4 - A medida do Tempo geológico e a idade

Samuel Brito - Biologia e Geologia 10º ano


A medida do tempo geológico foi objecto de grande discussão ao longo dos tempos.

O conceito de Tempo geológico foi árdua e demorada sendo construída lentamente através dos tempos.

Vamos aqui então recordar as pessoas que, ao longo dos tempos, com o seu trabalho e perseverança, conseguiram dar uma idade à Terra.

A medida do Tempo geológico e a idade da Terra



James Ussher (1580-1655)

Em 1664, o Arcebispo Irlandês James Ussher no seu livro “Annales Veteris Testamenti” escreveu que:

A Terra tinha sido criada ás 9 horas do dia 23 de Outubro de 4004 a.c.


James Ussher (1580-1655)

Isto acompanharia a versão oficial da bíblia até ao principio do séc. XIX e tornar-se-ia um obstáculo ao progresso da ciência.

A terra tinha então 6000 anos era uma ideia bem enraizada na cultura popular.



James Hutton (1726-1797)

James Hutton, filosofo escocês, foi o primeiro que, ousadamente, confrontou essas sabedorias de centenas de anos.

Em 1778 ele apresentou formalmente as provas que a Terra era significativamente mais antiga que 6000 anos.

De facto a Terra tinha centenas de milhões de anos.



A maior parte dos estudiosos anteriores que desenvolveram hipóteses sobre a Terra nunca questionaram os ensinamentos da igreja.

Eles viam o dilúvio de Noé ou as águas da Terra ainda não formada como a explicação para todas as formações geológicas, permitindo assim que a idade da Terra fosse 6000 anos





Hutton ignorou completamente a bíblia e o dilúvio, como resultado, foi capaz de ver claramente o que a formação das rochas lhe dizia.





Hutton deu à geologia a sua ideia mais transformante – que a Terra estava constantemente a restaurar-se. Ao contrario de hipóteses anteriores, não seria necessário catástrofes como o dilúvio para moldar a Terra.




Toda a história da Terra poderia ser compreendida como resultado de acções subtis de fenómenos comuns como chuvas e ondas, simplesmente ocorrendo dia após dia, após dia durante muito, muito tempo.


As ideias de Hutton foram ponto de partida para as teorias modernas da Terra, que incluem agora tectónica de placas e o papel das glaciações.





Charles Lyell (1797-1875)

As ideias de Hutton só foram aceites muitos anos após a sua morte, quando um jovem geólogo chamado Charles Lyell, publicou o livro “Principles of Geology” onde defendia que a idade da Terra era muito mais antiga do que o que dizia a bíblia.



Charles Lyell (1797-1875)


Hutton e Lyell nunca se atreveram a estimar a idade da Terra. Eles sabiam que não havia meios para calcular uma data e aventurar-se a adivinhar seria uma irresponsabilidade e não queriam cometer tal erro.


Lord Kelvin (1824-1907)

Lord Kelvin, físico muito famoso no seu tempo, tentou determinar a idade da Terra.

Era defensor de um modelo em que a Terra estava a arrefecer e calculando a taxa de arrefecimento poderia saber-se a idade da Terra.



Baseando-se em dados físicos ele calculou que a Terra teria , em 1862, 100 Ma, valor esse que se alterou posteriormente para um mínimo de 200 Ma.




Esse valor não foi bem recebido pelos geólogos, que necessitavam de trabalhar com períodos de tempo muito longos para justificarem algumas das alterações que observavam, tendo dado origem a grande controvérsia.




Henri Becquerel (1852-1908)

Em 1896 deu-se um ponto de viragem. Em Paris Henri Bacquerel descobriu a radiação.



Isto é conhecido como decaimento radioactivo e um subproduto é a libertação de energia.

Henri Becquerel (1852-1908)

Ele e os seus ajudantes Pierre e Marie Curie, verificaram que certos elementos são fundamentalmente instáveis e que esta instabilidade fazia com que os seus isótopos decaíssem espontaneamente, para produzir átomos mais estáveis.



Ernest Rutherford (1871-1937)

Em 1902 Ernest Rutherford e o seu colega mostraram que o decaimento radioactivo de um dado elemento ocorre a uma taxa constante que pode ser medida.



Ernest Rutherford (1871-1937)


A taxa de decaimento radioactivo podia ser então ser usada como relógio geológico para determinar a idade da Terra. Varias foram as tentativas que se seguiram para determinar a idade da Terra usando o decaimento radioactivo.


