Tema II - O Tempo Geológico e Métodos de Datação

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Apresentação de Geologia 12º Ano.

Tema II - O Tempo Geológico e Métodos de Datação

  1. 1. A medida do tempo.História da Vida.Exemplos de datação
  2. 2. A Evolução da Vida num minuto!Professora Isabel Henriques2
  3. 3. http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/geologicalscalecloc k/geologicscale_clock.htmlProfessora Isabel Henriques 3
  4. 4. Situação-problema: Qual a Históriageológica da região de Alverca? Professora Isabel Henriques 4
  5. 5. “Relógios” sedimentológicos “Relógios” paleontológicos Litostratigrafia  Biostratigrafia – Unidade litostratigráfica - – Biozona - unidade biostratigráfica Formação – Princípio da Identidade – Princípios litostratigráficos: Paleontológica • Sobreposição – Fósseis de identidade • Continuidade lateral estratigráfica, fósseis de fácies e • Horizontalidade fósseis vivos. • Inclusão  Dendrocronologia • Intersecção Métodos de datação físicos Ciclos de gelo-degelo  Datações radiométricas  Magnetostratigrafia Professora Isabel Henriques 5
  6. 6. Medida do tempo em GeologiaA noção de tempo é um conceito fundamental emgeologia … E a idade da Terra, uma questão central! Professora Isabel Henriques 6
  7. 7. A B C DUnidade de tempo para o último século AnoUnidade de tempo para o estudo da civilizaçãoromana SéculosUnidade de tempo para o estudo da pré-história Milhar de anosUnidade de tempo no domínio da Geologia MILHÕES DE ANOS (M.a.) Professora Isabel Henriques 7
  8. 8. O tempo em geologia tem uma dimensão diferente daquela habitualmente usada por qualquer ser humano. Os físicos e químicos Os geólogos estudam processos estudam que decorrem em processos que fracções de podem durar segundo! longos períodos…Reacções químicas,propagação das ondassonoras, etc. Orogénese Reacções (formação de químicas, montanhas), propagação das expansão dos ondas sonoras, fundos etc. oceânicos, erosão , etc. Professora Isabel Henriques 8
  9. 9. Mas será que todos os fenómenos geológicos são lentos à escala humana?  Sismos  Erupção vulcânica  Avalanches  Impacto de um meteorito  Inundações Professora Isabel Henriques 9
  10. 10. “Os rios cortaram e separam as montanhas dos grandes Alpes umasdas outras; e isto é revelado pela deposição das rochasestratificadas, pois desde o cume da montanha até ao rio, em baixo,vê-se como os estratos de um lado do rio correspondem aos dooutro lado” Leonardo da Vinci, Códice de Leicester Professora Isabel Henriques 10
  11. 11. O conceito de tempo geológico foi construído lentamente ao longo dos tempos! Como podes acreditar na Bíblia? A Bíblia não é realista! Verifica como Cientistas demonstraram que a mudaram a Bíblia não é verdadeira. idade da Terra. Eu sigo os factos.. Professora Isabel Henriques 11
  12. 12. O conceito de tempo geológico foi construído lentamente ao longo dos tempos! Leitura de textos Professora Isabel Henriques 12
  13. 13. Querem ter uma noção? …Imagina uma ampulheta gigante Por ano, é arrancado dos cheia de grãos de arroz! Himalaias e por acção dos 1Kg de arroz tem 5000 grãos… agentes erosivos, 1 mm deA idade da Terra corresponderia material… a uma ampulheta com 91 000 Ao fim de 1 M.a. Já 1Km foi Kg de arroz em que, por ano, arrancado!!!! caía um grão … 13
  14. 14. “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 milmilhões de anos.“Os investigadores estudaram amostrasde uma cintura de rochas metamórficaschamadas Nuvvuagittuq.Ao medirem a composição dos isótoposde neodímio e de samário, elementosquímicos raros que existem nestas Rochas Metamórficasrochas, conseguiram datar as amostras Nuvvuagittuqentre os 3,8 e 4,28 mil milhões deanos” in Público, 2008 Ficha Informativa Professora Isabel Henriques 14
  15. 15. “A Terra tem 4,6 mil milhõesde anos e é muito raroencontrar-se restos da crostaoriginal, a maior parte daqual foi esmagada e recicladano interior do planeta váriasvezes. (…)” Professora Isabel Henriques 15
