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INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E ENGENHARIAS FACULDADE DE ENGENHARIA DE MINAS E MEIO AMBIENTE DISCIPLINA: GEOLOGIA GEOLOGIA: CAMBRIANO E ORDOVICIANO MARABÁ/PA OUTUBRO – 2015 CAMBRIANO E ORDOVICIANO Trabalho de Geologia sobre o período Cambriano e Ordoviciano apresentado como requisito parcial de conceito na disciplina de Geologia, ministrada pelo Prof° do Curso de Engenharia de Minas e Meio Ambiente. MARABÁ – PARÁ OUTUBRO – 2015 EQUIPE OBJETIVO Mostrar os fatos e características que marcaram os períodos Cambriano e Ordoviciano, assim como distinguir as etapas de formação geológica do planeta Terra. INTRODUÇÃO No conteúdo deste trabalho, abordaremos o tema dos períodos geológicos, explicando de maneira mais precisa e objetiva possível. Esclarecendo perguntas como: O que é período Cambriano? Quais suas características? Como são suas divisões? Entre outras. Sabemos que o que estuda as eras geológicas é a geologia, ciência que estuda o mundo no modo geral, inclusive sua formação. Ao longo do trabalho, além de informações, também será importante observar a estrutura racional empregada, demonstrando o quão é importante o conhecimento desses períodos geológicos. ERA PALEOZÓICA: PERÍODOS CAMBRIANO E ORDOVICIANO A Era Paleozóica faz parte do Éon (unidade de tempo geológico composto por eras) Fanerozóico (derivado de faneros= aparente e zóico= vida) que abrange ainda as eras Mesozoica e Cenozoica e compreende o período de aproximadamente 540 milhões de anos a 250 milhões de anos atrás. 5. CAMBRIANO INFERIOR, INTERMEDIÁRIO E SUPERIOR O Período Cambriano faz parte da era paleozóica e é responsável por uma das maiores expansões orgânicas da Era Antiga. Seu período iniciou por volta de 542 milhões de anos atrás e é subdividido em três épocas: Cambriana Inferior, Cambriana Média e Cambriana Superior. 5.1 Origem do nome O Sistema Cambriano foi denominado em 1835 por Adam Sedgwick a partir do nome Cambria, denominação romana para o norte do País de Gales (Wales). Segundo o geólogo inglês que em 1835 foi quem primeiro definiu o período, o Cambriano é o marco inicial para que a Terra começasse a expansão orgânica, dando origem à vida. A partir daí começaram a surgir os primeiros animais com partes mineralizadas, decorrentes das rochas e fósseis que datam do período. 5.2 Clima, tectônica e mares do Cambriano No Período Cambriano havia quatro grandes continentes: Laurentia: ficava na parte mais centralizada da América do Norte; Báltica: região mais ao leste da Europa; Sibéria: região oeste da Rússia; Gondwana: maior de todos os continentes, abrangia partes da América do Sul, África, Oceania e Antártica. A área continental emersa era quase tão grande quanto a atual. Cada bloco continental era circundado por uma plataforma rasa, onde a vida florescia. Localmente, havia geração de rochas ígneas, mas predominam as rochas sedimentares. Espessos pacotes de evaporitos depositados na Sibéria, Oriente Médio e Índia, o Evaporito - rocha sedimentar composta da deposição dos minerais constituintes de uma solução salina após a evaporação do solvente. São encontrados, também, arenitos marinhos, folhelhos, calcários e rochas vulcânicas Não há registros de glaciações nesse período: Arenito - rocha sedimentar consolidada, de granulometria na fração areia (0,062 a 2mm). Folhelho - rocha sedimentar laminada, com mais de 67% de minerais na fração argila. Calcário - rocha sedimentar constituída predominantemente de carbonato de cálcio. Rocha vulcânica - fragmentos de rochas ou material de origem orgânica (carapaças de microrganismos) que se depositam e acumulam em grandes depressões da crosta terrestre. Gerem regiões de temperatura amena e altas taxas de evaporação: No Cambriano Médio houve uma relevante transgressão marinha, inundando o interior da maioria dos continentes. Nesses mares rasos, intercontinentais, ocorreu uma extensa sedimentação de carbonatos. No Cambriano Superior as placas Laurentia e Báltica se moviam em rota de colisão, começando a consumir o Oceano Iapetus, que se localizava entre elas, dando início à Orogênese Caledoniana. 