Decifrando a terra - cap 15 - em busca do passado do planeta - tempo geológico

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30'6 DEC I F RAN 0 0 ATE R R A

r ; : : I da natureza humana reflerlfso,bre si e soh", 0L : I nrundo ao seu redor. A conscrencia deu ao sexhumane 0dominic 'do temp9 preseore - p r m s Q , l o g oe xisio - mas rambem 0 desejo de saber do seu passa-do e cia origem do seu mundo para poder entendersell lugarr-ta N1irureza e enfrentar 0 futuro. Todo pavo.desde os tempos pre-historicos, glla.rda scus mitos ehistorias sobre sua origem ea tr.ia~aQ da Terra. C\TImo ' . t; ' lotavd desenvolvimenro das ciencias no s ultimostres seculos, a hurnanidade finalmente comecoua des-vendar, objetivameme, essas questoes e os mlsteri:o.s:do mundo em que vive,

E & a GeologJa, centrada no estudo das rochas,que 110S\llrx:lJiarressa taref~ fascinante e diffdl pOt-que, RO contrafio das ciencias cxatas, trata-se, emesserrcia, de uma ciencia.histcrica, fundamentalrnerttedependenre GO elementn tempo, ,0 1sico on 0qUI -mica por+exemplo, observa e analisa fenorrrencsatuais - cxperiencias e .Lem;O~ dgorosamente



CAP.TULO 15 E M BU5CA DO PASSADO DO PLANETA 30

15.1Como Surgiu a Geologia e umaNova Concepcao do Tempo

15.1.1Coneepcoes iniciais da idade da Terrae 0principio da Geologia

A ideilJ. de que a Terra poderia ser extrernamen-te antiga 56 emergiu nesses U]OllLOS dais seculos,como consequencia dos dais grandes rnovimerrtosda cultura ocidental que consolidariam a Geologiacomo urna ciencia:

Durante 0 Iluminisrno a ser humano substiniiuas. explicacoes sobrenaturais para fenornenos daNatureza por leis naturals, fruto de descobertasda observacao pesquisa cicntffica e emprego dosenso cornurn.Com a Revolucao Industrial, incrementou-se ade manda par materia s-prima s e recursosenergeticos oriundos da Terra.

o c6mputo da I a a c f e da T erraI D a Cr iao a U 0 (}) i [uvW_1. 65 6 a n o s(])o C ] ) i [ U v i o ,ati)f 6 r a J o 292o N a s c i m e n t o d e ) f 6 r a a o

a l i r i: { ( !I io d o P , g t i o 503q)o r i . : ( 0 1 . 0 au C o n s t r u p i o

tf o ! fe m p f o 481e r t e m p f o a t e 0 C l 1 t i v e i r o _ , _414{j)o C a t i r J e : t r o ati 0 J (dSCl1nento

d e J e s u s C t is M . 614r f J o J ( a s c i 1 ! l t 1 l t o t i t J e s t J S C r i s t o

a t i h o je J . J 6 I Jf d t u i e t f a tf8ml~ _

F ig . 1 1 5 .2 0 conceito m e die va l d a ldcde do T e rr a, E ss e c olc ulodo idade do Terro, bosecdo nos escrituros blbllccs, foi publiccdono Cronico de, Cooper, em londres, em 1560. Um seculo de-pais, Q Arcebispo Uss~eropresenlorio 0 lihimo [ernois detolhodo]estudo deste tipo.

Antes disso, nem se cogitava qlle 0 mundo pudessser "imperfeito" au muito antigo par causa da forte .f lll.enci'l religiosa no pcnsamento intelectual da epoca,ju daism o pre -cris tao , po r e xern plo , cen ce bia a T erra comtendo a p e f i < i . S poucosmilhares de arros. Ideia semelhantcontinuou a ser difundida ao 100gb da Idade MediaRenasccnca por sabios na Europa, que: geralmente aBmavarn que a c . r . i a a ; : a o do mundo, em coercncia comBiblia, se deu hi cerca de 6.00 anos (Fig. 15.2). Tal cocepcao transforrnou-se definitivamente em dogma etotno de 1650 quandoo religiose Arcebispo Ussher (158: 1 65 6 ) ( F ig . 15.3a), prim a z c ia Ir la nd a, publicou volurnosotratado sabre a cronologia biblica, cuidadosamentepesquisada nasescriruras sagradas eem outros documentes historicos. Levando em coma todas as mudancascronologicas impostas pela troca do calendario [ulianpdo calendario gregoriano em 1582. Ussher declarou qua Cria



308 DEC I F RAN D 0 A T IER R A

Q descrediro ao qual o Arcebispo Ussher e ge-ralmenre subrnetido em livros, em funcao cia taltade logica de suas idtia$ a luz ciaCicncia mndetn~, ecEttaiTIcnte eX!ag~tada" pois a hisN5.ti~nos m0_Stt9.que de !!O'iutlJCStu_dlc>5b d a ba -cia de acumnlacao, ou se sfinam l{l-terfllm~me.Apesar de simples, esses principios sa:o absolura-

mente fundatnentais .na analise. g~~>16g1Ii f llas tb[a~p6e:s,temporais.e espadais entre corposrochoscs. Porexem-plO,b prinalpio da supetPQsi9'aO permite Qrdenarcecnclegicemehte estraros nso.pertnrbados e; urna vezcpt ih e e id a : C l $: s" :( j: tc ic n i, r e cQ ! 'l .b e oe_ r situac;:lSe-s em quetcrtharn sldo h rv ertidas POt proct: 'sSC)S te cte T-U c os. A o.encontrarrrres estrarcs sediinentares in .cl ina;d.0s, ti : pos.-s fv e l i n fe r it , c O t D J . base. 1 ' 1 ' 0 pdndpi\D de.hori:l?(tIil ta:lidadeQ rigin al, !C lu e0 paco te ~oreu defcH"maJ; 'iio ptJsmr10r ..E pdQ pcilldpio de c:onrir:micl~l"de lateral, PQelemsreconstituir a dis t r ibui t tao geqg;ri:t lC'a or iginal de usnacamada dissecada pela etosiiG attav6~ da c01'rela\itioftsica dD:II s cu s " Ve st ig tQ s (Flg. 15 .5 ), .

