Tema II - O Tempo Geológico e Métodos de Datação
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A medida do tempo.
História da Vida.
Exemplos de datação
Professora Isabel Henriques 2
A E
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um
min
uto
!
Professora Isabel Henriques 3
http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/geologicalscalecloc
k/geologicscale_clock.html
Situação-problema:
Qual a História
geológica da região
de Alverca?
Professora Isabel Henriques 4
“Relógios” sedimentológicos “Relógios” paleontológicos
Litostratigrafia
– Unidade litostratigráfica -
Formação
– Princípios litostratigráficos:
• Sobreposição
• Continuidade lateral
• Horizontalidade
• Inclusão
• Intersecção
Ciclos de gelo-degelo
Biostratigrafia
– Biozona unidade biostratigráfica
– Princípio da Identidade
Paleontológica
– Fósseis de identidade
estratigráfica, fósseis de fácies e
fósseis vivos.
Dendrocronologia
Datações radiométricas
Magnetostratigrafia
Professora Isabel Henriques 5
Métodos de datação físicos
Medida do tempo em GeologiaA noção de tempo é um conceito fundamental em
geologia …
E a idade da Terra, uma
questão central!
6Professora Isabel Henriques
Unidade de tempo para o último século Ano
Unidade de tempo para o estudo da civilização
romanaSéculos
Unidade de tempo para o estudo da pré-história Milhar de anos
Unidade de tempo no domínio da Geologia MILHÕES DE ANOS (M.a.)
7Professora Isabel Henriques
A B C D
O tempo em geologia tem uma dimensão diferente
daquela habitualmente usada por qualquer ser
humano.
Os físicos e químicos
estudam processos
que decorrem em
fracções de
segundo!
Os geólogos
estudam
processos que
podem durar
longos períodos…Reacções químicas,
propagação das ondas
sonoras, etc.
Reacções
químicas,
propagação das
ondas sonoras,
etc.
Orogénese(formação de
montanhas),
expansão dos
fundos
oceânicos,
erosão , etc.
8Professora Isabel Henriques
Mas será que todos os fenómenos geológicos
são lentos à escala humana?
Sismos
Erupção vulcânica
Impacto de um meteorito
Avalanches
Inundações
9Professora Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 10
“Os rios cortaram e separam as montanhas dos grandes Alpes umas
das outras; e isto é revelado pela deposição das rochas
estratificadas, pois desde o cume da montanha até ao rio, em baixo,
vê-se como os estratos de um lado do rio correspondem aos do
outro lado”
Leonardo da Vinci, Códice de Leicester
Professora Isabel Henriques 11
O conceito de tempo
geológico foi
construído lentamente
ao longo dos tempos!
Como podes acreditar na Bíblia?
A Bíblia não é realista!
Cientistas demonstraram que a
Bíblia não é verdadeira.
Verifica como
mudaram a
idade da
Terra. Eu sigo
os factos..
Professora Isabel Henriques 12
O conceito de tempo geológico foi construído
lentamente ao longo dos tempos!
Leitura
de
textos
Querem ter uma noção? …
Imagina uma ampulheta gigante
cheia de grãos de arroz!
1Kg de arroz tem 5000 grãos…
A idade da Terra corresponderia
a uma ampulheta com 91 000
Kg de arroz em que, por ano,
caía um grão …
Por ano, é arrancado dos
Himalaias e por acção dos
agentes erosivos, 1 mm de
material…
Ao fim de 1 M.a. Já 1Km foi
arrancado!!!!13
“O movimento das placas tectónicas daTerra esqueceu-se, pelo meio, da Baíade Hudson, no Canadá. Agora, cientistas do Canadá e dos EstadosUnidos descobriram que na costaoriental da baía podem estar as rochasmais antigas que se conhece da crostaterrestre, produzidas há 4,28 mil milhões de anos.
“Os investigadores estudaram amostras de uma cintura de rochas metamórficaschamadas Nuvvuagittuq.
Ao medirem a composição dos isótopos de neodímio e de samário, elementos químicos raros que existem nestas rochas, conseguiram datar as amostras entre os 3,8 e 4,28 mil milhões de anos” in Público, 2008
Professora Isabel Henriques 14
Rochas Metamórficas
Nuvvuagittuq
Ficha Informativa
“A Terra tem 4,6 mil milhões
de anos e é muito raro
encontrar-se restos da crosta
original, a maior parte da
qual foi esmagada e reciclada
no interior do planeta várias
vezes. (…)”
Professora Isabel Henriques 15
Se a Terra for “jovem”, ficamos
praticamente reduzidos a uma opção –
foi Deus que a criou …
Se a Terra for bem “velha”, a
evolução (dos seres vivos, por exemplo) é
teoricamente possível!
