Ambientes de Sedimentação e Tempo Geológico

• Ambientes de SedimentaçãoAmbientes de Sedimentação• Tempo Geológico Tempo Geológico

Resumo Capítulos 8, 10, 15, 16

Lecture Slides prepared byPeter Copeland • Bill Dupré,

adaptado por Ana Luisa Bitencourt Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company

Para Entender a TerraPara Entender a Terra

Frank Press • Raymond Siever • John Grotzinger • Thomas H. Jordan

Ambientes SedimentaresAmbientes Sedimentares

Fig. 8.4

Sistema Terra

Fatores

1. Lago

2. Rios

3. Lago de Deserto

4. Glacial

5. Delta

6. Praia

7. Planície de Maré

Estágios do Ciclo Estágios do Ciclo das Rochas Sedimentaresdas Rochas Sedimentares

Intemperismo

Erosão

Transporte

Deposição (sedimentação: ambientes de sediemntação)

Litificação

Diagêne

Transporte e Deposição Transporte e Deposição de Sedimentos Clásticosde Sedimentos Clásticos

• Movimento de sedimentos pelo vento, gelo ou água

• O modo do transporte produz depósitos distintos

Ambientes SedimentaresAmbientes Sedimentares

Fig. 8.4

Sistema Terra

Fatores

1. Lago

2. Rios

3. Lago de Deserto

4. Glacial

5. Delta

6. Praia

7. Planície de Maré

Fig. Story 8.4

Principais Ambientes Químicos e Biofísicos Sedimentares

De Sedimentos a Rochas De Sedimentos a Rochas SedimentaresSedimentares

(Litificação: Diagênese)(Litificação: Diagênese)CompactaçãoCompactação: redução de poros.

argilas e lamas retém mais de 60 % de água; após a compactação apenas 10%.

CimentaçãoCimentação: precipitação química de minerais entre os grãos (SiO2, CaCO3, Fe2O3) ligam os sedimentos e formam as rochas.

RecristallizaçãoRecristallização: aumento da pressão e temperatura com a profundidade do depósito (30°C/km ou 1°C/33 m).

Fig. 8.11

Recristalização

Cimento

Principais Processos Diagenéticos

Litificação: DiagêneseLitificação: Diagênese

Fig. 8.11

1. Sedimentos são soterrados, compactados e litificados em profundidades rasas da crosta terrestre

2. ...ou podem ser empurrados na zona de subducção, sujeitos a altas T e P.

3. Diagênese: processo físico e químico que transforma sedimentos em rochas

Fig. 8.11

Litificação: sedimentos diferentes produzem rochas diferentes

Tipos de Rochas detríticasTipos de Rochas detríticas

Classificação baseada no tamanho das partículas dos constituintes

- Conglomerado/ Brecha- Arenitos- Folhelho- Siltito- Argilito

Principais Classes de Rochas Sedimentares

Conglomerado

Arenito

Siltito

Argilito

Estruturas SedimentaresEstruturas SedimentaresTipos e Processos de Estratificação

Fig. 8.8

Estratificação Cruzada em ArenitoEstratificação Cruzada em Arenito

Fig. 8.5

Fig. 8.8Estratificação Plano Paralela

Ondas Rampas iguais

Marcas Simétricas

Marcas de Ondas Simétricas (praia)

Marcas de ondas em Praia

Fig. 8.7

Marcas de Ondas PreservadasMarcas de Ondas Preservadas em Arenitoem Arenito

Fig. 8.7

Fig. 8.9

Estruturas de Bioturbação em argilito

(marcas da raízes)

Fig. 8.13

Abundância relativa dos principais tipos de rochas sedimentares

Circulação da Atmosfera da Terra: Correntes de Ar

Ventos Alísios de sudeste

Ventos Alísios do nordestePoucop ventos

superficiais no equador

Latitudes 30N e 30S ar frio desce

Zonas temperadas predominam ventos de oeste

Nos trópicos predominam ventos do leste

Efeito Coriolis: desvio de ra de leste para oeste

A taxa de transporte A taxa de transporte de areia pelo vento, de areia pelo vento,

aumenta aumenta exponencialmentecoexponencialmentecom a velocidade do m a velocidade do

ventovento

Vento como Agente de

Transporte

Imagem de satélite de uma

tempestade de poeira, originada

no deserto da Namíbia, em

setembro de 2002.

Figure 15.3

Fotomicrofgrafia de grãos de quartzo arredondados e fosocos de dunas do Saara

Deflation

Processo pelo qual ventos fortes suspendem e carregam partículas

de silte e areia para longe , erodindo gradualmente uma superfície.

