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GEOLOGIA HISTÓRICA ? GEOLOGIA HISTÓRICA Ramo da Geologia que se preocupa com a História da Terra, estudando a evolução global da dinâmica interna e externa, desde sua origem até o Presente, através da integração dos registros geólogos deixados nas rochas. Qual a Idade da TERRA? Das Rochas? Da Vida? ? NETUNISMO A.G.Werner:(1749–1817) “Todas as rochas se formaram num oceano primitivo de extensão mundial”. Origem das rochas segundo os Netunistas JAMES HUTTON (1726-1797) Hutton's Theory was first read at the March 7 and April 4, 1785 PLUTONISMO Rochas se formaram por fusão e resfriamento da Terra. • Uniformitarismo/Atualismo = “Observar eventos atuais para explicar eventos do passado” • Os processos físicos, químicos e biológicos são iguais aos atuais. O presente é a chave do Passado. 1.700-1.800 – Hutton & Lyell Calculo do tempo que se levava para que houvesse: - Sedimentação de grandes pacotes de rochas, - Erosão de uma montanha , - Tempo para um rio cortar uma garganta profunda Idade da Terra = milhares de anos •CATASTROFISMO •Georges Cuvier (1769- 1832) •O registro fóssil é resultado de sucessivas cataclismas globais, cada qual seguida pela recriação de nova fauna e flora. •Estabeleceu o conceito de "extinção" (desparecimento de entidades taxonômicas) baseado em vertebrados fósseis sem correspondentes viventes. " Catástrofes súbitas destruíam a vida e após cada catástrofe, uma nova fauna e flora era criada e prevalecia até a próxima catástrofe”. •Cada mudança na seqüência de fauna e flora representa uma idade específica. Descoberta da Evolução Biológica A Vida evolui com a Terra Choque com a Religião. ex: Terra com 6.000 anos, criada em outubro de 4004 AC. Século 18 - Universo + 6.000 anos Século 19 - Idade da Terra - centenas de milhões de anos + 530 Ma Atualmente a Idade da Terra + 4.6 bilhões de anos. História Humana - Séculos, anos, meses, semanas, dias, horas, segundos História da Terra - Eons, Eras, Períodos, Épocas. A idade da Terra.... O que resulta da correlação entre “todas” as seqüências fossilíferas do mundo + dados geocronológicos absolutos Variação do campo magnético da Terra WWW.stratigraphy.org Comissão internacional de Estratigrafia Organizando o Tempo Geológico: A História da Terra baseia-se em intervalos de tempo desiguais que marcaram as mudanças do seu meio físico e da sua vida, registrado nas rochas e na diversidade fossilífera nelas contidas. Unidades Geocronológicas Elas tem duração temporal definida? Porque? Quantos Éons tem a história da Terra? Períodos? Épocas Idades? Andares? •Maior subdivisão da escala de tempo = Éon (do grego aion, força vital). Representam grandes etapas de desenvolvimento do planeta. •As maiores mudancas fisicas e biológicas daTerra: Hadeano, Arqueano, Proterozóico e Fanerozóico. •Mudancas de menores magnitudes proporcionaram a subdivisão dos Éons em Eras (grandes mudanças ambientais e extinções), Períodos, Épocas e Andares (eventos de menor intensidade). •As unidades não tem duração temporal uniforme, pois dependem do intervalo decorrido entre os eventos. Para que haja padronização, uma unidade geocronológica é definida a partir de uma sequência de rocha que melhor represente o intervalo de tempo da história da Terra Recebe o nome de seção-tipo (ou estratotipo). A seção-tipo é referência = comparada com outras rochas (da mesma e idade) em várias partes do mundo. A área geográfica estabelecida chama-se de área-tipo. Assim, unidades Cronoestratigráficas têm correspondência com as unidades Geocronológicas Correspondência entre as unidades Cronoestratigráficas e Geocronológicas UNIDADES CRONOESTRATIGRÁFICAS UNIDADES GEOCRONOLÓGICAS Cronoestratigrafia Geocronologia Eonotema Éon Eratema Era