  16. 16. Se a Terra for “jovem”, ficamospraticamente reduzidos a uma opção –foi Deus que a criou …Se a Terra for bem “velha”, aevolução (dos seres vivos, por exemplo) éteoricamente possível! Professora Isabel Henriques 16
  17. 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 Professora Isabel Henriques 17
  18. 18. Professora Isabel Henriques 18
  19. 19. Professora Isabel Henriques 19
  20. 20. “Relógios” Sedimentológicos Datação Relativa Datação AbsolutaLitostratigrafia Unidades litostratigráficas Ciclos do Gelo- Princípios degeloEstratigráficos Formação Professora Isabel Henriques 20
  21. 21. 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
  22. 22. A FormaçãoComposto por um conjunto de rochas com propriedadeslitológicas e posição estratigráfica semelhantes e que éfacilmente distinguível das restantes, com tecto e muro devidamente localizados. Professora Isabel Henriques 22
  23. 23. Princípios Litostratigráficos Datação RelativaPrincípio da Horizontalidade InicialPrincípio da Sobreposição de EstratosPrincípio da Continuidade LateralPrincípio da InclusãoPrincípio da Intersecção Professora Isabel Henriques 23
  24. 24. Princípio da Horizontalidade InicialOs sedimentos que estiveram na origem dos estratos sãodepositados, em regra, segundo camadas horizontaisparalelas à superfície de deposição. (Quaisquer fenómenos de deformação que alterem esta horizontalidade das camadas é posterior à sedimentação!). Professora Isabel Henriques 24
  25. 25. Princípio da Horizontalidade Inicialhttp://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/foldingrocks/foldingrocks.html Professora Isabel Henriques 25
  26. 26. 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 Professora Isabel Henriques 26
  27. 27. Discordância na Costa Vicentina Praia do Telheiro Professora Isabel Henriques 27
  28. 28. Professora Isabel Henriques 28
  29. 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 29
  30. 30. Princípio da Continuidade Lateral Professora Isabel Henriques 30
  31. 31. Princípio da Continuidade Lateral Professora Isabel Henriques 31
  32. 32. Princípio da Continuidade LateralEm vários ponto da Terra pode existir a mesma sequência estratigráfica,isto é, há correlação entre estratos distanciados lateralmente! Professora Isabel Henriques 32
  33. 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 (idênticashttp://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/eroded_canyon/erosioncanyon.html sequências estratigráfias) Professora Isabel Henriques 33
  34. 34. Princípio da Horizontalidade Inicial e Princípio Continuidade LateralPrincípio da horizontalidade inicialPrincípio da continuidade lateral Professora Isabel Henriques 34
  35. 35. Princípio da Sobreposição dos EstratosAs camadas que se encontram no topo de uma sequênciaestratigrágica original (sequência vertical de estratos) são mais recentesque as camadas inferiores.Isto permite analisar um perfil vertical de camadas como umalinha vertical de tempo! Professora Isabel Henriques 35
  36. 36. Princípio da Sobreposição dos EstratosSe não ocorrerem deformações, a deposição ocorre porordem cronológica, da base para o topo – uma camada émais recente que a que lhe serve de base e mais antiga doque as que lhe estão acima. Professora Isabel Henriques 36
  37. 37. Mais recente Mais recenteMais antigo Mais antigo Mais recente Mais recente Mais antigo Mais antigo Professora Isabel Henriques 37
  38. 38. Princípio da sobreposição Grand Canyon Professora Isabel Henriques 38
  39. 39. Princípio da Sobreposição dos Estratoshttp://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/oldest_layer/oldest_youngestlayers.html Professora Isabel Henriques 39
  40. 40. Princípio da Sobreposição dos Estratos - ExcepçõesDobras deitadasEste princípio nem semprepode ser usado para datar osestratos de forma relativa!Se ocorrerem determinadasdeformações nas rochas aposição dos estratos seráalterada e, às vezes, atéinvertida (como no caso dasdobras deitadas)!!! Professora Isabel Henriques 40
