Tempo Geologico

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Eduardo Silveira Bernardes
Dezembro 2012
Tempo geológico
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Séculos XVII e XVIII
A idéia de que a Terra poderia ser muito mais antiga do que se pensava foi conseqüência de dois movimentos da cultura ocidental: o Iluminismo e a Revolução Industrial.
No século dezoito, pela análise da espessura das camadas sedimentares, bem como pela observação da presença de fósseis nessas camadas, estimaram uma idade da ordem de vários milhões de anos para a Terra.
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Nils Stensen: Prodromus (1669)
As observações tinham por fundamento os três princípios que o dinamarquês Nicolau Steno formulou:
Superposição: sedimentos se depositam em camadas sendo as mais velhas na base;
Horizontalidade original: depósitos se acumulam de modo horizontal;
Continuidade lateral: as camadas são contínuas e se estende até as margens da bacia.
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Figura extraída de Fairchild et al. (Decifrando a Terra).
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Entre 1750 e 1760, Giovanni Arduino e J.G. Lehmann trabalhando nos Alpes denominaram as rochas cristalinas no núcleo das montanhas de primárias e as rochas estratificadas consolidadas (calcários e folhelhos) de secundárias. Rochas pouco consolidadas foram designadas de terciárias. Em 1829 o francês J. Desnoyers cunhou o termo quaternário para os sedimentos que recobrem as rochas terciárias na Bacia de Paris.
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Influência religiosa: dilúvio
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Mar primordial - Netunismo
Na segunda metade do século XVIII essa sub divisão foi interpretada como resultado do mar primordial; as rochas teriam se formado das águas desse mar. Para explicar a descida mar o mecanismo seria de compartimentos (cavernas) para onde a água teria migrado após o dilúvio.
O netunismo teve em Werner seu proponente mais carismático. Foi professor na Academia de Minas em Freiberg por 40 anos. José Bonifácio foi seu aluno.
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Plutonismo – J. Hutton
Em 1788 James Hutton publicou Theory of the Earth fundamentando a natureza fluida, quente e intrusiva de rochas ígneas, criando o conceito de plutonismo em contraposição ao netunismo de Werner.
Trabalhando em rochas da Escócia observou que toda formação era produto da erosão de outras rochas mais antigas. Essa observação aliada ao cálculo da taxa de erosão das rochas levou a uma origem muito mais antiga para o nosso planeta, ao contrário do que supunham.
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Príncípios do Uniformitarismo
A interpretação das rochas como produtos e registros de eventos da história da Terra se baseia num pressuposto científico: o de que as leis da natureza não se modificam com o tempo.
As leis físicas de atração entre os corpos ou de reação entre compostos químicos funcionam hoje como funcionaram sempre. Isso deu origem ao princípio do Uniformitarismo.
“...nenhum vestígio de um começo nenhuma perspectiva do fim”.
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Hutton observou que as rochas na costa da Escócia se sobrepunham de maneira descontínua sobre as camadas mais antigas. 
Descontinuidade
Siccar point: exposição de dois ciclos de deposição, soterramento, deformação, soerguimento e erosão.
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	O maior legado do trabalho de Hutton é a base científica das observações e interpretações. Até hoje reconhecemos três tipos distintos de discordância originadas pela erosão ou pela ausência de sedimentação em pacotes de sedimentos, que demonstram o caráter cíclico do registro geológico:
Não conformidade
Discordância angular
Desconformidade
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Não conformidade: pacote assenta em contato erosivo sobre rochas cristalinas mais antigas.
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Discordância angular: pacote sobrepõe-se a outro em ângulo
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Seqüência de eventos para formação de uma discordância angular. 
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Desconformidade: a descontinuidade entre os pacotes é paralela às camadas.
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A desconformidade depende de um ciclo de subsidência-soerguimento sem deformações. 
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	Ao reconhecer as relações de contato e de idade relativa entre corpos geológicos justapostos (intrusões/rocha encaixante, discordância/rocha sotoposta) Hutton estabeleceu outro princípio fundamental da geologia que é o de relações entrecortantes de corpos rochosos: “Qualquer feição geológica cortada por outra ou contida em outra é mais antiga que a rocha que a corta ou que a contém”.
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Seção esquemática da região do rio Tilt, na Escócia, onde pode ser observado o conceito das “relações geológicas entrecortantes” (baseada em figura de Charles Lyell). 	
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Três seqüências de sedimentação com um evento magmático intrusivo. 
Rochas metamórficas na seqüência A, fósseis marinhos na seqüência D, e fósseis continentais na seqüência F.
A relação de contato do granito explica sua idade.
