepondo rochas mais novas. Afirmara que os sistemas de deposição e erosão são cíclicos, ou seja, após a deposição, o soerguimento e o dobramento, seguem-se novas sequências de sedimentação calma. 9 Qual não foi a surpresa dos netunistas quando Hutton afirmou que: as rochas formam-se a partir do resfriamento do calor interno da Terra e podem ser classificadas em extrusivas, as que resfriam na superfície ou abaixo dela, e as intrusivas, que arrefecem em grandes profundidades antes de serem expostas à superfície. Posteriormente Culvier (1769 – 1832) concordou com Hutton ao afirmar que as rochas mais antigas não têm fósseis por conta das altas temperaturas quando da sua formação. Hutton reformulou a sequência cronológica das rochas simplificando um pouco mais a sequência estratigráfica de Werner. Sua classificação situa as rochas da seguinte forma: · Rochas terciárias (mais novas); · Rochas secundárias (intermediárias); · Rochas primárias (mais velhas). Se compararmos a cronologia de Hutton com a de Werner, teremos a seguinte mudança na escala (Quadro 3): Quadro 3 – Comparação entre a cronologia de Werner e Hutton Werner Hutton Aluvial (Terciário) Floetz Terciário Transição Secundário Primitivo Primário Fonte:adaptado de Place (1953, p. 67) William Smith (1769 - 1839), agrimensor inglês, deu uma enorme contribuição à Geologia, pois é de sua autoria o primeiro mapa geológico da história. Smith ganhou notoriedade também pela criação do método de correlação de áreas, pela coluna estratigráfica e pelo método de classificação das rochas segundo a toponímia do local onde foram descobertas. Lei da Assembleia da Fauna: segundo Smith, se os fósseis de determinada espécie ou conjunto de espécies (vegetal ou animal) ocupam determinado estrato de rocha, tanto o estrato quanto as espécies têm a mesma idade geológica. A ferramenta utilizada na identificação cronológica de fósseis e rochas foi definida por Adam Sedgwick (1785-1873) com a convenção para a escala do tempo geológico. Esse geólogo de Cambridge desenvolveu uma escala de convenção para a classificação das rochas e fósseis, representada no Quadro 4. 10 Unidade: Geobiocronologia Quadro 4 – Convenção da escala do tempo geológico de Sedgwick Idade Estágio: “Idade do Gelo” (curto período) Época Série: Eoceno (divisão mais longa) Período Sistema (mais longo que época) Era Dois ou mais períodos Fonte: adaptado de Place (1953, p. 67) Charles Lyell (1797 - 1875), na obra Principles of Geology (Princípios de Geologia), questionou a manutenção do Terciário de Hutton propondo uma divisão em unidades menores. Justificou essa mudança com base na abundância de fósseis, eles representavam uma diversidade de tempo e não deveriam ser classificados de uma forma tão genérica. Para ele, são necessárias três subdivisões: Eoceno (eo = aurora + ceno = presente) Mioceno (mio = médio) Plioceno Como o Plioceno era muito amplo, Lyell o subdividiu em: Novo plioceno Antigo plioceno Posteriormente, o próprio Lyell reclassificou o Antigo Plioceno denominando-o simples- mente de Plioceno, e o Novo Plioceno, chamou de Pleistoceno – que depois ficou conhecido como a idade do gelo. Terciário Cenozoico (ceno = presente + zoe = vida); Secundário Mesozoico (subdividido em Jurássico, Cretáceo e Triássico). Após as proposições de Lyell, a escala geocronológica já apresentava um ordenamento bem significativo e uma temporalidade um pouco mais longa; muito embora qualquer suposição de data para os fenômenos geológicos, até então, seria altamente especulativa, já que os métodos de datação ainda eram os mesmos elaborados por Steno. O Quadro 5 apresenta a escala geocronológica do fim do século XIX, já inscrita dentro do padrão de Sedgwick. 