1. TEMPO GEOLÓGICO*
Mudanças Ambientais Naturais e Antrópicas
Prof. Dr. Mauro Parolin
* Baseado em Wânia Duleba – Disponível em:
http://www.google.com.br/url?
sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBcQFjAA&url=http%3A%2F%2Fs4dg.geog.ufpr.br%2F~foliveira%2FTEMPO
%2520GEOLOGICO.ppt&ei=Va5iTdfANISglAfHwsWtDA&usg=AFQjCNFzPaDB6m-G9XBptMrFVoESRJhaw&sig2=GC1tXbEZ1QUt9WORzE2Lbg
3. 1. Introdução
TEMPO GEOLÓGICO
Dentro da estrutura geral do tempo
geológico, pode-se operar em dois
planos de tempo bem diferentes:
TEMPO SUPERFICIAL
(poucas centenas de anos
aos dias de hoje)
TEMPO PROFUNDO
(bilhões a várias
centenas de anos)
4. História da Terra
TEMPO PROFUNDO
(Bilhões a várias centenas de anos)
É como tentar contar uma história de um
livro que tem páginas faltando ou que
capítulos inteiros foram perdidos
1. Introdução
6. 1. Introdução
Escala do tempo geológico é dividida em:
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
7. 1. Introdução
Formas de representar e ordenar o tempo geológico
mais
utilizada
Quadro Estratigráfico Internacional da Comissão
Internacional de Ciências Geológicas
9. 1. Introdução
Formas de representar
o tempo geológico
Quadro Estratigráfico Internacional
da Comissão Internacional sobre Estratigrafia
(2006)
Hadeano
4550
10. 1. Introdução
Formas de representar o tempo geológico
Éons Hadeano, Arqueano e Proterozóico: 87% da história da Terra
11. 1. Introdução
Formas de representar o tempo geológico
Meses do ano
jan-jun: Éon Arqueano
jun-nov: Éon Proterozóico
nov-dez: Éon Fanerozóico
• Início do Cambriano: 18/11 às 09:36h
(18 a 21/11)
• Primeiros membros do gênero Homo:
31/12 às 19:12h (2Ma)
Teixeira et al. 2001. Decifrando a Terra
12. 1. Introdução
Idade rocha
RELATIVA
Na falta de datações absolutas, a
idade das rochas é expressa em
termos relativos
e.g., “Período Devoniano”, “Era
Paleozóica”
mesmo sentido – “período colonial”, “anos 60”
ABSOLUTA
expressa em anos
Ma = milhões de anos
Ba ou Ga = bilhões de anos
Principal método para realizar
datações absolutas é o
radiométrico
14. HISTÓRIA DO ESTABELECIMENTO
DA ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO
2. Datação relativa
• Judaísmo pré-cristão
pcos milhares de anos
• Gregos/Romanos
Terra tinha início e um fim
s/ noção de tempo
• Idade Média (476 – 1453) e
Renascença (1300 - 1650)
Terra era jovem
(forte influência religiosa
no pensamento intelectual)
0
Antiguidade
1000
Romanos
I. Média
2000 anos d.C.
I. Moderna /Contemporânea
15. 2. Datação relativa
HISTÓRIA DA ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO
Idéia da Terra ser extremamente antiga:
Iluminismo
(2a metade séc. XVII)
0
Antiguidade
1000
I. Média
2000 anos d.C.
Iluminismo
Revolução industrial
(demanda de recursos minerais)
16. 2. Datação relativa
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
Séculos XVII e XVIII – início da Geologia
Nicolau Steno
(1638-1686)
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 seqüências sedimentares;
• fósseis – organismos vivos
17. 2. Datação relativa
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
Princípios de Steno
1)
SUPERPOSIÇÃO:
Sedimentos se depositam em camadas,
as mais velhas na base e
as mais novas sucessivamente acima
Princípio válido para rochas sedimentares e/ou vulcânicas
(não para metamórficas)
Nicolaus Steno
18.
19.
20. 2. Datação relativa
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
Princípios de Steno
2) HORIZONTALIDADE ORIGINAL:
Depósitos sedimentares se acumulam
em camadas sucessivas dispostas de modo horizontal
(quase paralelas à superfície da Terra)
Princípio válido para ordenar somente estratos não pertubados
Nicolaus Steno
21. 2. Datação relativa
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
Princípios de Steno
3) CONTINUIDADE LATERAL:
Camadas sedimentares são contínuas,
estendendo-se até as margens da bacia de acumulação,
ou se afinam lateralmente
Nicolaus Steno
22. 2. Datação relativa
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
James Hutton (1726-1797)
1° noção de tempo profundo
Naturalista escocês, que mostrou a
natureza fluida, quente das rochas ígneas
PLUTONISMO
Publicou Livro Theory of the Earth - 1788
•Articulou as idéias modernas sobre
Geologia e história da Terra.
