Aulas de Geologia 2012

Aulas de Geologia 2012


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a idéia de um tempo geológico muito curto oriunda de estimativas realizadas por Lord Kelvin um dos físicos mais destacados do século XIX. Em oposição, a teoria da evolução, conforme idealizado por Darwin dependia da disponibilidade de uma tremenda quantidade de tempo geológico.
As estimativas de Kelvin sobre a idade da Terra baseadas em medições físicas pareciam irrefutáveis e passaram a ser aceitas pela maioria dos geólogos da época. A mutilação drástica do tempo geológico de Kelvin resultou em uma renúncia completa da evolução orgânica das espécies através da seleção natural.
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A MAGNITUDE DO TEMPO GEOLÓGICO
 ESTIMATIVAS DO TEMPO GEOLÓGICO BASEADAS NA SALINIDADE
Proposto por Edmund Halley, em 1715, consistia nos seguintes procedimentos:
Determinar o teor de sal no oceano com precisão
Repetir a determinação 10 anos mais tarde
A partir do aumento da salinidade poder-se-ia deduzir o tempo necessário para atingir a presente salinidade, levando em consideração que o oceano primitivo era de água doce.
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 Alguns pesquisadores da segunda metade do século XIX, reconsiderando o método da salinidade, estimaram a partir da salinidade das águas dos rios, a quantidade de Na adicionada anualmente ao oceano.
Conhecendo-se o volume de água dos oceanos atuais;
Consideraram que as águas dos oceanos eram originalmente doces;
Consideraram que a taxa de contribuição de sódio pelos rios foi sempre a mesma durante todo o tempo geológico; 
 Estimaram o tempo necessário para atingir a presente salinidade.
Efetuaram diversas correções para o sódio da água dos rios, provenientes do oceano graças ao transporte eólico, ou que é reincorporada ao ciclo a partir de antigas rochas sedimentares marinhas atualmente expostas ao intemperismo.
John Joly, em 1899, conclui que cerca de 90 milhões de anos teriam transcorridos desde a água condensou pela primeira vez na Terra.
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 A idade obtida por Joly foi demasiadamente baixa em razão de subestimar da troca de sódio entre a água do mar e as rochas da crosta terrestre (conforme figura a seguir).
Por vaporização durante a evaporação o sódio é soprado para a terra;
Torna-se parte de sedimento marinhos depositados nos continentes, onde estarão sujeitas à ação erosiva;
Torna-se parte de sedimentos marinhos que serão transformados em rochas cristalinas
Outra fonte de erro foi a suposição de que a quantidade de sódio adicionada ao mar foi sempre constante no tempo.
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O ciclo do sódio na Terra.
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 ESTIMATIVAS DO TEMPO GEOLÓGICO BASEADAS EM TAXAS DE DEPOSIÇÃO
Geólogos do século XIX acreditavam que se pudessem estabelecer as taxas de deposição de sedimentos em ambientes modernos (atuais) e, com isto, poderiam estimar o tempo necessário para a deposição de unidades análogas de rochas antigas.
Com base nessa premissa admitiram que, se pudessem determinar a espessura total de rochas sedimentares depositadas no passado geológico, poderiam chegar a uma estimativa do tempo geológico total decorrido (Quadro a seguir).
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Idade estimada por diversos estudiosos com base na taxa de deposição.
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Os pesquisadores da época procuraram aferição para diferentes tipos de rocha ao atribuir diferentes taxas de deposição para tipos diferentes. Desse modo, atribuíram uma taxa para o calcário, uma taxa maior para os folhelhos, e uma maior ainda para os arenitos. Procuraram eliminar quebras estratigráficas considerando apenas a espessura máxima conhecida de rochas de cada idade geológica.
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Dificuldades encontradas:
As dificuldades deste procedimento reside no fato de que na maior parte das localidades, diferentes tipos de rochas sucedem-se uns aos outros caoticamente e com freqüentes quebras no registro litológico.
Novas seções continuavam a ser descoberta, e excediam espessuras previamente conhecidas
A maior dificuldade, no entanto, residia no estabelecimento de taxas de deposição para cada tipo de rocha. As taxas são extremamente variáveis de um lugar para outro.
Necessidade de um fator de correção para compactação, antes de ser aplicada às rochas. 