i~~=iii~i;~ii. O . p. o .I ~ ~ o~g "- n a tom ~il < I ' " . h9r lZO,H(1!! ~y( o e i n ' l . i o . a d a dCSSC8 princit ; I S po ole le va r af in t -erpreta~oeseqmvQcadas , ~tli' exempn urn a sl1 'C eSSU 0 estratificada de rochas sedimenrarcseigne:ls~o Qb&erV'at i01' deve reconhecer corrctatnenrediferenea entre urn derrame de Java, cuja f imn



CAPITULO 15 EM BUSCA DO PASSADO DO PLANETA 309

a

100m ' , rtt.!;

b

~I100m

fig. 1 15. .5 U filiz or;a o d os princlpios de Stene no cornpo ..UrnogJ e61ogo in ves liga a flora men tos A, B e C ; ern -c ) P elos prin cfp iosde superposicdo e de hcruontclldoce original (e opoiodo peloobservococ dos corois f6sse is pteservcdos em i : losigoo devide],elo interpretor como normal (n60 perturbodo] a arronjo descomcdcs 1 a 5 no eflcrcrrrento A, sendo 0 comedo 1 0 maisvelho eo comedo 5, a mars nova. Palos prmcipios de continui-dade lateral e de superposicoo, elo inferequ6 0 r ne s rn o s e qu en d oombsm se estende a te Be C , apresentendc-se. porern, peloprinclpio de horlzontolldode original, Ilgeiramente dobrroda emBelnvertido em C b) C om bass neSSQS conclosoes. 0 9e61090o pres en to s ue in terp re to< ;6 0 fin cl sob a lormo d e urn pertil geo-logico.

Dependendo da energia do meio e da topograiado substrata, 0 principia de borixontalidade n~G {it:aplica estritamente, como no caso cia fonna



310 DEC IFRANDO A TERRA

A,..ic, lama

Ra.tos d. ~Icnk1s Iianimal. t.!llrrailtfesd l l ,CgUC dIMs.

P[anide, dE"iny"d!!!~a,ofI'uvial

iEo

Ambi"nt", jFOn.skiorut l~ Ambi ..nl" mcrinh",

lama

R.S'losd. alga., a"im,.'-ill~rrn..roorgQnilmol" m!:lrinh01i

Mar ra:sa

A 4-------------~30 km---------~----+

1-- ---3Dkm

B400 Ii

:3001

. . . . .! ! ' . -200.. " .'" ..'~

Silt., maioiriaorganico

a!:;Ufifiliil'!f!iANie

Cakiario Muav

R.stos d. planliulli i;inimQl.d. , i!gUOI :lofobl'Cl a marinhas:,ltV.n'lua;s organismos do ambiant a c;on'iin.lltal

c

T";mSgr"s~o:

--301m-- -

. . . . . .

Fig. 15.6 0canceito de f6ci~s sedlmeniores exerrrpltilccdo na distrfl,nJic;6-o de alguns cmbientes costeiros e seusprodutos Ilitol6gico:s (f6c: ie.s).

or . ..... " IJ . . . . . . . . . .~. . . . . . . . L ! : _ , . . . . ... .. UIIJIIIIAnlnit .. T"JMIO"

~maf~l.mMamom~.-pr6-cC!.lI'Ibriana$



CAPiTULO 15 EM BUSCA DO PASSADO DO PlANETA 31

tr' as primarias e secundarias, e em 1829 Q frances J .Desnoyers cunharia 0vocabulo quarernario para sedi-mentes rnarinhos recobrindo rochas terciarias na baciade Paris (Franca), Os tcrmos 'ptirnario e "secunda-ric" ja forarn abandonados, mas os termos Terciarioe Quarewario ainda cons tam da escala mdoer):ra dotempo geologico, ernbora com conceitos diferentesdos originais (Tabela 15.1).

a segunda metade do seculo XV1II, essa sub-divisao simples foi interp retada a luz do relatebiblico da ScpaHi\fao das terms e das itg.uas durantea Cda~,aQ. De acordo com essa ideia, qU2 ,s ;e c od asas rochas, incluindo roehas funeas comogranitos ehasaltos, teriam s.e precipitado das aguns (to marprim ordi a l, dar a fa7. iao do nome, netunismo, emhomenagern a Neruno, 0deus do mar da mirolo-g;m greco-rom ana .

Conforme mostra a Fig. 15.7,. as netunistas acrcdi-ravam qu as rochas se forrnavam em quatro seriessequenciais a partir das aguas do mar primevo, comorelarado nil Bfblia. Para des, as duas series. mais "anogas ,incluindo rochas igneas c rnetamorficas, eram-precipi-tadss em capas concenrricas sobre tcda a superficieQ ' ( i g j ' n r u , cia Terra quando esse mat ainda cobria tudo,As outras duas series; maisrestritas geograficunente ecaracterizadas par fosseis, marcas de correntcs e ou-eras estruturas indicarivas dcaguas mais rasas, cramoriginadas quando 05 continenres j: i se expunham aci-rna do nivel do mar. Para explicar a descida do U l T v ddo mar primevc os nerunisras, como Steno, posrula-varn llt1e as .iguas sumiarn para dentro de rmensasca idade no interim da Terra (Fig . 15.4) ,o netunisrno teve em Abraao Gottlob \"'erner