5.3 Vida O período Cambriano, parte da era Paleozóica, produziu a mais intensa explosão de evolução já conheceu. A explosão cambriana viu uma incrível diversidade de vida emergem, incluindo muitos dos principais grupos animais vivos hoje. Entre eles estavam os cordados, ao qual vertebrados (animais com coluna vertebral), como os seres humanos pertencem. O que provocou essa bonança biológica não é clara. Pode ser que o oxigênio na atmosfera, graças a emissões de fotossíntese das algas e cianobactérias, estavam em níveis necessários para fomentar o crescimento de estruturas corporais mais complexas e modos de vida. O meio ambiente também se tornou mais hospitaleiro, com um clima mais quente e elevação do nível do mar inundando massas baixas para criar rasas, os habitats marinhos ideais para desova novas formas de vida. No entanto, a escala da Explosão Cambriana é provavelmente exagerado, devido à proliferação de animais hard-bodied que fossilizados muito mais rapidamente do que seus precursores de corpo mole. Estes incluíram braquiópodes, que vivem em conchas semelhantes às de amêijoas ou berbigão, e animais com articulado, esqueletos externos, conhecidos como artrópodes os ancestrais dos insetos, aranhas e crustáceos. Estas criaturas pára-up representou uma inovação crucial: corpos rígidos que oferecem animais tanto uma defesa contra inimigos, e um quadro de apoio maiores tamanhos corporais. Os artrópodes icônicas do Cambriano eram os trilobitas, que deixou um grande número de fósseis. Trilobitas tinha achatado, segmentado, corpos banhados que ajudaram a protegê-los nos mares que estavam cada vez mais cheias de predadores. Com muitas variedades e tamanhos, eles variaram de um milímetro a mais de 2 pés (0,6 metros) de comprimento, comprovadas entre os mais bem-sucedido e duradouro de todos os animais pré-históricos. Mais de 17.000 espécies são conhecidas por ter sobrevivido até a mega-extinção que encerrou o período Permiano 251 milhões de anos. Um predador do Cambriano foi o gigante, aos camarões Anomalocaris, que preso a sua presa em temíveis mouthparts alinhados com ganchos. Ainda mais estranho foi o Opabinia cinco olhos, o que chamou suas vítimas usando um braço arranhado flexível ligado à sua cabeça. Estes animais caçado ao longo do fundo do mar, onde as colónias de esponjas arcaicos cresceu em estruturas orgânicas, minerais formados pela atividade de cianobactérias. As esponjas acrescentado a estes habitats de recife com a construção de apoio esqueletos de carbonato de cálcio, que recolheu da água. Os primeiros cordados primitivos conhecido é Pikaia gracilens, uma criatura wormlike que nadou em mares do Cambriano Intermediário. Fósseis encontrados na Burgess Shale of British Columbia mostram traços de uma notocorda (a espinha dorsal primitiva bastonete), um passo significativo na evolução dos vertebrados. Sedimentos encontrados no Canadá, Groenlândia e China mostraram criaturas fossilizadas de corpo mole, como vermes marinhos enterrados durante avalanches de lama submarina. Entre as descobertas mais surpreendentes, anunciou, em 1999, com idade estimada de 530 milhões de anos de idade, uma espécie de cama fóssil na China, onde os cientistas descobriram os restos de dois tipos diferentes de pequenos peixes sem mandíbula. Representando os mais antigos animais vertebrados conhecidos com parentes vivos, os fósseis mostram que nossos ancestrais vertebrados entrou na história evolutiva de 50 milhões de anos antes do que se pensava anteriormente. O fim do Cambriano viu uma série de extinções em massa durante o qual muitos braquiópodes com shell (concha) que servia de moradia e outros animais foram extintos. Os trilobitastambém sofreram pesadas perdas. Os animais mais abundantes eram trilobitas, braquiópodes e graptólitos (No ordoviciano): • Trilobitas - classe extinta de artrópodes marinhos de água rasa, mediam entre 5 e 8cm, mas alguns chegaram a 70cm. Viveram do Cambriano inferior ao Permiano superior, sendo ótimos fósseis-guia do Paleozóico. • Braquiópodes - animais marinhos fixos, com esqueleto constituído de duas conchas. Habitam mares frios ou temperados. Vivem desde o Cambriano inferior até hoje. 6.ORDOVICIANO Assim como o antecessor Período Cambriano, o Período Ordoviciano também é subdivido em três épocas distintas: Ordoviciano Inferior (mais antiga), Média e Superior (mais recente). O período data de 488 milhões de anos atrás até 443 milhões e trouxe grandes mudanças geológicas ao planeta devido ao surgimento de graptozoários planctônicos. 6.1.Origem do nome Designado originalmente como Sistema Ordoviciano por Charles Lapworth em 1879, que utilizou o nome de antigas tribos célticas (Ordovices) que viviam no norte e leste do País de Gales (Wales). Segundo período da Era Paleozóica teve uma duração de 65 milhões de anos, iniciando-se há 500 milhões de anos e terminando há cerca de 435 milhões de anos. Foi caracterizado pelo aparecimento constante de terremotos nos continentes, deslocando os granitos e rochas como graptolitos. Com isso, áreas que estavam submersas começaram a emergir, principalmente as regiões da Europa, América, Oceania e norte da África. 