Tempo geologico

TEMPO GEOLÓGICO*

* 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-G9XBptMrFVoE-SRJhaw&sig2=GC1tXbEZ1QUt9WORzE2Lbg

Mudanças Ambientais Naturais e Antrópicas Prof. Dr. Mauro Parolin

Geocientístas diferenciam-se dos demais pesquisadores devido à forma

como abordam o tempo:

TEMPO GEOLÓGICO

1. Introdução

Dentro da estrutura geral do tempo geológico, pode-se operar em dois planos de tempo bem diferentes:

TEMPO PROFUNDO(bilhões a várias

centenas de anos)

TEMPO SUPERFICIAL(poucas centenas de anos

aos dias de hoje)

TEMPO GEOLÓGICO

1. Introdução

É como tentar contar uma história de um livro que tem páginas faltando ou que

capítulos inteiros foram perdidos

TEMPO PROFUNDO(Bilhões a várias centenas de anos)

História da Terra 1. Introdução

Escala de tempo geológico representa a linha do tempo desde a formação da Terra o até presente.

INTRODUÇÃO1. 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

1. Introdução

Formas de representar e ordenar o tempo geológico

mais utilizada

Quadro Estratigráfico Internacional da Comissão Internacional de Ciências Geológicas

1. Introdução

Há algumas discordâncias entre os estratígrafos quanto aos

nomes e limites das divisões

Formas de representar o tempo geológico

Quadro Estratigráfico Internacional da

Comissão Internacional sobre Estratigrafia (2006)

Hadeano 4550

1. Introdução

Éons Hadeano, Arqueano e Proterozóico: 87% da história da Terra

1. Introdução

jan-jun: Éon Arqueanojun-nov: Éon Proterozóiconov-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

Meses do ano

1. Introdução

Idade rocha

ABSOLUTA

expressa em anosMa = milhões de anos

Ba ou Ga = bilhões de anos

Principal método para realizar datações absolutas é o

radiométrico

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”

1. Introdução

DATAÇÃO RELATIVA

HISTÓRIA DO ESTABELECIMENTO DA ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO

• Idade Média (476 – 1453) e Renascença (1300 - 1650)

Terra era jovem(forte influência religiosa

no pensamento intelectual)

2000 anos d.C.10000

Antiguidade I. Média I. Moderna /ContemporâneaRomanos

2. Datação relativa

• Judaísmo pré-cristão pcos milhares de anos

• Gregos/RomanosTerra tinha início e um fim

s/ noção de tempo

Idéia da Terra ser extremamente antiga:

Iluminismo (2a metade séc. XVII)

Revolução industrial(demanda de recursos minerais)

HISTÓRIA DA ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO

2000 anos d.C.10000

Antiguidade I. Média Iluminismo

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.

HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO

Tratado em GeologiaProdomus (1669)

• princípios que regem a organização das seqüências sedimentares;

• fósseis – organismos vivos

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

Princípio válido para ordenar somente estratos não pertubados

Nicolaus Steno

2) HORIZONTALIDADE ORIGINAL:

Depósitos sedimentares se acumulamem camadas sucessivas dispostas de modo horizontal

(quase paralelas à superfície da Terra)

3) CONTINUIDADE LATERAL:

Camadas sedimentares são contínuas, estendendo-se até as margens da bacia de acumulação,

ou se afinam lateralmente

HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO Nicolaus Steno

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.

Siccar Point, Escócia

James Hutton 2. Datação relativa

Pode-se utilizar as discordâncias e as deformações para datar episódios tectônicos em relação à

seqüência estratigráfica

PRINCÍPIO DAS DISCORDÂNCIAS (1792):

Discordância angular:

Pacote superior de camadas sobrepõe-se a um inferior cujas

camadas foram dobradas ou basculadas por processos

tectônicos e depois sofreram erosão

James Hutton

Georges Cuvier (1769 – 1832): catastrofismo

William Smith (1769 -1839): sucessão faunística

Charles Lyell (1797 – 1875): uniformitarismo

Charles Darwin (1809 – 1882): origem das espécies

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)

2. Datação relativaNaturalistas

Barão Georges Cuvier (1769 -1832)Naturalista francês – Pai da anatomia comparada e

da Paleontologia (gênios do séc. XVIII)