23.
24.
25.
26. James Hutton
2. Datação relativa
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
PRINCÍPIO DAS DISCORDÂNCIAS (1792):
Pode-se utilizar as discordâncias e as deformações
para datar episódios tectônicos em relação à
seqüência estratigráfica
Siccar Point, Escócia
27.
28.
29.
30.
31.
32. 2. Datação relativa
James Hutton
Discordâ
ncia angular:
Pacote superior de camadas
sobrepõ
e-se a um inferior cujas
camadas foram dobradas ou
basculadas por processos
tectô nicos e depois sofreram
erosã
o
33. 2. Datação relativa
Naturalistas
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
Naturalistas passaram a aplicar os princípios de Steno
para os mesmos conjuntos de fósseis
e assim deu-se o início da área Paleontologia (=estudo dos fósseis)
Georges Cuvier (1769 – 1832):
William Smith (1769 -1839):
Charles Lyell (1797 – 1875):
Charles Darwin (1809 – 1882):
catastrofismo
sucessão faunística
uniformitarismo
origem das espécies
34. 2. Datação relativa
Naturalistas
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
Barão Georges Cuvier (1769 -1832)
Naturalista francês – Pai da anatomia comparada e
da Paleontologia (gênios do séc. XVIII)
CATASTROFISMO
Registro fóssil resultado de sucessivas
extinções cataclísmicas globais,
seguidas e re-criações
• Provou que fósseis era restos de organismos extintos
• correlações fossilíferas
35. 2. Datação relativa
Naturalistas
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
William Smith (1769 -1839)
Princípio da sucessão faunística (1793):
Topógrafo inglês – 1° mapa da Inglaterra
Gpo de fósseis ocorrem ordem determinada e invariável,
sendo possível determinar a idade relativa
entre as camadas, a partir de seu conteúdo fossilíferos
novo
Equivalência
temporal
correlação fossilífera
ou bioestratigráfica
antigo
36. HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
2. Datação relativa
Naturalistas
Sir Charles Lyell (1797-1875)
Naturalista escocês
UNIFORMITARISMO (1830)
“O presente é a chave do passado”
Intensidade dos processos geológicos são
iguais ao longo do tempo geológico
37. HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
2. Datação relativa
Charles Darwin
Sir Charles Darwin (1809-1882)
Naturalista inglês
Diversidade do registro fossilífero como resultado
da interação entre os seres e o meio ambiente,
sobrevivência das formas mais bem adaptadas
(SELEÇÃO NATURAL)
EVOLUCIONISTA
HMS Beagle
Mto influenciado por Lyell
Origem das espécies (1859)
38. 2. Datação relativa
Princípio de sucessão biológica
Ordenaram as principais sucessões geológicas da
Europa e Grã-Bretanha (1822-1844)
em escalas de tempo geológico
pela datação relativa
39. Coluna geológica e datação relativa
Paleozóico, Mesozóico e Cenozóico:
os fósseis estratigráficos e a correlação
entre bacias de Alcide d’Orbigny (1802 1857)
GRANDES EXTINÇÕES
2. Datação relativa
41. 2. Datação relativa
Datação relativa
Terciário e Quaternário = primeiras sudivisões
cré = giz (calcário fino Fr)
Mte. Jura
3 sucessões distintas do K
Perm (Rússia)
Cidades americanas
Devonshire (Inglaterra)
nome de tribo (Gales)
nome de tribo (Gales)
Nome romano da Inglaterra (Cambria)
45. 3. Datação absoluta
Idade da Terra:
baseada na mitologia
Tradição budista:
Infinita – cíclica
Tradição chinesa Han:
Ciclo 23 milhões de anos
46. 2. Datação absoluta
Arcebispo de Ussher (1581-1656)
(árvores genealógicas da Bíblia –
200 gerações desde Adão)
Terra teria sido criada a
26 de outubro do ano 4004 AC,
às nove horas da manhã
47. 3. Dataç ã absoluta
o
Georges Louis Leclerc
Conde de Buffon (1779)
Les époques de la nature (1778)*
Baseou-se na taxa de resfriamento do ferro
75.000 anos
(1707-1788)
Naturalista, matemá
tico,
cosmologista francê
s
Condenado pela Igreja Cató lica e
seus livros foram queimados
48. 3. Dataç ã absoluta
o
William Thomson,
Lord Kelvin (1862)
20- 400 Ma
idades inferiores a 100 Ma
(cá
lculos de resfriamento da Terra)
Cooling of Molten Ball
(1824-1907)
físico inglê defensor da cronologia curta
s-
49. 3. Dataç ã absoluta
o
John Joly (1899)
100 Ma oceanos e Terra salinidade dos oceanos com a
quantidade de sais trazida pelos
rios e afluentes
(1857-1933)
físico irlandê radioterapia
s,
50. 3. Dataç ã absoluta
o
George Darwin
100 Ma
Evolução da Lua
(1845-1912)
cosmologista inglês
51. 3. Dataç ã absoluta
o
• Henri Becquerel (1852 - 1908):
físico francês, descoberta da
radioatividade
• Pierre Curie (1859-1906) e
Marie Curie (1867-1934):
decaimento radiativo
52. 3. Dataç ã absoluta
o
Ernest Rutherford
Físico inglê (1871 - 1937)
s
primeiro a sugerir que era possível utilizar
a radioatividade para datar rochas
53. 3. Dataç ã absoluta
o
Bertram Boltwood
1904-1907:
primeiro pesquisador a utilizar a radioatividade
para datar rochas.