16Professora Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 17
Muitas questões podem ser colocadas sobre o que
aconteceu ao longo destes 4600 M.a. …
Um milhão de anos … uma “migalha” de tempo na Terra …
Quando apareceram e como evoluíram os primeiros seres vivos …
Que tipo de organismos povoaram a Terra? …
Será que existiram crises biológicas?
Quais as suas causas?
Quem foi afectado por essas crises?
Para conseguir responder a tudo isto é necessário
determinar idades – precisamos de
Relógios Geológicos
Sedimentológicos e Paleontológicos
18Professora Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 19
“Relógios” Sedimentológicos
Datação Relativa
Litostratigrafia
Princípios Estratigráficos
Unidades litostratigráficas
Formação
Datação Absoluta
Ciclos do Gelo-degelo
Professora Isabel Henriques 20
A litostratigrafia estuda os diferentes estratos,
definindo unidades litostratigráficas.
Estratos individualizados e definidos pelas
suas características litológicas,
independentemente da sua idade.
Formação
Unidade fundamental
Professora Isabel Henriques 21
A Formação
Composto por um conjunto de rochas com propriedades
litológicas e posição estratigráfica semelhantes e que é
facilmente distinguível das restantes, com tecto e muro
devidamente localizados.
Professora Isabel Henriques 22
Princípios Litostratigráficos
Datação Relativa
Princípio da Horizontalidade Inicial
Princípio da Sobreposição de Estratos
Princípio da Continuidade Lateral
Princípio da Inclusão
Princípio da Intersecção
Professora Isabel Henriques 23
Professora Isabel Henriques 24
Princípio da Horizontalidade Inicial
Os sedimentos que estiveram na origem dos estratos são
depositados, em regra, segundo camadas horizontais
paralelas à superfície de deposição.
(Quaisquer fenómenos de deformação que alterem esta
horizontalidade das camadas é posterior à sedimentação!).
Professora Isabel Henriques 25
Princípio da Horizontalidade Inicial
http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/foldingrocks/foldingrock
s.html
Uma discordância
corresponde a um
período de tempo
durante o qual não
ocorreu sedimentação
(e a erosão actuou),
iniciando-se depois
uma nova
sedimentação.
Discordância
26Professora Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 27
Discordância na Costa Vicentina Praia do Telheiro
28Professora Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 29
Princípio da Continuidade Lateral
Um estrato delimitado pelo mesmo
tecto e muro e com semelhantes
propriedades litológicas possuí a
mesma idade em toda a sua
extensão lateral!
Os estratos podem estender-se lateralmente por longas distâncias.
Aplicando este princípio podemos correlacionar litologias que se
encontrem muito afastadas.
Professora Isabel Henriques 30
Princípio da Continuidade Lateral
Professora Isabel Henriques 31
Princípio da Continuidade Lateral
Professora Isabel Henriques 32
Princípio da Continuidade Lateral
Em vários ponto da Terra pode existir a mesma sequência estratigráfica,
isto é, há correlação entre estratos distanciados lateralmente!
Professora Isabel Henriques 33
Princípio da Continuidade Lateral
Isto foi usado para provar a
existência da Pangea – margens da
África e da América do Sul contêm
rochas do mesmo tipo (idênticas
sequências estratigráfias)http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf
/eroded_canyon/erosioncanyon.html
Professora Isabel Henriques 34
Princípio da Horizontalidade Inicial e
Princípio Continuidade Lateral
Princípio da continuidade lateral
Princípio da horizontalidade inicial
Professora Isabel Henriques 35
Princípio da Sobreposição dos Estratos
As camadas que se encontram no topo de uma sequência
estratigrágica original (sequência vertical de estratos) são mais recentes
que as camadas inferiores.
Isto permite analisar um perfil vertical de camadas como uma
linha vertical de tempo!
Professora Isabel Henriques 36
Princípio da Sobreposição dos Estratos
Se não ocorrerem deformações, a deposição ocorre por
ordem cronológica, da base para o topo – uma camada é
mais recente que a que lhe serve de base e mais antiga do
que as que lhe estão acima.
Mais recente
Mais antigo
Mais recente
Mais antigo
Mais antigo
Mais antigo
Mais recente
Mais recente
37Professora Isabel Henriques
Princípio da sobreposição Grand Canyon
Professora Isabel Henriques 38
http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/oldest_layer/oldest_youngestlayers.html
Professora Isabel Henriques 39
Princípio da Sobreposição dos Estratos
Professora Isabel Henriques 40
Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções
Dobras deitadas
Este princípio nem sempre
pode ser usado para datar os
estratos de forma relativa!