11 Quadro 5 Era Período Época Cenozoica Terciário Recente Pleistoceno Plioceno Mioceno Oligoceno Eoceno Paleoceno Mesozoica Cretáceo Jurássico Trássico Paleozoica Proterozoica Arqueozoica Fonte: adaptado de Place (1953, p. 68) Adam Sedgwick (1785 - 1873) e Roderick Murchison (1792 – 1871), em pesquisas individuais, agruparam estratos sedimentares em períodos novos. Sedgwich estudou e classificou o período Cambriano em homenagem à Cambria, ou País de Gales em latim romano, e Murchison tratou sobre o período Siluriano, em homenagem aos silures, uma antiga tribo celta que resistiu à conquista romana. Da correlação entre os dois períodos, feita pelos dois pesquisadores que encontraram fósseis muito similares do período estudado pelo outro, surgiu um terceiro período intermediário que recebeu a denominação de Ordoviciano, que homenageia os ordovices, antigo povo da Gália. Em 1842, William Edmond Logan (1798 - 1875) descobriu no Canadá grandes maciços de rochas muito velhas, atravessadas por batólitos de granito. Denominou essas rochas de pré- cambrianas, admitindo as contribuições que Sedgwich e Murchison haviam feito em relação ao Cambriano. Logan dividiu as rochas descobertas em Arquezoicas, as mais velhas, e Proterozoicas, as mais novas e intrudidas naquelas. De lá para cá, as pesquisas apresentaram uma dinâmica qualitativa e quantitativa muito intensa. Com a descoberta da radioatividade, foi possível datar as amostras de rochas, minerais, restos fósseis e matéria orgânica de forma ampla e quase irrestrita, o que proporcionou um aumento maior ainda no ritmo e na melhoria dos resultados dos trabalhos em geocronologia. 12 Unidade: Geobiocronologia Demarcando o tempo geológico ou o tempo profundo A atual escala geocronológica ou do tempo geológico é de uma complexidade admirável. Embora o método tenha sido preservado, novas subcategorias aparecem dia após dia e a sua reprodução aqui ficaria bastante comprometida pela baixa resolução e diminutas fontes, assim, preferimos disponibilizar a Escala Geológica Internacional na parte de contextualização desta unidade e o seu link de acesso está no material complementar a este conteúdo. Vejamos um exemplo mais simplificado e resumido, mas com a mesma proposta de classificação cronológica de rochas, minerais, fósseis e eventos geológicos. Essa escala simplificada será de grande importância para o seu estudo e para a resolução de várias questões propostas (Figura 1). Figura 1 – Escala simplificada do tempo geológico Na Figura 1, podemos observar alguns aspectos de grande importância para a compreensão do tempo geológico. O primeiro deles é o método de divisão do tempo e das unidades utilizadas. Na classificação da escala do tempo geológico atual, a história é dividida hierarquicamente da seguinte forma: Éon: maior subdivisão de tempo na escala de tempo geológico; Era: divisão de um éon; Período: divisão de uma era; Época: divisão de um período; Idade: divisão temporal de uma época. Fonte: files.professoralexeinowatzki.webnode.com.br Outro aspecto a ser considerado é o princípio da Terra há cerca de 4,6 bilhões de anos (4.600 M.a. ou 4,6 G.a.) no Eon Criptozoico ou Pré-Cambriano (que só no final passou a abrigar seres muito simples) até o Cambriano, iniciado há 570 milhões do presente, quando a vida começava a se desenvolver de forma plena na superfície, de lá decorreram mais de 4 G.a. (4 bilhões de anos) – o que quer dizer que a escala está propositalmente muito simplificada e desproporcional em relação à temporalidade representada, isso porque a magnitude do tempo é muito grande para caber no papel. Isso se deve, de um lado, à dificuldade de se encontrar eventos e remanescentes geológicos dessas etapas tão antigas da história; por outro, do Cambriano até o Holoceno, ou o Quaternário, a quantidade de restos fósseis e de rochas e minerais é exponencialmente aumentada – daí a desproporção na representação. 