Geobiocronologia: Princípios e Escala do Tempo Geológico

Geologia - Unidade 2: Geobiocronologia

Obstáculos para a Percepção do Tempo

A percepção do tempo geológico enfrentou a influência da moral cristã somada ao idealismo impregnado na prática científica.

Primeira Tentativa de Estabelecimento de uma Lógica Temporal

A primeira tentativa de estabelecer uma lógica temporal nos fenômenos geológicos foi feita por Nicolau Steno. Ela está relacionada aos três princípios ou leis desenvolvidas por ele: as Leis da Superposição, Horizontalidade Original e Continuidade Lateral.

As Leis Estratigráficas de Steno

As leis de Steno estão relacionadas à capacidade humana de estabelecer empiricamente, com base na experiência sensível, a cronologia ou a datação dos fenômenos geológicos. Elas não nos permitem inferir quantos milhões de anos uma rocha tem, mas se ela é mais antiga ou mais jovem que outra – ou então se ela se formou antes ou depois de um determinado evento geológico do qual ainda restam indícios.

Steno acreditava que a Terra estivera completamente coberta por um oceano primordial e que, nas águas desse oceano global, teriam estado em suspensão e/ou em solução todos os componentes que integram as rochas da crosta terrestre – essa premissa marca a origem do pensamento netunista.

Steno acreditava que as rochas têm origem comum e decorrente de um fenômeno de magnitude universal, no caso o dilúvio bíblico, o que o faz dele também um catastrofista e um diluvianista.

Metodologia de Steno

No texto intitulado De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus (ou Pódromo), de 1679, Steno estabelece sua noção subjetiva de cronologia geológica, pautando-se em uma hierarquização vertical e em aspectos de singularidade em cada fase de formação das rochas.

Cronologia Estratigráfica de N. Steno: Era e Singularidade

• 1ª: Sedimentos.
• 2ª: A terra ergueu-se no mar.
• 3ª: Fogo ou água transformaram a planície em montanhas e colinas.
• 4ª: O mar invadiu a terra e encheu os mares de material sedimentar, conchas, restos antigos de animais, moluscos e peixes.
• 5ª: A terra ergueu-se novamente sobre o mar; os rios cavam os vales, depositaram sedimentos e construíram deltas que aos poucos avançaram para o mar.
• 6ª: As planícies levantaram ainda mais; o fogo subterrâneo devorou as camadas inferiores, que desmoronaram formando novos morros.

Abraham Werner: O Pensamento Netunista

Abraham Werner era netunista, catastrofista e diluvianista. Ele preferia o termo geognosia em vez de geologia. Para Werner, todas as rochas foram depositadas no fundo de um oceano primordial global em um empilhamento sequencial; logo, todas as rochas do mundo seriam sedimentares superpostas.

Ele sentenciava que o oceano global era constantemente varrido por “fortes ventos”, o que ocasionou a formação subaquática das irregularidades de relevo (montanhas e vales). Assim que o oceano refluiu, as rochas secaram e os relevos viraram a terra firme.

Classificação Geocronológica de A. Werner: Era, Rocha e Singularidade

• Primária: Granito. É universal, cobre todo o globo, é a rocha mais antiga e não contém fósseis.
• Transição: Não possui rocha específica. Origina-se do rebaixamento universal do nível dos oceanos até a origem da vida; possui poucos fósseis.
• Floetz: Arenitos, calcários, carvão, basalto e obsidiana. Não possui singularidade.
• Aluviais: Lodo, marga, argila, areia e turfa. Encontradas em terras baixas do globo.

James Hutton e o Plutonismo

James Hutton, naturalista escocês, inaugura o pensamento plutonista. Ele reconheceu rochas mais velhas sobrepondo rochas mais novas e afirmou que os sistemas de deposição e erosão são cíclicos: após a deposição, o soerguimento e o dobramento, seguem-se novas sequências de sedimentação calma.

As rochas formam-se a partir do resfriamento do calor interno da Terra, classificadas em extrusivas (resfriam na superfície) e intrusivas (arrefecem em grandes profundidades).

Posteriormente, Cuvier afirmou que rochas mais antigas não têm fósseis devido às altas temperaturas de sua formação. A classificação de Hutton situa as rochas como: Terciárias (mais novas), Secundárias (intermediárias) e Primárias (mais velhas).