250 Ma - 1.3 Ga
54. 3. Dataç ã absoluta
o
Arthur Holmes
1921: Terra 4 Ga
• Geó logo britâ
nico - (1890 - 1965)
Por meio da sé rie urâ chumbo conseguiu obter uma idade de 370 Ma
nio
(Devoniano) de rochas na Noruega
55. 3. Dataç ã absoluta
o
HISTÓ
RIA DA ESCALA DO TEMPO GEOLÓ
GICO
56. 3. Dataç ã absoluta
o
Mé todos de dataç ã absoluta
o
Os mé todos de dataç ã radiomé trica só foram completamente desenvolvidos e
o
amplamente aplicados a partir dos anos 50 do sé culo XX,
quando a radioatividade se tornou mais completamente entendida
e os equipamentos necessá
rios (espectrô metro de massa)
para a sua aplicaç ã na dataç ã fossem desenvolvidos.
o
o
57. Princípios bá
sicos
Decaimento radiativo *
reaç ã espontâ
o
nea que ocorre dentro do á
tomo instá
vel
que se transforma em outro á
tomo está
vel
Elemento-pai
ou
Nuclídeo-pai
Elemento-filho
ou
Nuclídeo-filho
(RADIOATIVO)
(RADIOGÊNICO)
* Decaimento alfa, beta ou por captura de elé trons
3. Dataç ã absoluta
o
58. Princípios bá
sicos
Sé rie de decaimento radioativo do Urâ 238 para
nio
Chumbo 206. Neste processo, a emissã de partículas alfa e beta
o
transforma o Urâ 238 (radiativo) em chumbo 206 (radiogê
nio
nico),
um elemento está
vel.
3. Dataç ã absoluta
o
59. 3. Dataç ã absoluta
o
Princípios bá
sicos
Elemento-pai
ou
Nuclídeo-pai
(RADIOATIVO)
Tempo de decaimento
Meia-vida
Elemento-filho
ou
Nuclídeo-filho
(RADIOGÊNICO)
60. 3. Dataç ã absoluta
o
Princípios bá
sicos
Dentre os inúmeros isó topos radioativos existentes na natureza
apenas cinco tem meias vidas suficientemente longas,
para serem utilizadas na dataç ão de materiais geoló gicos.
Elemento
Pai
Elemento
Filho
(radioativos)
(radiogênicos)
K)
Argô nio (40
Rb)
Estrô ncio (87
Sm)
Neodímio (143
Th)
U)
Potá
ssio (40
Rubídio (87
Samá (147
rio
Tó rio (232
Urâ (235
nio
Urâ
nio
(238U)
Rê (187
nio
Re)
Meia
vida
(t 1/2 )
(Ga)
Ar)
1,3
Sr)
4,8
Nd)
1,06
Chumbo (208
Pb)
1,4
Chumbo (207
Pb)
0,70
(206Pb)
4,5
Ar)
4,2
Chumbo
Ó
smio (187
61. Princípios bá
sicos
Dataç ã radiomé trica
o
baseia-se
na acumulaç ã de elementos filhos,
o
a partir do decaimento de um tipo de á
tomo pai
É NECESSÁ
RIO CONHECER:
No DE Á
TOMOS PAI, Á
TOMOS FILHOS E
A TAXA DE DECAIMENTO OU A MEIA-VIDA DO PAI
3. Dataç ã absoluta
o
72. Magma solidificou-se na crosta inicial,
resfriamento da Terra
Ultramáfica,
Densa,
Uniforme
Komatiites
73. CRIPTOZÓICO
Éon Arqueano
• Formação dos protocontinentes;
•Formação dos oceanos (2.5 Ga- já
apresentava 90% do volume de água
dos oceanos atuais).