Se ocorrerem determinadas
deformações nas rochas a
posição dos estratos será
alterada e, às vezes, até
invertida (como no caso das
dobras deitadas)!!!
Professora Isabel Henriques 41
Na superfície de erosão SS´ a ordem de antiguidade observável é incompatível
com o princípio da sobreposição.
O estrato 4 que é o mais recente ocupa, no flanco invertido, a posição de
mais antigo.
Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções
Foto : Dobra - Alberta, Jasper National Park (Canadá)
Os sedimentos depositados em
grutas são mais modernos do que
as camadas que lhe servem de
tecto.
Grutas
Terraços fluviais
O rio, por erosão, escava um novo
leito, provocando a formação de
degraus onde deposita sedimentos
– terraços fluviais. Os últimos a
serem depositados foram os da
zona 3 (mais recentes).
Mais antigo
Mais
recente
Mais antigo
Mais
recente
Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções
42Professora Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 43
Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções
Terraços fluviaisOs que ocupam posição superior (A) mais
elevados, são mais antigos do que os que
se encontram menos elevados (B).
Professora Isabel Henriques 44
Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções
Depósitos subterrâneosO sedimento (S) é mais recente do que
as rochas que se sobrepõem.
Os estratos apresentados na figura já existiam quando a intrusão (i) seinstalou. Sendo assim, esta é mais recente do que aqueles.
Professora Isabel Henriques 45
Intrusão magmáticaInstala-se nas séries sedimentares sendo
mais nova do que os estratos
atravessados.
Filão da Praia da Adraga a norte do maciço de Sintra.
http://brunopereira.do.sapo.pt/varias%20fotos.htm
Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções
Estes estratos apresentam a mesma
idade apesar de não estarem
“nivelados” Blocos rochosos que
fracturam (“partem”) e
que se movimentam
um em relação ao
outro.
Falhas
Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções
46Professora Isabel Henriques
O Princípio da Sobreposição
deve ser aplicado com
precaução, uma vez que em
terrenos que experimentaram
fenómenos de deformação,
como dobras e falhas, o
geólogo deve apoiar-se em
métodos de interpretação
complementares.
A sua aplicação poderá no entanto ser válida para estratos que se
encontrem em posição inclinada, desde que a deformação de origem
tectónica, posterior à deposição dos estratos, não tenha provocado a
sua inversão.
Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções
47Professora Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 48
Princípio da Inclusão
Este princípio aplica-se, por exemplo a rochas
compostas por fragmentos de outras (como o
conglomerado)
Fragmentos ou porções
de uma rocha que se
encontram
incorporados (inclusão)
noutra são mais antigos
que as rochas que os
contêm.
Mais recente
Mais antigo
Professora Isabel Henriques 49
Princípio da Inclusão
Professora Isabel Henriques 50
Princípio da Inclusão
Um inclusão é parte de uma rocha que é incluída dentro de
uma outra rocha
Professora Isabel Henriques 51
Princípio da Inclusão
Princípio da Inclusão
52Professora Isabel Henriques
http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/l
abf/sm_scale/sm_scale.html
Este princípio aplica-se a estratos afectados por
estruturas (falhas, intrusões magmáticas, etc …)
A estrutura que
intersecta é mais
recente do que aquela
que é intersectada.
Mais antigo
Princípio da Intercepção
53Professora Isabel Henriques
Filões
Magma invade as fracturas
existentes nas rochas encaixantes
(mais antigas), preenchendo-as e, mais
tarde, solidificando (filões mais
recentes).
Princípio da Intercepção
54Professora Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 55
Princípio da Intercepção
Professora Isabel Henriques 56
Princípio da Intercepção
Intrusão Magmática
Mais recente
Professora Isabel Henriques 57
Princípio da Intercepção
mais recente
Professora Isabel Henriques 58
Princípio da Intercepção
Filão Mais recente Filão
Mais recente
•http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/igneousintrusio
n/igneousintrusion.html
•http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/lrg_scale_inclus
ion/lrgscaleinclusions.html
Professora Isabel Henriques 59
Princípio da Intercepção
Sequência cronológica: A – B - C
Falhas
Professora Isabel Henriques 60
Princípio da Intercepção
Falha mais recente
PRINCÍPIO DA SOBREPOSIÇÃO DE
ESTRATOS
PRINCÍPIO DA INTERSECÇÃO
PRINCÍPIO DA INCLUSÃO
PRINCÍPIO DA HORIZONTALIDADE
INICIAL
61Professora Isabel Henriques
62
Os sedimentos acumulam-se horizontalmente
Forças tectónicas provocam o seu levantamento e deformação
Surge uma intrusão magmática com um “ramo” –dique – que “corta” as camadas deformadas
Surge uma falha (que corta o dique e as estruturas deformadas)
Princípio da
Horizontalidade
Inicial
Princípio da
Intersecção
Professora Isabel Henriques
http://www.wwnorton.com/college/geo/e
geo2/content/animations/10_4.htm
http://www.wwnorton.com/college/geo/a
nimations/geologic_history.htm
http://www.wwnorton.com/college/geo/a
nimations/unconformity.htm
http://www.wwnorton.com/college/geo/a
nimations/stratigraphic_column.htm
Professora Isabel Henriques 63
Estudo de casos
Profª. Isabel Henriques 65
66Profª. Isabel Henriques
As camadas 1 e 5 sofreram deformações, inclinando, após a
sua formação (estas camadas experimentaram a mesma
história geológica pois a sua inclinação é semelhante).