(174t -1817), professor durante 42 anos na Academiade Minas em Freiberg (Alernanha), seu proponeore maiscarismatico, Wemel: foi Q mais renomado professor deG eo logia cia su a ' ( ; POCa , lecionando inclusive pa:r:a Geminente mineralogista (e pelirico) brasileiro, JoseBonifacio de A ndra da e Silva 11a decada de 1790. OS! iVY' s-texto de Geologia tendem a tratar \t':erner 'comcerro desprezo; pot' causa da irrsustentabilidade cientifi-ca do ucrunismo, Mas a influencia de Werner se estendeu!ite 1840, inclusive no propr io bercario cia doutrina an-tagc)nica:,0plutonismo, que nascent no fun do seculo).."'VUlern Edinbmgo, Escocia, Par set urn dos primei-ros naruralisras a adotar urn porsto de vista,geo16gko-h i s t 6 r ico , \X r eme t merece s et le m b ra do comourn dos pioneiros da Geologia Historica,

TABELA 15.1 A escale do tempo geol6gico(ldcdes segundo Grodstein & 099, 1996:).PrClrd fccilitor 0 compreensCio de mogniludedos 4.560.000.000 enos de tempo geol6gi-co, vejo cquedro no contrecapa que conte ahistorin do Terra como' se ele tivesse ocorrido110 intervclo de urn ono, 0 "Ano,-Teno",

Ena ipocaHeleeene (0 0Recente)Quatenario

f'teistoceno

Plioceno8 Neoleno:0 . . . . .S 0c t . .~

~Palqlf10

Cretaceo

Carbonrfe:ro

0 OwotRno:: 0N0IIiiD-

,OrdoYidano


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-312 DEC.fRANDO A TERRA

Nfvel do mar durante a: Primeira Serie

Segunda SarisRochas; deTransiCjopTen:eirc Serie

Qua rta Serie

Quarta5erle Tere.ira Sari. Segunda &erie Pri:rll1eira 5'11'1.Forma~Oe,sPa'rciais, Forma~Oes Universe'is

geradas apos a emergencia dos precipitadas sobre todd ac:ontinentes acima do nrvel do mar I supe,rf iicie original de TerraI

RochCIIITerciaria. Rochas SecundarJas Rochas de Transiliac Rochas PrlmltlvasMaterialoluvial Arenitos,calcarias Calcarios, e grauvocas, ou Primarlasdos terrenos Iefolhelhos, muito ate cam f6sseis e Granif(ls, gng iSles,baixos fos~ilffe,ros, com ImOrl::asde eorrarrte, xistos, a:rd'6sias"intercDlclioes de a.iinda com outres e outros derochas "iPrec'iJiiitada~" roches "precipitodas" "ospeda c,ntigo"

Fig. 15.7 A origem des rcchossequndo os nelunistcs.

15.1.2James Hutton e a consolidaeao daGeologia como ciencia

Rn.CjU~ln to \:qtrner leciona:v:fl, .n a . f \JemanJ:ja , onanua -lista escoces James Hutton (172()-1797) ( P i & 15.3c) fazia.as 9bsen~a



CAPiTULO 15 EM BUSCA DO PASSADODO PLANETA 31

Como resultado do trabalho de Hutton, reconhecerno s hoje trcs tipos distintos de discordsnciasoriginadas pela erosao au pela ausencia de sedimentst;:ao nurn dado, Ingar:n.ao-conformidade, quando 0 pacotescdimentar sc assenta em contato erosivo dircta-mente sobre rochas Igneas ou metamorficasb (Pig, lS.8a);

ca na Terra, sempr-e se deparava tom outras rochasain cia rnais ,)11 t i g a s> replesen ta 1 1 1do ciclo s rnai s -a n ti-?,OS. rnuitas vezes dobradas ou meramorfizadas eseparadas das rochas do primciro ciclo por uirra su-pe rftcie discordance e ros iva. Ta.l supc rffcie foidenominada discordancia (Fig.~ 5..8) 0 que levou

a

c

Fig. 15.8 Diogramo esquernotico mostrcndo QS trs tipos dediscordoncios. 0) noo-conlorrnidcde, b ) discordcncio cnqulor:c) desconfcrmidcde: d) Exposir ;ao de dais ciclos dedeposicdo,soterrcrnento. delormocdo, saerguimento e erosoo. 0 cido moisanlilgo e ilustrodo par roches sllurionos com ocomornentosubvertical e 0 rnnis rscente par orenitos devonianossubhorLl;ontois, em S ic co r P t) in t, Escecto: Um.a discerdcrxio on-gular visivel seporo as dois cidos geol6gicos (Fig. 1 : 5.8b), Foto:W . Teixeira.

Hutton a cscrever sua frase mais celebre: "0 resutado, portan t o , de nossa p.reseo te investigacao c C]nao encantramos nenhurn vesti 10 de urn comeconenhuma perspecriva do Am", ao refcrir-se a acados processos geologicos. Esta frase rompcl.l, dvez, com 0conceiro de uma Terra reccm-criads,accnou n::lo somenre com urn passado geol6gicoincalculnvelrnente longo como tarnbern com urn fturo geologico scm tim, 01.1 seja, idealizou-se 0' I:cmpinfiniro,

discordancia angular, quando 0 pacote sobre-poe-se a outro, C0111 contato brusco em relal);aoan pacoce mais antigo, consriruidc por camadasinclinadas com angulo difercnte do pacote supe-dot, mais iovem (Figs. 15.8b e d);desconforrnidade, quando a descontinuidadeentre os pacotes sedimentares, hem como 0acamamento dessas rochas sao guase paralelos;esrc ultimo tipo de discordancia e dificil de seridentificado, $6 podendo ser dercctado poi di-Ferericas p aleo nto logicas ou co ntrasresfaciologicos entre as ca madas em conta to(Fig. 15.8c).An reconhecer as relacoes de contaro e de ida