Pavimento DesérticoPavimento Desértico

Uma superfície ampla, constituída de seixos, cujos materias finos (silte e areia) foram

removidos pelo vento.

Ação do vento na Superfície

Figure 15.6

Superfície de Deflação: ColoradoSuperfície de Deflação: Colorado

Formação do Pavimento DeséticoFormação do Pavimento Desético

Poeira eólica é fixada entre os siexos

Água da chuva reage com a poeira

Ao longo do tempo os seixos se concentram no topo

Figure 15.7

Pavimento Pavimento desértico em desértico em

Sonoran, ArizonaSonoran, Arizona

Dominant wind direction

Feiçãoes do vento na superfície:Dunas Paralelas e Lineares à direção do Vento

Satellite image of the southern Arabian Peninsula

Figure 15.9

Marcas de Marcas de Ondas EólicasOndas Eólicas

Dominant wind direction

Pequenos montículos

formam uma sombra de vento

Montículo cresce e formam braços paralelos ao vento

coalescência

Figure 15.11

Formação de dunas arenosas e suprimento de

areia

Uma ondulação ou duna avança pelo movimento

individual dos grãos

Tipos de Dunas em RelaçãoTipos de Dunas em Relação a predomiância dos Ventosa predomiância dos Ventos

Barcanas Parabólicas

Transversal Linear

Figure 15.14

Cavernas em arenitos Cavernas em arenitos ( Loess) China Central - the ( Loess) China Central - the past 2.5 million years and is past 2.5 million years and is

up to 400 m thick.up to 400 m thick.

Figure 15.15

Maiores Áreas Desérticas do MundoMaiores Áreas Desérticas do Mundo

Será que todo Arenito se forma em Ambiente Desértico?

Fig. 8.15

Mineralogia dos quatro Principais Grupos de Arenitos

Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company

Glaciais: Cap. 16Glaciais: Cap. 16

Fig. 16.6Fig. 16.6

Capa de Gelo Capa de Gelo na Antárticana Antártica

Condições para as geleiras: umidade, frio e altas latitudes

Fig. 16.5Fig. 16.5

Capa de gelo Capa de gelo na Goelândiana Goelândia

Fig. 16.7Fig. 16.7

Linha de Neve: elevação acima da qual ocorre Linha de Neve: elevação acima da qual ocorre neve, mesmo no verão.neve, mesmo no verão.

Fig. 16.8Fig. 16.8

NeveNeve

Gelo Gelo GranularGranular

NevadoNevado

Gelo Gelo GlacialGlacial

Estágios na Estágios na formção de cristais formção de cristais

de nevede neve

Fig. 16.9Fig. 16.9

Desagregação: deslocamento de blocos na

borda de uma geleira

Fig. 16.10Fig. 16.10

Balanço da Massa GlacialBalanço da Massa Glacial

Ferente RecuaFrente Estacionária

Frente Avança

Fig. 16.11Fig. 16.11

Successivos Estágios de Retração Successivos Estágios de Retração de uma Plataforma de Gelode uma Plataforma de Gelo

Lençol de gelo sobre o solo

Plataforma de gelo flutuante

Mar aberto e gelo marinho

Fig. Story 16.12Fig. Story 16.12

Movimento dos galciais: fluxo plástico e por Movimento dos galciais: fluxo plástico e por deslizamento basaldeslizamento basal

Movimento geral do Fluxo Plástico: regiões frias: assoalho congelado / foças de fricção.

Movimento da geleira é acompanhado por pequenos deslizamento, os cristais de gelo podem alongar-se e rotar: regiões temperadas, onde a pressão do pacote derrete a base.

Fig. Story 16.12Fig. Story 16.12

Fluxo PlásticoFluxo PlásticoCristais individuais deslocam-se obre distâncias Cristais individuais deslocam-se obre distâncias microscópicas em pequenos espaços de tempomicroscópicas em pequenos espaços de tempo

Geleiras de vales

Deslizamento Basal:Deslizamento Basal:A camada de água atua como um lubrificante e faz A camada de água atua como um lubrificante e faz

com que o gelo escorreguecom que o gelo escorregue

Glaciares Continentais

Fig. 16.13Fig. 16.13

Crevasses: Fendas no geloCrevasses: Fendas no gelo

Fig. 16.13Fig. 16.13

Crevasses: fendas provocadas pelo deslocamento sobre Crevasses: fendas provocadas pelo deslocamento sobre o substratoo substrato