Princípio da
Horizontalidade
Inicial
A intrusão 6 atravessa as camadas 1, 2 e 3 logo é mais
recente que estas.
As camadas 9 e 10 são “cortadas” pelo vale logo podemos
afirmar que este foi a última estrutura a formar-se.
Princípio da
Intersecção
Sequência de estratos:
1, 2, 3, 4, 5, dobramento,
erosão (descontinuidade),
intrusão 6, 9, 10, erosão
Profª. Isabel Henriques 67
Princípio da
Sobreposição
dos Estratos
Depósitos sedimentares,
denominados varvas ou
varvitos, em consequência dos
ciclos de gelo-degelo de
glaciares.
As varvas são pares de estratos
(um claro e um escuro)
produzidos anualmente em
relação directa com as estações
do ano.
Professora Isabel Henriques 68
Ciclo de gelo-degelo – Datação Absoluta
Formam-se, normalmente, em lagos de frente glaciária, apresentam, em regra, espessuras inferiores a 1 cm.
O estrato de cor clara deposita-se durante o Verão, quando os sedimentos, de origem detrítica, chegam em maior quantidade até ao lago.
No Inverno, a superfície do lago fica gelada, não permitindo a entrada de sedimentos, pelo que apenas se depositam os materiais mais finos que se encontram em suspensão na água, juntamente com alguma matéria orgânica, formando-se assim os estratos de cor escura.
Professora Isabel Henriques 69
Ciclo de gelo-degelo – Datação Absoluta
As varvas permitem fazer datações até cerca de 15 000 anos antes da actualidade.
Estes depósitos podem ser interessantes como indicadores:
de ambientes de sedimentação;
do tipo de clima;
permitem estimar a duração de tais condições numa determinada sequência estratigráfica em estudo;
permitem definir a história paleoclimática relativa aos avanços e recuos dos glaciares de uma dada região.
Professora Isabel Henriques 70
Ciclo de gelo-degelo – Datação Absoluta
Professora Isabel Henriques 71
Pa
rq
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Va
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as
il
Professora Isabel Henriques 72
“Relógios” Paleontológicos
Datação Relativa
Princípios da Identidade
Paleontológica
Unidades Biostratigráficas
Biozonas
Datação Absoluta
Dendrocronologia
Professora Isabel Henriques 73
Professora Isabel Henriques 74
A Biostratigrafia é um ramo da estratigrafia que permite correlacionar e fazer a
datação relativa de rochas, através do estudo das associações fósseis nelas
contidas.
A Biostratigrafia estuda a distribuição temporal dos fósseis através do registo
estratigráfico.
Unidades Biostratigráficas - Biozonas
A biozona pode ser definida como o
estrato, ou conjunto de estratos, que
apresenta um conjunto de fósseis
característico.
Professora Isabel Henriques 75
Unidades Biostratigráficas - Biozonas
Professora Isabel Henriques 76
Unidades Biostratigráficas
Tipos de Biozonas
Professora Isabel Henriques 77
Unidades Biostratigráficas
Tipos de Biozonas
Actividade 3 Manual Adoptado
Princípio da Identidade Paleontológica
Estratos com os
mesmos fósseis
possuem…
Os fósseis são
contemporâneos das
rochas onde se
encontram!
78Professora Isabel Henriques
http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visua
lizations/es2901/es2901page01.cfm?chapter_no=visualization
D
I
A
G
É
N
E
S
E
O processo de
fossilização
acompanha o
processo de
formação da
rocha, logo fóssil e
rocha possuem a
mesma idade
(datação relativa)!
Rocha e fóssil são
contemporâneos!