de relativa entre corpos geoJogkos justapo t(intrusoes / .rocha s cncai xan tes, dis cordancias.' roc hasotopostas, etc.), Hutton eferivarncnte estabcleceuoutro principio fundamental da Geologia, ou sejas relacoes enrrecortames de corpos rochosos(fig. 15.9). Este princfpio pode ser desdobrado emduas partes, uma regida pela lei das reiacoes de corte. a outra pela lei das inclusocs. Segundo eSS;1S duaIeis, qu~lqllet feic;ao geologica (rocha, fossil ou etrurura) cortada ou afetads pOf outra (dique, .ridiscordancia, falha, dobra, atividades de mgams-n1.0S, etc.) ou contida em outra (um seixo numconglornerado, uma bolha de g~ls nurn cristal ourn xenoliio numa rocha ignea, ctc.) e ma i s aurigdo que arocha que a corta ou que a contem OU 'gua estrutura que a afera.


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314 DEC I F RAN DO ATE R R A

Rio Glen

gr,anitoFig. 15.9 Secoc esquernotico do regioQ do, rio Till, 1'l0 E::;cp,-cia, cmd'e, pode 5erQb~ervodQl 0 r:onceito o c r s JJrelo~6esqeoloqlcas srrl recortontes" (bHs8Qdo!emfigura de Chories Lyel~).Notor que 0 gr,MilQ [roscdo) penetro e circundo blows decok,6ri0s e [ olh e ih o s, Esla provo caba l contrar i 'DU (3 Idilianetunisto d o fo rm occo do s granif0s por preci l' li tE) de animais e plantas pre erv ades n a s rech a s) (Fig. 15. to) a pa re ci a n ]: s '= rn pte nrnesma ordern ..Entre 179'~ e IS15, (c) mp6gr{lf-) ingleW illiam . Sm ith (1 76 9- 18 39 ), p ub lic ou ,0. primeiro mapge~:d6gic0 da Gr;;l>Bl'ctaoh'.' l, e 0 'Celebre anatomisraLCFD Gu:vier (1769-1832J, em conjunro cern0mine-ralogisra A Brongnjarr (1T70~184 7), ria. Pranc ; : aconcluiram irrdependentemenre, gue cssa consratacfiopermida estabelecer' a equivalencia temporal, ouseiac or re la ..!i:a o f os silif era o u h io e_ titr atigJ ::a :f ka (F ig. I 5 .1 1)entre faunas e floras f6ssds igurus, me~mogDe cotltidafem lirologias diferentes c em sequencias distantes eo rre sEstava enuaeiado, as s i rn , principia desucessdobiotica(o u IaU lw ;cica /flo ris tid)" q ~.e e stabe lecc scr po ss iv el coI o ca r rQcnas . fossi l i feras em ordem crot 'lol6gic, peloca ra te r de sell conteudo fos~i: l , paIs cada perfodo , el ocaau sulxiivIsao do tempo g c o l t 5 g 1 c o possui urn conjuntoparticular de fosseis representative dDS org;mismos queviviarn naqucle tempo,



CAPiTU LO 15 EM BUSCA DO PASSADO DO PLANETA 315

15.1 Fosseis, Paleontologia e ArqueologiaQ uem m a rca o u'V iu filar e rn "'lOs_seis" e no s pa le ollt6 10 g0 s q ue o s e stn da m , ap6s o s f ilm e s do san os 1 990 so bre dinossacros? APaleon to logia , que s e to m a calla v ez m a is sofisucada e in terdiscipli tW' , e , e se m pre fo i. fu nda m en ta l n a te so lu ~o de pro ble m a; dep a I eo amh l en t e s , pal~ p ale o e co lo g ia , c om d ag ao e e v o lu c ;a o .Nao d ev e s et c on fu ndid a c om a Atq u e o lo g ia , a p e sa .c d e ss a sduasci8ncias < 4 I m p i l: t1 I D 1 a r e m demui~ tC:cni~ delnves~~ao.Dif:erem principaJmen~no t ipo e idade dos objeros deestudo,C llto ondo ~-~l;IeQ l~ as cul turas h um arras e civi1in~0es, p ri ac ip alm e nm .d os U l li m os t OJ)OOanos, e a Huet:J.ntologia 0es tudo daf () s sc is , q ue cOmpreendem qua lque r evide~ Oireta ouindireta. devida mais a n t i g : l ~e esse l imi te . as fos~ incluan dc:sdrosr e s ro s r e si s te o t es_ do spr 6pr i: o s organismos; ce m o c on ch as , de nte s, OllSO!, C~St mate r ia o~aHm bon iza~Qum.umif i (: llCIa .,etc, ~te vestgl.os biQt6gieos lh dJreto s,ro mo m otdes- -e repli~ de co .ncnas e fblbas ou ~ im dlcativa-s de-atMdadc:s bioJq@ caspret&itas ( p e g a d a S . . p 1 & t a s . t~) ~~ 1.5ilO).Fo r 'lire @ limite- de 10.000 anes _Ean d i: st io gu k e nt re .o bjltt as u q ue o1 6& co o - e p ai OO o to 1 6gic os ? Exis tem. . Mden tem en te, s !tio sa:rq ueo l~co s .m aisa:n tigo o e j a z i g o o f o ss lH fer o s ma is , t 'e e ll te s cemo, pot exempID, muitas Ois' pintrirlS em ca:~ c ia Europa ea sossadas deao i ina i s extiIltos _enconfnldas er n ai ;~ 'e rhas e caci tnbas aqul 0,0BraS iL Me ,smQ a s sim , esta dn a ~Dta u rn d iv is o rtem po ral C lltreas ~ d:i n W or:ia -Qe~ses dais ~s decieru is tas ,po is ~ 'o Jn ,idp da m aisxecen :reepoca geo l6gk a, 0Holocei lo ,_~1i a U:l,i:ima~-~ ple i s toc6n ica . A : subseqilente mudant;a cl imaria_taveret :efi ll_a;t!Xplsao c le ow gr if ic a d e no s s a~ancest:raise desencadeoa ~ttansfot~s culmrais, Es te n c o r~st:m C ' ! 5 t i tipicamentc p te se tv a d.o e m m a te rla is POUClcoQSolia1dQSc_a5s00iadQaresros det i l imais e plantas eomuns a r e ho je , Em conttaste, o c e g ! . s t t o p aio o nto I6 gi co d as e p o c a s m a i s~ 1 t!p iem de~ &O. rga n ism s s o ex ti n tQS I e n c o n tr a -s e i o v ar ia ~ e n te lilifica.do.