13 Para melhor visualização dessas porções relativas de tempo, a Figura 2 retrata uma distribuição temporal em forma de círculo proporcional. Figura 2 – Círculos proporcionais do tempo geológico Fonte : Wikimedia Commons Note, na Figura 2, que da origem dos primeiros seres vivos, os procariontes, datados de 4 G.a., no Hadeano, até o aparecimento da espécie Humana, há pouco mais de 2 M.a., decorreram cerca de 3,8 G.a. de história natural praticamente desprovida de seres complexos na Terra. A magnitude de tempo tão longa é praticamente incomensurável ao homem, sua esperança de vida média é da ordem de 70 anos, isto é, as chances de observarmos grandes mudanças no âmbito geológico são muito pequenas. Uma possibilidade de minimizar a dificuldade é comprimir a idade da Terra em um período compatível à escala de tempo histórica humana, assim: 1º de janeiro: início do Criptozoico Hadeano tem início a formação da Terra e da Lua; 24 de fevereiro (Criptozoico – Hadeano) ocorre a formação das primeiras rochas; 24 de fevereiro a 17 de março (Criptozoico – Hadeano) a Terra estava sendo muito bombardeada por meteoritos; De 17 de março a 18 de abril (Criptozoico ou Pré- Cambriano – Hadeano) surgiram os primeiros continentes; 28 de março (Hadeano) surgiram as primeiras bactérias; De 18 de abril a 20 de maio (Criptozoico ou Pré- Cambriano ou Pré-Cambriano – Arqueano) os estromatólitos espalham-se por toda a Terra e teve início a fotossíntese; 14 Unidade: Geobiocronologia De 20 de maio a 13 de junho (Criptozoicoou Pré- Cambriano – Proterozoico) surgiram as bacias sedimentares, as fraturas intracontinentais, as colisões entre continentes e eventos orogênicos de âmbito global, além da formação do supercontinente Rodínia – ou terra mãe, em russo –, formam-se as principais jazidas ou grandes concentrações de minerais metálicos; De 13 de junho a 24 de agosto (Criptozoico ou Pré-Cambriano - Proterozoico) aparecem os primeiros seres eucariontes; De 24 de agosto a 12 de outubro (Criptozoico ou Pré-Cambriano – Proterozoico - Ediacarano) entre os animais existentes inicia-se a reprodução sexuada; De 12 de outubro a 17 de novembro (Criptozoico ou Pré-Cambriano – Proterozoico – Ediacarano) tem início a biota Ediacarana; De 17 ao 22 de novembro (Fanerozoico – Paleozoico – Cambriano) havia um clima ameno em toda a superfície; surgiram os anelídeos, os artrópodes, os braquiópodes, os equinodermos, os moluscos e as esponjas, entre outros animais; as Trilobitas e os braquiópodes tornam-se dominantes; a superfície só apresentava vegetais, tipo algas marinhas; De 22 a 25 de novembro (Fanerozoico – Paleozoico – Ordoviciano) o clima tornou-se muito úmido, embora ameno; no fi nal do período, porém, formaram-se grandes geleiras, sendo essa a provável causa do desaparecimento de cerca de 60% de todos os gêneros de vida e 25% dos invertebrados marinhos; apareceram os primeiros animais de grande porte, como os artrópodes marinhos (com 2 metros ou mais), e os primeiros peixes sem mandíbula e com barbatanas; De 25 a 28 de novembro (Fanerozoico – Paleozoico – Siluriano) ocorreu o derretimento das geleiras e a consequente elevação do nível do mar; surgiram os recifes de corais e os primeiros peixes com mandíbula; os artrópodes colonizaram a terra fi rme; no fi nal dessa fase, aparecem animais e plantas em terra fi rme, surgindo também as amonites; De 28 de novembro a 2 de dezembro (Fanerozoico – Paleozoico – Devoniano) apareceram as plantas de pequeno porte e os corais chegam ao seu auge; surgiram os primeiros anfíbios; os insetos têm grande desenvolvimento e os peixes começam a deixar a água com a transformação das barbatanas em patas; De 2 a 7 de dezembro (Fanerozoico – Paleozoico – Carbonífero) formam-se grandes jazidas de carvão; nos últimos dias dessa fase, os répteis adquiriram a capacidade de se reproduzir em terra fi rme; 15 De 7 a 11 de dezembro (Fanerozoico – Paleozoico – Permiano) os continentes unem-se e formam a Pangeia; a fauna terrestre é dominada por insetos semelhantes às baratas e por animais que não são nem répteis nem mamíferos, os Synapsida; nas águas doces, havia anfíbios gigantes e no mar já existiam tubarões primitivos, moluscos cefalópodes, braquiópodes, trilobitas e artrópodes gigantes; as únicas criaturas voadoras são parentes gigantes das libélulas; surgiu a fl ora Glossopteris e os répteis, como o Mesossaurideo; no fi