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Tempo geologico
 

Tempo geologico

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Tempo geologico Tempo geologico Presentation Transcript

  • 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
  • 1. Introdução TEMPO GEOLÓGICO Geocientístas diferenciam-se dos demais pesquisadores devido à forma como abordam o tempo:
  • 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)
  • 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
  • INTRODUÇÃO 1. Introdução Escala de tempo geológico representa a linha do tempo desde a formação da Terra o até presente.
  • 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
  • 1. Introdução Formas de representar e ordenar o tempo geológico mais utilizada Quadro Estratigráfico Internacional da Comissão Internacional de Ciências Geológicas
  • Há algumas discordâncias entre os estratígrafos quanto aos nomes e limites das divisões
  • 1. Introdução 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 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
  • 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
  • DATAÇÃO RELATIVA
  • 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
  • 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)
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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.
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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)
  • 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
  • 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
  • Coluna geológica e datação relativa
  • 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)
  • Datação relativa 2. Datação relativa FÓSSEIS-GUIA Mecanismos de evolução sucessão biótica
  • 2. Datação relativa Datação relativa Divisão em épocas – somente foi possível com correlações mais refinadas (1850)
  • TEMPO GEOLÓGICO DATAÇÃO ABSOLUTA
  • 3. Datação absoluta Idade da Terra: baseada na mitologia Tradição budista: Infinita – cíclica Tradição chinesa Han: Ciclo 23 milhões de anos
  • 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
  • 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
  • 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-
  • 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,
  • 3. Dataç ã absoluta o George Darwin 100 Ma Evolução da Lua (1845-1912) cosmologista inglês
  • 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
  • 3. Dataç ã absoluta o Ernest Rutherford Físico inglê (1871 - 1937) s primeiro a sugerir que era possível utilizar a radioatividade para datar rochas
  • 3. Dataç ã absoluta o Bertram Boltwood 1904-1907: primeiro pesquisador a utilizar a radioatividade para datar rochas. 250 Ma - 1.3 Ga
  • 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
  • 3. Dataç ã absoluta o HISTÓ RIA DA ESCALA DO TEMPO GEOLÓ GICO
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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)
  • 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
  • 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
  • 3. Dataç ã o absoluta Princípios bá sicos Os/Re Rb/Sr; Sa/Ne Espectrô metros de massa
  • Espectrô metro de massa Mass Spectrometer detecç ão de elementos com concentraç õ de até n partes por trilhão (ppt). es
  • Escala do tempo geoló gico
  • 15 4,5 Bilhões de anos Origem da Vida
  • História da Terra
  • CRIPTOZÓICO Éon Hadeano 4,6 a 4 bilhões de anos 4. Histó ria da Terra
  • Éon Hadeano 4,56 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 Hadeano 4,56 a 4 Ga
  • Formaç ão da Lua (cerca 4.5 Ga)
  • Éon Hadeano 4,56 a 4 Ga Bombardeamento gerou oceano de magma temporário
  • Magma solidificou-se na crosta inicial, resfriamento da Terra Ultramáfica, Densa, Uniforme Komatiites
  • CRIPTOZÓICO Éon Arqueano • Formação dos protocontinentes; •Formação dos oceanos (2.5 Ga- já apresentava 90% do volume de água dos oceanos atuais). • Mares rasos;
  • CRIPTOZÓICO Éon Arqueano Cianobactérias fósseis em sílex (Apex Chert, Austrália) 3.500 Ma ... 3.800 Ma ? primeiros quimiofósseis querogênio (M.O. degradada provavelmente de bactérias) Groenlândia
  • CRIPTOZÓICO Éon Arqueano Estruturas laminadas construídas por cianobactérias ESTROMATÓLITOS (3.100 Ma) Atualmente vivem em lagos salinos (e.g., Shark Bay, Australia) / ambientes salinos termais (gêiseres)
  • CRIPTOZÓICO Éon Proterozóico Dominância dos estromatólitos
  • Mudanças atmosféricas Aumento de O2: diminuição do CO2 Graças aos … Proterozóico
  • Mudanças atmosféricas : proteção UV
  • CRIPTOZÓICO Éon Proterozóico EUCARIONTES fósseis 1.600 – 1.200 Ma Primeiro fóssil de célula eucarionte Primeira célula com organelas
  • ÉON ERA PERÍODO Primeiros METAZOÁRIOS Mesozóico Fanerozóico Neógeno Terciário Paleógeno Cenozóico Quaternário Cretáceo Jurássico Triássico Permiano Paleozóico Carbonífero Devoniano Siluriano • 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) Ordoviciano Cambriano Criptozóico M.a. FAUNA DE EDIACARA Proterozóico Arqueano (590 - 700 Ma)
  • 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.)
  • 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.)
  • 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.)
  • 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.)
  • CAMBRIANO Folhelho de Burgess (505 M.a): Opabinia Anomalocaris sp. Incerta sedis Hallucigenia sp.
  • Paleozóico M.a. ERA PERÍODO Neógeno Terciário Mesozóico Fanerozóico Paleógeno Cenozóico Quaternário Mares ordovicianos Cretáceo Jurássico Triássico Permiano Carbonífero Paleozóico Devoniano Siluriano Mares cambrianos Ordoviciano Idade dos invertebrados Cambriano Primeiros peixes (agnatos) Dominância dos trilobitas Primeiros organismos com conchas
  • Revisão Paleozóico M.a. ERA PERÍODO Neógeno Terciário Mesozóico Fanerozóico Paleógeno Cenozóico Quaternário Cretáceo Jurássico Triássico Permiano Carbonífero Paleozóico Devoniano Siluriano Ordoviciano Cambriano Idade dos peixes / briófitas Primeiros insetos fósseis, anfíbios Dominância dos peixes Primeiras plantas terrestres, briófitas
  • Revisão Paleozóico M.a. ERA PERÍODO Neógeno Terciário Mesozóico Fanerozóico Paleógeno Cenozóico Quaternário Cretáceo Jurássico Triássico Permiano Carbonífero Paleozóico Devoniano Siluriano Ordoviciano Cambriano 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;
  • FANEROZÓICO Era Paleozóica – 540 a 345 M.a. Permiano maior extinção em massa
  • Extinção em massa:
  • M.a. ERA PERÍODO Mesozóico Neógeno Terciário Mesozóico Fanerozóico Paleógeno Cenozóico Quaternário Cretáceo Jurássico Triássico Permiano Carbonífero Paleozóico Devoniano Siluriano Ordoviciano Cambriano Idade dos répteis/gimnospermas Primeiras aves; Dominância dos dinossauros; Dominância das ginmospermas; Primeiras flores;
  • 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
  • Jurássico M.a. ERA PERÍODO Neógeno Terciário Mesozóico Fanerozóico Paleógeno Cenozóico Quaternário Cretáceo Jurássico Triássico Permiano Carbonífero Paleozóico Devoniano Siluriano Ordoviciano Cambriano 1- VIDA- REGISTRO FÓSSIL - animais e plantas • • • • • Grandes recifes dominados por hexacorais; Domínio dinossauros; Últimos therapsídeos (mamíferos ancestrais); Primeiros pássaros; Dominância das gynmosperma (cicadáceas); – Idade das Cícadas (Cycas, Ginko)
  • 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
  • Extinção em massa:
  • Fim do Mesozóico Chixulub – Yucatan Peninsula
  • Fim do Mesozóico Efeitos do impacto • Tsunamis • Incêndios
  • 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
  • Ardipithecus ramidus (4,4 MA) Origem da Terra 4.5 30 M.A 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
  • Homo sapiens (300.000 AP) 30 M.A 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5