TEMPO GEOLÓGICO
TEMPO GEOLÓGICO
Geocientístas diferenciam-se dos demais
pesquisadores devido à forma como
abordam o tempo:
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
INTRODUÇÃO
Escala de tempo geológico representa a linha do tempo
desde a formação da Terra o até presente.
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
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
Formas de representar
o tempo geológico
Quadro Estratigráfico Internacional
da Comissão Internacional sobre Estratigrafia
(2006)
Hadeano
4550
Formas de representar o tempo geológico
Éons Hadeano, Arqueano e Proterozóico: 87% da história da Terra
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
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
• 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
HISTÓRIA DA ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO
Idéia da Terra ser extremamente antiga:
Revolução industrial
(demanda de recursos minerais)
Iluminismo
(2a metade séc. XVII)
0
Antiguidade
1000
I. Média
2000 anos d.C.
Iluminismo
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
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
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
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
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
HISTÓRIA DO TEMPO GEOLÓGICO
1) PRINCÍPIO DAS DISCORDÂNCIA (1792):
Pode-se utilizar as discordâncias e as
deformações para datar episódios tectônicos
em relação à seqüência estratigráfica
Siccar Point, Escócia
Discordâncias –
marcadores do tempo perdido
É uma superfície entre duas camadas que não foram
depositadas numa seqüência contínua
James Hutton
Discordância angular:
Pacote superior de camadas
sobrepõe-se a um inferior cujas
camadas foram dobradas ou
basculadas por processos
tectônicos e depois sofreram
erosão
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
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
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
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
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)
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
Coluna geológica e 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
FÓSSEIS-GUIA
Mecanismos de
evolução
sucessão
biótica
Datação relativa
Divisão em épocas – somente foi possível com
correlações mais refinadas (1850)
TEMPO GEOLÓGICO
DATAÇÃO ABSOLUTA
Idade da Terra:
baseada na mitologia
Tradição budista:
Infinita – cíclica
Tradição chinesa Han:
Ciclo 23 milhões de anos
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
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, matemático,
cosmologista francês
Condenado pela Igreja Católica e
seus livros foram queimados
William Thomson,
Lord Kelvin (1862)
20- 400 Ma
idades inferiores a 100 Ma
(cálculos de resfriamento da Terra)
Cooling of Molten Ball
(1824-1907)
físico inglês- defensor da cronologia curta
John Joly (1899)
100 Ma oceanos e Terra salinidade dos oceanos com a
quantidade de sais trazida pelos
rios e afluentes
(1857-1933)
físico irlandês, radioterapia
George Darwin
100 Ma
Evolução da Lua
(1845-1912)
cosmologista inglês
• Henri Becquerel (1852 - 1908):
físico francês, descoberta da
radioatividade
• Pierre Curie (1859-1906) e
Marie Curie (1867-1934):
decaimento radiativo
Ernest Rutherford
Físico inglês (1871 - 1937)
primeiro a sugerir que era possível utilizar
a radioatividade para datar rochas
Bertram Boltwood
1904-1907: primeiro pesquisador a utilizar a radioatividade
para datar rochas.
250 Ma - 1.3 Ga
Arthur Holmes
1921: Terra 4 Ga
• Geólogo britânico - (1890 - 1965)
Por meio da série urânio chumbo conseguiu obter uma idade de 370 Ma
(Devoniano) de rochas na Noruega
HISTÓRIA DA ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO
Métodos de 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.
Princípios básicos
Decaimento radiativo *
reação espontânea que ocorre dentro do átomo instável
que se transforma em outro átomo estável
Elemento-pai
ou
Nuclídeo-pai
Elemento-filho
ou
Nuclídeo-filho
(RADIOATIVO)
(RADIOGÊNICO)
* Decaimento alfa, beta ou por captura de elétrons
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.
Princípios básicos
Elemento-pai
ou
Nuclídeo-pai
(RADIOATIVO)
Tempo de decaimento
Meia-vida
Elemento-filho
ou
Nuclídeo-filho
(RADIOGÊNICO)
Princípios básicos
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
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
(radioativos)
Princípios básicos
Datação radiométrica
baseia-se
na acumulação de elementos filhos,
a partir do decaimento de um tipo de átomo pai
É NECESSÁRIO CONHECER:
No DE ÁTOMOS PAI, ÁTOMOS FILHOS E
A TAXA DE DECAIMENTO OU A MEIA-VIDA DO PAI
Princípios básicos
Os/Re
Rb/Sr; Sa/Ne
Espectrômetros de
massa
Espectrômetro de massa
Mass Spectrometer
detecção de elementos com concentrações de até n partes por trilhão (ppt).
Escala do tempo geológico
15
4,5
Bilhões de anos
Origem
da
Vida
História da
Terra
CRIPTOZÓICO
Éon Hadeano
4,6 a 4 bilhões de anos
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
Formação da Lua
(cerca 4.5 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
(540 a 520 M.a.)
500
Fanerozóico
Neógeno
Mesozóico
Fanerozóico
Paleógeno
Cenozóico
Quaternário
Terciário
520
530
540
545
Devoniano
Siluriano
Ordoviciano
Cambriano
Neoproterozóico
Carbonífero
Whealer, EUA
Burgess, Canadá
Kall, China
Conley, Australia
Ema Bay, Australia
Mount Cap, Canadá
Emu Bay, Australia
Chengjiang, China
Small Shelly fossils
Sirius Passet, Canadá
Base do Cambriano
550
Triássico
Permiano
Paleozóico
510
Cretáceo
Jurássico
Explosão do Cambriano
560
Fauna de Ediacara
570
580
Doushantuo Fm,
China (embriões)
590
600
Primeiros traços
de metazoários
Ma
490
Base do Ordoviciano
M.a. ERA PERÍODO
Mesozóico
Fanerozóico
500
Fanerozóico
Neógeno
Terciário
Paleógeno
Cenozóico
Quaternário
520
530
Cretáceo
540
Jurássico
545
Devoniano
Siluriano
Ordoviciano
Cambriano
Neoproterozóico
Carbonífero
Conley, Australia
Ema Bay, Australia
Mount Cap, Canadá
Emu Bay, Australia
Chengjiang, China
Explosão do Cambriano
Small Shelly fossils
Sirius Passet, Canadá
(540 a 520 M.a.)
Base do Cambriano
550
Triássico
Permiano
Paleozóico
510
Whealer, EUA
Burgess, Canadá
Kall, China
560
Fauna de Ediacara
570
580
Doushantuo Fm,
China (embriões)
590
600
Primeiros traços
de metazoários
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
Idade dos peixes / briófitas
Siluriano
Ordoviciano
Cambriano
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:
Mesozóico
M.a. ERA
PERÍODO
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
alguns 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
Palestra para ensino fundamental
1
2
3
4
5