Aula 2 Tempo geológico

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ESTRATIGRAFIA A – GEO214
Curso de Engenharia de Minas
1º Semestre de 2017
Aula 2 – Princípios da Estratigrafia
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Professora: Alice Costa
Bibliografia básica
• Press, Siever, Grotzinger e Jordan – Para Entender a Terra, Capítulo 10.
• Teixeira W., Farchild T.R., Toledo, M.C. – Decifrando a Terra, Capítulo 9.
TEMPO GEOLÓGICO
Geocientistas diferenciam-se
dos demais pesquisadores
devido à forma como
abordam o tempo:
TEMPO GEOLÓGICO
Tempo superficial x Tempo profundo
Bilhões a várias centenas de anosPoucas centenas de anos
É como tentar contar uma história de um livro que tem páginas
faltando ou que capítulos inteiros foram perdidos
TEMPO GEOLÓGICO
Escala do tempo geológico
TEMPO GEOLÓGICO
Escala do tempo geológico
Éons, eras, períodos, épocas e idades
Que se baseiam nos grandes eventos 
geológicos e paleontológicos marcantes 
da história do planeta
e.g. extinções em massa
Eon
Era
Período
TEMPO GEOLÓGICO
Formas de representar o tempo geológico
Evolução do pensamento geológico na cultura ocidental ao longo 
dos séculos XVII, XVIII, XIX e XX
Cuvier
Naturalistas: observação das rochas, fósseis (animais e plantas) e processos que
ocorrem na superfície terrestre.
Médico dinamarquês, religioso que
estudou anatomia humana, origem
dos gêiseres e dentes de tubarões
petrificados.
Tratado em Geologia
Prodomus (1669)
• Princípios que regem a organização
das sequências sedimentares;
• Fósseis – organismos vivos.
Nicolau Steno
(1638-1686)
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
> princípio da inclusão de fragmentos
> princípio da horizontalidade original
> princípio da superposição
> princípio da interseção
> princípio da continuidade lateral
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
1º - PRINCÍPIO DA HORIZONTALIDADE 
 As rochas estratificadas depositam-se em leitos ou estratos horizontais
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
> Os estratos que se encontram dobrados foram deformados após a sua deposição.
1º - PRINCÍPIO DA HORIZONTALIDADE 
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
> Qualquer fenômeno que altere essa horizontalidade é sempre posterior à
sedimentação.
Estratos horizontais Estratos dobrados
1º - PRINCÍPIO DA HORIZONTALIDADE 
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
Base 
Topo
2º - PRINCÍPIO DA SOBREPOSIÇÃO (SUPERPOSIÇÃO) DOS ESTRATOS OU 
CAMADAS 
 As rochas estratificadas formam-se 
segundo uma sucessão cronológica
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
> Este princípio permite-nos relacionar a idade dos diferentes estratos pela sua
posição, ou seja , conhecer a sua idade relativa.
2º - PRINCÍPIO DA SOBREPOSIÇÃO (SUPERPOSIÇÃO) DOS ESTRATOS OU 
CAMADAS 
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
Mais jovem
Mais velho
COMO SE FORMAM AS DOBRAS?
> As rochas, quando submetidas a forças podem deformar-se , originando, por
exemplo, dobras
Elementos da dobra Tipos de dobras
Evolução do pensamento geológico
COMO SE FORMAM AS FALHAS?
> Quando a pressão exercida sobre as rochas é muito elevada, estas perdem a capacidade
de se dobrar e fraturam-se.
Evolução do pensamento geológico
Falhas
Paisagem originada por falhas.
COMO SE FORMAM AS FALHAS?
Evolução do pensamento geológico
Este princípio não se aplica a camadas que estejam deformadas ou
invertidas, pois essa deformação deu-se posteriormente à sua formação.
2º - PRINCÍPIO DA SOBREPOSIÇÃO (SUPERPOSIÇÃO) DOS ESTRATOS OU 
CAMADAS 
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
> Estas deformações, assim como a erosão, que pode remover camadas inteiras,
tornam difícil a tarefa de datar os estratos
2º - PRINCÍPIO DA SOBREPOSIÇÃO (SUPERPOSIÇÃO) DOS ESTRATOS OU 
CAMADAS 
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
?
