Aula 4 - O Tempo Geológico

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Tópicos Especiais - BCMT
O Tempo 
Geológico
Profa. Cícera Neysi de Almeida
Departamento de Geologia/IGEO/UFRJ
Definição de Tempo
✓ Duração relativa das coisas que cria no ser humano a ideia de presente, passado e
futuro; período contínuo no qual os eventos se sucedem (Dicionário Houaiss)
✓ Uma ilusão. A distinção entre passado, presente e futuro não passa de uma firme e
persistente ilusão. (Albert Einstein)
"Cada segundo que passa é um milagre que jamais se repete." (Antiga frase dita pela
Rádio Relógio do Rio de Janeiro).
Em Física, tempo é a grandeza física diretamente associada ao correto sequenciamento,
mediante ordem de ocorrência, dos eventos naturais; estabelecido
segundo coincidências simultaneamente espaciais e temporais entre tais eventos e as
indicações de um ou mais relógios adequadamente posicionados, sincronizados e
atrelados de forma adequada à origem e aos eixos coordenados do referencial para o qual
define-se o tempo.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein
✓ O tempo sempre apresentou dificuldades conceituais únicas tanto para cientistas como para
filósofos (ver Kitts 1966, 1989).
✓ Nós experimentamos o tempo somente no presente.
Nosso sentido da duração do tempo é subjetivo, uma inferência baseada em nossa
transitoriedade, percepções de eventos experienciados e nossa memória do passado.
Tornamos nosso conceito de "duração" mais ou menos objetivo por referência a algum padrão
quantificável repetitivo, como um dia ou um ano, mas nossa capacidade de compreender a
duração permanece subjetiva, moldada e limitada pelas condições da experiência individual.
✓ Uma vez que o tempo geológico, tal como o tempo histórico, permanece para sempre fora
do âmbito da nossa experiência direta, o nosso conceito de tempo geológico é um artefato.
Tinha que ser criado ou "inventado".
BURCHFIELD, 2017
O Tempo Geológico
O Tempo Geológico
A conceituação do tempo geológico envolve pelo menos cinco etapas essenciais:
1. O reconhecimento da evidência de uma sucessão de eventos passados no registro
estático das rochas;
2. A aceitação de uma era terrestre significativamente maior do que o registro
histórico da espécie humana (a noção, por mais vaga que seja, de "tempo
profundo");
3. O desenvolvimento de um sentido histórico do passado da Terra através da
construção de uma escala de tempo geológico;
4. A criação de métodos quantitativos para calcular a duração dessa escala;
5. E a aceitação de um limite quantitativamente determinável para a idade da Terra.
O Tempo Geológico
O reconhecimento da evidência de uma sucessão de eventos passados no registro
estático das rochas
As rochas são o diário da Terra e o geólogo aprende a ler esse diário.
http://portaldoprofessor.fct.unesp.br:9000/topico/meio-fisicobiotico/
Arenitos da Formação Botucatu.
Rochas do Aquífero Guarani.
Correspondem a um deserto do 
Jurássico superior/Cretáceo 
inferior 151–134 Ma.
O Tempo Geológico
As rochas são o diário da Terra e o geólogo aprende a ler esse diário.
Arenitos da Formação 
Botucatu.
Rochas do Aquífero 
Guarani.
Correspondem a um 
deserto do Jurássico 
superior/Cretáceo 
inferior 151–134 Ma.
Gondwana Map Project – Departamento de Geologia/UFRJ Coordenadora: 
Profa. Renata Schmitt.
O Tempo Geológico
As rochas são o diário da Terra e o geólogo aprende a ler esse diário.
Arenitos da Formação 
Botucatu.
Rochas do Aquífero 
Guarani.
Correspondem a um 
deserto do Jurássico 
superior/Cretáceo 
inferior 151–134 Ma.