Princípio da Identidade Paleontológica
79Professora Isabel Henriques
80Professora Isabel Henriques
81Professora Isabel Henriques
http://www.bbc.co.uk/sn/prehistor
ic_life/dinosaurs/making_fossils/ma
kingfossils/index.shtml
http://www.teachersdomain.org/as
set/ess05_int_fossilintro/
Professora Isabel Henriques 82
Mas nem todos os fósseis
podem ajudar a datar
litologias …
apenas os …
83Professora Isabel Henriques
São fósseis de seres que fossilizam
facilmente (têm partes duras) e, por isso,
ficam muitas vezes registados nas rochas!
OCORRÊNCIA EM ABUNDÂNCIA
São fósseis de seres que não viveram durante muito
tempo (à escala geológica). CURTA DISTRIBUÇÃO
TEMPORAL
84Professora Isabel Henriques
São fósseis de seres que existiram em grande
quantidade e que se expandiram numa grande área
geográfica (assim, permitem correlacionar estratos em
diferentes pontos do globo) AMPLA DISTRIBUIÇÃO
GEOGRÁFICA
http://fossil.uc.pt/pags/formac.dwt
As trilobites eram artrópodes (como as
aranhas, lagostas, insectos, etc) exclusivos do
meio marinho!
Possuíam um exoesqueleto de quitina
endurecido com carbonato de cálcio (por isso os seus fósseis são tão
abundantes!).
A maioria das espécies de trilobites
tinha sistema de visã muito apurado e
olhos complexos. O seu tórax tinha
muitos segmentos e, por isso, podiam
enrolar-se e defender-se dos
predadores (como os bichos da conta!)
Surgiram há cerca de 540 M.a. e
extinguiram-se há cerca de 250 M.a.85Professora Isabel Henriques
Os graptólitos surgiram há cerca
de 523 M.a.e extinguiram-se há
330 M.a. Eram pequenos animais
marinhos que viviam em colónias
(apenas de alguns cm) e que se
expandiram por várias regiões do
globo.
86Professora Isabel Henriques
As amonites eram animais
marinhos e tinham corpo
mole… no entanto uma
carapaça encarregava-se de os
proteger (e facilmente fossilizava)!
Os maiores podiam atingir 1 m
de diâmetro!
Estes seres eram carnívoros e
surgiram há cerca de 225 M.a.
e extinguiram-se há 65 M.a.
87Professora Isabel Henriques
Os corais estão entre as
comunidades marinhas mais
antigas que se conhecem - a sua
história remonta desde há 500
milhões de anos atrás!!!!
NÃO SÃO BONS FÓSSEIS DE IDADE!Pólipos de corais
Mas… estes seres só conseguem
sobreviver em ambientes aquáticos
de águas quentes, calmas e pouco
profundas!!!!
Por viverem em ambientes tão
característicos e altamente
específicos eles são considerados …88Professora Isabel Henriques
Permitem caracterizar paleoambientes
São fósseis de seres que apresentam uma
reduzida distribuição geográfica pois habitam
apenas locais com condições específicas.
São fósseis de seres que viveram durante muito tempo
(à escala geológica).
89Professora Isabel Henriques
Seres que habitam a Terra desde há milhões de anos e
que, para além de existirem actualmente, são encontrado
também sob a forma de fóssil!
Existem diversos motivos pelos quais um organismo sobrevive milhões
de anos sem sofrer mudanças:
•Uma das explicações é o simples facto desse organismo se encontrar
muito bem adaptado à diversidade de condições do meio que habita.
•Já outros organismos não evoluem devido à continuidade mais ou
menos estável das características do seu habitat.
•Pode dever-se ao facto destes habitarem ambientes isolados, onde não
enfrentam a competição com outros organismos potencialmente melhor
adaptados a esses ambientes.
90Professora Isabel Henriques
Ginkgo bilobaLatimeria chalumnae - Celecanto
Adaptado de
geo-ineti.pt91Professora Isabel Henriques
Permitem compreender a evolução dos seres
vivos, as adaptações e extinções ao longo da
história da Terra;
Permitem reconstituir os organismos numa dada
época, o seu modo de vida, como é que
interagiam entre si e como se relacionavam com o
meio ambiente onde viviam;
Permitem reconstituir os ambientes do passado
e assim reconstituir a geografia da Terra;
Permitem reconstituir os climas do passado;
Permitem efectuar a datação relativa dos
estratos rochosos.
92Professora Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 93
“Relógios “ paleontológicos
Princípio da Identidade
Paleontológica
Biozonas.
Fósseis Vivos
Fósseis de idade
Fósseis de fácies
Biostratigrafia
A dendrocronologia é um método de datação que se baseia
no estudo do crescimento das árvores.
Professora Isabel Henriques 94
Dendrocronologia – Datação Absoluta
A dendrocronologia baseia-se na possibilidade de enumerar os anéis de crescimento anuais das árvores provenientes de zonas com climas de marcada sazonalidade.
