Tema II - O Tempo Geológico e Métodos de Datação

A medida do tempo.

História da Vida.

Exemplos de datação

Professora Isabel Henriques 2

A E

vo

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!


http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/geologicalscalecloc

k/geologicscale_clock.html

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/geologicalscaleclock/geologicscale_clock.html

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/geologicalscaleclock/geologicscale_clock.html

Situação-problema:

Qual a História

geológica da região

de Alverca?


“Relógios” sedimentológicos “Relógios” paleontológicos

Litostratigrafia

– Unidade litostratigráfica -

Formação

– Princípios litostratigráficos:

• Sobreposição

• Continuidade lateral

• Horizontalidade

• Inclusão

• Intersecção

Ciclos de gelo-degelo

Biostratigrafia

– Biozona unidade biostratigráfica

– Princípio da Identidade

Paleontológica

– Fósseis de identidade

estratigráfica, fósseis de fácies e

fósseis vivos.

Dendrocronologia

Datações radiométricas

Magnetostratigrafia


Métodos de datação físicos

Medida do tempo em GeologiaA noção de tempo é um conceito fundamental em

geologia …

E a idade da Terra, uma

questão central!

6Professora Isabel Henriques

Unidade de tempo para o último século Ano

Unidade de tempo para o estudo da civilização

romanaSéculos

Unidade de tempo para o estudo da pré-história Milhar de anos

Unidade de tempo no domínio da Geologia MILHÕES DE ANOS (M.a.)


A B C D

O tempo em geologia tem uma dimensão diferente

daquela habitualmente usada por qualquer ser

humano.

Os físicos e químicos

estudam processos

que decorrem em

fracções de

segundo!

Os geólogos

estudam

processos que

podem durar

longos períodos…Reacções químicas,

propagação das ondas

sonoras, etc.

Reacções

químicas,

propagação das

ondas sonoras,

etc.

Orogénese(formação de

montanhas),

expansão dos

fundos

oceânicos,

erosão , etc.


Mas será que todos os fenómenos geológicos

são lentos à escala humana?

Sismos

Erupção vulcânica

Impacto de um meteorito

Avalanches

Inundações



“Os rios cortaram e separam as montanhas dos grandes Alpes umas

das outras; e isto é revelado pela deposição das rochas

estratificadas, pois desde o cume da montanha até ao rio, em baixo,

vê-se como os estratos de um lado do rio correspondem aos do

outro lado”

Leonardo da Vinci, Códice de Leicester


O conceito de tempo

geológico foi

construído lentamente

ao longo dos tempos!

Como podes acreditar na Bíblia?

A Bíblia não é realista!

Cientistas demonstraram que a

Bíblia não é verdadeira.

Verifica como

mudaram a

idade da

Terra. Eu sigo

os factos..


O conceito de tempo geológico foi construído

lentamente ao longo dos tempos!

Leitura

de

textos

Querem ter uma noção? …

Imagina uma ampulheta gigante

cheia de grãos de arroz!

1Kg de arroz tem 5000 grãos…

A idade da Terra corresponderia

a uma ampulheta com 91 000

Kg de arroz em que, por ano,

caía um grão …

Por ano, é arrancado dos

Himalaias e por acção dos

agentes erosivos, 1 mm de

material…

Ao fim de 1 M.a. Já 1Km foi

arrancado!!!!13

“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 mil milhões de anos.

“Os investigadores estudaram amostras de uma cintura de rochas metamórficaschamadas Nuvvuagittuq.

Ao medirem a composição dos isótopos de neodímio e de samário, elementos químicos raros que existem nestas rochas, conseguiram datar as amostras entre os 3,8 e 4,28 mil milhões de anos” in Público, 2008


Rochas Metamórficas

Nuvvuagittuq

Ficha Informativa

“A Terra tem 4,6 mil milhões

de anos e é muito raro

encontrar-se restos da crosta

original, a maior parte da

qual foi esmagada e reciclada

no interior do planeta várias

vezes. (…)”


Se a Terra for “jovem”, ficamos

praticamente reduzidos a uma opção –

foi Deus que a criou …

Se a Terra for bem “velha”, a

evolução (dos seres vivos, por exemplo) é

teoricamente possível!



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



“Relógios” Sedimentológicos

Datação Relativa

Litostratigrafia

Princípios Estratigráficos

Unidades litostratigráficas

Formação

Datação Absoluta

Ciclos do Gelo-degelo


A litostratigrafia estuda os diferentes estratos,

definindo unidades litostratigráficas.

