Introdução à Geologia Geral

Prof. Renê J. A. Macêdo

Bibliografia Indicada

Ementa

• IMPORTÂNCIA DO ESTUDO GEOLÓGICO E AS CIÊNCIAS AFINS.

• PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DA GEOLOGIA; • GENERALIDADES SOBRE A TERRA

– Estrutura interna da Terra; Tectônica de placas; Ambientes Tectônicos

• COMPOSIÇÃO MINERAL E PETROGRÁFICA, CLASSIFICAÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DE ROCHAS;

• PROCESSOS GEOLÓGICOS - DINÂMICA EXTERNA E INTERNA; • GEOLOGIA HISTÓRICA: NOÇÕES DE PALEONTOLOGIA E

ESTRATIGRAFIA; TEMPO GEOLÓGICO E COLUNA CRONO-ESTRATIGRÁFICA.

Avaliação

• Participação

• Atividades Práticas

• Exercícios

Importância da Geologia “O presente é a chave do passado.” James Hutton (1726 – 1797)

“Compreender os processos passados nos ajuda a entender a dinâmica da Terra e criar modelos para futuras mudanças no cenário do planeta”

Conceito e Divisões da Geologia

• Geologia – ciência que estuda a Terra (composição, estrutura, história e a vida no passado geológico);

• Divisões: – Geologia Física – Materiais constituintes da Terra;

estrutura e feições superficiais; processos envolvidos na estrutura e aparência;

– Geologia Histórica – História da Terra (idade e a vida no passado geológico).

Principais Ramos de Estudo da Geologia

• Mineralogia – estudo da composição, propriedades, formação e ocorrência dos minerais;

• Petrologia – estudo da origem e ocorrência das rochas; • Petrografia – subdivisão da petrologia que estuda a descrição das

rochas e análises estruturais; • Geofísica – estuda a estrutura, composição e a dinâmica da Terra por

métodos físicos (magnetometria, gravimetria e sismologia); • Geologia Marinha – estudo da geomorfologia do substrato oceânico,

processos associados a interação entre oceano e continente, feições geomorfológicas costeiras;

• Estratigrafia – caracterização das unidades estratigráficas e correlações com os processos evolutivos da Terra;

• Paleontologia – estuda a vida no tempo pré-histórico e sua evolução durante o tempo geológico;

• Geologia Médica – (recente) estuda os fatores e riscos geológicos à saúde humana e animal;

Histórico da Geologia • Desde o início da humanidade o homem sempre teve interesse

pelas rochas como fonte de matéria prima para suas necessidades (facas, machados, gemas, vasilhas)

• Filósofos Gregos: – Xenófanes (540 a. c.) – descreve fósseis de peixes e conchas

encontrados em depósitos nas montanhas;

– Aristóteles (384-322 a. c.) – reconhece processo de erosão e

deposição dos materiais; acreditava que erupções vulcânicas e os terremotos eram causados pelo escape de ventos provenientes do interior da terra;

– Empédocles e Plínio – descreveram erupções no Etna e

Pompéia;

• Até o século XV pouco desenvolvimento;

• Séculos XV e XVI:

– Leonardo da Vinci (1452-1519) - reconhece fósseis como seres vivos que viveram no passado e que houve mudanças entre a terra e o mar;

– George Bauer (Agrícola) (1494-1556) – considerado pai da mineralogia, publica o tratado de mineração e metalurgia De re metálica (1556);

– Conrad Gesner em 1565, na Suíça, publica um trabalho intitulado “Tudo sobre fósseis, pedras e gemas”;

– George Owen em 1570 realiza observações em estratos, mas seu trabalho só foi publicado em 1796;

• Até meados do século XVII:

• Influência religiosa – Livro do Gênesis (Terra com poucos milhares de anos - Netunismo);

– Rochas sedimentares provenientes do dilúvio bíblico;

– Fósseis eram interpretados como invenções diabólicas afogados pelo dilúvio;

– Interesse apenas por minerais (Publicação de manuais de Mineralogia com métodos de mineração e metalurgia (Georgius Agrícola, 1494-1555);