Esta diferença é o resultado da velocidade de crescimento estar dependente de factores como a temperatura e a humidade, que, variam consoante a estação do ano.
Permite realizar datações de determinados acontecimentos até um limite de 11 400 anos.
A dendocronologia é um método de datação muito utilizado, por exemplo, em silvicultura e na arqueologia.
Professora Isabel Henriques 95
Dendrocronologia – Datação Absoluta
Datação de árvores com 5000 anos Pinus longaeva
Utilizado:
- Sequóias vivem ± 4000 anos,
com ±12 metros de diâmetro.- Pinheiro americano.
- Carvalho.
Conhecimento do clima e paleoclima.
Professora Isabel Henriques 96
Bandas Claras e espessas (Quente)
Bandas Escuras e finas (Fria)
Dendrocronologia – Datação Absoluta
Professora Isabel Henriques 97
Dendrocronologia – Datação Absoluta
Professora Isabel Henriques 98
Dendrocronologia – Datação AbsolutaFicha de
Actividade
Laboratorial
Professora Isabel Henriques 99
Métodos de Datação Físicos
Professora Isabel Henriques 100
Radiometria Magnetostratigrafia
História da Descoberta da Radiometria
101Professora Isabel Henriques
A radioactividade é uma das principais fontes de energia
térmica interna da Terra!
Radiometria
102Professora Isabel Henriques
Os átomos fazem parte da
constituição da matéria
(de tudo aquilo que existe)! …
Nas rochas também existem átomos!
Alguns deles (urânio, rádio, etc) são
radioactivos, isto é, ao longo dos
tempos, e naturalmente, os seus
núcleos vão-se desintegrando
espontaneamente para se
tornarem mais estáveis. Quando
isso acontece liberta-se energia!
Radiometria
103Professora Isabel Henriques
O ambiente no qual vivemos é naturalmente
radioactivo.
Por exemplo:
Respiramos carbono-14, que é radioactivo;
comemos bananas que apresentam na sua
composição potássio-40, com núcleo instável,
nos nossos ossos e sangue existe rádio-226 …
Os seres humanos, e todos os demais seres
vivos, são naturalmente radioativos.
O problema está na quantidade de radiação à
qual estes seres são expostos: acima de certo
nível a exposição às radiações provoca, no
corpo humano, e nos demais seres vivos,
várias reações adversas (danos nas células e
no materal genético).
Radiometria
104Professora Isabel Henriques
A datação absoluta pode também ser chamada de …
O mesmo elementos químico (carbono, por exemplo), pode ter no núcleo do átomo:
O mesmo número de protões e neutrões (6P + 6N) C12
Diferente número de protões e neutrões (6P + 8N) C14
Diferente número de protões e neutrões (6P + 7N) C13
ESTÁVEL
ESTÁVEL
INSTÁVEL
… Isótopos …
Nota: C12, C13 e C14 são isótopos de carbono!
105Professora Isabel Henriques
Radiometria
Urânio submetido a radiação U.V.
Os isótopos de urânio são muito frequentes
nas rochas (1g por cada 1000 Kg de rocha) !
Estes isótopos são muito instáveis – os
seus núcleos desintegram-se
espontaneamente formando um átomo de
um elemento químico diferente, mais
estável!
Átomo inicial: ISÓTOPO – PAI
(instável)
Átomo formado após desintegração: ISÓTOPO – FILHO
(mais estável)
Nota: O isótopo Rubídio-87 forma o isótopo de Estrôncio-87 quando se desintegra!
106Professora Isabel Henriques
Radiometria
A taxa de decaimento radioactivo
(desintegração dos isótopos-pai em isótopos-filho) é
constante para cada isótopo! (não varia com
condições de pressão, tenperatura ou outros aspectos
associados aos processos geológicos)
A desintegração é irreversível: o isótopo-
pai não volta a adquirir as propriedades
iniciais!
Quando a rocha se forma adquire elementos radioactivos que
se começam a desintegrar marcando o momento de formação
daquela rocha!
107Professora Isabel Henriques
… o conceito mais importante…
Tempo decorrido para que metade do
número de isótopos-pai radioactivos sofra
desintegração, transformando-se em
isótopos-filho.
No final de um 1º período de semi-vida, 50% dos isótopos-pai já foram
transformados em isótopos-filho… No final do 2º período de semi-vida,
metade da metade que restou (¼) do nº original de isótopos-pai ainda
permanecem na rocha… No 3º período de semi-vida 1/8 e assim por diante!(restará sempre uma quantidade residual de isótopos-pai na rocha)
108Professora Isabel Henriques
Espectrometro de massaconsegue detectar quantidades diminutas
de isótopos!