Clair Patterson (1922-1995).

Por fim, no inicio dos anos 50 do séc. XX, Clair Patterson compreendeu que a única maneira de calcular o exacto decaimento do chumbo era calcular esse decaimento nos meteoritos pois, sendo estes da mesma idade da Terra, não havia o perigo de distorção dos valores por mistura com outros componentes.



Clair Patterson (1922-1995).


Em 1956 Patterson calculou a idade da Terra como sendo de 4600 Ma, o qual continua a ser a idade aceite para o nosso planeta

Finalmente a Terra tinha uma idade calculada.

4600 Ma


Livro sobre a vida de James Hutton – “O homem que encontrou o tempo”.



Idade relativa e idade Radiométrica

Para reconstituir a história da Terra é necessário

Proceder à datação dos terrenos

2 tipos de dataçãosão possíveis

Datação relativaDatação absoluta ou radiométrica


Datação Relativa

Não nos permite determinar um valor numérico para a idade da Terra nem dos seus materiais constituintes.Corresponde ao estabelecimento da idade de uns estratos em relação aos outros, ou seja, determinar qual o estrato mais antigo e qual o mais recente.


É uma datação mais exacta, que permite determinar a idade da rocha em termos de milhões de anos.

Datação Absoluta ou Radiométrica


Baseia-se em Princípios da Estratigrafia :

Datação Relativa

Horizontalidade inicialSobreposição dos estratosIdentidade paleontológicaInclusãoIntersecção ou corteContinuidade lateralActualismo ou causas actuais


Datação Relativa

Baseia-se também na presença de determinados fósseis (fósseis de idade) que eventualmente possam conter.

Fósseis são restos de seres vivos ou vestígios da sua actividade que ficaram conservados nas rochas (do latim fossile < fossu, cavado, retirado do chão cavando).


Nem todos os fósseis possuem as características ideais para datações relativas dos estratos


Os Fósseis de idade são os que possuem características ideais para datações relativas dos estratos:

Datação Relativa

Quando encontramos fósseis de idade pode-se saber a idade aproximada dessas rochas, desses terrenos.

1 - Curto período de duração2 - Ampla distribuição geográfica3 – Capacidade de reprodução4 – Estruturas fossilizáveis


Exemplos de fósseis de Idade:

Trilobites: são fósseis de idade para o paleozóico pois apenas viveram durante essa Era geológica. Amonites: são fósseis de

idade para a Era Mesozóica.

Datação Relativa


Datação Relativa



Princípios de Estratigrafia

Principio da horizontalidade inicial (Nicolau Steno):

Os estratos sedimentares formam-se horizontalmente, isto é, os sedimentos depositam-se horizontalmente à medida que vão chegando à bacia de sedimentação, por efeito gravítico.



Principio da Sobreposição (Nicolau Steno):

Numa série de rochas sedimentares não deformadas o estrato mais novo cobre, ou esta por cima do estrato mais velho.



Principio da Sobreposição

Este principio pode ser utilizado em rochas sedimentares mesmo quando estas se encontram dobradas ou arrastadas desde que não exista inversão da posição inicial dos estratos, como acontece em muitas cadeias de montanhas.


Estratos que contenham o mesmo conjunto de fósseis têm a mesma idade.

Este principio permite fazer a correlação entre estratos de lugar para lugar desde que contenham os mesmos fósseis.


Principio da Identidade paleontológica (William Smith)


Seja onde quer que sejam encontrados esses fósseis, mesmo em duas zonas muito afastados geograficamente, essas duas rochas têm a mesma idade se tiverem os mesmos fósseis.

Principio da Identidade paleontológica (William Smith)



Exercícios


Indica um estrato que tenha aproximadamente a mesma idade do estrato A

Exercícios


Exercícios


Um fragmento incorporado num outro, é mais antigo que este.


Principio da Inclusão




Os fósseis são contemporâneos do estrato onde se encontram.



Os xenólitos são mais antigos.




Principio da Intersecção ou Corte Estruturas geológicas que intersectam outras (como as fracturas, as falhas e as intrusões magmáticas), são mais recentes que estas.


Principio da Intersecção ou Corte







Principio da Continuidade Lateral Em diferentes pontos da Terra, pode haver a mesma sequência estratigráfica, isto é, há correlação entre estratos distanciados lateralmente.