Box 16.1Box 16.1

Cientistas Russos retiram Cientistas Russos retiram um testemunho de gelo na um testemunho de gelo na

Estação Vostock na Estação Vostock na AntártidaAntártida

Box 16.1Box 16.1

Estudo da profundidade do gelo e idades nos últimos intervalos Glaciais

Fig. 16.14aFig. 16.14a

Correntes de gelo na Antártida

Fig. 16.14bFig. 16.14b

Mapa do fluxo de uma geleira na Antártida

Fig. 16.15Fig. 16.15

Colapso da Colapso da plataforma de plataforma de gelo em 2002gelo em 2002

March 7, 2002

~ 150 km

Fig. Story 16.16Fig. Story 16.16

Princípio da Isostasia: a força da gravidade é Princípio da Isostasia: a força da gravidade é contrabalançada pela força de empuxocontrabalançada pela força de empuxo

Fig. Story 16.16Fig. Story 16.16

Variação do nível do MarVariação do nível do Mar

Se o gelo sobre o continente derrete, o nível do mar sobe

Box 16.2Box 16.2

Paisagens Glaciais

Fig. 16.17Fig. 16.17

Erosão Galcial e Erosão Galcial e suas formas de suas formas de

superfície: superfície: polimento, estrias e polimento, estrias e

sulcossulcos

Fig. 16.18Fig. 16.18

Gelo causa polimentoGelo causa polimento e alisa superfíciese alisa superfícies

Crevasses ou fendas se formam Crevasses ou fendas se formam a medida que o gelo se movea medida que o gelo se move

O gelo arranca os fragmentos O gelo arranca os fragmentos de rochade rocha

A forma final do substratoA forma final do substrato é chamado de é chamado de mountonéemountonée

Fig. 16.19Fig. 16.19

Antes da GlaciaçãoAntes da Glaciação

Durante a GlaciaçãoDurante a Glaciação Depois da GlaciaçãoDepois da Glaciação

Paisagens ErodidasPaisagens Erodidas

• Vales em U

• Perfis montanhosos angulosos

• Fiords: vale em U ocupado pelo mar

• Horns: topos gelados

• Cirques: cabeceiras dos vales

• Aretes: cristas esculpidas

• Roche moutannées: substrato

Fig. 16.19Fig. 16.19

CircosCircos: um anfiteatro, formando a cabeceira do : um anfiteatro, formando a cabeceira do vale glacialvale glacial

Fig. 16.19Fig. 16.19

Típico vale em UTípico vale em U

Fig. 16.19Fig. 16.19

Fjord: um vale afogado pelo marFjord: um vale afogado pelo mar

Fig. 16.20Fig. 16.20

Glacial Drift:Glacial Drift:All Material Derived from GlaciersAll Material Derived from Glaciers

MedialMedialMorainesMoraines

LateralMoraines

Fig. 16.23

Morros Irregulares, alternam-se com lagosMorros Irregulares, alternam-se com lagosEm terrenos com Till glacialEm terrenos com Till glacial

Fig. 16.20Fig. 16.20

Fig. 16.21Fig. 16.21

Depósitos GlaciaisDepósitos Glaciais

Cristas sinuosas de areias e cascalhos

conglomerado

Cordões alinhados, paralelos ao movimento do gelo

Depósito de lagos

Fig. 16.21Fig. 16.21

Canais entreleçados durante o degeloCanais entreleçados durante o degelo

Fig. 16.21Fig. 16.21

Depois do degelo completoDepois do degelo completo

Kettle Lake

Drumlin

Fig. 16.21Fig. 16.21

Fig. 16.21Fig. 16.21

Fig. 16.21Fig. 16.21

Fig. 16.22Fig. 16.22

PermafrostPermafrost (solos gelados)

Presentes em todo o hemisfério

Norte

Fig. 16.24Fig. 16.24

A extenção da A extenção da galciação foi galciação foi

estabelecida pela estabelecida pela presença presença

Permafrost, hoje Permafrost, hoje situados em situados em

áreas áreas temperadastemperadas

Fig. 16.26Fig. 16.26

Reconstituição da extensão e espessura do gelo há 18 Reconstituição da extensão e espessura do gelo há 18 mil anos. As bordas continentais revelam o que nível mil anos. As bordas continentais revelam o que nível

do mar baixou cerca de 85 m.do mar baixou cerca de 85 m.