109Professora Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 110
Principais Elementos Radioactivos Utilizados na Datação RadiométricaIsótopos Intervalo de datação
efectiva (anos)
Meia-vida
(anos)
Minerais e materiais que é
possível datarOriginal Novo
238U 206Pb 10 milhões – 4 600 milhões 4 500 milhões Zircão, Uraninite
40K 40Ar 50 000 – 4 600 milhões 1 300 milhõesMoscovite, Biotite, Horneblenda
e Rochas vulcânicas
87Rb 87Sr 10 milhões – 4 600 milhões 47 000 milhões
Moscovite, Biotite, Feldspato
potássico, Rochas
metamórficas e magmáticas
14C 14N 100 – 70 000 5 730
Madeira, carvão, osso, tecidos
Conchas e outro carbonato de
cálcio, água subterrânea, água
oceânica e gelo glaciar com
CO2 dissolvido
•À medida que os milhões de anos passam, o potássio 40 decai lentamente e, um a
um, os átomos de árgon 40 substituem os de potássio 40 no cristal.
•A quantidade de árgon 40 acumulada é uma medida do tempo decorrido desde a
formação da rocha.
•Decorridos 1,26 mil milhões de anos, o rácio será 50-50.
•Ao fim de mais 1,26 mil milhões de anos, metade do potássio 40 remanescente
terá sido convertido em árgon 40, e assim por diante.
Radiometria
111Professora Isabel Henriques
Há medida que o tempo passa aumenta na rocha o número
de isótopos-filho e diminui o número de isótopos-pai!
A margem de erro é de apenas alguns M.a.
http://www.earth.northwestern.edu/people/seth/202/DECAY/decay.pennies.html
Radiometria
112Professora Isabel Henriques
Na altura em que a rocha se formou os isótopos ficaram
incorporados nos minerais e, nesse momento inicial, apenas existiam
isótopos-pai e nenhuns isótopos-filho!
Radiometria
113Professora Isabel Henriques
O que inferir quando a
quantidade de
isótopos-filho e
isótopos-pai é igual ?
O que inferir
quando a
quantidade de
isótopos-filho é 3
vezes superior à
quantidade de
isótopos-pai?
Passou um período
de semi-vida!
Passaram dois período
de semi-vida!
Radiometria
114Professora Isabel Henriques
Qual o melhor isótopo para
datar rochas jovens?
É que se a rocha for
“velha” e a taxa de
decaimento for rápida, os
isótopos-pai já se
transformaram quase todos
em isótopos-filho: sabemos
que o relógio isotópico
parou, não sabemos é há
quanto tempo isso
aconteceu!
Radiometria
115Professora Isabel Henriques
O Carbono-14 é muito
usado na arqueologia e é o
ideal para datar fósseis ou
quaisquer outros resíduos
orgânicos… Porquê?
•Todos os seres vivos contém
carbono.
•Ele é aborvido pelos seres
fotossintéticos e daí segue por
toda a cadeia alimentar!
•Quando os seres morrem inicia-se
o decaimento!
•A arqueologia estuda eventos
recentes – interessam isótopos
com menor tempo de semi-vida!
Radiometria
116Professora Isabel Henriques
Não permite datar rochas sedimentares!•Este método pressupõe que as rochas sejam
sistemas fechados, não existindo entradas ou
saídas de isótopos.
•Mas, se as rochas sofrerem erosão ou
meteorização, podem ocorrer perdas de
isótopos (pais e filhos) o que irá influenciar a
idade atribuída!
•Cada grão de areia tem um relógio calibrado
para uma data distinta, a qual remonta
provavelmente a muito antes de a rocha
sedimentar se formar.
•Assim, em matéria de cronometragem, a rocha
sedimentar é uma confusão. Não serve!
117Professora Isabel Henriques
Atribuí uma idade ao metamorfismo e não à
rocha antes de o sofrer!Se tivermos em conta que as rochas metamórficas
resultam de modificações, devidas a pressão e
tem-peratura, sofridas por outras rochas, o
metamorfismo que as afectou não elimina os
átomos-filho que elas possam conter nesse
momento e, dessa forma, obtém-se uma idade
superior à que deveria corresponder à última fase
de metamorfismo.
Nem sempre as rochas contêm grandes
quantidades dos isótopos necessários à
sua datação.
118Professora Isabel Henriques
As rohas estão constantemente a ser
recicladas e transformadas noutras –
é impossível datá-las por completo!
O melhor há a fazer é combinar todos
os métodos de datação para que se
consiga elaborar um calendário da
História da Terra!