m dessa fase, ocorre a extinção de 95% da vida na Terra, extinguindo as trilobitas; De 11 a 15 de dezembro (Fanerozoico – Mesozoico – Triássico) a América do Sul torna-se um vasto deserto arenoso; os répteis dividem-se em muitos grupos e ocupam diversos habitats; surgiram os primeiros dinossauros e os primeiros mamíferos ovíparos; as fl orestas de coníferas fl oresceram; De 15 a 19 de dezembro (Fanerozoico – Mesozoico – Jurássico) tem início a divisão da Pangeia; as maiores formas de vida são os répteis marinhos, como os ictiossauros, os plesiossauros e os crocodilos, bem como os peixes; em terra fi rme, os grandes répteis (arcossauros) são os dominantes; surgiram os primeiros pássaros e os pterossauros tornam- se numerosos; surgiram as plantas com fl ores; instalam-se as condições para a formação das bacias sedimentares oceânicas com potencial petrolífero que temos hoje; De 19 a 25 de dezembro (Fanerozoico – Mesozoico – Cretáceo) os continentes começaram a adquirir a atual confi guração e os dinossauros alcançaram seu auge, sofrendo, porém, uma extinção em massa às 18 horas do dia 25, momento em que surgiram os primitivos mamíferos placentários e mais algumas plantas com fl ores; De 25 a 29 de dezembro (Fanerozoico – Cenozoico – Paleogeno) surgiram os mamíferos modernos e ocorre a extinção das espécies mais velhas; De 29 a 31 de dezembro (Fanerozoico – Cenozoico – Neogeno) ocorre a expansão dos mamíferos de grande porte (embora muitos tenham sido posteriormente extintos) e o aparecimento do Homo sapiens sapiens, nosso ancestral primitivo mais recente, que surgiu no dia 31 de dezembro às 23 horas, 36 minutos e 51 segundos. Adaptado de http://www.cprm.gov.br/. Acessado em 16/10/2014. E de Eicher (1975, p. 34). 16 Unidade: Geobiocronologia Classifi cação das Unidades Litoestratigráfi cas Todas as rochas, exceto os granitos e gnaisses, obedecem a padrões de sucessão vertical e são hierarquizadas dentro de uma normatização universal. Consideramos as rochas sempre a partir da seguinte classificação (Figura 3): Supergrupo (associação de vários grupos); Grupo (duas ou mais formações); Formação (unidade fundamental); Membro (parte de uma formação). Formação Figura 3 – Modelo de coluna estratigráfica com a nomenclatura hierarquizada de camadas ou estratos de rocha Fonte: degeo.ufop.br A formação é a unidade litoestratigráfica fundamental. Ela deve ser definida por uma ou mais camadas de uma ou mais rochas, com certa homogeneidade. A formação pode ser constituída por um único tipo ou por uma repetição de dois ou mais tipos de rochas ou, ainda, possuir uma rocha que, por sua singularidade, possa ser diferenciada das camadas adjacentes. 17 O nome das unidades leva o tipo de rocha e a toponímia do local onde ela foi originalmente descrita e apresenta as suas características mais singulares. Como exemplo, podemos citar: Formação Rio do Rasto, Formação Botucatu, Grupo Bom Jardim, Formação Serra Geral, etc. A Figura 3 apresenta um esquema de legenda de uma coluna litoestratigráfica. Unidade litodêmica ou corpo Unidade litodêmica ou corpo é aquela que, devido aos seus aspectos litológicos, não obedece à lei de sucessão vertical das camadas. São os casos das rochas ígneas intrusivas e das rochas metamórficas. No Brasil, esse tipo de classificação é utilizada principalmente para rochas do pré-cambriano. Para tanto, é necessário que a rocha apresente limites mais ou menos reconhecíveis, como os contatos bem definidos em relação às rochas adjacentes. Assim, as unidades litodêmicas ou corpos rochosos correspondem mais ou menos às formações da classificação anterior. A diferença é que, no caso da unidade litodêmica, trata-se de um único corpo de rocha ígnea intrusiva ou metamórfica. A denominação dos litodemas obedece ao mesmo critério das formações, ou seja, utiliza- se o nome da rocha e a toponímia do local onde foram descritos de forma pioneira – por exemplo: Anortosito Capivarita, Granito Santana. Suíte Em termos conceituais, a suíte se assemelha