Atribuíram taxa diferente para cada era geológica.
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 As estimativas do tempo geológico variaram demasiadamente. As estimativas do início do século XX situavam-se sempre abaixo de 100 milhões de anos.
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ESTIMATIVAS DE KELVIN
Kelvin procurou estimar a idade da Terra baseado em dois aspectos: perda do calor pela Terra e a idade do calor do sol.
 Determinações da temperatura em minas profundas mostraram um aumento uniforme e progressivo da temperatura com a profundidade. Este gradiente de temperatura indica que o calor interno da Terra está irradiando do seu interior quente para a sua superfície.
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Segundo Kelvin a terra estaria se tornando progressivamente mais fria em decorrência da perda contínua de temperatura e este calor poderia ser medido.
Kelvin mostrou a partir da presente taxa de perda de calor que a Terra se encontrava em estado de fusão à relativamente pouco tempo.
Do estado inicial de fusão até o presente momento teriam decorrido menos de 100 milhões de anos.
O baixo valor encontrado por Kelvin deve-se às seguintes razões:
Conhecimento exíguo sobre o ponto de fusão das rochas e da condutividade térmica das rochas à altas temperaturas e pressões.
Desconhecimento acerca da desintegração dos elementos radiativos que fornecem energia térmica ao interior da Terra. A radioatividade só veio a ser descoberta em 1.896.
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A IDADE DO CALOR DO SOL 
Segundo Kelvin a grande dissipação de energia a constante perda de energia térmica pelo sol por irradiação deveria, gradualmente abaixar a sua temperatura e chega a seguinte conclusão:
O sol tinha iluminada a Terra por apenas algumas dezenas de milhões de anos;
Há algumas dezenas de milhões de anos o Sol era consideravelmente mais quente e dentro de alguns milhões de anos estará fornecendo muito menos energia do que hoje;
Que a Terra teria se tornado habitável de 20 a 40 milhões de anos atrás.
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 Os argumentos de Kelvin influenciaram negativamente a teoria da seleção natural de Darwin. As adições posteriores à Origin retrocedeu em sua posição original sobre seleção natural, eliminando referências concretas aos enormes intervalos de tempo, procurando adaptá-las aos argumentos de Kelvin e Jenkin.
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A IDADE DA TERRA À LUZ DA RADIOATIVIDADE 
Becquerel, em 1896, descobriu que o urânio emitia misteriosos raios que ativavam placas fotográficas em escuridão total.
A esta propriedade do Urânio deu o nome de radioatividade.
Em 1903, o casal Curie notou que uma amostra de radium sempre mantinha a temperatura superior ao do ambiente
Em 1906 R.J. Strutt, um físico inglês, calculou o calor gerado por minerais radioativos na crosta terrestre, e mostrou que supria o fluxo térmico que alcançava a superfície da Terra. O calor é gerado continuamente no interior da Terra, ao contrário do que se supunha anteriormente.
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Com a radioatividade o Sol jovem de Kelvin foi substituído pelo Sol longevo. O sol tem mantido uma emissão de energia mais ou menos constante desde a sua origem.
 
Dez anos após Becquerel, outros isótopos radioativos foram descobertos: tório, rubídio e potássio.
 
Rutherford e Soddy, em 1902, postularam que os elementos radiativos se transformam em outros elementos durante a emissão de raios, sendo o hélio o produto da desintegração radioativa do Urânio.
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Em 1905 Boltwood, químico americano, concluiu que, além do hélio, o chumbo era o elemento estável da desintegração do urânio. Em 1907, Boltwood descobriu que, em minerais não alterados e de mesma idade, a razão chumbo/urânio é constante. 
 
Em 1906 Rutherford fez a primeira tentativa de determinação da idade de minerais a partir da razão hélio/urânio.
 
Em 1911, Arthur Holmes, escreveu o primeiro livro sobre datação radioativa, definindo muitos princípios que iriam nortear os trabalhos de datação radiométrica nas décadas seguintes.
 
 
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Curva de distribuição de rochas sedimentares no registro geológico (Seg. Fairchild et al., 2000)
 
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DATAÇÃO DO PASSADO GEOLÓGICO
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