Em locais onde ocorram afloramentos com mais do que um tipo de
rocha, podem-se datar as rochas magmáticas por datação absoluta e,
em seguida, estabelecer uma equivalência com os restantes fenómenos
geológicos que se encontrem representados na área em estudo. 119Professora Isabel Henriques
As rochas ígneas costumam conter
muitos isótopos radioactivos
diferentes.
A solidificação das rochas ígneas
dá-se bruscamente, o que tem
uma consequência feliz: todos os
relógios de um dado fragmento
de rocha são calibrados em
simultâneo.
Apenas as rochas ígneas proporcionam bons relógios
radioactivos!120Professora Isabel Henriques
121Professora Isabel Henriques
•Os sedimentos não se acumulam numa
taxa constante em nenhum ambiente de
sedimentação (podem até haver longos momentos
de ausência de sedimentação).
•Por exemplo, durante uma inundação, um
rio poderá depositar uma camada de areia
de vários metros de espessura em questão
de poucos dias, enquanto durante todos os
anos que se seguirem entre as inundações
ele apenas deposita uma camada de areia
com poucos centímetros de espessura.
•Além disso a taxa de erosão também não
é constante.
Por que motivo a estratigrafia não permite medir o tempo de forma
absoluta?
122Professora Isabel Henriques
123Professora Isabel Henriques
124Professora Isabel Henriques
http://lectureonline.cl.msu.edu/~mmp/appl
ist/decay/decay.htm
http://www.blackgold.ca/ict/Division4/Math
/Div.%204/radiometric/index.htm#simulation
http://www.furryelephant.com/player.php?s
ubject=physics&jumpTo=re/15Ms17
http://www.youtube.com/view_play_list?p=9
CE5DF26BD7E30F2
http://elearn.stisd.net/mod/resource/view.
php?id=2679
Professora Isabel Henriques 125
Os fenómenos de inversão do campo magnético terrestre são eventos globais e síncronos muito frequentes no registo geológico, ocorrendo, aproximadamente, entre 1 e 10 inversões por cada milhão de anos.
Professora Isabel Henriques 126
Magnetostratigrafia
A estes eventos são posteriormente atribuídas idades, sendo propostas escalas magnetostratigráficas que, em conjunto com a biostratigrafia e as datações radiométricas, permitem o estabelecimento de correlações entre diferentes unidades litostratigráficas.
Professora Isabel Henriques 127
Magnetostratigrafia
A Terra, tal como a maior parte dos planetas do Sistema Solar, possui um campo magnético natural.
Este campo magnético é responsável pela orientação da agulha magnetizada de uma bússola.
O campo magnético terrestre pode ser comparado a um dipologeocêntrico, estando as linhas de força originadas por este campo magnético distribuídas no espaço como se um íman estivesse situado no centro da Terra, cujo Pólo Sul estaria localizado no hemisfério norte.
Professora Isabel Henriques 128
Magnetostratigrafia
Os constituintes de alguns minerais, como a magnetite(Fe3O4) e a hematite (Fe2O3), podem adquirir de forma permanente uma orientação definida de acordo com a direcção das linhas de força do campo magnéticoexistente na altura da sua magnetização.
Professora Isabel Henriques 129
Magnetostratigrafia
O mesmo modo que o campo magnéticoterrestre influencia a orientação da agulha deuma bússola.
Também os átomos constituintes de certo tipode minerais presentes quer nos sedimentos,quer em lavas ficam orientados sob ainfluência deste campo magnético terrestre.
Professora Isabel Henriques 130
Magnetostratigrafia
Professora Isabel Henriques 131
A magnetostratigrafia estuda as
características das rochas estratificadas
com base nas suas propriedades
magnéticas.
Os minerais com propriedades magnéticas
são capazes de registar a orientação do
campo magnético no momento da sua
cristalização.
A partir dos estudos das inversões de
polaridade em rochas vulcânicas é possível
construir uma escala magnetostratigráfica.
Magnetostratigrafia
Professora Isabel Henriques 132
DATAÇÃO RELATIVA DATAÇÃO ABSOLUTA
“Relógios” sedimentológicos:
litostratigrafia
“Relógios” paleontológicos:
biostratigrafia
•“Relógios” sedimentológicos:
ciclos de gelo-degelo
•“Relógios” paleontológicos:
dendrocronologia
•Métodos de datação físicos e
geofísicos:
datações radiométricas e magnetostratigrafia
http://www.ucmp.berkeley.edu/education/explorations/tours/geotime/gtiframe.html
Professora Isabel Henriques 133
Professora Isabel Henriques 134
Disciplina de Geologia
12º Ano
Professora
Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 135