  41. 41. Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções Foto : Dobra - Alberta, Jasper National Park (Canadá)Na superfície de erosão SS´ a ordem de antiguidade observável é incompatívelcom o princípio da sobreposição.O estrato 4 que é o mais recente ocupa, no flanco invertido, a posição demais antigo. Professora Isabel Henriques 41
  42. 42. Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções Terraços fluviaisMais antigo O rio, por erosão, escava um novo Mais recente leito, provocando a formação de degraus onde deposita sedimentos – terraços fluviais. Os últimos a serem depositados foram os da zona 3 (mais recentes). Grutas Os sedimentos depositados em Mais antigo grutas são mais modernos do que Mais as camadas que lhe servem de recente tecto. Professora Isabel Henriques 42
  43. 43. Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções Terraços fluviaisOs que ocupam posição superior (A) maiselevados, são mais antigos do que os que se encontram menos elevados (B). Professora Isabel Henriques 43
  44. 44. Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções Depósitos subterrâneos O sedimento (S) é mais recente do que as rochas que se sobrepõem. Professora Isabel Henriques 44
  45. 45. Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções Intrusão magmática Instala-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.htmOs estratos apresentados na figura já existiam quando a intrusão (i) seinstalou. Sendo assim, esta é mais recente do que aqueles. Professora Isabel Henriques 45
  46. 46. Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções Estes estratos apresentam a mesma Falhas idade apesar de não estarem “nivelados” Blocos rochosos que fracturam (“partem”) e que se movimentam um em relação ao outro. Professora Isabel Henriques 46
  47. 47. Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções 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 seencontrem em posição inclinada, desde que a deformação de origemtectónica, posterior à deposição dos estratos, não tenha provocado a sua inversão. Professora Isabel Henriques 47
  48. 48. Princípio da Inclusão Este princípio aplica-se, por exemplo a rochas compostas por fragmentos de outras (como o conglomerado) Mais recenteFragmentos ou porções de uma rocha que se encontram Mais antigo incorporados (inclusão)noutra são mais antigos que as rochas que os contêm. Professora Isabel Henriques 48
  49. 49. Princípio da Inclusão Professora Isabel Henriques 49
  50. 50. Princípio da Inclusão Professora Isabel Henriques 50
  51. 51. Princípio da Inclusão Um inclusão é parte de uma rocha que é incluída dentro de uma outra rocha Professora Isabel Henriques 51
  52. 52. Princípio da Inclusão http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/l abf/sm_scale/sm_scale.html Professora Isabel Henriques 52
  53. 53. Princípio da Intercepção Este princípio aplica-se a estratos afectados por estruturas (falhas, intrusões magmáticas, etc …) Mais antigo A estrutura que intersecta é maisrecente do que aquela que é intersectada. Professora Isabel Henriques 53
  54. 54. Princípio da Intercepção Magma invade as fracturas existentes nas rochas encaixantes (mais antigas), preenchendo-as e, mais tarde, solidificando (filões mais recentes). Filões Professora Isabel Henriques 54
  55. 55. Princípio da Intercepção Professora Isabel Henriques 55
  56. 56. Princípio da Intercepção Intrusão Magmática Mais recente Professora Isabel Henriques 56
  57. 57. Princípio da Intercepção mais recente Professora Isabel Henriques 57
  58. 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 58
  59. 59. Princípio da Intercepção FalhasSequência cronológica: A–B-C Professora Isabel Henriques 59
  60. 60. Princípio da Intercepção Falha mais recente Professora Isabel Henriques 60
  61. 61. PRINCÍPIO DA SOBREPOSIÇÃO DE PRINCÍPIO DA INTERSECÇÃO ESTRATOS PRINCÍPIO DA INCLUSÃO PRINCÍPIO DA HORIZONTALIDADE INICIAL Professora Isabel Henriques 61