6.2 Clima, tectônica e mares O período Ordoviciano os continentes ainda eram desérticos, rebaixados por epirogênese e invadidos por extensos mares rasos; o norte dos trópicos era quase inteiramente oceano, e a maior parte terrestre do mundo foi confinada ao sul, o supercontinente Gondwana. Durante todo o Ordoviciano, Gondwana foi deslocado para o polo sul e muito dele ficou debaixo d'água. Os graptozoários comuns nesse período são ótimos fósseis guias, pois delimitam zonas biostratigráficas.O clima do ordoviciano era mais suave com temperaturas médias e a atmosfera muito úmida. O período inicia-se com uma regressão que, por alguns milhões de anos, determinou a queda no nível do mar. Mas logo a seguir, registra-se uma “irradiação explosiva” da fauna paleozoica pré-existente atribuída à elevação do nível do mar inundando as terras emersas e formando enormes áreas rasas nos mares continentais. Antártica, a Índia e a África Central eram, provavelmente, terras emersas, mas grande parte da atual Ásia, Austrália, Europa, Américas do Norte e do Sul e norte da África estiveram cobertas por mares rasos durante boa parte desse período, favorecendo a deposição de sedimentos carbonáticos, típicos de ambientes de planícies de marés e de climas tropicais. Esses carbonatos são hospedeiros de minérios de chumbo, zinco e prata, principalmente na América do Norte. Durante essa passagem ocorreram várias transformações no planeta, entre elas eventos que incidiram sobre a conformação continental (na litosfera). Chamada de Gondwana, a imensa massa continental ficou praticamente restrita ao hemisfério sul, submetido a um intenso período de glaciação. Nas áreas que correspondem às atuais: Europa, norte da África, Oriente Médio e América do Sul predominava a deposição de areias, e argilas, que indicam um clima mais frio que o das outras áreas já citadas. Rochas vulcânicas intercaladas ocorrem em algumas bacias deposicionais. Durante o Ordoviciano Médio, movimentos internos da Terra fizeram com que várias áreas que estavam abaixo do nível do mar fossem soerguidas e se transformassem em áreas emersas. Até então predominavam os climas amenos, mas o Bloco Gondwana (que inclui a Plataforma Sul-americana) estava se deslocando continuamente para o sul, e no Ordoviciano Superior ele atingiu latitudes polares. Extensas geleiras se formaram, "drenando" a água dos mares rasos e abaixando o nível do mar. Depósitos glaciais dessa idade são identificados no norte da África e na América do Sul. No Bloco Gondwana o Evento Brasiliano - Pan-africano chega ao fim, com a intrusão dos últimos granitos, no sudeste do Brasil. Em outra parte do globo, entre os blocos Laurentia e Gondwana se desenvolvia a Orogenia Taconiana (470-450 milhões de anos). 6.3 Vida Esse período marcou para os animais invertebrados uma grande explosão quanto à diversidade de espécies. O momento circunstanciou o surgimento dos primeiros peixes ágnatas (sem mandíbula). Também são caracterizados por numerosas e diversas trilobitas (fósseis e comodantes fosfatados com uma aparência de dente-semelhante) encontrados em sequências de xisto, o calcário, dolostone e arenito. Além disso, blastoides, briozoários, corais, crinoides, bem como muitos tipos de braquiópodes, caracóis, moluscos e cefalópodes apareceu pela primeira vez no registro geológico Ordoviciano em ambientes tropicais. Restos de ostracoderms (sem mandíbula, cascudo) de rochas ordovicianas compreendem alguns dos mais antigos fósseis de vertebrados. Naquele tempo, o planeta tinha uma divisão continental similar ao Período Cambriano. O clima permanecia ameno no maior pedaço geográfico do globo, mas o continente de Gondwana, que compreendia o território da Antártica, estava começando a esfriar com a drenagem dos mares rasos. Com o surgimento das primeiras geleiras, muitas criaturas foram extintas, pois não estavam acostumadas com a temperatura baixa. Estudiosos estimam que cerca de 60% do bioma tenha sido completamente extinto – 25% dele somente de animais marinhos invertebrados. De fato, no Período Ordoviciano os animais invertebrados surgiram aos montes. Apareceram os primeiros escorpiões marinhos, moluscos cefalópodes (que pareciam lulas e polvos), trilobitas, corais e peixes sem mandíbulas. Na flora, prevaleciam os vegetais fixados à terra, como as primeiras algas marinhas nas regiões oceânicas. A vegetação é caracterizada pelo surgimento dos primeiros vegetais fixados ao substrato terrestre, havendo uma grande predominância de algas que cobriam as regiões oceânicas. Entretanto, no fim deste período da Era Paleozóica ocorreu uma transformação climática interglacial que exterminou massivamente alguns organismos. Estes biomas só se recuperariam no Período Siluriano, com a estabilização