Aula 1 - Tempo Geológico

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1 - TEMPO GEOLÓGICO
 Histórico, mudança da concepção, divisão do tempo geológico, metodologias para a determinação do tempo geológico, tempo relativo e absoluto, unidades estratigráficas, correlação.
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TEMPO GEOLÓGICO
Busca e entendimento de fenômenos naturais que aconteceram há milhares, milhões ou até bilhões de anos, pelo exame do registro geológico (rochas, fósseis, estruturas geológicas)
A escala de tempo geológico pode ser resumida basicamente em duas categorias:
 – a que mede o tempo relativo;
 – a que mede o tempo absoluto.
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Arcebispo Ussher
publicou volumoso tratado sobre a 
cronologia bíblica e, com isto, incutiu
que a Terra teria cerca de 6000 anos;
Aceitação literal dos escritos hebraicos.
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Lei da superposição de camadas
Em uma seqüência não-deformada de rochas sedimentares, cada camada é mais antiga que a sobrejacente e mais jovem que a subjacente.
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Princípio da horizontalidade original
Os sedimentos são depositados em camadas sucessivas horizontais ou quase horizontais.
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Princípio das relações de interseção
Quando uma falha geológica corta uma camada, ou um dique intrude na mesma, falha e dique são mais jovens.
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DATAÇÃO RELATIVA
CORRELAÇÃO FOSSILÍFERA
Já o Fanerozóico conta com a ajuda dos fósseis embora a precisão não seja um atributo deste tipo de metodologia. Entretanto, conforme nos aproximamos do recente esses erros baseados na idade dos fósseis são menores. 
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Entretanto, a extrapolação dessa escala relativa de um lugar restrito para outras áreas é muito difícil, principalmente se essas áreas localizam-se em continentes diferentes. Essas relações são virtualmente impossíveis de se inferir para o Pré-Cambriano que ocupa 
85% da história geológica. 
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Os geocientistas que elaboraram a coluna geológica padrão, eram frequentemente desafiados pela questão do tempo geológico. Não era possível então responder perguntas como:
 Quanto tempo haveria se passado desde o fim do Cambriano até o início do Permiano? 
 Quão longo havia sido o Terciário?
Qual a idade da Terra e dos oceanos?
 Desde quando os humanos haviam habitado a Terra?
 Ao final do século XIX descobriu-se a radioatividade e com isso uma maneira de se responder a essas perguntas.
290 ma
62 ma
4,5 ba e 4,3 ba
2.2 ma
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Radioatividade e Datação Radiométrica
	Além dos métodos de datação relativa, pode-se também obter datas absolutas para eventos do passado geológico. Sabe-se assim, que a Terra tem ± 4,6 b.a. e que os dinossauros foram extintos a ± 65 m.a. , isto através da datação radiométrica mas mesmo assim uma dose de imprecisão ainda estará presente.
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Muitos átomos são estáveis e não se modificam, entretanto, alguns são instáveis, constantemente liberando calor à medida que seu núcleo subdivide-se ou perde partículas. Este calor ajuda a manter as altas temperaturas no interior da Terra.
Um átomo é composto de elétrons, prótons e neutrons. 
Elétrons negativos e prótons positivos. 
Um neutron nada mais é do que uma combinação de próton+elétron e por isso não possui carga.
Prótons e neutrons localizam-se no núcleo do átomo e os elétrons orbitam ao seu redor.
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nº massa = prótons + neutrons
 nº atômico = nº prótons (identidade do átomo)
	O mesmo elemento pode ter variantes com nº de massa diferente, mas nº atômico iguais ao que chamamos de isótopos. 
	Alguns isótopos são instáveis e seu núcleo sofre modificações espontâneas num processo que chamamos de radioatividade.
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Essas modificações podem ser:
Emissão de partícula alfa = 2P + 2N
Emissão de partícula beta = 1 elétron
Captura de elétrons
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2P + 2N
 nº massa = prótons + neutrons
 nº atômico = nº prótons (identidade)
1 elétron
2P + 2N
1 e
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 O decaimento radioativo é uma propriedade do núcleo. As alterações físicas e químicas do ambiente afetam apenas os elétrons orbitais, não interferindo portanto no decaimento dos isótopos. O importante nisto é a possibilidade de calcular a idade ± exata de rochas e minerais que contenham isótopos radioativos. Ex: quando o urânio é incorporado em um mineral que se cristaliza do magma, não existe ainda o chumbo oriundo do decaimento radioativo. À medida que o urânio se desintegra, os átomos filhos de chumbo são formados e podem ser medidos. A taxa de decaimento do átomo é igual a de crescimento do átomo filho (curvas contrárias)
 O tempo necessário para que metade do núcleo se desintegre é chamado de ½ vida e dessa forma podemos medir a idade das rochas. Se a ½ vida de um isótopo é conhecida e a taxa átomos pai/filho pode ser determinada, então a idade da rocha pode ser conhecida.