– Terra com idade jovem (c. judaico – Terra criada em 3761 a. c.; c. bizantino – 5580 a. c.);

• Teólogos difundem idéia que o mundo foi criado há cerca de 6.000 tornando-se dogma na década de 1650 (James Ussher – Annals of the world, 1658);

• Permaneceu até o início do século XX de tão prestigiado e influente;

DATA EVENTO

23 DE OUTUBRO DE 4004 A. C. (DOMINGO)

CRIAÇÃO DO MUNDO

10 DE NOVEMBRO DE 4004 A.C.

ADÃO E EVA NO PARAÍSO

5 DE MAIO DE 2348 A. C. ARCA DE NOÉ TOCA O MONTE ARARAT

James Ussher. Fonte: http://www.lhup.edu/~dsimanek/ussher.htm

Netunismo x Plutonismo • Teorias que explicavam os processos que originam as

rochas;

• Netunismo – todas as rochas se formaram a partir de um grande oceano primordial – rochas com minerais - solúveis se formaram no início; rochas + solúveis à medida que o oceano evaporasse – Abraham Werner;

CTG - Dept. de Geologia

• Plutonismo – considerava 3 processos formadores de rochas: sedimentar, magmático e metamórfico; Importância do calor no interior da Terra na formação das rochas; propôs o ciclo das rochas (determinada rocha pode dar origem a outra) – James Hutton;

• Segunda metade XVIII – Nicolau Steno – Interpretação correta do significado cronológico da sucessão de rochas estratificadas;

– Nicolau Steno (1638 – 1686):

- Reconheceu dentes fósseis de tubarões

(glossopetrae);

- Em 1669 publica Pródomo de uma dissertação

sobre o sólido naturalmente contido no sólido e

estabelece 3 princípios básicos sobre sequências

sedimentares;

Fonte: http://www.ucmp.berkeley.edu/history/steno.html

• Princípios propostos por Nicolau Steno:

1. Superposição – sedimentos se depositam em camadas, com

antigas na base e mais novas acima;

2. Horizontalidade Original – depósitos sedimentares se acumulam, geralmente, em camadas horizontais (partindo disto é possível reconhecer pacotes deformados);

3. Continuidade Lateral – camadas sedimentares são contínuas, estendendo-se até as margens da bacia de deposição, ou afinando-se lateralmente (pode-se reconstruir a distribuição geográfica original de uma camada dissecada pela erosão por correlação física dos vestígios);

Fonte: http://www.gly.uga.edu/railsback/Fundamentals/SFMGStenoPrinciples03.pdf

• Giovanni Arduíno entre 1750 e 1760 - classifica rochas na Itália em i) primárias, rochas cristalinas que contém minério; ii) secundárias, rochas estratificadas com fósseis; e iii) terciárias, rochas pouco consolidadas com conchas;

CTG - Dept. de Geologia

• James Hutton (1726 – 1797), A geologia se Torna Ciência

– Recusou a criação da Terra a partir de um dilúvio (como evento

único);

– Encontrou vestígios de repetidas perturbações alternadas com longos períodos calmos de sedimentação;

– Sequência de estratos assenta sobre camadas revolvidas ou corta camadas inclinadas;

“não encontramos nenhum sinal de um começo, nenhuma perspectiva do fim”

- Explicou que ambas as camadas eram horizontais (Inferior erguida e erodida antes da camada seguinte);

– História da Terra – “sucessão de mundos anteriores” (Terra antiga);

– Origem do uniformitarismo – o presente é a chave do passado; processos geológicos atuais = aos do passado;

• Desvendou que um granito “primário” alojado em um calcário “secundário” na Escócia era mais novo que o calcário, por meio de estudos de fusão e resfriamento de materiais rochosos;

• Explicou que o granito se formou de matéria em estado de fusão;

• Publica o livro Theory of The Earth (1795):

– Todo o registro geológico pode ser explicado por causas naturais (vulcanismo, erosão, intemperismo, etc.)