  62. 62. Os sedimentos acumulam-se horizontalmente Princípio da Horizontalidade Forças tectónicas provocam Inicial o seu levantamento e deformação Surge uma intrusão magmática com um “ramo” – dique – que “corta” as camadas deformadas Princípio da Intersecção Surge uma falha (que corta o dique e as estruturas deformadas)Professora Isabel Henriques 62
  63. 63.  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
  64. 64. Estudo de casos
  65. 65. Profª. Isabel Henriques 65
  66. 66. Profª. Isabel Henriques 66
  67. 67. Sequência de estratos: 1, 2, 3, 4, 5, dobramento, erosão (descontinuidade), intrusão 6, 9, 10, erosão Princípio da Sobreposição dos EstratosAs camadas 1 e 5 sofreram deformações, inclinando, após a Princípio dasua formação (estas camadas experimentaram a mesma Horizontalidadehistória geológica pois a sua inclinação é semelhante). InicialA intrusão 6 atravessa as camadas 1, 2 e 3 logo é maisrecente que estas. Princípio daAs camadas 9 e 10 são “cortadas” pelo vale logo podemos Intersecçãoafirmar que este foi a última estrutura a formar-se. Profª. Isabel Henriques 67
  68. 68. Ciclo de gelo-degelo – Datação AbsolutaDepósitos sedimentares,denominados varvas ouvarvitos, em consequência dosciclos de gelo-degelo deglaciares.As varvas são pares de estratos(um claro e um escuro)produzidos anualmente emrelação directa com as estaçõesdo ano. Professora Isabel Henriques 68
  69. 69. Ciclo de gelo-degelo – Datação AbsolutaFormam-se, normalmente, em lagosde frente glaciária, apresentam, emregra, espessuras inferiores a 1 cm.O estrato de cor clara deposita-sedurante o Verão, quando ossedimentos, de origem detrítica,chegam em maior quantidade até aolago.No Inverno, a superfície do lago ficagelada, não permitindo a entrada desedimentos, pelo que apenas sedepositam os materiais mais finos quese encontram em suspensão na água,juntamente com alguma matériaorgânica, formando-se assim osestratos de cor escura. Professora Isabel Henriques 69
  70. 70. 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
  71. 71. Parque Varvito -Brasil Professora Isabel Henriques 71
  72. 72. Professora Isabel Henriques 72
  73. 73. “Relógios” Paleontológicos Datação Relativa Datação Absoluta Princípios da Unidades Identidade Biostratigráficas DendrocronologiaPaleontológica Biozonas Professora Isabel Henriques 73
  74. 74. Unidades Biostratigráficas - BiozonasA Biostratigrafia é um ramo da estratigrafia que permite correlacionar e fazer adatação relativa de rochas, através do estudo das associações fósseis nelascontidas.A Biostratigrafia estuda a distribuição temporal dos fósseis através do registoestratigráfico. Professora Isabel Henriques 74
  75. 75. Unidades Biostratigráficas - BiozonasA biozona pode ser definida como oestrato, ou conjunto de estratos, queapresenta um conjunto de fósseiscaracterístico. Professora Isabel Henriques 75
  76. 76. Unidades BiostratigráficasTipos de Biozonas Professora Isabel Henriques 76
  77. 77. Unidades Biostratigráficas Actividade 3 Manual AdoptadoTipos de Biozonas Professora Isabel Henriques 77
  78. 78. Princípio da Identidade Paleontológica Estratos com os mesmos fósseis possuem… Os fósseis são contemporâneos das rochas onde sehttp://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visua encontram!lizations/es2901/es2901page01.cfm?chapter_no=visualization Professora Isabel Henriques 78
  79. 79. Princípio da Identidade PaleontológicaDI O processo deA fossilização acompanha oG processo deÉ formação da rocha, logo fóssil eN rocha possuem aE mesma idade (datação relativa)!S Rocha e fóssil são contemporâneos!E Professora Isabel Henriques 79
  80. 80. Professora Isabel Henriques 80
  81. 81. Professora Isabel Henriques 81
  82. 82.  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
  83. 83. Mas nem todos os fósseis podem ajudar a datar litologias … apenas os …Professora Isabel Henriques 83