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DECAIMENTO RADIOATIVO
E MEIA-VIDA
Meia-vida: é o tempo decorrido para que a metade da quantidade original 
 de átomos instáveis se transforme em átomos estáveis
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Alguns átomos possuem vários isótopos, mas apenas um é radioativo, é o caso do potássio: dentre os isótopos K39, K40 e K41, apenas o K40 é radioativo e se transforma em Argônio (Ar40). Ele é um valioso indicador, pois o potássio é um constituinte de vários minerais particularmente micas e feldspatos.
O relógio K/Ar começa quando um mineral contendo potássio cristaliza do magma ou forma uma rocha metamórfica e começa a decair e enriquecer o mineral em argônio, que por se tratar de um gás inerte não se combinará com os outros constituintes da rocha.
É importante saber que para se ter medições confiáveis, é preciso que o sistema permaneça fechado desde sua formação, não podendo haver perda dos pais nem dos filhos. Ex: o argônio embora não se combine com outros constituintes minerais, como gás ele pode escapar se a rocha for submetida a altas temperaturas. Podem ainda haver perdas pelo intemperismo ou lixiviação. Para evitar tal fato, devem ser usadas amostras retiradas de rochas frescas, inalteradas. Para garantia de que a idade encontrada para uma amostra é real, checa-se usando a mesma metodologia mas com outro elemento radioativo, se as idades encontradas forem iguais então a idade estará correta.
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Métodos De Datação Radioativa
	Cada elemento é adequado para um tipo de material.
Rb87/Sr87 - podem ser modificados pelo metamorfismo, então, este sistema é mais usado para datar rochas ígneas que não foram alteradas após a cristalização.
Sm147/Nd144 - sua quantidade é maior no manto, por isso, usa-se para datar rochas máficas.
K40/Ar40 - não é usado em sequências que sofreram qualquer aquecimento.
U238/Pb206 - devido a sua longa ½ vida é usado para datar rochas mais antigas.
C14 - para se datar eventos recentes a metodologia envolvendo o isótopo C14 é a mais usada, pois possui uma ½ vida de somente 5730 anos. O C14 é produzido na atmosfera superior como consequência do bombardeamento de raios cósmicos. Ele é rapidamente incorporado ao dióxido de carbono, circula na atmosfera e é absorvido pela matéria vivente. Como resultado, todos os organismos possuem uma pequena quantidade de C14.
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3 pais + 9 filhos = 12 total, isto significa que anteriormente havia
 
 X = 5.300 anos
 Idade = x1 + x2
12 pais 6 pais + 6 filhos
 
1ª ½ vida = x1 9 filhos
 6 pais 3 pais + 3 filhos 
 2ª ½ vida = x2
Supondo que tenhamos agora a relação 3 pais + 45 filhos e que a ½ vida seja de 
5.300 anos, qual a idade da rocha??
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Ion microprobe (Secondary Ion Mass Spectrometer)
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Outros Métodos De Datação
Crescimento Anual
Crescimento de coral representando crescimento rápido no verão elento no inverno.
Datação Por Pistas De Fissão
Quando um isótopo radioativo que existe num mineral decai, pode haver danos na estrutura cristalina, isto porque quando ocorre a emissão de uma pesada partícula alfa (2P +2N), a medida que ela tenta escapar no interior do cristal , arranha ou danifica sua estrutura interna, o que pode ser observado através de potentes microscópios. Se conseguirmos contar o número de arranhões (desintegrações para formar átomos filhos) e soubermos a concentração do isótopo radioativo pai, saberemos a idade da rocha.
Hidratação da obsidiana
A datação de ferramentas da idade da pedra é também um método alternativo . Consiste no fato de estas quando enterradas em solo úmido a água tende a se infiltrar no vidro vulcânico. Sabe-se que a espessura é proporcional a raiz quadrada do tempo necessário para se dar a infiltração. Medindo-se a faixa infiltrada, pode-se conhecer o tempo há que o instrumento está enterrado.
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 Métodos Botânicos
A idade de alguns acontecimentos geológicos recentes podem ser medidos através da datação dos anéis de crescimento das árvores.
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ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO
Objetivo: ordenar sequencialmente os processos geológicos para entendimento da evolução da Terra, do modo que se observa hoje.
Principais ferramentas: estratigrafia, determinação da idade da rocha, comparações regionais; correlação global (história comum em diferentes continentes).
Observação de processos naturais: erosão, glaciações, cadeias montanhosas, inundações e terremotos;
Busca de respostas da geologia histórica no Tempo e Espaço: estudo da evolução da vida, da Terra e do Universo.