fig. ]5.1 0 1 'f~d !t f6 s se j.s . a~ ' n s e tPmomi fi tado -em Ombar d e id od a terel6ria. 0 i m e n s 6 0 maxima, 1 e m. F on t& ~A l f r e d P o s t e k b / S P VSiod: P I w f o s . b) r o l f i o i n c a r h o n i z a O O de p I o i ' l f d t e r O O o o supOstameme ance$tiof do pau -br o~i I, Moo s ~Is. Dimens60 m O x i m a , 6 em .Fo to : S . f. B e d c . G } ~(),_pardal (assos, d e r r t e s 1 de ~ixe ~eIongatuS), Cret6ceo do Ceor6. D im en $C ic m 6xim a, 6 e m.Fo io : S . F . B e c k : d ) MoIde..de CiqRl~ de ur n tri~, D ev on ian o do PO rn n6. Diln en !l6o ~m a, 7,S em . Fo to : S. f. B edc . e ) P r G a d o s{ f O s se i s- ~ QI;l i cnOfOlSe is J de: i~dc ispp r d if !QSSG:U~;comNoro . Cl'et6ceo dQPia ui. FG 'iO :;G . Leonardi, 1984. tM~r0f6ssil fl lomentoso(dal'f()oodliliQ 0 1 , . 1 bQ~ri9) c o m 3,5bilh_ - d e : e n o s , 0m a i s ' < a n t i g o ~iI do m u n d < > , A r q t J e G o o d a A w s tm l i a . F a t o : J . W . S c h o p f . 9 1E s t r o m o t 6 i i t o s ( es tr u tu ro s 01 c6 ri os c an s tr ufdo s p o r- comun id od es d e - micf6biOs) do P r o J e r a z e j c o (- .000 m llh oes de anos) do 8c;Ihlo.fOfo: T. R . F a i r c h i f d . n ) MoIdede il'l\'8~ ~o de ~ do Fauna de E - d l c 1 c a r o , a founQ f O s s i l mdis ant igo do murd o; (5 7 0m ilh~-d6-an6t} ,f ~~p)_do~lio . Fcm r.B . N . IWnnegar ; i) Tvbos ~1c6 r lo s s ecre fudos -pe lo s p r: ime i ro san imo i s ~ :r e sdep r0d1j%i t dlgum- t/po deoom~ .m i~ poi id ina lucianaIj , -54.5 mtthOes d e . Q f 1 O $ d e - i d o d e O i m i f e Proteroz6k :o/Foneraz6ko) ,M O t 6 G r o s s o do s .u l. F o f O , T . lt FQ ilt h ik l .



-316 D'ECIFRANDO A TERRA

Para explicar a curiosa suoessse de fosseis no re-gistro geologico, surgiram dois conceitos radical menteOP05toS: o catastrofismo de Cuvier, que interpreravso registl"o fossil como resultado de sucessivas exrincoescataclismicas globais, cada qual seguida pela recriacao,loga depois, de urna nova fauna e flora, e a evolucaobiologica de Charles Darwin, que explicava a diversi-dade do registro fossilifero como resultado dainteracao entre seres e 0 meio ambiente com a sobre-vivencia e succsso das forrrras rnais hem adaptadas(sclec:,:ao natural). Para Darwin, portanto, as exrincoesrepIesencavam eventos naturals, ao contrario de Cuvier,que advogava 0sobrenarural para explica-Ias,

Com 0 prindpio de sucessiio biotica a sua disposi-C;[o, ge610gos da Gra-Bretanha e Europa puderam, nocurro intervale de 1822 a 1841, ordenar as principaissucessoes geo16gicas dessas regiocs em uma escala de'tempo geologico pela datacjio relariva (Fig. 15,11,Tabela 15.1) das faunas e floras fosseis contidas nas ro-chas estudadas, Inicialmenre, descreveram sistemasespessos de rochas; cada qual com seu conreudo fossiliferodistinto, Cada sistema de rochas te ria s id o depositadodurante urn periodo especifico, identificado pelo C011-junto de fosseis peculiar 810 sistema e desif,'llado por urnnome alusivo a alguma fei



CAPiTULO 15 EM BUSCA DO PASSADO DO PLAN ET A 317

A correlacao fossilifera on bioestratigrsfica, cada\'132 n1aUS refinada, levou, me smo antes de 1850, rt sub-divisao dos periodos, e destes em Epocas e unidadesrnenores. 1\0 rnesmo tempp, semelhancas o distincoesentre os fosscis de diversos periodos perrnitiram aagrcga



318 DECIFRANDO A TERRATabela 15.2 Tentativas de esfimor a antiguid9de do Terre baseadas no ucurnulncdo de sedimentos e desal nos oceonos, antes do odvento de metedos rodiometricos.