• Ciclo geológico proposto por Hutton:

Abraham G. Werner (1749 – 1817)

• Defendia o netunismo*, coadunava com o pensamento bíblico;

• A interpretação das rochas pela classificação de Hutton era em relação ao dilúvio;

• Respeitado professor em Geologia da Academia de Minas em Freiberg (Alemanha);

*O deus do mar da mitologia romana

• Uniformitarismo de James Hutton não suplanta o netunismo de Werner naquela época;

• Charles Lyell (1797-1875)

- Um dos mais influentes geólogos de sua época;

- Autor dos livros “Principles of Geology” (1830-1833), popularizou os conceitos de James Hutton - uniformitarismo;

William Smith (1769 – 1839)

• Modesto engenheiro inglês filho de fazendeiros;

• Escavava canais e minas na Inglaterra (exigia conhecimento detalhado das rochas);

• Publicou o primeiro mapa geológico (Inglaterra) em 1815;

• Tornou-se referência mundial para a cartografia geológica;

• Trabalhou na escavação de uma canal em Somerset, no sul da Inglaterra;

• Em seguida, foi enviado ao norte do país para estudar métodos de construção de canais;

• Suspeitou que as formações eram as mesmas encontradas no sul;

Fonte: http://earthobservatory.nasa.gov/Features/WilliamSmith/page2.php

• Smith percebeu que os fósseis encontrados numa seção de rocha sedimentar, encontravam-se numa sequência da base para o topo;

• Esta sequência podia ser vista em outras rochas, mesmo no outro lado da Inglaterra, como descreveu:

“. . . each stratum contained organized fossils peculiar to itself, and might,

in cases otherwise doubtful, be recognized and discriminated from others like it, but in a different part of the series, by examination of them.”

• Cada camada apresentava espécies fósseis peculiares, no entanto, quando houvesse alguma variação a camada era de período diferente;

• Princípio da sucessão faunística:

– Uma camada sedimentar num dado lugar contem fósseis numa sequência definida (de uma determinada época);

– A mesma sequência pode ser encontrada em outro lugar fazendo-se correlações;

– Utilizada nos dias atuais (com algumas ressalvas);

http://earthobservatory.nasa.gov/Features/WilliamSmith/page2.php

Mapa da Inglaterra, País de Gales e parte da Escócia

• Discussão netunistas x plutonistas até 1820;

• Pupilos de Werner descrevem vulcões extintos;

• Uniformitarismo divulgado por G. Toulmin;

• Fim do século XVIII – todos concordam com a ordem das formações rochosas na Europa e aceita as seguintes sequências estratigráficas: 1. Terciária ou vulcânica; 2. Secundária; 3. Transição;

4. Primitiva;

Estabelecimento da escala do tempo geológico

• Hutton, Lyell e outros – reconheceram que o princípio do uniformitarismo requeria um longo período de tempo e a presença de desconformidades indicaram longos períodos de “quebra” quando a área foi erodida;

• Métodos de datações de rochas e minerais divergentes (físicos e religiosos);

• Charles Darwin (1859) - Sugeriu um período longo para que as espécies pudessem evoluir. Tentou estimar a taxa de erosão num grande vale ao sul da Inglaterra. Obteve um tempo de ~300Ma. Assim, afirmou ser a Terra um planeta velho com idade da ordem de bilhões;

• Lord Kelvin (1862) – Terra se formou do resfriamento de uma massa fundida – Idade < 100Ma;

• 1896 - Descoberta da radioatividade em minerais – indicava que a taxa de resfriamento é menor que a proposta por Kelvin, logo, Terra antiga;

• Henri Becquerel investiga a radiação do urânio e percebe que esta é emitida mesmo sem uma fonte externa de radiação (não absorve para poder irradiar);

• Marie e Pierre Curie – através do fenômeno estudado por Becquerel deselvolvem trabalhos na área de química (Radioatividade);

• Claire Patterson (1956) – Desenvolve método 207Pb - 206Pb; datou meteoritos obtendo 4.55 ±

0.07 Ba.

Próxima aula

Aula 02

A origem da Terra