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ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO
ÉON
FANEROZÓICO
PROTEROZÓICO
ARQUEANO
HADEANO
4,5 Ba
3,8 Ba
2,5 Ba
0,54 Ba
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Pré-Cambriano
85% do Tempo Geológico.
Inicialmente não identificado por causa da ausência de fósseis com carapaça.
Geocronologia permitiu definir as idades absolutas das camadas rochosas.
Caracterizado por processos intensos de deformação e metamorfismo. Erosão e deposição de sequências mais jovens.
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ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO
4,5 Ba
3,8 Ba
2,5 Ba
0,54 Ba
ÉON
FANEROZÓICO
PROTEROZÓICO
ARQUEANO
HADEANO
ERA
PALEOZÓICO
MESOZÓICO
CENOZÓICO
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ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO
ÉON
ERA
PERÍODO
FANEROZÓICO
PROTEROZÓICO
ARQUEANO
HADEANO
CENOZÓICO
MESOZÓICO
PALEOZÓICO
QUATERNÁRIO
TERCIÁRIO
CRETÁCEO
JURÁSSICO
TRIÁSSICO
PERMIANO
PENSILVANIANO
MISSISSIPIANO
DEVONIANO
SILURIANO
ORDOVICIANO
CAMBRIANO
CARBONÍFERO
1,8
65
144
206
248
290
323
354
417
443
490
540
MILHÕES ANOS
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ESCALA DE TEMPO GEOLÓGICO
PERÍODO
QUATERNÁRIO
TERCIÁRIO
CRETÁCEO
JURÁSSICO
TRIÁSSICO
PERMIANO
PENSILVANIANO
MISSISSIPIANO
DEVONIANO
SILURIANO
ORDOVICIANO
CAMBRIANO
1,8
65
144
206
248
290
323
354
417
443
490
540
DESENVOLVIMENTO DE PLANTAS E ANIMAIS
IDADE DOS
MAMÍFEROS
IDADE DOS
RÉPTEIS
IDADE DOS
ANFÍBIOS
IDADE DOS PEIXES
IDADE DOS
INVERTEBRADOS
HUMANÍDEOS
EXTINÇÃO DOS DINOSSAUROS
E OUTRAS ESPÉCIES
1as. plantas angiospermas
1as. aves
DINOSSAUROS dominam
EXTINÇÃO TRILOBITA E OUTROS
1os. répteis
Grandes pântanos
ANFÍBIOS abundantes
1os. fósseis de insetos
PEIXES dominam
1as. plantas terrestres
1os. peixes
TRILOBITAS dominam
1os. organismos com conchas
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A IDADE DA TERRA
A comprovação de 4,6 b.a. para idade da Terra, foi obtida por datação do solo lunar, assim como de outros meteoritos, já que acredita-se que todos os corpos do sistema solar à exceção do sol tenham sido formados ao mesmo tempo 
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DENOMINANDO AS ROCHAS FORMALMENTE - Normas da classificação estratigráfica
Além de estudar o registro do tempo, a estratigrafia é responsável pela normatização da denominação das rochas. Para este fim são considerados dois grandes grupos de rochas que obedecem diferentes normas de denominação. As rochas formadas por acresção vertical, i.e. aquelas que constituem camadas (rochas sedimentares e vulcânicas), constituem unidades litoestratigráficas. As demais rochas (intrusivas e metamórficas) são agrupadas em unidades litodêmicas. As rochas sedimentares metamorfizadas que preservam suas relações estratigráficas podem também ser denominadas como unidades litoestratigráficas. As principais normas para denominação de cada tipo de unidade estão apresentadas abaixo.
 
Unidades Litoestratigráficas
As rochas sedimentares, vulcânicas e sedimentares metamorfizadas em baixo grau são divididas nas seguintes unidades principais, de valor hierárquico decrescente:
Supergrupo (associação de vários Grupos)
Grupo (duas ou mais Formações)
Formação
A Formação é a unidade litoestratigráfica fundamental, composta por uma camada ou um pacote de camadas de uma ou mais litologias, com bom grau de homogeneidade litológica. Pode ser constituída por um único tipo de litologia ou por uma repetição de dois ou mais tipos litológicos ou possuir uma composição litológica heterogênea que defina por si mesma carater distintivo das unidades litoestratigráficas adjacentes.
               O nome de cada uma das unidades referidas é dado da seguinte forma:
Unidade Litoestratigráfica +  Nome Geográfico; 
Onde o nome geográfico (toponímea) é um local de fácil localização, onde a unidade foi descrita originalmente e no qual a mesma apresente suas características mais distintivas. Ex: Formação Rio do Rasto, Formação Botucatu, Formação Serra Geral. Membro (parte de uma Formação)