Ana Autor Espessura (m) Taxa sedimentar Idade estimadade sedimentos utilizada (mil hoes de anos)cortsidercrdo (cm/l 000 enos)

1860 Pruffips1869 Huxley1871 HaugMon187i Haughton1883 W inche ll1"893 W a! .cot t

11899 Joly

1909 So l ia s

21.96030.50054.02454.024

9630,5 1003,54 1526

2003

Volores dilerenres poreroches closticos e roches quirnlcos

3.580

T em p o n ecesso rio pa ra sclinizoro,smares, oriqinolmente de agua doce;02.400(F an ero z6 ico e

Pro terozoo :o)

90

305 34(Fe n er0z 6ic o ePro teroz6 ico)+ 17 (Arq ue a no,est imodo)+ 2 9 (la cu na sno registro):To t a l = 80

Entre 1862 eo inicio do scculo XX, a idade rnaisaceira para a Terra resultava dosdlculos feitos po:!"\\!il1iam Tbomson, conhccido. como Lorde Kelvin(1824-1907), 0 rnais conceituado fisico da cpoca. Pen-sava-se entao que () calor arrnazenado no planeta Tetratetia sido produzido lluase que exclusivamente pelaconrracao gravitacional, com uma pequena quantida-de advinda ella radiacao solar. Naquela epoca, ja seconhecia, por rneio de medicoes em minas subterra-n e a s , que a, te m p c r a t u r a d a Terra a u m e n t a v aunifcrrnemente em cerca de 35C por krn de pro-funclidade - uma clara evidencia cia existencia de urnfluxo de calor do interior para a superficie terrestre,Verificado que este calor se 'irradiava para a atmosferafria deduziu Kelvin que a Terra estaria se tornandogradativamente mais fria ao longo do tempo.

Kelvin pressupos que 0mecanisme de resfriamentogradual da Terra seria por conducao termica; a partirde urn estagio inicial incandescente, ate atingir a tern-perarura arual cia superficie. Para fundarnentar sellmodele, postulou valores para varies parametres en-

tao desconhecidos, rais como a idadc do SoJ, a estrtura terrnica e temperatura (estimada inicialmente e3.888C, e mais tarde em L200C) d o interior do plneta primitive e mudancas de condutividade termicem funcao da profundidade. Entre 1862 e 1897,acordo com sucessivos tefinamcntos do seu modeleKelvin calculou diferentes idades para. a Terra, masvalores obtidos situaram-se sisternaticament entre 2e 400 milhoes de anos,

POf outre lado, se a Terra estava se resfriando, imginOl] Kelvin, entiio certamente 0. meS1JJO aconteciacom 0Sol, devido a enorme dissipacao de sua enegia do evidente num dia ensolarado, A despcitofalta do conhecimento precise sobre como 0Sol gec transmite sua energia, Kelvin concluiu que a Terestaria recebendo cada vez mcnos encrgia solar ao 10go do te.mpo. Portanto, 0 Sol deveria ter sido rnuimais quente no passado, inclusive a tal ponte de tretardado o surgimento de vida na Terra. Ou seja,propria habitabilidade da Terra teria sido, necessariamente; condicionada pela historia terrnica do Sal.



CAPiTU LO 15 EM BUSCA DO PASSADO DO PLANETA 3

Em seu ( 1 1 timo dJculo, feito em 1897 ~ logo ap6sa dcscoberta dos raios-X - Lorde Kelvin afirrnou queo Sol teria iluminado a Terra pot apenas algumas de-zenas de milhces de anos eque,a supcrficie terresrreso teria se to rn ado babitav cl n o s u ltim o s 50 m ilh o e sde ~floll.

Originalmerrte, grac;:as a replltas:ao cientifica deKelvin, SlUS estimativas para a idade da Terra, funda-nrentadas em mec!i.~6es fisicas prccisas e [carte basematematica, parcciam irrefutaveis e.xomo tal , encon-traram grande receprroidade por parte da cornunidadecieatifica, POI isso l\ae de estranhar que ~ grandernaioria das esrimarivas da idade da Terra, calculadasp~w. g e6 ]q go s (1 ': Jjb ela 1 5.2 ), aSS~iU elbnsicieraq: iio cia impo:rd,ncia da conv eC \ f aoterrnica 110manto, que seree de mow? pa.T1t 0rnovimento das placas Jjtosferica!;S (Cap, 6) eincrementa, significatiivamente, 0 fluxo terrni-comedJ(jot!al ' l t l '> f 1 1 J . , superfk i e cQmo em -m i n a ssubterraneas, Ao interpretar esse fluxo comoproduzido cxclusivarnenre por 'condu~iio rer-mica (transferencia cia energiil rermica dernolecula em molecnla e nso pelo deslocamen-to de tliassas quem,es coruo oc.orr e rrac nveccao), Kelv in supecestimou a taxa deresfriamento da ' Icrra PC)I conducso. 0 efe i -to da cOlweq;:iio e de tal ordem que mesmose censiderasse a r:xdioati,t1aad'l;:, mas continu-asse ~1desconsiderar a conveccso, seu edlculosnunca teriarn ultrapassado algumas cenrenas de

milhoes de mas para a idade da Terra - rnuito aqudo valor real de 4,56 bilhoes de anos, 0gue, de mara nenhurna, diminui a Importancia da desc .berraradioatividade, pols somcnte a partir do entendirneto desse proCC8S{) e . que S~ tnrnou possfvel quantifa historia geologica de o'osso planets e investigarrnisterlos da formal;ab do Universo ..