Gondwana Map Project – Departamento de Geologia/UFRJ Coordenadora: 
Profa. Renata Schmitt.
O Tempo Geológico
Os Princípios Geológicos
Registro Fossilífero
Datação Radiométrica
O Estabelecimento 
do Tempo Geológico 
baseia-se em
Os Princípios Geológicos
1669 – Nicolau Steno
Princípios de Steno
▪ Princípio da 
Superposição
▪ Princípio da 
Horizontalidade
▪ Princípio da 
Continuidade Lateral
O Princípio da Superposição
Em qualquer sucessão
de estratos de rochas
(que não tenha sofrido
deformação), o estrato
mais antigo posiciona-
se mais abaixo, com os
estratos sucessiva-
mente mais jovens,
posicionando-se acima.
TEMPO 1 TEMPO 2 TEMPO 3
Mais 
velho
Mais 
novo
O Princípio da Superposição
https://www.sciencenewsforstudents.org/article/scientists-say-stratigraphy
Mais velho
Mais novo
O Princípio da Horizontalidade Original
Essas camadas tem permanecido
com a mesma orientação desde
quando iniciou a deposição (ca. 450
Ma). Decorah - Iowa
argilito
calcário
Depósitos sedimentares
se acumulam geralmente
em camadas horizontais
sob a influência da
gravidade.
arenito
O Princípio da Horizontalidade Original
Depósitos sedimentares
se acumulam geralmente
em camadas horizontais
sob a influência da
gravidade.
Como acontece?
Exemplos
Deposição 
no fundo de 
um lago
Deposição 
no fundo 
do mar
O Princípio da Continuidade Lateral
Camadas
sedimentares
são contínuas,
estendendo-se
até as margens
da bacia de
deposição, ou
afinando-se
lateralmente.
O Princípio da Sucessão Faunística
William Smith (inicio sec.
XVIII)
As camadas de rochas
sedimentares de uma dada
locação contêm fósseis em
uma sequencia definida, a
mesma sequência pode ser
observada em rochas de
outras localidades. Dessa
forma, os estratos podem
ser correlacionados entre
localidades diferentes.
Fossil y
Fossil x Fossil x Fossil x
Fossil x
Fossil y
Fossil y
Fossil z
Fossil z
O Princípio das Relações Entrecortantes dos Corpos Rochosos
James Hutton (1875)
Qualquer feição
geológica (rocha,
fóssil, estrutura, etc.)
cortada por outra
(rocha, estrutura,
etc.) é mais antiga do
que a rocha que a
corta ou contem a
estrutura, fóssil, etc.
Charles Darwin
A Teoria da Seleção
Natural e a Evolução
das Espécies (1859)
Organismos vivos como
os fossilizados se
originavam de um único
ancestral comum e se
transformavam ao longo
do tempo.
✓ As questões naturais devem ser
compreendidas por meio de processos da
natureza, dissociando o pensamento
científico do religioso;
✓ Eram necessários grandes períodos para
que ocorressem as transformações capazes
de explicar a diversidade de espécies;
✓ Nosso planeta tinha muitos milhões de
anos, contrariando a ideia bíblica de 6.000
anos
O Registro Fossilífero
O Registro Fossilífero compreende todo o conjunto de fósseis
preservados nas rochas da Terra, desde os mais remotos até os
mais recentes.
Este registro representa apenas uma fração infinitesimal da
história da vida na Terra, mesmo assim nos permite uma boa
aproximação da história evolutiva da vida.
O Registro Fossilífero
Registros mais antigos de compostos 
orgânicos 3,7 Ba
Papineau et al. 2019
Os mais antigos restos de seres vivos 
encontrados - Bactérias (3,5 – 3,0 Ba)
O Registro Fossilífero
Estromatólito de Gunflint
(Canadá) e fóssil de 
bactéria nele contido.
H. Hofmann, McGill Univ.
A Flora de Sílex Gunflint
Descoberta em 1953 
A Formação Gunflint
(Minesota – EUA) é
constituída por uma
alternância de camadas
silicosas e camadas de óxido
de ferro, com estromatólitos
associados.
Os registros fósseis incluem:
Bactérias, cianofíceas,
esporos (2.0 Ba)
 