Sistema Período Série Época Andar Idade Tempo Geológico ÉONS: Fanerozoi co Proterozoi co Arqueano Hadeano Hadeano 4,6-4,0 Ba Pouco registro de rocha Abundante queda de meteoros Primeiros oceanos Arqueano 4,0-2,5 Ba Vida Procarionte 3,5 Ba Atmosfera sem O2; Dia com + 4 horas de duração Proterozóico 2,5-Ba-545 Ma Inicio da vida eucarionte e macroscópica, (2,5 Ba) Atmosfera com O2 a partir da fotossíntese de cianobactérias. Fanerozoico 545 Ma- Presente Vida abundante e diversificada, reprodução sexuada. As eras do Éon Fanerozóico foram estabelecidas por: As localidades-tipo dos sistemas geológicos Do Fanerozoico As localidades- tipo dos sistemas geológicos Estabelecidas na Europa SISTEMA GEOLÓGICO ORIGEM DO NOME Quaternário Camadas muito jovens, inconsolidadas, depositadas acima do Terciário. Descrito na França. Seu limite inferior está sendo atualmente revisado. Terciário (atualmente em desuso) Termo cunhado por Arduíno em 1760 na Itália, para classificar as rochas pouco consolidadas. Cretáceo A partir da palavra latina para giz (calcáreo) da Bacia de Paris, França Jurássico Montanhas de Jura, norte da Suiça Triássico A partir do termo Trias, e em referência de três litologias marcantes (arenitos vermelhos, calcários e evaporitos), descrito no sul da Alemanha Permiano Por causa da grande espessura de calcários fossilíferos na Província de Perm, Rússia Carbonífero Devido a quantidade de carvão, dos depósitos do centro- norte da Inglaterra. Devoniano Derivado do Condado de Devonshire, sul da Inglaterra Siluriano Ordoviciano A partir dos nomes das antigas tribos Cabrians, Ordovicians e Silurians do País de Gales - Inglaterra. Cambriano Localidade-tipo do Daniano, Série Paleoceno, Sistema Paleógeno, Eratema Cenozóico, Eonotena Fanerozóico. Seção-tipo do Estagio/AndarDaniano Principais marcadores: Argila com anomalia geoquimica, enriquecimento de Irídio e Níquel, Primeira ocorrência (FAD) de Globoconusa conusa e outros foraminíferos, e empobrecimento de C, Correlacionáveis em quase todo o mundo. Aonde se tem o melhor afloramento/rochas do andar Daniano na A. Sul? • Limite de Eras K/Pg •Extinção de +11% Fauna e flora marinha •Queda de grande meteoro Uma das melhores exposições do limite K/Pg no mundo PEDREIRA POTY ESCALA CRONOESTRATIGRÁFICA INTERNACIONAL Função/Objetivo Posicionar as seqüências de rochas no contexto da história da Terra, independente do seu local de estudo ou do tipo litológico. Trabalho de estratígrafos na Europa, estendendo-se depois para o mundo. TABELA CRONOESTRATIGRÁFICA INTERNACIONAL Comissão Internacional de Estratigrafia 500 400 300 200 100 0 5.4 Milhões de anos atrás Extinção de 50% da vida Extinção dos dinossauros 560 Mamíferos Invertebrado s marinhos Vertebrad os Anfibios Pangea Répteis Aves Plantas com Flores Final da separação Brasil-África ERA PALEOZÓICA ERA MESOZÓICA ERA CENOZÓI CA Elaborar uma escala de tempo Geológico de modo que 1 cm = 10.Ma Se a Terratem 4,6 Ba – quantos centímetros terá a escala de tempo geológico? Coloque os Éons, Eras e os Períodos geológicos com os limites temporais de acordo com a Tabela Cronoestratigráfica Internacional Aulas Alcina 20/10 - Tempo Geológico - Escala de tempo 27/10 - Principais eventos físicos e biológicos do Pré-Cambriano. 03/11 - Principais eventos físicos e biológicos do Fanerozoico. 10/11 - Principais eventos físicos e biológicos do Fanerozoico. 