A percep~ao do s lf,m ificado geQ cw t:m I6~c ' dadioatividade no l imiaa:do s~culo XX perrnitiu, f i nalmena suhdivi"sao do imenso rcgistro geologico pOfossllltero do Pre -Cambr i a no bern e mo a b rdemu ;aocalibracao mais precise, de toda a hisroria ,geol( gicaT erra . Po r v o lta de 1917 , ap6s 3 prim eira decada detudes geocroIlo3]6gico,s , .ull"la caracceriz:;u;,:au rnais c on cdo tem po geologico CO!1Je



320 DEC I F R A IN D 0 ATE R R A

15.3Prlncipios e Merodos Modemosda Data~ao Absoluta

15.3.1Decaimento radioativo e a datas;aoabsoluta

Como \rJst() anteriorrnente, a es:ri'ma:tiva d a idadeda Tenra variou muito des s~ct l_ l9S )(\1] q.fJ X X x .Corn a clescobe.fta dil radioatividade, esre tema ga-nhou m .. ior as-rimula, ja : que estudos real i ' : t :ados pDrMarie e P . i C ( f C Curie e p , O J l ' Bertratn Boltwood, noirn cio do secu lo - X X rn o straram a possibilidade dIE 'C ln ]JT ega r u rn m etodo n S - i c . Q na detert):)i!'la



CAPiTULO 15 EM BUSCA DO PASSADO DO PLAN'ETA 3,2(mimero atomico 82) apds a ernissao de sere partieu-la s al fa e scis particulas beta" enquanto Q 23~U decaipara . : l t 1 r . p b atraves da ernissa de oito particulas b e t a tseis particulas beta (Fig. 15.15).

Durante 0 deeairnento radiearivo, cads elenren-Q - J . ai leva . lLU11 de rerrnina do tempo p~ua setransforrnar em elemeuco-fillio. .Esrudos de labo-rarorio t e rn rnosrrado que as taxas de decaimento(deliQmrnachl::; constanres de desintegra~a.o) nao~ao aferadas por tnudancas ffsitas ouquimicas doarnbienre.Tsro eimportante poisassegura que a taxade decaimeno 1 de urn dado isr'>topo se]a inelepen-dente dOB processD's geo16g;icos. Portanro, csta taxae < 111srna no manto, no ttlagrna,nLllTI dado mine-tal on n u rn a r icha.

L sa-so 0conceito de meia-vida pam expressara' ta .as de decaimento radioativo, ou se.j;1, o tern-

Nlicleo doellemento-paii Nudeo, do Altera.;oeselemento-fiilho atomicas, ,I'",tl!:QtnHmto

A'ifo,2 -4

P" rl i< u k : o BeI"' . +1 0D9C~im;ef'l:to

8..to

I En"'fon. - - -. _o1IC",""Ur

po decorfido para clue a metade cia quantidade o.ginal de ntomos ins aveis se rransforrne em atcll'l1estave:is. Pot exemplo, apes decorrido 0 tempouma meia-vida, urn elernento com J .000 itom ~ Itaveis ted. 500 arornos insraveis (radioarivos) It' saternos estaveis (tadiogenicos). Ap6s. duas meia -vdas havera apenas 250 aroma instaveis C 7-:i'u~mosItst ' ilve:is (Fig. 15.16). 0 decaimentc radioa'!:iva nao depcnde da massa do material prescntemas da probahilidade estaristica de: decaimento,A.ssii'i1"na;o irnporta a quanti dade inicial do elementradioatrvo presente, seja cla W ID grama e m limanclada, _pais as chances do decaimento radioativSlio rigotosamehttt igLlais para cada ncmno. Ap0 1ltempo correspondeute a uma rncia-vida, a meradda massa original doelernento-pai tedi se cc nvertdo ern ielemenro-filho.

E o conhecimento da mcia-vicla d6S vitdisotopes e da atual :raz~(1entre 0 rnimero de atmos dos elementos pai e 61h da amos tnt gperrnire a determ.inayaod idades de minerairochas . . A Tabela 15d apresenra o s prinr ipaisoropos utilizados em datacao radiometrica c surespectivas meia-vidas.

-- Dec:oim.nto alfa\ Decaim.nto beta

fig. 15.15 Serie de deccirnento rcdlcorlvo do Ur6nio 2(238Unlpam C hum b o 2 06 ( : l u o P b < s : J Neste proces so , cuiol mevida e de 4,47' bllhoes de OIlOS, a ernissco de, portlculos alfdportkulos bela tronsfermc 0Uremio 238 (rodioafivo) ern ChuDO 206 (rodiQ,gmico), urn elernento 8st6vel,apos ter sformodo momentonenrneote urn gfonde nurnero de elemetos intermedicrlos, tornbern rodrootivos.



322 DEC I F RAN DO ATE R R A :

1/1

(0) Tempo

'1/1 Mineral r id epocC ld a c ris t oi ll iZ < J o; C io. ,. . ~ . ' .. . . . . . . . . . . . . .At,omos do elelnant6-ptfi

Alomos do elemenlQ-filho

Apos duos meiu-vidos

o I1 I I34

..... i '. . . . . ~ . , . ~ ,Apas tresmei!:!-vigtl

(b ) Tempo [em meic-vidos]Fig. 15.16 Deca~Fl1er1tbai:lloativQ'e 0 co:m:eito de-'mele-vido. 0) A m,eiQ,Nida dsorrio.velo eorrespende, rigoro'samenle, 00 temrrecessdrlo para q ueim O lr G melqde dela porque o queimo depende, dlretcrnents, GOnurnero de olorTlOS presentes no vela. b)deecirnentc rodi,001ivo 0 processo edifelrBnt ,e , envolvendo a estobilidnde do s n ucle os d'os alomos, mdependenternente do rncspresente. Nn curvmde deccimento radiootivo, code unidorie de t empo equivale o uma meio -v ido , que rep~esenl() 0 te m po n ee es so riporo que rnetcdedos 6tomos doelemento-pm ( r. a d J ioq t ivo ) se tronsforrne em c torn os d o ~lemefltcj'1ilh(!J (rodioenic:o).