Discordância estratigráfica
Discordâncias estratigráficas: Consistem nas grandes descontinuidades no
registo geológico, marcadas pela ausência de camadas
> Permite estabelecer correlações de idade entre estratos
localizados em lugares eventualmente distanciados.
3º - PRINCÍPIO DA CONTINUIDADE LATERAL
 As rochas estratificadas depositaram-se continuamente na superfície do
planeta, a menos que elas terminassem lateralmente contra um corpo físico
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
 Em diferentes pontos da Terra pode haver a mesma sequência
estratigráfica, mesmo faltando um elemento tem a mesma idade, ou
seja, é a correlação entre estratos distanciados lateralmente.
3º - PRINCÍPIO DA CONTINUIDADE LATERAL
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
 Inclusões ou fragmentos de uma rocha (enclaves ou xenólitos) posicionados
numa outra rocha ou camada, ela é mais antiga que esta camada rochosa.
4º - PRINCÍPIO DA INCLUSÃO
• Na intrusão C, existem fragmentos das camadas A e B. Logo, as
camadas A e B são mais antigas do que a intrusão C.
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
> Qualquer corpo rochoso ou
superfície que corta uma camada
de rochas estratificadas é
necessariamente mais novo que a
rocha cortada.
5º - PRINCÍPIO DA INTERSEÇÃO
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
5º - PRINCÍPIO DA INTERSEÇÃO
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
> A intrusão é mais 
recente do que os 
estratos A, B, C, D e E
5º - PRINCÍPIO DA INTERSEÇÃO
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
> O filão é mais recente 
do que todas as outras 
formações, uma vez que 
as intersecta.
5º - PRINCÍPIO DA INTERSEÇÃO
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
Coluna estratigráfica
Consiste na ordenação vertical dos estratos e acontecimentos por idades relativas
A
B 
C
D
E
…
Deformação = estratos inclinados
Erosão 
Intrusão magmática I
G
Filão
+ antigo
+ recente
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
Evolução do pensamento geológico na cultura ocidental ao longo 
dos séculos XVII, XVIII, XIX e XX
Cuvier
Aldrovani
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
Netunismo
 A Terra teria sido recoberta
inteiramente por um oceano primitivo
no qual quase todas as rochas teriam
sido formadas.
Abrahan Gottlob Werner
(1749-1817) Professor de mineralogia
 4 grupos de rochas: 
1) Rochas primitivas
2) Rochas de transição
3) Rochas fossilíferas
4) Rochas transportadas (material 
inconsolidado)
Através da composição das rochas seria possível saber a que conjunto pertenceria uma
dada rocha. Deste modo, poderiam ser reconhecidos os quatro conjuntos de rochas em
todas as partes da Terra.
James Hutton
(1726-1797)
‘’ Desde o topo da montanha até a 
praia... Tudo está em estado de 
mudança.’’
Publicou Livro Theory of the Earth - 1788
Estabeleceu a Geologia
como ciência moderna
1º noção de tempo profundo
Desenvolveu o conceito
de ciclo das rochas
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
Uniformitarismo
James Hutton
(1726-1797)
1º noção de tempo profundo Os mesmos processos atuantes hoje (por ex.
erosão e transporte) atuaram no passado
geológico.
Uniformitarismo
 Alguns destes processos podem ser observados:
intemperismo, erosão, transporte
 Outros processos poderiam ser deduzidos
logicamente: Litificação; surgimento de rochas
no fundo do mar
Hutton acreditava que, com exceção do homem, o
qual tinha origem mais recente, as mesmas espécies
de organismos existiram na Terra através do tempo
geológico.
‘’O PRESENTE É A CHAVE DO PASSADO’’
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
Erosão e transporte
litificação
fusão
intemperismo
(segundo Hutton)Erosão e transporte
litificação
fusão
intemperismo
rocha meta-ígnea
rocha 
metassedimentar
William Smith
(1769-1839)
 Princípio da sucessão faunística
A sequência das formas de vida no
registro estratigráfico segue uma
ordem específica.
Topógrafo inglês – 1º mapa da Inglaterra
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
> Dois estratos ou mais posicionados em lugares diferentes podem ter a
mesma idade desde que apresentem o mesmo conteúdo fossilífero.