Estratos individualizados e definidos pelas

suas características litológicas,

independentemente da sua idade.

Formação

Unidade fundamental


A Formação

Composto por um conjunto de rochas com propriedades

litológicas e posição estratigráfica semelhantes e que é

facilmente distinguível das restantes, com tecto e muro

devidamente localizados.


Princípios Litostratigráficos

Datação Relativa

Princípio da Horizontalidade Inicial

Princípio da Sobreposição de Estratos

Princípio da Continuidade Lateral

Princípio da Inclusão

Princípio da Intersecção




Os sedimentos que estiveram na origem dos estratos são

depositados, em regra, segundo camadas horizontais

paralelas à superfície de deposição.

(Quaisquer fenómenos de deformação que alterem esta

horizontalidade das camadas é posterior à sedimentação!).



http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/foldingrocks/foldingrock

s.html

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/foldingrocks/foldingrocks.html

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/foldingrocks/foldingrocks.html

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



Discordância na Costa Vicentina Praia do Telheiro




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.







Em vários ponto da Terra pode existir a mesma sequência estratigráfica,

isto é, há correlação entre estratos distanciados lateralmente!



Isto foi usado para provar a

existência da Pangea – margens da

África e da América do Sul contêm

rochas do mesmo tipo (idênticas

sequências estratigráfias)http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf

/eroded_canyon/erosioncanyon.html

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/eroded_canyon/erosioncanyon.html

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/eroded_canyon/erosioncanyon.html


Princípio da Horizontalidade Inicial e

Princípio Continuidade Lateral

Princípio da continuidade lateral

Princípio da horizontalidade inicial


Princípio da Sobreposição dos Estratos

As camadas que se encontram no topo de uma sequência

estratigrágica original (sequência vertical de estratos) são mais recentes

que as camadas inferiores.

Isto permite analisar um perfil vertical de camadas como uma

linha vertical de tempo!



Se não ocorrerem deformações, a deposição ocorre por

ordem cronológica, da base para o topo – uma camada é

mais recente que a que lhe serve de base e mais antiga do

que as que lhe estão acima.

Mais recente

Mais antigo

Mais recente

Mais antigo

Mais antigo

Mais antigo

Mais recente

Mais recente


Princípio da sobreposição Grand Canyon


http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/oldest_layer/oldest_youngestlayers.html






Princípio da Sobreposição dos Estratos - Excepções

Dobras deitadas

Este princípio nem sempre

pode ser usado para datar os

estratos de forma relativa!

Se ocorrerem determinadas

deformações nas rochas a

posição dos estratos será

alterada e, às vezes, até

invertida (como no caso das

dobras deitadas)!!!


Na superfície de erosão SS´ a ordem de antiguidade observável é incompatível

com o princípio da sobreposição.

O estrato 4 que é o mais recente ocupa, no flanco invertido, a posição de

mais antigo.


Foto : Dobra - Alberta, Jasper National Park (Canadá)

Os sedimentos depositados em

grutas são mais modernos do que

as camadas que lhe servem de

tecto.

Grutas

Terraços fluviais

O rio, por erosão, escava um novo

leito, provocando a formação de

degraus onde deposita sedimentos

– terraços fluviais. Os últimos a

serem depositados foram os da

zona 3 (mais recentes).

Mais antigo

Mais

recente

Mais antigo

Mais

recente



http://www.flickr.com/photos/earthwatcher/4074214161/




Terraços fluviaisOs que ocupam posição superior (A) mais

elevados, são mais antigos do que os que

se encontram menos elevados (B).



Depósitos subterrâneosO sedimento (S) é mais recente do que

as rochas que se sobrepõem.

Os estratos apresentados na figura já existiam quando a intrusão (i) seinstalou. Sendo assim, esta é mais recente do que aqueles.


Intrusão magmáticaInstala-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.htm


http://brunopereira.do.sapo.pt/varias fotos.htm

Estes estratos apresentam a mesma

idade apesar de não estarem

“nivelados” Blocos rochosos que

fracturam (“partem”) e

que se movimentam

um em relação ao

outro.

Falhas





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 se

encontrem em posição inclinada, desde que a deformação de origem

tectónica, posterior à deposição dos estratos, não tenha provocado a

sua inversão.