  84. 84. São fósseis de seres que fossilizam facilmente (têm partes duras) e, por isso, ficam muitas vezes registados nas rochas!  OCORRÊNCIA EM ABUNDÂNCIASão fósseis de seres que existiram em grandequantidade e que se expandiram numa grande áreageográfica (assim, permitem correlacionar estratos emdiferentes pontos do globo)  AMPLA DISTRIBUIÇÃOGEOGRÁFICA São fósseis de seres que não viveram durante muito tempo (à escala geológica).  CURTA DISTRIBUÇÃO TEMPORAL http://fossil.uc.pt/pags/formac.dwt Professora Isabel Henriques 84
  85. 85. As trilobites eram artrópodes (como asaranhas, lagostas, insectos, etc) exclusivos domeio marinho!Possuíam um exoesqueleto de quitinaendurecido com carbonato de cálcio(por isso os seus fósseis são tãoabundantes!).A maioria das espécies de trilobitestinha sistema de visã muito apurado eolhos complexos. O seu tórax tinhamuitos segmentos e, por isso, podiamenrolar-se e defender-se dospredadores (como os bichos da conta!)Surgiram há cerca de 540 M.a. eextinguiram-se há cerca de 250 M.a. Professora Isabel Henriques 85
  86. 86. Os graptólitos surgiram há cercade 523 M.a.e extinguiram-se há330 M.a. Eram pequenos animaismarinhos que viviam em colónias(apenas de alguns cm) e que seexpandiram por várias regiões doglobo. Professora Isabel Henriques 86
  87. 87. As amonites eram animaismarinhos e tinham corpomole… no entanto umacarapaça encarregava-se de osproteger (e facilmente fossilizava)!Os maiores podiam atingir 1 mde diâmetro!Estes seres eram carnívoros esurgiram há cerca de 225 M.a.e extinguiram-se há 65 M.a. Professora Isabel Henriques 87
  88. 88. Os corais estão entre as comunidades marinhas mais antigas que se conhecem - a sua história remonta desde há 500 milhões de anos atrás!!!! Pólipos de coraisNÃO SÃO BONS FÓSSEIS DE IDADE! 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 … Professora Isabel Henriques 88
  89. 89. 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). Professora Isabel Henriques 89
  90. 90. Latimeria chalumnae - Celecanto Ginkgo biloba 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 milhõesde anos sem sofrer mudanças:•Uma das explicações é o simples facto desse organismo se encontrarmuito bem adaptado à diversidade de condições do meio que habita.•Já outros organismos não evoluem devido à continuidade mais oumenos estável das características do seu habitat.•Pode dever-se ao facto destes habitarem ambientes isolados, onde nãoenfrentam a competição com outros organismos potencialmente melhoradaptados a esses ambientes. Professora Isabel Henriques 90
  91. 91. Adaptado deProfessora Isabel Henriques 91 geo-ineti.pt
  92. 92. Permitem compreender a evolução dos seresvivos, as adaptações e extinções ao longo dahistória da Terra;Permitem reconstituir os organismos numa dadaépoca, o seu modo de vida, como é queinteragiam entre si e como se relacionavam com omeio ambiente onde viviam;Permitem reconstituir os ambientes do passadoe assim reconstituir a geografia da Terra;Permitem reconstituir os climas do passado;Permitem efectuar a datação relativa dosestratos rochosos. Professora Isabel Henriques 92
  93. 93. “Relógios “ paleontológicos Biostratigrafia Biozonas. Princípio da Identidade Paleontológica Fósseis de idade Fósseis de fácies Fósseis Vivos Professora Isabel Henriques 93
  94. 94. Dendrocronologia – Datação AbsolutaA dendrocronologia é um método de datação que se baseiano estudo do crescimento das árvores. Professora Isabel Henriques 94
  95. 95. 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
  96. 96. 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. Bandas Claras e espessas (Quente) Bandas Escuras e finas (Fria) Professora Isabel Henriques 96
  97. 97. Dendrocronologia – Datação Absoluta Professora Isabel Henriques 97
  98. 98. Dendrocronologia – Datação Absoluta Ficha de Actividade Laboratorial Professora Isabel Henriques 98
  99. 99. Professora Isabel Henriques 99
  100. 100. Métodos de Datação FísicosRadiometria Magnetostratigrafia Professora Isabel Henriques 100
  101. 101. História da Descoberta da Radiometria Professora Isabel Henriques 101