Talbela15.3lsotopos mcis utilizodos em dotQ~ao mdiornetricc e su~s respectivos m,eio-vidos.Elemento-Pai (Radioativo) Eiemento-Filho (Estavel) Meia-Vide (bilhees de enos)P tq ~k ?40 {~ A r:g6n io 4 0 I_ j A~ 1,3Rilbfdio:&l (IllRb) Est~6nc io87 ( 8 ! S r ' 1 "'i,S-5dm~J i ! ; l J '4 7 ( l ~ ] S r : r i J NeodJnii!1J143 ( H 3 N d ) r o oToTio 2$.2 f32Thl Chumbo 2 08 p o a p b J 14,01Urllnlb235 0 3 ! l U l C hurn bo 2 07 fillPb l 0,7-04l.it6~o .2 3 8 ~5 a U) Chumbo 2 0.6 FO SPb ) 4)~7- -

_ R a n : i Q 1 8 7 { l 8 Z R a ) 6smio 18'7 (1670$] 42,1

15.J.. 2 Como se detelfmina a idade-d~urnarocha au de umminetal?o ramo cia geologia que trata da data



CAPiTULO 15 EMBu5CADOPASSADODOPLANETA 323

A. ob t enc ;: a o de idades de rn ine ra is e rochas, inde -pendente do rnetodo adotado eteita utilizandoa equa\rao fundamental cia geocronologia, basea-cia no processo de decaimento radioativo, represenradapela seguinte f6rmttla:N=N e'U.ot = = elJ In(N/N) se No=N + F, entio:t = C J J 1n [1+ (F/N)] onde;N = nume r o de a t omo s de isotope radioativo ( d e ; . .mento-pai) medido hojena amostraN o =quantidade.inicial {to isetopo nKlioativo'no mo-menta do feeharaento do sistemaF = n ume r o de.atomcs do i s6 toporadiG lgen ico (ele-tn e nto -f ilb o ) m e did ob oie n a a m o strat=t empo de oo rrido de sde 0ech am en to do s is tem aisot6pico t ; i . d a d e do sistema)~ = cons tan te de d co s in te gr ac ;i o d o e lem e n to - pa i,1\ datat,::'tbpode ser feirs em mineraisou numa amns-

tra rel?reseJ.1tativa de rocha, visando a definicao da idadeda cristaliz acao da rocha ignea au da idade dometamorfismo ou d a defotma



-324 DEC I F R A IN DO ATE R R A

0,3ldada de ,



CAPiTULO 15 EM BusCA 00 PASSADO DO PLANETA 325:N o C ali'D de r:C)d1~lS t n .e ,t ru n 6 r fi q :i s, a .i da d e ,obtjda re -

B ~cir'lia i t1 teJ1s idade d e metamor f i smo ql:.ie aJero,o, s emp rede maneira difei'endada, os diversosssisrenas isotopicosdo s rn in era is I re senres , c au s ando , on n3 :O, o~o dU aperda do s el menros-pai e filho, Este ponto e de grandei u l p u m a p i c i ; :1 : , pois gcralnwntt l" as idadcSo medidas . nes s asroche : ; ; co r r espondem a s idadss do . ul t imo evenro gueabrjtl Q s igt , \ :ma igDt6pip~. Dependen do do mineraLe; do,jstcm3 is()t6plc:o, e mom e n c e "congelado" Qa dam Sd e- ar vo re sp ela wn ta gem ..e I l1~di~a(J cia e



- 326 DEC I F RAN D 0 ATE IR R A

duracao, Ass im , a cocfrontacao do espectrc de antis pre-scrvado num artefato arqlleo16gico com padroes jitconhecidos para materials origffiados nos ultirnos seis ausere milenios revela na 'd so a .idade da pe~a como tarn-bem as caracrerisricas do clirna na epoca da sua Onfeey1o.

15.3.4 Como.foi determinada a Idadeda Terrai'

Desde que a Geucronologia surgiu nn .inicio do ~C~eulo XX, urn dc' l l S , _ ( 1 ) .. 1S n luc r@ : I 'e sob je tivo : \ fqiadeterrninacio daidadc cerreta ds Terra. Mas sornenteem 1956 e ~luCo gcocronologo Claire Patterson conse-hrl.lill dfttltr., com pnecis5.o, SW , l idade; atraves do metodoiso topico 2m pb_2 ()1'Pb (LIma varianre do m etodo U~Pb)..Patterson partiu da prernissa de que a idade da Terradeveria ser i g l : l a J ados meteeritos, uma vez que a r n b G > sdev em terse o rigin ado na.mesrna epoc~ j un t amen t e com, re sto do lstema S o la r, e p as sa de >, postericrmente, pelamesena cvo.lLl~aoisot6pia . Assim,.raciocinou Patterson

se Q sis tema isotopice nCfjSmereotitos se manteve fecha-do a Sl1:~.idade teria de scr igual ida Tetra, Pattersondaten meteorites ftir1:icos e lmcos, obtendo umaisocrona(;lue indieasa urns idade de 4i55 .O [j7 bilh6es de anos(Fjg. -151.1). Para testae a hipotese de uma origem erncemum de Iancou, OQ mesmo grificQ, os-dados refe-rentes a s tompQsi(,iSes Lsot6picps de Pb obtidas emsedimenros l:iiarihh6s fll,ados, intcrprctadas c omo repre-sentarivns da composicjio med ia da crosra terrestre, 0alinhamento pcrfdto dessesdsdoscom lS dos meteoritesdernonstrou que a idade, origem ,(1 evol L . , u , : a o dos jsotoposde chumbo ram ideatica&. Ou seja, 0& meteorites e aT(1Ta r e m a r n e sma idadc, fnvestiga

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Decifrando a terra - cap 15 - em busca do passado do planeta - tempo geológico