Este princípio aplica-se, por exemplo a rochas

compostas por fragmentos de outras (como o

conglomerado)

Fragmentos ou porções

de uma rocha que se

encontram

incorporados (inclusão)

noutra são mais antigos

que as rochas que os

contêm.

Mais recente

Mais antigo





Um inclusão é parte de uma rocha que é incluída dentro de

uma outra rocha





http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/l

abf/sm_scale/sm_scale.html

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/sm_scale/sm_scale.html

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/sm_scale/sm_scale.html

Este princípio aplica-se a estratos afectados por

estruturas (falhas, intrusões magmáticas, etc …)

A estrutura que

intersecta é mais

recente do que aquela

que é intersectada.

Mais antigo

Princípio da Intercepção


Filões

Magma invade as fracturas

existentes nas rochas encaixantes

(mais antigas), preenchendo-as e, mais

tarde, solidificando (filões mais

recentes).







Intrusão Magmática

Mais recente



mais recente



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

http://enterprise.cc.uakron.edu/geology/natscigeo/Lectures/time/gneissdike.gif

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/igneousintrusion/igneousintrusion.html

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/igneousintrusion/igneousintrusion.html

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/lrg_scale_inclusion/lrgscaleinclusions.html

http://faculty.icc.edu/easc111lab/labs/labf/lrg_scale_inclusion/lrgscaleinclusions.html



Sequência cronológica: A – B - C

Falhas



Falha mais recente

PRINCÍPIO DA SOBREPOSIÇÃO DE

ESTRATOS

PRINCÍPIO DA INTERSECÇÃO

PRINCÍPIO DA INCLUSÃO

PRINCÍPIO DA HORIZONTALIDADE

INICIAL


62

Os sedimentos acumulam-se horizontalmente

Forças tectónicas provocam o seu levantamento e deformação

Surge uma intrusão magmática com um “ramo” –dique – que “corta” as camadas deformadas

Surge uma falha (que corta o dique e as estruturas deformadas)

Princípio da

Horizontalidade

Inicial

Princípio da

Intersecção

Professora Isabel Henriques

http://www.wwnorton.com/college/geo/e

geo2/content/animations/10_4.htm

http://www.wwnorton.com/college/geo/a

nimations/geologic_history.htm


nimations/unconformity.htm


nimations/stratigraphic_column.htm


http://www.wwnorton.com/college/geo/egeo2/content/animations/10_4.htm

http://www.wwnorton.com/college/geo/egeo2/content/animations/10_4.htm

http://www.wwnorton.com/college/geo/animations/geologic_history.htm

http://www.wwnorton.com/college/geo/animations/geologic_history.htm

http://www.wwnorton.com/college/geo/animations/unconformity.htm

http://www.wwnorton.com/college/geo/animations/unconformity.htm

http://www.wwnorton.com/college/geo/animations/stratigraphic_column.htm

http://www.wwnorton.com/college/geo/animations/stratigraphic_column.htm

Estudo de casos

Profª. Isabel Henriques 65

66Profª. Isabel Henriques

As camadas 1 e 5 sofreram deformações, inclinando, após a

sua formação (estas camadas experimentaram a mesma

história geológica pois a sua inclinação é semelhante).

Princípio da

Horizontalidade

Inicial

A intrusão 6 atravessa as camadas 1, 2 e 3 logo é mais

recente que estas.

As camadas 9 e 10 são “cortadas” pelo vale logo podemos

afirmar que este foi a última estrutura a formar-se.

Princípio da

Intersecção

Sequência de estratos:

1, 2, 3, 4, 5, dobramento,

erosão (descontinuidade),

intrusão 6, 9, 10, erosão

Profª. Isabel Henriques 67

Princípio da

Sobreposição

dos Estratos

Depósitos sedimentares,

denominados varvas ou

varvitos, em consequência dos

ciclos de gelo-degelo de

glaciares.

As varvas são pares de estratos

(um claro e um escuro)

produzidos anualmente em

relação directa com as estações

do ano.


Ciclo de gelo-degelo – Datação Absoluta

Formam-se, normalmente, em lagos de frente glaciária, apresentam, em regra, espessuras inferiores a 1 cm.

O estrato de cor clara deposita-se durante o Verão, quando os sedimentos, de origem detrítica, chegam em maior quantidade até ao lago.

No Inverno, a superfície do lago fica gelada, não permitindo a entrada de sedimentos, pelo que apenas se depositam os materiais mais finos que se encontram em suspensão na água, juntamente com alguma matéria orgânica, formando-se assim os estratos de cor escura.