17/11 - Seminários (vale até 2,5 pontos) 24/11 - Seminários (vale até 2,5 pontos) 01/12 - Segundo Exercício 08/12 - Prova Final Sugestão de Temas para os seminários: 1. Origem da Vida (Incluindo discutir LUCA); 2. Fauna de Ediacara; 3. Origem, Evolução e registro Fóssil dos Moluscos; 4. Origem, Evolução e registro fóssil de Trilobitas; 5. Origem, Evolução e registro fóssil de Equinodermatas; 6. Origem, Evolução e registro fóssil de Peixes; 7. Origem, Evolução e registro fóssil de Pteridófitas; 8. Origem, Evolução e registro fóssil de Anfíbios; 9. A Transição da vida para o continente (dificuldades, vantagens); 10. Origem, Evolução e registro fóssil de Repteis (não dinossaurianos, não Pterossauros e não marinhos); 11. Origem, Evolução e registro fóssil de Gimnospermas; 12. Origem, Evolução e registro fóssil dos Répteis Marinhos; 13. Origem, Evolução, e registro fóssil dos Dinossauros; 14. Origem, Evolução e registro fóssil de Pterossauros; 15. Origem, Evolução e registro fóssil de Mamíferos (não marinhos); 16. Origem Evolução e registro fóssil de Primatas (HOMEM); 17. Origem, Evolução e registro fóssil dos Mamíferos Marinhos. 18. Origem, Evolução e registro fóssil das Angiospermas. 19. Teoria/ Hipótese de Gaia 20. Análise de livros didáticos do conteúdo em Paleontologia (Ensino Médio e Fundamental). 20. Outro tema a ser discutido/sugerido. Bibliografia básica - A primeira que deve ser consultada: CARVALHO, I.S. 2011 3ª Edição Paleontologia. Ed. Interciência, Rio de Janeiro.(ou 1ª e 2ª Edição) MCALESTER, A. L. 1971. História Geológica da Vida. Ed. Edgar Blücher Ltda. São Paulo, 174pp. SALGADO-LABOURIAU, M.L. 1994. História Ecológica da Terra. Ed. Edgar Blücher Ltda. São Paulo, 307p Hadeano Arqueano Proterozóico Fanerozóico macrofósseis Primeiros oceanos Inicio da Vida O TEMPO PRÉ-CAMBRIANO Éons: Proterozoico Arqueano Hadeano HADEANO Hadeano 4,6-4,0 Ba Pouco registro de rocha Abundante queda de meteoros Hadeano (grego hades, inferno) - 4,6 - 4,0 Ba, desde a formação da Terra até quando ela passa a ter registro de rochas preservadas mais significativo. •Intensa queda de meteoros. •Pouca informação geológica. •Aceito formalmente recentemente pela Comissão Internacional de Estratigrafia. FORMAÇÃO DA LUA 4,5 Ba um gigante impacto de um meteoro com a Terra, teria, produzido detritos e Inclinado o eixo da Terra (+23º) Formação do Núcleo da Terra Rocha mais antiga 4,4 Ba, Datação (U-Pb) em zircão. Jack Hills, Austrália. Primeiros oceanos – 4,2 Ba HADEANO Éon Arqueano 4,0–2,5 BA Arqueano 4,0-2,5 Ba Vida Procarionte 3,5 Ba Atmosfera sem O2; Dia com + 4 horas de duração ASPECTOS FÍSICOS DO ARQUEANO 4,0 - 2,5 Ba. Eras: Eoarqueano,Paleoarqueano, Mesoarqueano, Neoarqueano. •Grande atividade tectônica, fluxo de calor 3X o atual; •Velocidade de rotação da Terra era 5a 6 X mais rápida que hoje; •O dia no Eoarqueano tinha + 4 horas; •Atmosfera anóxica. Rica em CO2; •Pelo menos uma glaciação; •Microcontinentes; •Dificuldades de aplicação do Princípio do Atualismo. . COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA DA TERRA Atmosfera redutora, rica em dióxido de carbono, Nitrogênio,Hidrogênio, vapor de água ASPECTOS BIOLÓGICOS DO ARQUEANO •Vida microscópica e procariótica. • Reprodução assexuada. •Organismos simples unicelulares não nucleados: Bactérias procariontes e cianobactérias (estromatólitos). 1º Evidência Geoquímica de vida (quimiofósseis) - 3,8 Ba •1º Bactérias e estromatólitos (Procariontes) 3,5 Ba Aminoácidos proteínas células a partir da Evolução dos Ribossomos Procariontes anaeróbicos Aonde? No Mar Quando foi? 3,8- 3,5 Bilhões de anos atrás Como foi? A partir da evolução de compostos químicos last universal common ancestor = “LUCA”. W. Gilbert, 1986 “Todos os organismos que já viveram na terra podem ser descendentes de uma única forma primordial” Darwin “A Origem das espécies”. Tudo na biologia contemporânea, incluindo a cladística molecular e genômica comparativa, confirmam a premissa de Darwin. todos os organismos podem ser agrupados em uma das três linhagens de células: bactérias, archaeas (arqueobacterias) e Eukarya . Austrália Estromatólitos estruturas