A Fauna de Ediacara
Descoberta em
1868 por A.
Murray na
Australia.
Registro do surgi-
mento dos primei-
ros animais.
Estes são multice-
lulares.
esponjas
dicksonia
Medusas - celenterados
https://pt.wikipedia.org/wiki/Alexander_Murray
A Fauna de Ediacara
Dickinsonia é o mais antigo fóssil animal conhecido 558 
Ma. Tinha segmentos no corpo, era achatado e ovalado 
e encontraram-se fósseis que chegam a ter um metro de 
comprimento.
Reconstrução artística do fundo 
dos oceanos no Período 
Cambriano com a Fauna de 
Ediacara.
Datação Radiométrica
✓ Geocronologia Moderna  obtenção da idade do
evento ou formação de um mineral ou rocha
utilizando os métodos radiométricos.
Métodos Radiométricos

Baseiam-se na radioatividade
Datação Radiométrica
Radioatividade
Transformação nuclear
espontânea que modifica o
número de prótons e
nêutrons (núcleo)de
determinados elementos
químicos convertendo-o a
um isótopo diferente

Desintegração Radioativa
Emissão simultânea de 
radiação
Raios 
Partículas  e 
Isótopo Instável
Radioativo
Isótopo Filho
Radiogênico
Datação Radiométrica
Tempo de meia-vida  tempo necessário 
para que metade dos nuclídeos radioativos 
transformem-se em nuclídeos radiogênicos

desintegração é um processo exponencial 
negativo
proporcional ao número de nuclídeos
radioativos no sistema
Constante de desintegração 
probabilidade de um átomo se desintegrar
em um dado intervalo de tempo
Nucleo
Pai
Nucleo
Filho
Partícula 
alfa
Radioativo
Radiogênico
Datação Radiométrica
Desintegração 
radioativa através do 
tempo
 = 1/6 por unidade de tempo (T)
N inicial de radioativos = 36
T1 1/6  radiogênicos = 6 5/6 do pai = 
30
T2  radiogênicos 6 + 5 (1/6 30) = 11
5/6 do pai (5/6 de 30 = 25)
T1/2 = 3.9  radiogênicos = 18
T20 = 34F/2P
N = isótopo radioativo