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.




Pa

rq

ue

Va

rv

ito

-Br

as

il


“Relógios” Paleontológicos

Datação Relativa

Princípios da Identidade

Paleontológica

Unidades Biostratigráficas

Biozonas

Datação Absoluta

Dendrocronologia



A Biostratigrafia é um ramo da estratigrafia que permite correlacionar e fazer a

datação relativa de rochas, através do estudo das associações fósseis nelas

contidas.

A Biostratigrafia estuda a distribuição temporal dos fósseis através do registo

estratigráfico.

Unidades Biostratigráficas - Biozonas

A biozona pode ser definida como o

estrato, ou conjunto de estratos, que

apresenta um conjunto de fósseis

característico.


Unidades Biostratigráficas - Biozonas



Tipos de Biozonas



Tipos de Biozonas

Actividade 3 Manual Adoptado

Princípio da Identidade Paleontológica

Estratos com os

mesmos fósseis

possuem…

Os fósseis são

contemporâneos das

rochas onde se

encontram!


http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visua

lizations/es2901/es2901page01.cfm?chapter_no=visualization

http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es2901/es2901page01.cfm?chapter_no=visualization

http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es2901/es2901page01.cfm?chapter_no=visualization

D

I

A

G

É

N

E

S

E

O processo de

fossilização

acompanha o

processo de

formação da

rocha, logo fóssil e

rocha possuem a

mesma idade

(datação relativa)!

Rocha e fóssil são

contemporâneos!

Princípio da Identidade Paleontológica




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/


http://www.bbc.co.uk/sn/prehistoric_life/dinosaurs/making_fossils/makingfossils/index.shtml




http://www.teachersdomain.org/asset/ess05_int_fossilintro/

http://www.teachersdomain.org/asset/ess05_int_fossilintro/

Mas nem todos os fósseis

podem ajudar a datar

litologias …

apenas os …


São fósseis de seres que fossilizam

facilmente (têm partes duras) e, por isso,

ficam muitas vezes registados nas rochas!

OCORRÊNCIA EM ABUNDÂNCIA

São fósseis de seres que não viveram durante muito

tempo (à escala geológica). CURTA DISTRIBUÇÃO

TEMPORAL


São fósseis de seres que existiram em grande

quantidade e que se expandiram numa grande área

geográfica (assim, permitem correlacionar estratos em

diferentes pontos do globo) AMPLA DISTRIBUIÇÃO

GEOGRÁFICA

http://fossil.uc.pt/pags/formac.dwt



As trilobites eram artrópodes (como as

aranhas, lagostas, insectos, etc) exclusivos do

meio marinho!

Possuíam um exoesqueleto de quitina

endurecido com carbonato de cálcio (por isso os seus fósseis são tão

abundantes!).

A maioria das espécies de trilobites

tinha sistema de visã muito apurado e

olhos complexos. O seu tórax tinha

muitos segmentos e, por isso, podiam

enrolar-se e defender-se dos

predadores (como os bichos da conta!)

Surgiram há cerca de 540 M.a. e

extinguiram-se há cerca de 250 M.a.85Professora Isabel Henriques

Os graptólitos surgiram há cerca

de 523 M.a.e extinguiram-se há

330 M.a. Eram pequenos animais

marinhos que viviam em colónias

(apenas de alguns cm) e que se

expandiram por várias regiões do

globo.


As amonites eram animais

marinhos e tinham corpo

mole… no entanto uma

carapaça encarregava-se de os

proteger (e facilmente fossilizava)!

Os maiores podiam atingir 1 m

de diâmetro!

Estes seres eram carnívoros e

surgiram há cerca de 225 M.a.

e extinguiram-se há 65 M.a.


Os corais estão entre as

comunidades marinhas mais

antigas que se conhecem - a sua

história remonta desde há 500

milhões de anos atrás!!!!

NÃO SÃO BONS FÓSSEIS DE IDADE!Pólipos de corais

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 …88Professora Isabel Henriques

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).


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 milhões

de anos sem sofrer mudanças:

•Uma das explicações é o simples facto desse organismo se encontrar

muito bem adaptado à diversidade de condições do meio que habita.

•Já outros organismos não evoluem devido à continuidade mais ou

menos estável das características do seu habitat.