biossedimentares formadas pelo crescimento diário de Cianobactérias Proterozóico 2,5-Ba-545 Ma Inicio da vida eucarionte e macroscópica, (2,5 Ba) Atmosfera com O2 a partir da fotossíntese de cianobactérias. Éon Proterozóico (latim, 1a vida) 2,5Ba. - 541 Ma. Eras: Paleoproterozóico, Mesoproterozóico, Neoproterozóico Aspectos Físicos e Biológicos 1) Colisão de microcontinentes - formação de continentes Primeiras áreas continentais estáveis (núcleos cratônicos continentais) UR = cidade mais antiga do mundo 2,5 - 2,2 Ba. SUPERCONTINENTES DO ÉON PROTEROZÓICO Ur – 2,5 Ba. Atlântica 1,8 – 1,6 Ba Rodinia – 1,0 Ba Pannotia – 600 – 490 Ma Ciclos de Wilson: os continentes passam por ciclos de colisão e afastamento, obedecendo a uma periodicidade de aproximadamente 500 milhões de anos. Estruturas biossedimentares resultantes de atividades de crescimento de colônia de algas cianofíceas, (+1.500 sp), Mineralizações 2) Início do oxigênio livre na atmosfera formação camada de Ozônio pela fotossíntese das cyanobactérias (Reino Monera, Filo Cianophyta) ESTROMATÓLITOS - 3,5 Ba-Presente 3) Primeiros Eucariontes-Reino Protista Ex. Acritarcas Estromátólitos Acritarcas + ornamentados Acritarcas - ornamentados Acritarcas – ornamentados e bactérias esferóides 4) Grandes transformações do Clima da Terra no Neoproterozóico: Glaciações seguidas de aquecimento do clima interferindo no curso da evolução da vida, levando a extições, adaptações e surgimento de novos grupos mais complexos. Paleoclimas da Terra no final do Proterozóico Carbonato Carbonato Diamictito Snow ball eart - Terra inteiramente coberta de neve e gelo, seguido de derretimento geologicamente rápido (clima quente) por efeito ultraestufa. • Rápido esquenta – esfria (milhares de anos) ~ 4 vezes entre 750 e 540 Ma. Glaciações Noeproterozóicas: STURTIANA, MARINOANA, VARANGERIANA •Mais rigorosa mudança climática da História do planeta. • Impacto sobre a vida: Diversidade; Reprodução sexuada; Surgimento dos organismos macroscópicos; Surgimento do esqueleto. 5) PRIMEIROS ICNOFÓSSEIS Estruturas interpretadas como escavação de vermes ( Seilacher et al., 1998, Science 282:80-83) 1 cm Geon 16 Pistas e tubos de vermes,resultantes de atividades de organismos macroscópicos. +680 Ma Fauna de Ediacara +/- 650 m.a. Australia 6 - PRIMEIROS METAZOÁRIOS 1osorganismos multicelulares 19sp de celenterados (medusas e penátulas), 7 sp de anelídeos (transicional anelídeo/artrópode), 2 sp de artrópodes, af incertae icnofósseis Spriggina Dickinsonia costata Tribrachidium Charniodiscus Diorama of composite Ediacaran biota Geon 5 7 - PRIMEIRAS CONCHAS + 580 - 600 Ma Surge o Esqueleto = Biomineralização: Anelídeos, artrópodes, moluscos e afinidades biológicas incertas. Quais são os animais mais antigos da América do Sul? Distribuição dos fósseis ediacaranos no mapa da América do Sul. Em preto: rochas sedimentares neoproterozoicas. Metazoários precambrianos Corumbá-Ladário Localidade-tipo invertebrados mais antigos da América do Sul (Neo- ediacarano). Cloudina lucianoi (Verme) é um dos primeiros animais biomineralizadores. Corumbella werneri - Cnidaria • Rochas com idades superiores a 3,7-3,8 Ga são conhecidas apenas em: África do Sul, Índia, Rússia, China, Antártica, Groenlândia, Canadá e norte dos EUA. • No Brasil, as ocorrências das rochas mais antigas, com idades de 3,40-3,45 Ga, situam-se na Bahia e Rio Grande do Norte e Rio Grande do Sul. Aonde estão localizadas as rochas mais antigas do estado de Pernambuco? 