ao grupo, isso é, contém dois ou mais litodemas. A denominação da unidade é dada da mesma forma que nas classificações anteriores – por exemplo: Suíte Granítica Caçapava do Sul, Suíte Granítica de Itu, etc. Complexo Não se assemelha a nada já apresentado anteriormente. O complexo é formado por lito- demas de dois ou mais tipos que apresentam alguma delimitação reconhecível em relação às rochas adjacentes e que, por esse motivo, não devem ser considerados como rochas indepen- dentes. A nomenclatura segue as regras anteriores, por exemplo: Complexo Metamórfico Porongos, Complexo Amparo, Complexo Belo Horizonte, etc. Datação ou idade relativa A datação ou a idade relativa das rochas, por seu elevado teor empírico e subjetivo, não permite que saibamos quantos anos ela tem, e sim se ela se formou antes ou depois de um evento geológico ou de rochas adjacentes. Nesse tipo de datação são empregados os princípios de Steno, dos quais passaremos a tratar em seguida. 18 Unidade: Geobiocronologia Princípio dasuperposição Figura 4 – Afloramento de Varvito com marcas de ondulação Em uma sequência de camadas de rocha não perturbadas por tectonismo, a camada é sempre mais jovem do que aquelas que estão abaixo dela e mais velha do que as que estão acima (BRANCO, 2014). A Figura 4 representa uma situação cabível à aplicação do princípio de superposição, muito embora haja sinais de perturbação (ondulações) em algumas camadas. Princípio da horizontalidade original Segundo Steno, as rochas sedimentares são depositadas horizontalmente. São os esforços posteriores de compressão ou distensão que mudam essa originalidade. Há algumas exceções, como depósitos de encostas escarpadas e depósitos em dunas (BRANCO, 2014). O princípio pode ser aplicado ao exemplo da Figura 4, ainda que haja perturbações do tipo marcas de ondulação em algumas camadas. Princípio da continuidade lateral Figura 5 – Trecho do rio Colorado, Grand Canyon National Park. Arizona-EUA As sequências estratigráficas idênticas expostas em lados opostos de um vale ou os morros sedimentares residuais em uma grande planície devem ser interpretados como restos de camadas que já foram contínuas na área onde o vale foi aberto. A repetição entre os estratos rochosos deve ser idêntica em ambos os lados do vale ou nos vários “morros testemunhos” da antiga superfície erodida (CARNEIROS, 2005). A Figura 5 é um exemplo de situação na qual podemos aplicar o princípio da continuidade lateral. 19 Princípio das relações de intersecção Figura 6 – Intersecção em sedimentos de encosta íngreme Qualquer rocha que foi atravessada por um corpo de rocha intrusiva ígnea, ou por uma falha, deve ser considerada mais antiga que a rocha ígnea ou a falha (BRANCO, 2014). Na Figura 6, é possível observar que em meio aos sedimentos há uma intersecção de material ígneo. Com o tempo e o processo de erosão, ambos são desgastados e expostos ao ar livre, mas todo o processo de intersecção ocorre em grandes profundidades. Fonte: farm3.staticflickr.com Datação ou Idade absoluta A data ou idade absoluta de uma rocha ou qualquer objeto datável pode ser determinada de duas formas básicas: · Datação pelo conteúdo fossilífero Figura 7 – Assembleia fóssil em sedimento Os fósseis que viveram por curtos espaços de tempo geológico e em grandes áreas na superfície terrestre são considerados como fósseis-índices. Eles são usados para determinar a idade das rochas que os abriga desde a sua morte até a atualidade. As assembleias fósseis são as acumulações mais numerosas das partes duras (esqueléticas) de formas de vida alóctones ou autóctones, em estratos sedimentares específicos (Figura 7). Fonte: Wikimedia Commons · Datação por isótopos radioativos ou datação radiométrica A datação radiométrica usa a desintegração espontânea (“meia-vida”) de núcleos atômicos de alguns elementos químicos encontrados na natureza para descobrir a idade das rochas. Os elementos que possuem 84 prótons ou menos são considerados instáveis e precisam emitir radiação para voltar ao estado de equilíbrio. 