•Pode dever-se ao facto destes habitarem ambientes isolados, onde não

enfrentam a competição com outros organismos potencialmente melhor

adaptados a esses ambientes.


Ginkgo bilobaLatimeria chalumnae - Celecanto

Adaptado de

geo-ineti.pt91Professora Isabel Henriques

Permitem compreender a evolução dos seres

vivos, as adaptações e extinções ao longo da

história da Terra;

Permitem reconstituir os organismos numa dada

época, o seu modo de vida, como é que

interagiam entre si e como se relacionavam com o

meio ambiente onde viviam;

Permitem reconstituir os ambientes do passado

e assim reconstituir a geografia da Terra;

Permitem reconstituir os climas do passado;

Permitem efectuar a datação relativa dos

estratos rochosos.



“Relógios “ paleontológicos

Princípio da Identidade

Paleontológica

Biozonas.

Fósseis Vivos

Fósseis de idade

Fósseis de fácies

Biostratigrafia

A dendrocronologia é um método de datação que se baseia

no estudo do crescimento das árvores.


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.



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)





Dendrocronologia – Datação AbsolutaFicha de

Actividade

Laboratorial


Métodos de Datação Físicos


Radiometria Magnetostratigrafia

História da Descoberta da Radiometria


A radioactividade é uma das principais fontes de energia

térmica interna da Terra!

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!

Radiometria


O ambiente no qual vivemos é naturalmente

radioactivo.

Por exemplo:

Respiramos carbono-14, que é radioactivo;

comemos bananas que apresentam na sua

composição potássio-40, com núcleo instável,

nos nossos ossos e sangue existe rádio-226 …

Os seres humanos, e todos os demais seres

vivos, são naturalmente radioativos.

O problema está na quantidade de radiação à

qual estes seres são expostos: acima de certo

nível a exposição às radiações provoca, no

corpo humano, e nos demais seres vivos,

várias reações adversas (danos nas células e

no materal genético).

Radiometria


A datação absoluta pode também ser chamada de …

O mesmo elementos químico (carbono, por exemplo), pode ter no núcleo do átomo:

O mesmo número de protões e neutrões (6P + 6N) C12

Diferente número de protões e neutrões (6P + 8N) C14

Diferente número de protões e neutrões (6P + 7N) C13

ESTÁVEL

ESTÁVEL

INSTÁVEL

… Isótopos …

Nota: C12, C13 e C14 são isótopos de carbono!


Radiometria

Urânio submetido a radiação U.V.

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

(instável)

Átomo formado após desintegração: ISÓTOPO – FILHO

(mais estável)

Nota: O isótopo Rubídio-87 forma o isótopo de Estrôncio-87 quando se desintegra!


Radiometria

A taxa de decaimento radioactivo

(desintegração dos isótopos-pai em isótopos-filho) é

constante para cada isótopo! (não varia com

condições de pressão, tenperatura ou outros aspectos

associados aos processos geológicos)

A desintegração é irreversível: o isótopo-

pai não volta a adquirir as propriedades

iniciais!

Quando a rocha se forma adquire elementos radioactivos que

se começam a desintegrar marcando o momento de formação

daquela rocha!


… 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 ainda

permanecem na rocha… No 3º período de semi-vida 1/8 e assim por diante!(restará sempre uma quantidade residual de isótopos-pai na rocha)


http://sites.google.com/site/geologiaebiologia/biologia-e-geologia-10%C2%BA/a-medida-do-tempo-e-a-idade-da-terra/baldes.jpg?attredirects=0

Espectrometro de massaconsegue detectar quantidades diminutas

de isótopos!



Principais Elementos Radioactivos Utilizados na Datação RadiométricaIsótopos Intervalo de datação

efectiva (anos)

Meia-vida

(anos)

Minerais e materiais que é

possível datarOriginal Novo

238U 206Pb 10 milhões – 4 600 milhões 4 500 milhões Zircão, Uraninite

40K 40Ar 50 000 – 4 600 milhões 1 300 milhõesMoscovite, Biotite, Horneblenda

e Rochas vulcânicas

87Rb 87Sr 10 milhões – 4 600 milhões 47 000 milhões

Moscovite, Biotite, Feldspato

potássico, Rochas

metamórficas e magmáticas

14C 14N 100 – 70 000 5 730

Madeira, carvão, osso, tecidos

Conchas e outro carbonato de

cálcio, água subterrânea, água

oceânica e gelo glaciar com

CO2 dissolvido

•À medida que os milhões de anos passam, o potássio 40 decai lentamente e, um a

um, 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 a

formação 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 remanescente

terá sido convertido em árgon 40, e assim por diante.