CATASTROFISMORegistro fóssil resultado de sucessivas

extinções cataclísmicas globais,seguidas e re-criações

• Provou que fósseis era restos de organismos extintos• correlações fossilíferas

William Smith (1769 -1839)Topógrafo inglês – 1° mapa da Inglaterra

Princípio da sucessão faunística (1793):

Gpo de fósseis ocorrem ordem determinada e invariável,sendo possível determinar a idade relativa

entre as camadas, a partir de seu conteúdo fossilíferos

antigo

Equivalência temporal

correlação fossilíferaou bioestratigráfica

Sir Charles Lyell (1797-1875)

Naturalista escocês

“O presente é a chave do passado”

Intensidade dos processos geológicos são iguais ao longo do tempo geológico

UNIFORMITARISMO (1830)

Origem das espécies (1859)

HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICOCharles Darwin

Sir Charles Darwin (1809-1882)Naturalista inglês

HMS Beagle

Diversidade do registro fossilífero como resultado da interação entre os seres e o meio ambiente,sobrevivência das formas mais bem adaptadas

(SELEÇÃO NATURAL)

EVOLUCIONISTA

Mto influenciado por Lyell

Princípio de sucessão biológica

Ordenaram as principais sucessões geológicas da Europa e Grã-Bretanha (1822-1844)

em escalas de tempo geológico pela datação relativa

GRANDES EXTINÇÕES

Paleozóico, Mesozóico e Cenozóico: os fósseis estratigráficos e a correlação entre bacias de Alcide d’Orbigny (1802 -

Coluna geológica e datação relativa

Nome romano da Inglaterra (Cambria)

Devonshire (Inglaterra)

Mte. Jura

Perm (Rússia)

nome de tribo (Gales)

cré = giz (calcário fino Fr)

Cidades americanas

3 sucessões distintas do K

Terciário e Quaternário = primeiras sudivisões

Datação relativa

Mecanismos de evolução

sucessãobiótica

FÓSSEIS-GUIA

2. Datação relativaDatação relativa

Divisão em épocas – somente foi possível com correlações mais refinadas (1850)

Datação relativa

TEMPO GEOLÓGICO

DATAÇÃO ABSOLUTA

Idade da Terra:baseada na mitologia

Tradição chinesa Han:Ciclo 23 milhões de anos

Tradição budista:Infinita – cíclica

3. 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

Georges Louis LeclercConde de Buffon (1779)

75.000 anos

Baseou-se na taxa de resfriamento do ferro

(1707-1788)Naturalista, matemático,

cosmologista francês

Les époques de la nature (1778)*

Condenado pela Igreja Católica e seus livros foram queimados

William Thomson, Lord Kelvin (1862)

(1824-1907)

Cooling of Molten Ball

20- 400 Ma

idades inferiores a 100 Ma(cálculos de resfriamento da Terra)

físico inglês- defensor da cronologia curta

John Joly (1899)

(1857-1933)

100 Ma oceanos e Terra - salinidade dos oceanos com a

quantidade de sais trazida pelos rios e afluentes

físico irlandês, radioterapia

George Darwin

Evolução da Lua

100 Ma

(1845-1912)cosmologista inglês

• Henri Becquerel (1852 - 1908):

físico francês, descoberta da radioatividade

• Pierre Curie (1859-1906) e

Marie Curie (1867-1934):

decaimento radiativo

Físico inglês (1871 - 1937)

primeiro a sugerir que era possível utilizar a radioatividade para datar rochas

Ernest Rutherford

Bertram Boltwood

1904-1907: primeiro pesquisador a utilizar a radioatividade para datar rochas.

250 Ma - 1.3 Ga

• Geólogo britânico - (1890 - 1965)

Por meio da série urânio chumbo conseguiu obter uma idade de 370 Ma

(Devoniano) de rochas na Noruega

1921: Terra 4 Ga

Arthur Holmes3. Datação absoluta

HISTÓRIA DA ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO3. Datação absoluta

Os métodos de datação radiométrica só foram completamente desenvolvidos e amplamente aplicados a partir dos anos 50 do século XX,

quando a radioatividade se tornou mais completamente entendida e os equipamentos necessários (espectrômetro de massa)

para a sua aplicação na datação fossem desenvolvidos.