20 Unidade: Geobiocronologia Todos os elementos químicos que têm núcleos instáveis emitem radiação num certo instante da sua existência. Daí eles se transformam em outro elemento (por decaimento radioativo), que vai emitir radiação em uma temporalidade diferente do anterior e em uma intensidade menor. Após diversos estágios de decaimentos sucessivos, o elemento do último estágio da transformação se torna estável, ou seja, para de emitir radiação. O decaimento mais simples é a emissão dos raios gama quando isótopos instáveis têm seus núcleos rompidos em razão da instabilidade atômica. Sabendo a velocidade com que esse processo ocorre, ou seja, a quantidade de tempo que o núcleo instável leva para sofrer o decaimento, esse corresponderá à idade da rocha. A título de exemplo, vejamos o método de datação da sequência Urânio – (U238) / Chumbo (Pb206). O isótopo Urânio (U238) desintegra quando seu núcleo é rompido. Após a emissão da radiação, ele se transforma no Tório (Th234). Esse, por sua vez, após a emissão, gera o Protactínio (Pa234). As perdas sucessivas de “meias vidas” ocorrem por mais 14 fases até que, finalmente, a sequência chega ao produto considerado final: o Chumbo (Pb206), com núcleo estável, ou seja, não emite mais radiação. Em cada uma das sequências que levam à transformação do isótopo “pai”, por exemplo, o Urânio - U238, até o “filho”, Chumbo (Pb206), ocorre a perda de “meia vida” em temporalidades específicas. O Quadro 6 apresenta as características, incluindo a perda de meia vida, dos diversos isótopos, incluindo o do exemplo citado, mais usado em datação radiométrica. Quadro 6 – Os isótopos e suas meias idades (em bilhões de anos - G.a.) Isótopo ‘‘pai’’ Isótopo ‘‘filho’’ Meia vida (G.a.) (Sm) Samário 147 (Nd) Neodímio 160,0 (Rb) Rubídio 87 (Sr) Estrônico 87 48,8 (Th) Tório 232 (Pb) Chumbo 208 14,0 (U) Urânio 238 (Pb) Chumbo 206 4,5 (K) Potássio 40 (Ar) Argônio 40 1,25 (U) Urânio 235 (Pb) Chumbo 207 0,70 (Re) Rênio 187 (Os) Ósmio 187 43,0 (Lu) Lutécio 176 (Hf) Háfnio 176 35,0 (C) Carbono 14 (N) Nitrogênio 14 0 - 50 000 a Fonte: adaptado de http://www.ige.unicamp.br/terraedidatica/v1/pdf-v1/p006-035_carneiro.pdf. Acessado em: 16/10/2014. Assim, chegamos à configuração da escala contemporânea do tempo geológico. A datação radiométrica deu ao homem a possibilidade de explicar o tempo profundo, aquele no qual nós, seres humanos, não estivemos presentes, mas que, devido ao emprego dessa tecnologia, podemos narrar com bastante precisão. 21 Material Complementar Sites: Mapa geológico de William Smith (1769 – 1839) – clique sobre a imagem para ampliar. http://libweb5.princeton.edu/visual_materials/maps/websites/thematic-maps/quantitative/geology/smith-map-1815-thumbnail.jpg Escala internacional do Tempo Geológico (2014) – clique sobre a imagem para ampliar. http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2014-02.jpg Uma proposta de descrição do tempo geológico: http://www.cprm.gov.br/publique/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=1094&sid=129 CPRM – Paleontologia das Bacias do Parnaíba, Grajaú e São Luís – Reconstituições Paleobiológicas:http://www.cprm.gov.br/publique/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=1261&sid=9 CPRM – Publicações: http://www.cprm.gov.br/publique/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=1114&sid=9 22 Unidade: Geobiocronologia Referências BRANCO, P. M. Como Sabemos a Idade das Rochas? Disponível em: http://www.cprm.gov.br/publique/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=1070&sid=129. Acessado em: 16/10/2014. CARNEIRO, C. D. R.; MIZUSAKI, A. M. P.; ALMEIDA, F. F. M. de. A determinação da idade das rochas. Terræ Didática, 1(1):6-35. 2005. Disponível em: http://www.ige.unicamp.br/terraedidatica/. Acessado em: 16/10/2014. EICHER, D. Tempo Geológico: textos Básicos de Geociências. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1975.
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