  102. 102. Radiometria A radioactividade é uma das principais fontes de energia térmica interna da Terra! Professora Isabel Henriques 102
  103. 103. Radiometria 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! Professora Isabel Henriques 103
  104. 104. RadiometriaO ambiente no qual vivemos é naturalmenteradioactivo.Por exemplo:Respiramos carbono-14, que é radioactivo;comemos bananas que apresentam na suacomposição potássio-40, com núcleo instável,nos nossos ossos e sangue existe rádio-226 …Os seres humanos, e todos os demais seresvivos, são naturalmente radioativos.O problema está na quantidade de radiação àqual estes seres são expostos: acima de certonível a exposição às radiações provoca, nocorpo humano, e nos demais seres vivos,várias reações adversas (danos nas células eno materal genético). Professora Isabel Henriques 104
  105. 105. RadiometriaA datação absoluta pode também ser chamada de … … Isótopos …O mesmo elementos químico (carbono, por exemplo), pode ter no núcleo do átomo: O mesmo número de protões e neutrões (6P + 6N)  C12 ESTÁVEL Diferente número de protões e neutrões (6P + 7N)  C13 ESTÁVEL Diferente número de protões e neutrões (6P + 8N)  C14 INSTÁVEL Nota: C12, C13 e C14 são isótopos de carbono! Professora Isabel Henriques 105
  106. 106. Radiometria 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 Urânio submetido a radiação U.V. (instável)Átomo formado após desintegração: ISÓTOPO – FILHO (mais estável) Nota: O isótopo Rubídio-87 forma o isótopo de Estrôncio-87 quando se desintegra! Professora Isabel Henriques 106
  107. 107.  A taxa de decaimento radioactivo(desintegração dos isótopos-pai em isótopos-filho) éconstante para cada isótopo! (não varia comcondições de pressão, tenperatura ou outros aspectosassociados aos processos geológicos) A desintegração é irreversível: o isótopo-pai não volta a adquirir as propriedadesiniciais! Quando a rocha se forma adquire elementos radioactivos quese começam a desintegrar marcando o momento de formaçãodaquela rocha! Professora Isabel Henriques 107
  108. 108. … 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 aindapermanecem na rocha… No 3º período de semi-vida 1/8 e assim por diante! (restará sempre uma quantidade residual de isótopos-pai na rocha) Professora Isabel Henriques 108
  109. 109. Espectrometro de massa consegue detectar quantidades diminutas de isótopos!Professora Isabel Henriques 109
  110. 110. Principais Elementos Radioactivos Utilizados na Datação Radiométrica Isótopos Intervalo de datação Meia-vida Minerais e materiais que éOriginal Novo efectiva (anos) (anos) possível datar 238U 206Pb 10 milhões – 4 600 milhões 4 500 milhões Zircão, Uraninite Moscovite, Biotite, Horneblenda 40K 40Ar 50 000 – 4 600 milhões 1 300 milhões e Rochas vulcânicas Moscovite, Biotite, Feldspato 87Rb 87Sr 10 milhões – 4 600 milhões 47 000 milhões potássico, Rochas metamórficas e magmáticas Madeira, carvão, osso, tecidos Conchas e outro carbonato de 14C 14N 100 – 70 000 5 730 cálcio, água subterrânea, água oceânica e gelo glaciar com CO2 dissolvido Professora Isabel Henriques 110
  111. 111. Radiometria•À medida que os milhões de anos passam, o potássio 40 decai lentamente e, um aum, 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 aformação 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 remanescenteterá sido convertido em árgon 40, e assim por diante. Professora Isabel Henriques 111
  112. 112. Radiometria 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 Professora Isabel Henriques 112
  113. 113. Radiometria 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! Professora Isabel Henriques 113
  114. 114. Radiometria O que inferir quando a quantidade de isótopos-filho e isótopos-pai é igual ? Passou um período de semi-vida! O que inferir quando a quantidade de isótopos-filho é 3 vezes superior à quantidade de isótopos-pai? Passaram dois período de semi-vida! Professora Isabel Henriques 114
