TEMPO GEOLÓGICO* * Baseado em Wânia Duleba – Disponível em: .
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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
Formas de representar o tempo geológico
Éons Hadeano, Arqueano e Proterozóico: 87% da história da Terra
1. Introdução
Formas de representar o tempo geológico
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
2. Datação relativa
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
2. Datação relativa
Princípios de Steno
1) SUPERPOSIÇÃO:
Sedimentos se depositam em camadas, as mais velhas na base e
as mais novas sucessivamente acima
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
Princípio válido para rochas sedimentares e/ou vulcânicas (não para metamórficas)
Nicolaus Steno
2. Datação relativa
Princípios de Steno
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
Princípio válido para ordenar somente estratos não pertubados
Nicolaus Steno
2. Datação relativa
2) HORIZONTALIDADE ORIGINAL:
Depósitos sedimentares se acumulamem camadas sucessivas dispostas de modo horizontal
(quase paralelas à superfície da Terra)
Princípios de Steno
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
2. Datação relativa
James Hutton (1726-1797)
1° noção de tempo profundo
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
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.
2. Datação relativa
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
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
2. Datação relativa
Georges Cuvier (1769 – 1832): catastrofismo
William Smith (1769 -1839): sucessão faunística
Charles Lyell (1797 – 1875): uniformitarismo
Charles Darwin (1809 – 1882): origem das espécies
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)
2. Datação relativaNaturalistas
Barão Georges Cuvier (1769 -1832)Naturalista francês – Pai da anatomia comparada e
da Paleontologia (gênios do séc. XVIII)
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
CATASTROFISMORegistro fóssil resultado de sucessivas
extinções cataclísmicas globais,seguidas e re-criações
• Provou que fósseis era restos de organismos extintos• correlações fossilíferas
2. Datação relativaNaturalistas
William Smith (1769 -1839)Topógrafo inglês – 1° mapa da Inglaterra
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
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
novo
Equivalência temporal
correlação fossilíferaou bioestratigráfica
2. Datação relativaNaturalistas
Sir Charles Lyell (1797-1875)
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
Naturalista escocês
“O presente é a chave do passado”
Intensidade dos processos geológicos são iguais ao longo do tempo geológico
UNIFORMITARISMO (1830)
2. Datação relativaNaturalistas
Origem das espécies (1859)
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICOCharles Darwin
Sir Charles Darwin (1809-1882)Naturalista inglês
HMS Beagle
2. Datação relativa
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
2. Datação relativa
2. Datação relativa
GRANDES EXTINÇÕES
Paleozóico, Mesozóico e Cenozóico: os fósseis estratigráficos e a correlação entre bacias de Alcide d’Orbigny (1802 -
1857)
Coluna geológica e datação relativa
Coluna geológica e datação relativa
Nome romano da Inglaterra (Cambria)
Devonshire (Inglaterra)
Mte. Jura
Perm (Rússia)
nome de tribo (Gales)
nome de tribo (Gales)
cré = giz (calcário fino Fr)
Cidades americanas
3 sucessões distintas do K
Terciário e Quaternário = primeiras sudivisões
2. Datação relativa
Datação relativa
Mecanismos de evolução
sucessãobiótica
FÓSSEIS-GUIA
2. Datação relativaDatação relativa
Divisão em épocas – somente foi possível com correlações mais refinadas (1850)
2. Datação relativa
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)
2. Datação absoluta
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
3. Datação absoluta
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
3. Datação absoluta
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
3. Datação absoluta
George Darwin
Evolução da Lua
100 Ma
(1845-1912)cosmologista inglês
3. Datação absoluta
• Henri Becquerel (1852 - 1908):
físico francês, descoberta da radioatividade
• Pierre Curie (1859-1906) e
Marie Curie (1867-1934):
decaimento radiativo
3. Datação absoluta
Físico inglês (1871 - 1937)
primeiro a sugerir que era possível utilizar a radioatividade para datar rochas
Ernest Rutherford
3. Datação absoluta
Bertram Boltwood
1904-1907: primeiro pesquisador a utilizar a radioatividade para datar rochas.
250 Ma - 1.3 Ga
3. Datação absoluta
• 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
3. 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
3. Datação absoluta
Princípios básicos
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.
3. Datação absoluta
Princípios básicos
Elemento-paiou
Nuclídeo-pai
(RADIOATIVO)
Elemento-filhoou
Nuclídeo-filho
(RADIOGÊNICO)
Tempo de decaimento
Meia-vida
3. Datação absoluta
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
Princípios básicos
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
3. Datação absoluta
Princípios básicos
3. Datação absoluta
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
Éon Hadeano4,56 a 4 Ga
Formação da Lua(cerca 4.5 Ga)
Bombardeamento gerou
oceano de magma temporário
Éon Hadeano4,56 a 4 Ga
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...
?
CRIPTOZÓICOÉon Arqueano
Atualmente vivem em lagos salinos (e.g., Shark Bay, Australia) /
ambientes salinos termais (gêiseres)
Estruturas laminadas construídas por cianobactérias
ESTROMATÓLITOS
(3.100 Ma)
CRIPTOZÓICOÉon Arqueano
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
Pal
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Proterozóico
Arqueano
Pa
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Ce
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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
Pal
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Fan
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Proterozóico
Arqueano
Pal
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Cen
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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
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Proterozóico
Arqueano
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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
600
590
580
570
560
550
545
540
530
520
510
500
490
Ma
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rote
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Explosão do Cambriano(540 a 520 M.a.)
Fan
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Cambriano
Ordoviciano
Siluriano
Devoniano
Carbonífero
Permiano
Triássico
Jurássico
Cretáceo
Terciário
Quaternário
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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
600
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Explosão do Cambriano(540 a 520 M.a.)
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Cambriano
Ordoviciano
Siluriano
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Carbonífero
Permiano
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Jurássico
Cretáceo
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ERA PERÍODOM.a.
Hallucigenia sp.
Anomalocaris sp.Incerta sedis
Folhelho de Burgess (505 M.a):
Opabinia
CAMBRIANO
Fa
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Cambriano
Ordoviciano
Siluriano
Devoniano
Carbonífero
Permiano
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ERA PERÍODOM.a.
Idade dos invertebradosPrimeiros peixes (agnatos)Dominância dos trilobitasPrimeiros organismos com conchas
Mares cambrianos
Mares ordovicianos
Paleozóico
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Cambriano
Ordoviciano
Siluriano
Devoniano
Carbonífero
Permiano
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ERA PERÍODOM.a.
Idade dos peixes / briófitasPrimeiros insetos fósseis, anfíbiosDominância dos peixesPrimeiras plantas terrestres, briófitas
Revisão Paleozóico
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Cambriano
Ordoviciano
Siluriano
Devoniano
Carbonífero
Permiano
Triássico
Jurássico
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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:
Fa
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Cambriano
Ordoviciano
Siluriano
Devoniano
Carbonífero
Permiano
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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;
Fa
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Cambriano
Ordoviciano
Siluriano
Devoniano
Carbonífero
Permiano
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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)
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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
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ERA PERÍODOM.a.
1- VIDA- REGISTRO FÓSSIL - animais e plantas
Extinção em massa:
Chixulub – Yucatan Peninsula
Fim do Mesozóico
Fim do Mesozóico
Efeitos do impacto• Tsunamis• Incêndios
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Cambriano
Ordoviciano
Siluriano
Devoniano
Carbonífero
Permiano
Triássico
Jurássico
Cretáceo
Terciário
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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
Terra
4.5 4.0 3.5 3.0 2.02.5 1.01.5 0.5
30 M.A
Homo sapiens (300.000 AP)