Principio da Continuidade Lateral


Principio do actualismo Os fenómenos geológicos existentes na actualidade são idênticos aos que ocorreram no passado, por isso os acontecimentos geológicos do passado podem ser explicados pelos processos naturais que se observam na actualidade.



Exercícios


É a ausência de uma ou várias camadas sedimentares que foram eliminadas pelos agentes erosivos ou que nem sequer se chegaram a constituir devido às condições de sedimentação.

Lacunas estratigráficas


Exercícios


Resumo


Datação Absoluta ou Radiométrica Idade radiométrica permite-nos obter um

valor numérico para a idade das rochas, determinado em milhões de anos (M.a).

A técnica utilizada para determinar essa idade baseia-se na desintegração regular de isótopos radioactivos naturais.


Em 1896, Henri Becquerel, um físico francês, descobriu a radioactividade no urânio, introduzindo um importante avanço na física moderna.



Os isótopos radioactivos mais utilizados são geralmente de potássio (K-40), rubídio (Rb-87), urânio (U-235 e U-238) e carbono (C-14).



Em 1905, o físco Ernest Rutherford sugeriu que os princípios da radioactividade podiam ser aplicados por medições mais precisas e fiáveis da idade das rochas.


Nem todas as rochas apresentam na sua constituição mineralógica elementos radioactivos ou, então, possuem-nos numa quantidade muito pequena, o que inviabiliza a sua utilização.



Cada elemento químico (átomo) é constituído por Protões Neutrões Electrões

Cada átomo é caracterizado pelo nº de protões e nº de massa (nº protões + nº neutrões)

Datação Absoluta ou RadiométricaO que são isótopos?


O nº de protões é sempre igual ao nº de neutrões .

Quando, por alguma razão, o nº de protões é diferente do nº de neutrões

Passa a constituir um Isótopo




Exemplo:

A forma instável representa o seu isótopo radioactivo



Os isótopos radioactivos desintegram-se lentamente

Decaimento radioactivo



Este decaimento ocorre a uma taxa regular através do tempo, isto é, a velocidade que ocorre a degradação é constante para cada elemento, e não é afectada por condições ambientais, como a temperatura e a pressão.



Os átomos iniciais (isótopo - pai) de cada isótopo radioactivo

São incorporados na estrutura dos cristais no momento da sua génese.



Como estes elementos são instáveis, o núcleo dos seus átomos desintegra-se espontaneamente, libertando radioactividade, isto é, energia sob a forma de calor e radiações, originando um novo isótopo, o isótopo - filho.

Instável mais estável


O decaimento ou desintegração dá-se sempre no sentido da obtenção de átomos filhos mais estáveis.


O tempo necessário para que metade dos átomos-pai se transforme em átomos-filho é chamado

Período de semivida, semitransformação ou ainda meia vida de um elemento



Alguns elementos radioactivos têm períodos de semivida muito longos e outros têm períodos muito curtos, esses valores são utilizados para determinar a idade das rochas.


Se quisermos datar uma rocha que pensamos ser muito antiga, devemos escolher um átomo - pai com tempo de semivida elevado, como, por exemplo, o potássio - 40.



Se quisermos datar uma rocha que julguemos ser de um período relativamente recente, devemos optar por um átomo - pai com semivida reduzido, como, por exemplo, o carbono - 14.


A relação entre a quantidade de isótopos - pai e isótopos - filho permite, de uma forma tecnicamente muito simples, chegar, por cálculo, à data do inicio da desintegração.

Esta data corresponde ao momento em que a rocha se formou, em que o relógio radioactivo marcava Zero.



A idade da rocha será pois contada a partir do inicio da desintegração do isótopo - pai e será dada pela fracção ou pelo nº de semividas decorridas até ao momento considerado.








É um método simples, em teoria mas é difícil pôr em prática porque:

São necessários testes sofisticados para garantir que nada disto tenha acontecido.



Estes métodos de datação são muito eficazes quando aplicados a rochas magmáticas.

As rochas metamórficas e sedimentares não fornecem a idade da sua génese, pois que os constituintes minerais dessas rochas provieram de rochas preexistentes. Então a idade radiométrica que se iria obter seria sempre superior à idade real da rocha metamórfica ou sedimentar.



Em locais onde ocorrem afloramentos com mais do que um tipo de rocha, podem-se datar as rochas magmáticas por datação absoluta e, em seguida, estabelecer uma equivalência com os restantes fenómenos geológicos que se encontrem representados na área em estudo.







FIM

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