Métodos de datação absoluta

Decaimento radiativo *

reação espontânea que ocorre dentro do átomo instável que se transforma em outro átomo estável

Princípios básicos

Elemento-paiou

Nuclídeo-pai

(RADIOATIVO)

Elemento-filhoou

Nuclídeo-filho

(RADIOGÊNICO)

* Decaimento alfa, beta ou por captura de elétrons

Série de decaimento radioativo do Urânio 238 para Chumbo 206. Neste processo, a emissão de partículas alfa e beta transforma o Urânio 238 (radiativo) em chumbo 206 (radiogênico),

um elemento estável.

Elemento-paiou

Nuclídeo-pai

(RADIOATIVO)

Elemento-filhoou

Nuclídeo-filho

(RADIOGÊNICO)

Tempo de decaimento

Meia-vida

Princípios básicos 3. Datação absoluta

Dentre os inúmeros isótopos radioativos existentes na natureza apenas cinco tem meias vidas suficientemente longas,

para serem utilizadas na datação de materiais geológicos.

Elemento Pai

(radioativos)

Elemento Filho (radiogênicos)

Meia vida (t1/2)

(Ga)Potássio (40K) Argônio (40Ar) 1,3

Rubídio (87Rb) Estrôncio (87Sr) 4,8

Samário (147Sm) Neodímio (143Nd) 1,06

Tório (232Th) Chumbo (208Pb) 1,4

Urânio (235U) Chumbo (207Pb) 0,70

Urânio (238U) Chumbo (206Pb) 4,5

Rênio (187Re) Ósmio (187Ar) 4,2

na acumulação de elementos filhos,

a partir do decaimento de um tipo de átomo pai

Datação radiométrica

baseia-se

É NECESSÁRIO CONHECER:

No DE ÁTOMOS PAI, ÁTOMOS FILHOS E

A TAXA DE DECAIMENTO OU A MEIA-VIDA DO PAI

Os/Re Rb/Sr; Sa/Ne

Espectrômetros de massa

Mass SpectrometerEspectrômetro de massa

detecção de elementos com concentrações de até n partes por trilhão (ppt).

Escala do tempo geológico

15 4,5

Bilhões de anosOrigem

da Vida

História da Terra

CRIPTOZÓICOÉon Hadeano4,6 a 4 bilhões de anos

4. História da Terra

Éon Hadeano4,56 a 4 Ga

Violenta fase inicial da terra, qdo planeta foi bombardeado por meteoritos e a crosta sofreu

intenso retrabalhamento

Superfície dominada por• Bombardeamento • Vulcanismo

Formação da Lua(cerca 4.5 Ga)

Bombardeamento gerou

oceano de magma temporário

Komatiites

Ultramáfica, Densa,

Uniforme

Magma solidificou-se na crosta inicial,resfriamento da Terra

CRIPTOZÓICOÉon Arqueano

• Formação dos protocontinentes;

•Formação dos oceanos (2.5 Ga- já apresentava 90% do volume de água dos oceanos atuais).

• Mares rasos;

fósseis em sílex(Apex Chert, Austrália)

primeiros quimiofósseisquerogênio (M.O. degradada provavelmente de bactérias) Groenlândia

3.500 Ma

Cianobactérias

3.800 Ma...

Atualmente vivem em lagos salinos (e.g., Shark Bay, Australia) /

ambientes salinos termais (gêiseres)

Estruturas laminadas construídas por cianobactérias

ESTROMATÓLITOS

(3.100 Ma)

CRIPTOZÓICOÉon Proterozóico

Dominância dos estromatólitos

Mudanças atmosféricasAumento de O2: diminuição do CO2

Proterozóico

Graças aos …

Mudanças atmosféricas :proteção UV

1.600 – 1.200 Ma

EUCARIONTES fósseis

Primeiro fóssil de célula eucariontePrimeira célula com organelas

CRIPTOZÓICOÉon Proterozóico

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

Quaternário

Proterozóico

Arqueano

ÉON ERA PERÍODOM.a.

(590 - 700 Ma)

FAUNA DE EDIACARA

• Originalmente descoberta em Pound Qtzt, Ediacara Hills, S. Australia; Posteriomente várias partes do mundo (baixas latitudes)impressões e moldes de animais (associados à traço de fósseis)

PrimeirosMETAZOÁRIOS

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

Quaternário

Proterozóico

Arqueano

ÉONERA PERÍODOM.a.

EXPLOSÃOCAMBRIANA (543 a 520 M.a.)

CAMBRIANOAparecimentos da maioria dos filos animal e protozoa

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

Quaternário

Proterozóico

Arqueano

ÉONERA PERÍODOM.a.