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

Radiometria


http://www.earth.northwestern.edu/people/seth/202/DECAY/decay.pennies.html

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!

Radiometria


O que inferir quando a

quantidade de

isótopos-filho e

isótopos-pai é igual ?

O que inferir

quando a

quantidade de

isótopos-filho é 3

vezes superior à

quantidade de

isótopos-pai?

Passou um período

de semi-vida!

Passaram dois período

de semi-vida!

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!

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!

Radiometria


Não permite datar rochas sedimentares!•Este método pressupõe que as rochas sejam

sistemas fechados, não existindo entradas ou

saídas de isótopos.

•Mas, se as rochas sofrerem erosão ou

meteorização, podem ocorrer perdas de

isótopos (pais e filhos) o que irá influenciar a

idade atribuída!

•Cada grão de areia tem um relógio calibrado

para uma data distinta, a qual remonta

provavelmente a muito antes de a rocha

sedimentar se formar.

•Assim, em matéria de cronometragem, a rocha

sedimentar é uma confusão. Não serve!


Atribuí uma idade ao metamorfismo e não à

rocha antes de o sofrer!Se tivermos em conta que as rochas metamórficas

resultam de modificações, devidas a pressão e

tem-peratura, sofridas por outras rochas, o

metamorfismo que as afectou não elimina os

átomos-filho que elas possam conter nesse

momento e, dessa forma, obtém-se uma idade

superior à que deveria corresponder à última fase

de metamorfismo.

Nem sempre as rochas contêm grandes

quantidades dos isótopos necessários à

sua datação.


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 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. 119Professora Isabel Henriques

As rochas ígneas costumam conter

muitos isótopos radioactivos

diferentes.

A solidificação das rochas ígneas

dá-se bruscamente, o que tem

uma consequência feliz: todos os

relógios de um dado fragmento

de rocha são calibrados em

simultâneo.

Apenas as rochas ígneas proporcionam bons relógios

radioactivos!120Professora Isabel Henriques


•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.

Por que motivo a estratigrafia não permite medir o tempo de forma

absoluta?




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


http://lectureonline.cl.msu.edu/~mmp/applist/decay/decay.htm

http://lectureonline.cl.msu.edu/~mmp/applist/decay/decay.htm

http://www.blackgold.ca/ict/Division4/Math/Div. 4/radiometric/index.htm

http://www.blackgold.ca/ict/Division4/Math/Div. 4/radiometric/index.htm

http://www.furryelephant.com/player.php?subject=physics&jumpTo=re/15Ms17

http://www.furryelephant.com/player.php?subject=physics&jumpTo=re/15Ms17

http://www.youtube.com/view_play_list?p=9CE5DF26BD7E30F2

http://www.youtube.com/view_play_list?p=9CE5DF26BD7E30F2

http://elearn.stisd.net/mod/resource/view.php?id=2679

http://elearn.stisd.net/mod/resource/view.php?id=2679

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.


Magnetostratigrafia

A estes eventos são posteriormente atribuídas idades, sendo propostas escalas magnetostratigráficas que, em conjunto com a biostratigrafia e as datações radiométricas, permitem o estabelecimento de correlações entre diferentes unidades litostratigráficas.


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 dipologeocêntrico, 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.


Magnetostratigrafia

Os constituintes de alguns minerais, como a magnetite(Fe3O4) e a hematite (Fe2O3), podem adquirir de forma permanente uma orientação definida de acordo com a direcção das linhas de força do campo magnéticoexistente na altura da sua magnetização.


Magnetostratigrafia

O 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.


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.

Magnetostratigrafia


DATAÇÃO RELATIVA DATAÇÃO ABSOLUTA

“Relógios” sedimentológicos:

litostratigrafia

“Relógios” paleontológicos:

biostratigrafia

•“Relógios” sedimentológicos:

ciclos de gelo-degelo

•“Relógios” paleontológicos:

dendrocronologia

•Métodos de datação físicos e

geofísicos:

datações radiométricas e magnetostratigrafia

http://www.ucmp.berkeley.edu/education/explorations/tours/geotime/gtiframe.html





Disciplina de Geologia

12º Ano

Professora

Isabel Henriques


Documents

Tema II - O Tempo Geológico e Métodos de Datação