= constante de desintegraçãowww.see.leeds.ac.uk 
Dynamic Earth - Dating rocks - radioactive decay though time
N 1
~
t-
F
N-
F
= t
https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.see.leeds.ac.uk%2Fstructure%2Fdynamicearth%2Fdating%2Fdecay.htm&psig=AOvVaw1YZ8v5Kq14r1Mqh6lWeGbv&ust=1596389082328000&source=images&cd=vfe&ved=0CAMQjB1qFwoTCNj27_rC-uoCFQAAAAAdAAAAABAD
https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.see.leeds.ac.uk%2Fstructure%2Fdynamicearth%2Fdating%2Fdecay.htm&psig=AOvVaw1YZ8v5Kq14r1Mqh6lWeGbv&ust=1596389082328000&source=images&cd=vfe&ved=0CA0QjhxqFwoTCNj27_rC-uoCFQAAAAAdAAAAABAD
Obtenção da Idade das Rochas
43 0.161
187Os
187Re 
Meteoritos e depósitos 
de molibdênio.
Zircão, apatita, granada, 
monazita
350.198 
176Hf176Lu
Zircão, uraninita, 
pichblenda
4.5 1.55 
206Pb 238U 
Zircão, uraninita, 
pichblenda 
0.71 0.9848 
207Pb 235U 
Zircão, uraninita, 
pichblenda 
14 0.4947
208Pb 232Th 
Granada, badeleyta, 
rocha total
106 0.0654 143Nd 147Sm 
Musc, bio, feld, rocha
total
48 0.142 
87Sr 87Rb 
Musc, bio, horn, sanid,
ort, plag, rocha total
1.25 0.78
4.96 
40Ar
40Ca 
40K 
Material Usadot1/2 x 10
9
anos (Ga)
 x 
10-10/ano
Elemento
Radiogênico
Elemento
Radioativo
Métodos Utilizados 
para a Datação de 
Rochas e de 
Minerais
Obtenção da Idade das Rochas
Método 87Rb - 87Sr
87Rb  87Sr + - + 
−
𝑁
𝐹
= 𝑇
−
87𝑅𝑏
87𝑆𝑟
= 𝑒𝑡
Uma rocha no
momento da sua
formação tinha 32
isótopos de 87Rb
Após um tempo de
meia-vida: 16 87Rb e
87Sr
Ilustrações: webgeology
https://www.nbvm.no/br
Obtençã da Idade das Rochas
Ilustrações: webgeology
https://www.nbvm.no/br
Para cada tempo
de meia-vida
transcorrido a
metade de
isótopos pai é
reduzida à metade.
Método 87Rb - 87Sr
16 87Sr
8 87Sr
4 87Sr
2 87Sr
1 87Sr
Transcorridos cinco
anos de meia-vida
(24,4 Ga):
−
87𝑅𝑏
87𝑆𝑟
=
1
31
A idade desse
material fictício
seria
24,4 Ga
Obtenção da Idade de Material Orgânico
Método 14C
14C→14N + β, p
Os raios cósmicos de alta energia colidem
com átomos gasosos, emitindo nêutrons
livres.
Esses nêutrons colidem, por sua vez, com
átomos de nitrogênio-14 (14N), muito comum
na atmosfera terrestre, produzindo o 14C.
Esse 14C logo se combina com o oxigênio do
ar, formando uma molécula de gás
carbônico.
Ao morrer, o ser deixa de respirar.
Por conseguinte, deixa de absorver 14C.
Portanto, depois que a planta ou animal
morre, o 14C, radioativo, presente em seu
corpo, vai gradualmente emitindo
radiação β e virando 14N, que não é
radioativo
Obtenção da Idade de Material Orgânico
Método 14C
14C→14N + β, p
A análise por meio do método
de 14C é efetiva, normalmente,
até idades de 30 mil a 40 mil
anos BP, já que, após esse
período, a radiação emitida
pelo 14C terá sido reduzida a
praticamente Zero.
P (presente) = 1950
T1/2 = 5.370 anos
Tipos de Idades
✓A datação de rochas é o objeto de estudo da Geocronologia, podendo
ser expressa sob duas modalidades – Relativa e Absoluta.
Chama-se datação, em Geologia, o estabelecimento de idade de
camadas ou sequência de camadas de rochas sedimentares ou
de formação de rochas ígneas e metamórficas.
Tipos de Idades
A idade relativa estabelece
apenas relações posicionais,
determinando se um evento
geológico ocorreu antes ou
depois de outro evento
geológico. Baseia-se em três
critérios:
• O Princípio da
Superposição
• Relações de Interseção
entre os corpos
• Métodos
Biocronológicos
calcário
argilito1
argilito2
argilito3
Derrame de 
basalto
arenito
Sequência
7ª Dique de 
basalto
6ª Argilito 3
5ª Arenito
4ª Argilito 1
3ª Derrame de 
basalto
2ª Argilito 1
1ª calcário
Tipos de Idades
A idade absoluta
estabelece um número
específico de anos para
o tempo de formação
da rocha.
É obtida através dos
métodos
radiométricos.
Idade do granito do 
Pão de Açúcar
560 Ma
Obtida pelo método 
U-Pb em zircão
O Tempo Geológico e a Idade da Terra
Entende-se como
tempo geológico, o
tempo decorrido
desde o final da
fase formativa da
Terra até os nossos
dias.
A Idade da Terra e a Evolução do 
Conhecimento Científico
Ma
O Tempo Geológico e a Idade da Terra
A idade da Terra foi
determinada em
1956 por Clair
Paterson utilizando
o Método Pb-Pb.
O material datado 
foi um meteorito.
1.200 km
O Tempo Geológico e a Idade da Terra
A Rocha 
mais 
antiga
A rocha mais antiga, datada na 
Terra, é o Gnaisse do Complexo 
Acasta localizado na Província 
Slave (NW Canadá)
Idade 4.1 Ga.
O Tempo Geológico e a Idade da Terra
A Rocha 
mais da 
América 
do Sul
Bahia
Fonte: Elson P. Oliveira et al 2020
O Tempo Geológico e a Idade da Terra
Cortesia: Prof. Elson Paiva Oliveira
Complexo Mariri
constituído por
gnaisses bandados
As idades obtidas pelo
método U-Pb em
zircão indicam cerca
de 3,6 Ga.
A Rocha 
mais da 
América 
do Sul
Bahia
O Tempo Geológico e a Escala do Tempo Geológico
✓ Entende-se como tempo geológico, o tempo decorrido desde o 
final da fase formativa da Terra até os nossos dias.
✓ Dá-se o nome de escala do tempo geológico a um arranjo de
unidades geocronológicas por ordem de idade, sendo
apresentada sob uma forma de tabela.
✓ Unidades Geocronológicas: eon, era, período, época, idade, 
cron.
O Tempo Geológico e a Escala do Tempo Geológico
As divisões do calendário da Terra
EONS
Hadeano = inferno
Arqueano = arcaico
Proterozoico = vida primitiva
Fanerozoico = vida visível
PERÍODOS
Cambriano
Ordoviciano
Siluriano
Devoniano
Carbonífero
Permiano
Triássico
Jurássico
Cretáceo
Paleógeno
Neógeno
Quaternário
Abreviaturas
Ba – bilhões de anos
Ma – milhões de anos
ma – mil anos
ERAS
Paleoproterozoica = primeira vida antiga
Mesoproterozoica = vida média primitiva
Neoproterozoica = vida nova primitiva
Paleozoica = vida antiga
Mesozoica = vida média
Cenozoica = vida nova
Paleozoica
Mesozoica
Cenozoica
A Escala do Tempo Geológico
EON ERA PERÍODO ÉPOCA MARCADORES DO TEMPO 
F
an
er
o
zo
ic
o
 