• Mares rasos;
81. M.a. ÉONERA PERÍODO
Cenozóico
Neógeno
Quaternário
CAMBRIANO
Aparecimentos da maioria dos filos animal e protozoa
Mesozóico
Fanerozóico
Paleógeno
Terciário
Cretáceo
Jurássico
Triássico
Permiano
Paleozóico
Carbonífero
Devoniano
Siluriano
Ordoviciano
Criptozóico
Cambriano
Proterozóico
Arqueano
EXPLOSÃO
CAMBRIANA
(543 a 520 M.a.)
82. M.a. ÉONERA PERÍODO
Cenozóico
Neógeno
Quaternário
CAMBRIANO
Aparecimentos da maioria dos filos animal e protozoa
Mesozóico
Fanerozóico
Paleógeno
Terciário
Cretáceo
Jurássico
Triássico
Permiano
Paleozóico
Carbonífero
Devoniano
Siluriano
Ordoviciano
Criptozóico
Cambriano
Proterozóico
Arqueano
EXPLOSÃO
CAMBRIANA
(543 a 520 M.a.)
83. Ma
490
Base do Ordoviciano
M.a. ERA PERÍODO
Mesozóico
Fanerozóico
500
Fanerozóico
Neógeno
Terciário
Paleógeno
Cenozóico
Quaternário
Cretáceo
Jurássico
Ordoviciano
Cambriano
Conley, Australia
Ema Bay, Australia
Mount Cap, Canadá
Emu Bay, Australia
Chengjiang, China
Small Shelly fossils
Sirius Passet, Canadá
Base do Cambriano
550
Neoproterozóico
Paleozóico
Siluriano
530
545
Permiano
Devoniano
520
540
Triássico
Carbonífero
510
Whealer, EUA
Burgess, Canadá
Kall, China
560
Fauna de Ediacara
570
580
Doushantuo Fm,
China (embriões)
590
600
Primeiros traços
de metazoários
Explosão do Cambriano
(540 a 520 M.a.)
84. Ma
490
Base do Ordoviciano
M.a. ERA PERÍODO
Mesozóico
Fanerozóico
500
Fanerozóico
Neógeno
Terciário
Paleógeno
Cenozóico
Quaternário
Cretáceo
Jurássico
Ordoviciano
Cambriano
Conley, Australia
Ema Bay, Australia
Mount Cap, Canadá
Emu Bay, Australia
Chengjiang, China
Small Shelly fossils
Sirius Passet, Canadá
Base do Cambriano
550
Neoproterozóico
Paleozóico
Siluriano
530
545
Permiano
Devoniano
520
540
Triássico
Carbonífero
510
Whealer, EUA
Burgess, Canadá
Kall, China
560
Fauna de Ediacara
570
580
Doushantuo Fm,
China (embriões)
590
600
Primeiros traços
de metazoários
Explosão do Cambriano
(540 a 520 M.a.)
92. M.a. ERA
Triássico
PERÍODO
Quaternário
Neógeno
Terciário
Mesozóico
Fanerozóico
Paleógeno
Cenozóico
1- VIDA- REGISTRO FÓSSIL – animais
Cretáceo
Lenta recuperação da extinção do final do Permiano;
•
Nova radiação marinha; primeiros hexacorais
•
Desenvolvimento de todos os répteis, sendo que alg
voltam para o mar;
•
Primeiro dinossauro e primeiro mamífero;
Jurássico
Triássico
Permiano
Carbonífero
Devoniano
Paleozóico
•
Siluriano
Ordoviciano
Cambriano
94. Cretáceo
M.a. ERA
PERÍODO
Neógeno
Terciário
1- VIDA- REGISTRO FÓSSIL - animais e plantas
Mesozóico
Fanerozóico
Paleógeno
Cenozóico
Quaternário
Cretáceo
•
Primeira cobra;
Primeiro mamífero marsupial e depois
placentário;
Jurássico
•
Triássico
Permiano
Carbonífero
Devoniano
Paleozóico
•
Siluriano
Ordoviciano
Cambriano
•
Radiação espécies planctônicas
calcárias e peixes teleósteos;
Primeiras flores e radiação dos insetos
98. Era Cenozóica
M.a. ERA
(65 Ma aos dias de hoje)
PERÍODO
Neógeno
Terciário
Mesozóico
Fanerozóico
Paleógeno
Cenozóico
Quaternário
Cretáceo
Jurássico
•
Radiação e dominância dos mamíferos
e das angiospermas (incluindo
gramíneas);
•
Mamíferos retornam para o mar;
•
Aparecimento dos hominídeos no
Pleistoceno, tornando a espécie
dominante no Holoceno.
Triássico
Permiano
Carbonífero
Paleozóico
Devoniano
Siluriano
Ordoviciano
Cambriano