  115. 115. Radiometria 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! Professora Isabel Henriques 115
  116. 116. Radiometria 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! Professora Isabel Henriques 116
  117. 117. Não permite datar rochas sedimentares!•Este método pressupõe que as rochas sejamsistemas fechados, não existindo entradas ousaídas de isótopos.•Mas, se as rochas sofrerem erosão oumeteorização, podem ocorrer perdas deisótopos (pais e filhos) o que irá influenciar aidade atribuída!•Cada grão de areia tem um relógio calibradopara uma data distinta, a qual remontaprovavelmente a muito antes de a rochasedimentar se formar.•Assim, em matéria de cronometragem, a rochasedimentar é uma confusão. Não serve! Professora Isabel Henriques 117
  118. 118. Atribuí uma idade ao metamorfismo e não àrocha antes de o sofrer!Se tivermos em conta que as rochas metamórficasresultam de modificações, devidas a pressão etem-peratura, sofridas por outras rochas, ometamorfismo que as afectou não elimina osátomos-filho que elas possam conter nessemomento e, dessa forma, obtém-se uma idadesuperior à que deveria corresponder à última fasede metamorfismo. Nem sempre as rochas contêm grandes quantidades dos isótopos necessários à sua datação. Professora Isabel Henriques 118
  119. 119. 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 derocha, podem-se datar as rochas magmáticas por datação absoluta e,em seguida, estabelecer uma equivalência com os restantes fenómenosgeológicos que se encontrem representados na área em estudo. Professora Isabel Henriques 119
  120. 120. As rochas ígneas costumam contermuitos isótopos radioactivosdiferentes.A solidificação das rochas ígneasdá-se bruscamente, o que temuma consequência feliz: todos osrelógios de um dado fragmentode rocha são calibrados emsimultâneo. Apenas as rochas ígneasproporcionam bons relógios radioactivos! Professora Isabel Henriques 120
  121. 121. Professora Isabel Henriques 121
  122. 122. Por que motivo a estratigrafia não permite medir o tempo de forma absoluta? •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.Professora Isabel Henriques 122
  123. 123. Professora Isabel Henriques 123
  124. 124. Professora Isabel Henriques 124
  125. 125.  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
  126. 126. Magnetostratigrafia 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
  127. 127. MagnetostratigrafiaA estes eventos sãoposteriormente atribuídasidades, sendo propostasescalasmagnetostratigráficas que,em conjunto com abiostratigrafia e asdatações radiométricas,permitem oestabelecimento decorrelações entrediferentes unidadeslitostratigráficas. Professora Isabel Henriques 127
  128. 128. 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 dipolo geocêntrico, 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
  129. 129. MagnetostratigrafiaOs constituintes de alguns minerais, como a magnetite(Fe3O4) e a hematite (Fe2O3), podem adquirir de formapermanente uma orientação definida de acordo com adirecção das linhas de força do campo magnéticoexistente na altura da sua magnetização. Professora Isabel Henriques 129
  130. 130. MagnetostratigrafiaO 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
  131. 131. Magnetostratigrafia 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. Professora Isabel Henriques 131
  132. 132. DATAÇÃO RELATIVA DATAÇÃO ABSOLUTA“Relógios” sedimentológicos: •“Relógios” sedimentológicos:litostratigrafia ciclos de gelo-degelo“Relógios” paleontológicos: •“Relógios” paleontológicos:biostratigrafia dendrocronologia •Métodos de datação físicos e geofísicos: datações radiométricas e magnetostratigrafia Professora Isabel Henriques 132
  133. 133. http://www.ucmp.berkeley.edu/education/expl orations/tours/geotime/gtiframe.html Professora Isabel Henriques 133
  134. 134. Professora Isabel Henriques 134
  135. 135. Disciplina de Geologia 12º Ano Professora Isabel HenriquesProfessora Isabel Henriques 135

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