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	Entre 1830 e 1875 outro escocês, Sir Charles Lyell popularizou em seu clássico Principles of Geology o princípio das causas naturais, que influenciou várias gerações de geólogos e naturalistas a começar pelo jovem Charles Darwin com quem fez a viagem pelo mundo a bordo do HMS Beagle em 1831.
Na visão de Lyell o presente seria a chave do passado. Hoje sabemos que algumas mudanças não permitem essa afirmação.
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Fósseis e datação relativa
Estimulados pelo Iluminismo e pela demanda de recursos minerais, naturalistas europeus de fins do séc. XVIII e início do século XIX notaram, ao aplicar os princípios de Steno, que os mesmos conjuntos de fósseis apareciam sempre na mesma ordem. Concluíram que isso permitia estabelecer uma correlação fossilífera ou bioestratigráfica entre faunas e floras fósseis mesmo que contidas em rochas distantes entre si.
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Princípio da sucessão biótica
É possível colocar rochas fossilíferas em ordem cronológica pelo conteúdo fóssil. Entre 1822 e 1841 os geólogos da Europa ordenaram as sucessões de rochas em uma escala de tempo geológico.
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A variedade e as mudanças no conteúdo fossilífero, representado pelos diversos organismos nas camadas de 1 a 3 permitem a correlação entre os dois afloramentos, distantes entre si até centenas de quilômetros.
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Períodos geológicos
Cada sistema de rochas teria se depositado durante um período específico, identificado pelo conjunto de fósseis peculiar ao sistema e designado por um nome alusivo a alguma feição da região onde foi definido.
Cambriano foi o período definido em rochas na Inglaterra. O nome vem de Cambria, antigo nome romano para a Grã-Bretanha.
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Siluriano vem do latim: Silures, tribo celta do sul do País de Gales;
Devoniano alude ao condado inglês de Devon, onde as rochas representativas desse período geológico foram encontradas pela primeira vez;
Permiano vem de Perm, uma cidade localizada no Oeste da Rússia;
Triássico porque são três formações distintas no sul da Alemanha que compõem esse período;
Cretáceo do grego creta = chalk. Tipo de calcário branco muito fino.
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Tabela de tempo geológico
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Idade da Terra: estimativas
Feitas as correlações, faltava saber a idade absoluta das rochas; a publicação de “A origem das espécies” despertou o interesse em se conhecer de que tempo dispunha a vida para surgir e evoluir naturalmente desde as formas mais simples até a multiplicidade de organismos encontrados hoje. Lyell usou as taxas de erosão marinhas e estimou em 300 milhões de anos o tempo necessário para expor rochas do Cretáceo.
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Várias estimativas foram feitas e os valores diferiam muito entre si, desde 3 milhões de anos até 1.500 milhões de anos.
Kelvin usou de um cálculo do resfriamento da Terra a partir de um início incandescente e estimou entre 25 e 400 m.a. No entanto sua estimativa tornava o planeta habitável a apenas 50 m.a. o que levou por terra a idéia de Darwin de 300 milhões de anos para os fósseis do Cretáceo. Eram cálculos precisos do mais conceituado físico da época.
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Radioatividade e Becquerel (1896)
Com adescoberta da importância da radioatividade na geração de calor na Terra fez cair o modelo de Kelvin. 
Princípio e métodos modernos de datação absoluta, baseados na radioatividade e no decaimento radioativo tornaram possível se estabelecer as datações de rochas e em 1956 a idade da Terra foi determinada com precisão.
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Datação por carbono
Esquema mostrando os três isótopos de Carbono. Todos têm o mesmo número atômico (Z= 6) que é igual ao número de prótons no núcleo, mas números de massa diferentes (A=12, 13 ou 14) de acordo com o número de nêutrons (6, 7 ou 8) no núcleo. Extraído do “Decifrando a Terra”.
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Três tipos de decaimento radioativo
Decaimento alfa: Núcleo instável perde dois prótons e dois nêutrons. Número atômico diminui 2 e massa atômica 4.
Decaimento beta: Um dos nêutrons do núcleo emite elétron transformando-se em próton. Número de massa é o mesmo mas aumenta em 1 o numero atômico
Decaimento por captura de elétron. Um próton se transforma em nêutron diminuindo o número atômico em 1 sem mudar número de massa.
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Exemplos de rochas mais antigas
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Distribuição de crosta continental por idade. Coberturas sedimentares mais recentes foram retiradas para mostrar as rochas crustais do embasamento. Extraído do “Decifrando a Terra”.
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Meia vida dos isótopos mais usados
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Rochas mais antigas da Terra
Alguns meteoritos são mais antigos em função de um provável choque que causou a fusão de todas as rochas da Terra e que deu origem ao Sistema Terra-Lua.
A jovem Terra colide com um corpo celestial do tamanho de Marte e só escapa da destruição total porque o impacto não foi frontal.