2) EVENTOS TECTÔNICOS – MAGMÁTICOS (Plataforma Sul americana) Transamazônico – 2.0 Ba. Cariris Velhos – 1,0 – 0,9 Ba. Brasiliano – 650 - 550 Ma. Geon 5 PRINCIPAIS EVENTOS GEOLÓGICOS /BIOLÓGICOS DO PRE- CAMBRINO 1. Rocha mais antiga conhecida na Terra 2. Primeiros oceanos 3. Dia com duração de cerca de 4 horas 4. Mais antiga evidência Geoquímica de vida 5. Microfósseis e estromatólitos (Procariontes) mais antigos 6. Primeiros Eucariontes 7. Mudança da atmosfera da Terra redutora/oxidante 8. Supercontinente Rodínia 9. Glaciações do Proterozóico 10. Primeiros Icnofósseis 11. Primeiros organismos macroscópicos – Fauna de Ediacara 12. Surgimento do esqueleto (primeiras conchas) PRINCIPAIS EVENTOS GEOLÓGICOS /BIOLÓGICOS DO PRE- CAMBRINO 1. Rocha mais antiga conhecida na Terra – 4,4 Ba 2. Primeiros oceanos - + 4.2 Ba 3. Dia com duração de cerca de 4 horas – Eoarqueano 4. Mais antiga evidência Geoquímica de vida + 3,8 Ba 5. Microfósseis e estromatólitos (Procariontes) mais antigos + 3,5 Ba 6. Primeiros Eucariontes + 2,5 Ba 7. Mudança da atmosfera da Terra redutora/oxidante + 2,2 Ba 8. Supercontinente Rodínia + 1,0 Ba 9. Glaciações do Proterozóico 750 – 540 Ma 10. Primeiros Icnofósseis – 680 Ma 11. Primeiros organismos macroscópicos – Fauna de Ediacara 600 Ma 12. Surgimento do esqueleto – 580 Ma (primeiras conchas) Atenção Para a próxima aula: Trazer a escala de tempo geológico com os eventos do Pré- Cambriano situados no tempo. Para a próxima aula: Trazer informações sobre: 1- Teoria/ Hipótese de Gaia 2- Procure no mapa geológico de Pernambuco 2- aonde estão as rochas mais antigas do nosso estado? 3- qual o contexto geológico delas? 4- Colocar na tabela de TG os eventos do Pré- Cambriano Hipótese Gaia (ecologia profunda) Propõe que a biosfera e os componentes físicos da Terra (atmosfera, criosfera, hidrosfera e litosfera são intimamente integrados de modo a formar um complexo sistema interagente que mantêm as condições climáticas e biogeoquímicas preferivelmente em homeostase. James E. Lovelock em 1972 (Hipótese de resposta da Terra) foi renomeada como Hipótese de Gaia , em referência a Deusa grega suprema da Terra – Gaia. GAIA – A TERRA VIVA James E.Lovelok (Margulis & Lovelock, 1974) • A Terra é um superorganismo dotado de auto- regulação. • “ A biota, as rochas, o ar e os oceanos são uma entidade fortemente conjugada. Sua evolução é um processo único, e não vários processos separados.” • Fazemos parte desse sistema, temos responsabilidade individual em mante-la viva e saudável para as futuras gerações. Fanerozóico grego: phaneros, visível; oikos, vida 541 Ma -Presente Eras: Paleozóica (542-251 Ma) Mesozóica (251-65,5 Ma) Cenozóica (65 Ma-Presente) • 12% da idade da Terra • Diversificação e explosão da vida macroscópica, muitos organismos com esqueleto e reprodução sexuada • Aglutinação e fragmentação de continentes, formação do supercontinente Pangea (Laurásia + Gondwana), promovendo separação e colisão de placas até a configuração geográfica dos dias atuais. Terra como um único organismo vivo. •A vida da Terra tem função ativa na manutenção das condições para sua própria existência; •O (O2) ex, combina-se facilmente com outros elementos e, após alguns milênios, deixaria de existir nesta forma, se não fosse continuamente reciclado através de processos biológicos (ciclo do oxigênio). •Existe Interação dos biomas com os elementos físicos do planeta, mantendo as condições necessárias à vida. •A ação da biosfera na manutenção dos ciclos de elementos essenciais como o carbono e oxigênio, possibilita sua própria sobrevivência. Barras mais grossas indicam intervalos que os grupos tem maior importância bioestratigráfica Impactos sociais do pensamento: • Religião: Teístas (Deus pessoal), Deísmo (Deus impessoal); Agnósticos (não conhecem o suficiente); Ateus • Filosofia e Ética – Busca orientação na Natureza: Tudo que é Natural é bom. • Comercio e Política - Darwinismo Social: “Sobrevivência do mais apto”
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