EXPLOSÃOCAMBRIANA (543 a 520 M.a.)

CAMBRIANOAparecimentos da maioria dos filos animal e protozoa

Base do Ordoviciano

Whealer, EUA

Burgess, CanadáKall, China

Conley, Australia

Ema Bay, AustraliaMount Cap, Canadá

Emu Bay, Australia

Chengjiang, China

Small Shelly fossilsSirius Passet, Canadá

Base do Cambriano

Fauna de Ediacara

Doushantuo Fm, China (embriões)

Primeiros traços de metazoários

Explosão do Cambriano(540 a 520 M.a.)

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

Quaternário

ERA PERÍODOM.a.

Base do Ordoviciano

Whealer, EUA

Burgess, CanadáKall, China

Conley, Australia

Ema Bay, AustraliaMount Cap, Canadá

Emu Bay, Australia

Chengjiang, China

Small Shelly fossilsSirius Passet, Canadá

Base do Cambriano

Fauna de Ediacara

Doushantuo Fm, China (embriões)

Primeiros traços de metazoários

Explosão do Cambriano(540 a 520 M.a.)

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

Quaternário

ERA PERÍODOM.a.

Hallucigenia sp.

Anomalocaris sp.Incerta sedis

Folhelho de Burgess (505 M.a):

Opabinia

CAMBRIANO

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

Quaternário

ERA PERÍODOM.a.

Idade dos invertebradosPrimeiros peixes (agnatos)Dominância dos trilobitasPrimeiros organismos com conchas

Mares cambrianos

Mares ordovicianos

Paleozóico

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

Quaternário

ERA PERÍODOM.a.

Idade dos peixes / briófitasPrimeiros insetos fósseis, anfíbiosDominância dos peixesPrimeiras plantas terrestres, briófitas

Revisão Paleozóico

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

Quaternário

ERA PERÍODOM.a.

Idade dos anfíbios/plantas sem sementes

• Dominância dos anfíbios e • Dominância das plantas vasculares sem sementes;• Primeiros répteis; • Primeiros pelicossauros e terapsídeos (ancestrais dos mamíferos);• Carvão;• Extinção dos trilobitas e de vários animais marinhos;

Revisão Paleozóico

FANEROZÓICOEra Paleozóica – 540 a 345 M.a.

Permianomaior extinção em massa

Extinção em massa:

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

Quaternário

ERA PERÍODOM.a.

Idade dos répteis/gimnospermasPrimeiras aves;Dominância dos dinossauros; Dominância das ginmospermas;Primeiras flores;

Mesozóico

1- VIDA- REGISTRO FÓSSIL – animais

• Lenta recuperação da extinção do final do Permiano;

• Nova radiação marinha; primeiros hexacorais

• Desenvolvimento de todos os répteis, sendo que alguns voltam para o mar;

• Primeiro dinossauro e primeiro mamífero;

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

QuaternárioP

ERA PERÍODOM.a.Triássico

• Grandes recifes dominados por hexacorais;• Domínio dinossauros;• Últimos therapsídeos (mamíferos ancestrais);• Primeiros pássaros;• Dominância das gynmosperma (cicadáceas);

– Idade das Cícadas (Cycas, Ginko)

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

Quaternário

ERA PERÍODOM.a.

Jurássico

1- VIDA- REGISTRO FÓSSIL - animais e plantas

Cretáceo

• Primeira cobra;

• Primeiro mamífero marsupial e depois placentário;

• Radiação espécies planctônicas calcárias e peixes teleósteos;

• Primeiras flores e radiação dos insetos

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

QuaternárioP

ERA PERÍODOM.a.

1- VIDA- REGISTRO FÓSSIL - animais e plantas

Extinção em massa:

Chixulub – Yucatan Peninsula

Fim do Mesozóico

Efeitos do impacto• Tsunamis• Incêndios

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Devoniano

Carbonífero

Permiano

Triássico

Jurássico

Cretáceo

Terciário

Quaternário

ERA PERÍODOM.a.

• 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.

Era Cenozóica (65 Ma aos dias de hoje)

4.5 4.0 3.5 3.0 2.02.5 1.01.5 0.5

30 M.A

Ardipithecus ramidus (4,4 MA)

Origem da

4.5 4.0 3.5 3.0 2.02.5 1.01.5 0.5

30 M.A

Homo sapiens (300.000 AP)

Tempo geologico

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