Fig. 16.25Fig. 16.25

Mudanças relativas na razão entre isótopos de Oxigênio (Oxigênio -16 e 18) na Mudanças relativas na razão entre isótopos de Oxigênio (Oxigênio -16 e 18) na calcita de foraminíferos em resposta ao aumento e diminuição da tempetratura calcita de foraminíferos em resposta ao aumento e diminuição da tempetratura

água do marágua do mar

A periodicidade dos ciclos glaciais e interglaciais é explicada pelo ciclo

da variação da energia solar

• Excentridade da Órbitra da terra Excentridade da Órbitra da terra em torno do Sol em torno do Sol (100 mil anos)(100 mil anos)

• Variação do Eixo de Rotação Variação do Eixo de Rotação Terrestre Terrestre (41 mil anos)(41 mil anos)

• PrecessãoPrecessão (Balanço do eixo, 23 mil anos)

Fig. 16.27aFig. 16.27a

Excentricidade (~100,000 cycle)Excentricidade (~100,000 cycle)

Fig. 16.27bFig. 16.27b

Rotação Orbital (~41,000 cycle)Rotação Orbital (~41,000 cycle)

Fig. 16.27cFig. 16.27c

Precessão (~23,000 cycle)Precessão (~23,000 cycle)

Fig. 16.28Fig. 16.28

A circulação termohalina global dos oceanos (temperatura e A circulação termohalina global dos oceanos (temperatura e salinidade) é a responsável no clima atual, transporte de águas salinidade) é a responsável no clima atual, transporte de águas mais quentes para o Norte.mais quentes para o Norte.

Registro do Tempo Geológico

Duas vias para Datar Eventos Geológicos

1) Datação relativa (fósseis, estruturas, estratificação e correlação entre os estratos)

2) Datação Absoluta (isótopos, dendrocronologia): número de anos desde que a rocha se formou

Datação relativa

1. Os sedimentos são depositados em camadas horizontais;

2. Se não houver perturbação por processos tectônicos, as camadas mais novas permanecem no topo e as mais antigas na base.

Paleontologia

• O estudo do passado da vida é baseado no registro fóssil de plantas e de animias.

Fóssil: evidência da vida passada

• Fósseis que são preservados em rochas sedimentares e usados para determinar:

1)a idade relativa;

2) O ambiente de deposição.

Tipos de Fósseis

Posicionamento Estratigráfico

DiscordânciaSuperfície de Erosão

Discordância angular

Secção escavada no Grand Canyon

Estratigrafia de Seqüências: sucessão estratigráfica

Tempo 1: acumulação sedimentar

Tempo 2: soerguimento do pacote por forças tectônicas

Tempo 3: desgaste da superfície por erosão

Tempo 4: nova subsidência, elevação do nível do mar

Seqüência Estratigráfica

Datação Absoluta

Átomos de elementos com o mesmo número de prótons e variando o número de neutrons;

ExemplosExemplos:

235235U, U, 238238U;U; 8787Sr, Sr, 8686Sr; Sr; 1414C, C, 1212CC

Decaimento Radioativo

Um neutron do átomo de rubídio-87 desintegra-se ejetando 1 elétron...e produzindo 1 próton e o átomo muda para estrôncio-87.

Datação Isotópica• Elementos Radioativos (pais) decaem para

formas estáveis, elementos não radioativos (filhos);

• A taxa de decaimento é constante e conhecida (meia-vida)

• Se é conhecida a taxa de decaimento e a quantidade de elementoa pais e filhos numa rocha é possível calcular o tempo dessa reação, fornecendo a idade.

Requirementos para a Datação Isotópica

• Sistema fechado

• Taxa de decaimento constante

• Iniciação concentração de filhos conhecida (zero melhor)

Meia-Vida

O número de Átomos radioativos em qualquer mineral declina numa taxa precisa ao longo do tempo. Essa taxa é estabelecida como uma série de meias-vidas.

Usual Séries de Decaimento Geológico

Pais Filhos Meia-Vida (anos)Pais Filhos Meia-Vida (anos)

235U 207Pb 4.50 x 109

238U 206Pb 0.71 x 109

40K 40Ar 1.25 x 109

87Rb 87Sr 47.0 x 109

14C 13C 5730

Exercícios

1. O que é um ambiente de sedimentação?2. O que são estruturas sedimentares e como elas se

originam?3. Que evento geológico é datado pelo decaimento

radioativo de um mineral contido num basalto?4. Onde os ventos se formam e como eles fluem?5. Como o vento e a água se combinam para modelar um

ambiente desértico?6. Qual a importância dos glaciais?