da temperatura. Durante o Ordoviciano, os invertebrados ainda são as formas de vida animal dominantes, porém com formas mais "semelhantes" às atuais do que as do Cambriano. Os graptólitos graptoloides surgem no Ordovícico inferior. O Ordoviciano é o mais conhecido pela presença de seus invertebrados marinhos diversos, incluindo graptozoários,trilobites (estes atingiram seu auge neste período) e braquiópodes. Uma comunidade marinha típica conviveu com estes animais, algas vermelhas e verdes, peixes primitivos, cefalópodes, corais, crinoides e gastrópodes. Mas recentemente, houve a evidência de esporos treites que são similares àqueles de plantas primitivas terrestres, sugerindo que as plantas invadiram a terra neste período. A evolução dos protocordados desenvolveram os primeiros peixes sem mandíbulas. Entre os artrópodes ocorre o surgimento dos escorpiões do mar. A vida marinha no Ordoviciano foi muito diferente da existente no Cambriano, estruturalmente mais simples e menos diversificada. Somente cerca de 150 famílias de animais são conhecidas do Cambriano, enquanto que pelo Ordoviciano Superior havia mais de 400 famílias, número mantido pelo resto do Paleozóico. Tal diversidade é consequência de uma complexidade muito maior que a do Cambriano. No Ordoviciano se diversificaram os organismos filtradores, como os briozoários, os braquiópodes, os bivalves e os equinodermos. Também apareceram os organismos móveis herbívoros e carnívoros, como os gastrópodes. Os primeiros corais (rugosos e tabulados) surgiram no registro. Os trilobitas ocuparam papéis de carnívoros e detritívoros, e alguns se adaptaram a uma vida pelágica. Outros grupos como os nautilóides, desempenharam papéis de predadores pelágicos, enquanto que outros adotaram o hábitoplanctônico (ou nectônico), como os graptólitos e os conodontes. Como consequência dessa diversidade, as comunidades ordovicianas foram mais complexas que as do Cambriano e a quantidade de nichos ecológicos ocupados foi maior Os possíveis motivos da grande diversificação no Ordoviciano, tanto o Cambriano Superior como o Ordoviciano são marcados pelos mais altos níveis do mar na história da Terra até aquele ponto. Os níveis de oxigênio no Vendiano e no Cambriano estavam aumentando, e várias evidências sugerem que eles finalmente atingiram os níveis modernos no Ordoviciano. O aparecimento de predadores eficientes com mandíbulas trituradoras, como os nautilóides, pressionaram os animais arcaicos a tornarem-se mais especializados ou, então, extinguirem-se. As extinções do final do Ordoviciano são marcadas por uma das maiores extinções em massa na história da vida. Foi o segundo maior evento de extinção em importância na história da Terra: pior que o do final do Cretáceo e o segundo em relação à grande extinção do final do Permiano. Cerca de 100 famílias de organismos marinhos foram atingidas. Extinguiram-se: 11 o mais da metade das espécies de braquiópodes e briozoários; o um terço de todas as famílias de braquiópodes, principalmente os ortídeos e os estrofomenídeos o as comunidades recifais de crinóides-estromatoporóides-tabulados-rugosos receptaculitídeos foram dizimadas, não se recuperando até o Siluriano Superior, também foram atingidos os nautilóides e os trilobitas. As extinções concentraram-se nos grupos tropicais; os sobreviventes, bem como os novos organismos, estavam adaptados às águas profundas ou frias das latitudes mais altas. Este fato sugere um evento de resfriamento dos mares no Ordoviciano, coincidente com uma glaciação no continente Gondwana ocorrida no Ordoviciano Superior. Somente os invertebrados adaptados às águas frias puderam repopulacionar os fundos dos mares no Siluriano. 7. CONCLUSÃO O conhecimento das Eras Geológicas significa, o estuda da História da Natureza, com o propósito de oferecer ao Homem conhecimentos sobre as potencialidades econômicas, recursos naturais, além de um conhecimento aprofundado sobre as etapas de formação e transformação da Terra. De modo a ajudar e aumentar o conhecimento dos estudantes de Engenharia de Minas, estes que lidarão com os diferentes processos geológicos na sua área de trabalho, dessa maneira, um saber aprimorado sobre os fatos da Terra é e extrema importância. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS HEILBRON, M. et al. New constraints on the tectonic organization and structural styles related to the Brasiliano collage of the central Ribeira Belt, SE Brazil. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON BASEMENT TECTONICS, 14., 1998, Ouro Preto. Extended Abstracts. Ouro Preto, UFOP/Escola de Minas, 1998. 189 p. p.15-17. PARK, R.G. 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