5º - PRINCÍPIO DA SUCESSÃO FAUNÍSTICA (IDENTIDADE PALEONTOLÓGICA)
A
B
C
D
> O estrato A é da mesma idade da
Trilobita.
> O estrato C é da mesma idade das
Amonitas.
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
> Se os estratos possuírem a mesma associação de fósseis podemos concluir que se 
formaram:
– mais ou menos ao mesmo tempo;
– em áreas com ambientes semelhantes.
5º - PRINCÍPIO DA SUCESSÃO FAUNÍSTICA (IDENTIDADE PALEONTOLÓGICA)
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
Cuvier
(1769-1832)
 Estudando os fósseis de grandes
mamíferos e comparando-os entre e com
animais viventes percebeu que alguns
animais se extinguiram simultaneamente,
sendo substituídos por uma outra fauna na
sucessão estratigráfica.
Catastrofismo
Eventos catastróficos seriam responsáveis por estas ‘’revoluções’’ na vida no planeta.
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
Charles Lyell
(1797-1875)  Ideias similares, em parte, às teorias de Hutton.
ATUALISMO
No mundo os processos eram cíclicos e que sempre operavam à taxas e intensidades 
constantes no tempo geológico.
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
Charles Lyell (1797-1875)ATUALISMO:
TEORIAS E EVOLUÇÃO DO CONHECIMENTO ESTRATIGRÁFICO
 As formas do relevo terrestre têm sua gênese e sua modelagem
diferenciadas das explicações do uniformitarismo.
 No atualismo não se constata igualdade entre os agentes endógenos e
exógenos, que trabalharam no passado e os que agem no presente. Eles
foram diferentes.
Marcas de onda em uma praia
Marcas de onda preservadas em arenito
 Procura da relação entre os fenômenos naturais e o registro geológico
(influência de Hutton & Lyell).
- Incorporação do tempo como algo mensurável (4ª dimensão)
- Forças atuantes sobre a Terra
- Tectônica global (tectônica de placas)
Conceitos e teorias do século XX
 Incorporação de técnicas de estudo que permitem observações em
diferentes escalas
 Fatores não observáveis no tempo humano >> problemas no atualismo e no 
uniformitarismo
 Procura da relação entre os fenômenos naturais e o registro geológico
(influência de Hutton & Lyell).
- Incorporação do tempo como algo mensurável (4ª dimensão)
- Forças atuantes sobre a Terra
- Tectônica global (tectônica de placas)
Conceitos e teorias do século XX
1) Datação relativa (fósseis, estruturas, relações de corte e preenchimento):
quão velha é uma rocha comparada às rochas vizinhas
TIPOS DE DATAÇÃO GEOLÓGICA
2) Datação absoluta (isotópica): número de anos desde a formação da rocha
Datação absoluta
• Alguns isótopos (átomos com o mesmo número de prótons e diferentes
números de nêutrons) são instáveis, ou radiativos, e sofrem decaimento
para isótopos mais estáveis.
• A taxa de decaimento é constante e pode ser mensurável. Medindo a taxa
de decaimento os geólogos (geocronólogos) determinam a idade absoluta
das rochas.
2) Datação absoluta (isotópica)
Datação absoluta
• Elemento Radioativos (pais) decaem para não-radioativos (filhos, estáveis)
• A taxa em que este decaimento ocorre é constante e conhecida
• Se nós conhecemos a taxa de decaimento e a quantidade presente de pais e filhos
nós podemos calcular quanto tempo decorreu desde que a reação começou.
Meia vida: é definida como o 
tempo requerido para que a 
metade do número inicial de 
átomos se desintegre. 
parent daughter half life (years)
235U 207Pb 4,5 bi
238U 206Pb 0,7 bi
40K 40Ar 1,3 bi
87Rb 87Sr 47 bi
14C 14N 5730
Elemento pai Elemento filho Meia vida (em anos)
Ex.: Datação de C14: Numa rocha de 30 mil anos, mais de cinco meias-vidas se passaram
e somente um pouco menos que 1/32 da quantidade inicial de C14 ainda permanece.
Quando 70 mil anos tiverem passado, muito pouco carbono-14 terá permanecido para
permitir uma contagem precisa.