C
en
o
zo
ic
a 
Quaternário Holoceno 
Pleistoceno Final da última glaciação 11,7 Ma 
Neógeno Mudança na biota microscópica 2,58 Ma 
Paleógeno Extinção de alguns foraminíferos 23 Ma 
M
es
o
zo
ic
a 
Cretáceo Extinção em massa (dinossauros, amonoides, 
entre outros) 
66 Ma 
Jurássico Extinção de alguns répteis (alguns corocodilos, 
alguns dinossauros) 
145 Ma 
Triássico Extinção de grande parte da vida marinha 
(muitos bivalves, gastrópodes e amonoides) 
201 Ma 
P
al
eo
zo
ic
a 
Permiano Extinção em massa (90% da vida na Terra 
incluindo os trilobitas) 
251 Ma 
Carbonífero Surgimemto dos fusulinídeos (foraminífero – 
protozoário microscópico) 
303 Ma 
Devoniano Perturbações paleoambientais (flutuação do 
nível do mar, início da glaciação continental no 
Gondwana) 
358 Ma 
Siluriano Primeiras plantas terrestres. 419 Ma 
Ordoviciano Extinção ordoviciana-siluriana 
(desaparecimento de 1/3 das famílias de 
braquiópodes e briozoários, muitos trilobitas, 
conodontes) 
443 Ma 
Cambriano Extinção cambriana-ordoviciana(muitos 
braquiópods e conodontes) 
Surgimento dos trilobitas 
485 Ma 
P
ro
te
ro
zo
ic
o
 
Neoproterozoco Formação do supercontinente Gondwana; 
surgimento de vida animal multicelular (A 
Fauna de Ediacara) 
542 Ma 
Mesoproterozoico Formação do supercontinente Rodínia 1,0 Ba 
Paleoproterozoico Ruptura dos continentes anteriormente 
formados 
1,6 Ba 
A
rq
u
ea
n
o
 Colisões continentais e formação de cadeias de 
montanhas por todo o planeta 
 
 
Surgimento da vida 
2,5 Ba 
H
ad
e
an
o
 Ausência de vida 4,0 Ba 
 
 
4,6 
 
As grandes divisões do tempo 
geológico são marcadas:
a) Por evento de surgimento e 
extinção de vida
b)Grandes eventos que 
modificaram a crosta 
terrestre