Comparação de Classificações: Werner vs. Hutton

• Aluvial / Floetz: Terciário
• Transição: Secundário
• Primitivo: Primário

William Smith e a Bioestratigrafia

William Smith elaborou o primeiro mapa geológico da história. Criou o método de correlação de áreas pela coluna estratigráfica e a classificação das rochas segundo a toponímia local.

Lei da Assembleia da Fauna: Segundo Smith, se fósseis de determinada espécie ocupam um estrato, tanto o estrato quanto as espécies têm a mesma idade geológica.

Adam Sedgwick e a Escala do Tempo

Adam Sedgwick, de Cambridge, desenvolveu uma escala de convenção para a classificação de rochas e fósseis.

Convenção da Escala do Tempo Geológico

• Era: Dois ou mais períodos.
• Período: Sistema (mais longo que a época).
• Época: Série (ex: Eoceno).
• Idade: Estágio (ex: idade do gelo, período curto).

Charles Lyell e os Princípios da Geologia

Em sua obra Principles of Geology, Charles Lyell questionou o Terciário de Hutton, propondo subdivisões: Eoceno (aurora do presente), Mioceno (médio) e Plioceno. Lyell reclassificou o Antigo Plioceno como Plioceno e o Novo Plioceno como Pleistoceno (idade do gelo). Definiu o Terciário como Cenozoico e o Secundário como Mesozoico (Jurássico, Cretáceo e Triássico).

Escala Geocronológica do Fim do Século XIX (Padrão Sedgwick)

• Cenozoica (Terciário): Recente, Pleistoceno, Plioceno, Mioceno, Oligoceno, Eoceno, Paleoceno.
• Mesozoica: Cretáceo, Jurássico, Triássico.
• Paleozoica, Proterozoica e Arquezoica.

Adam Sedgwick e Roderick Murchison agruparam estratos em períodos novos: o Cambriano (homenagem ao País de Gales) e o Siluriano (tribo celta). O Ordoviciano homenageia os ordovices da Gália.

William Edmond Logan e o Pré-Cambriano

Logan descobriu no Canadá grandes maciços de rochas muito velhas, denominando-as Pré-cambrianas. Dividiu-as em Arquezoicas (mais velhas) e Proterozoicas (mais novas).

A Escala do Tempo Geológico Atual

A história é dividida hierarquicamente em: Éon (maior subdivisão), Era, Período, Época e Idade.

A Terra surgiu há cerca de 4,6 bilhões de anos (4,6 G.a.). Do Éon Criptozoico (Pré-Cambriano) até o Cambriano (570 M.a.), decorreram mais de 4 G.a. A origem dos procariontes data de 4 G.a. (Hadeano), enquanto a espécie humana surgiu há pouco mais de 2 M.a.

Comprimindo a Idade da Terra (Analogia de um Ano)

• 1º de janeiro: Início do Criptozoico Hadeano (formação da Terra e da Lua).
• 24 de fevereiro: Formação das primeiras rochas e bombardeio de meteoritos.
• 17 de março a 18 de abril: Surgimento dos primeiros continentes.
• 28 de março: Primeiras bactérias.
• 18 de abril a 20 de maio: Estromatólitos e início da fotossíntese (Arqueano).
• 20 de maio a 13 de junho: Bacias sedimentares, supercontinente Rodínia e jazidas minerais (Proterozoico).
• 13 de junho a 24 de agosto: Primeiros seres eucariontes.
• 24 de agosto a 12 de outubro: Início da reprodução sexuada (Ediacarano).
• 12 de outubro a 17 de novembro: Biota Ediacarana.
• 17 a 22 de novembro: Explosão Cambriana (Fanerozoico); surgimento de anelídeos, artrópodes e moluscos.
• 22 a 25 de novembro: Ordoviciano; clima úmido, grandes geleiras e extinção de 60% dos gêneros.
• 25 a 28 de novembro: Siluriano; derretimento de geleiras, recifes de corais e colonização da terra firme.
• 28 de novembro a 2 de dezembro: Devoniano; auge dos corais, primeiros anfíbios e peixes com patas.
• 2 a 7 de dezembro: Carbonífero; grandes jazidas de carvão e reprodução de répteis em terra firme.
• 7 a 11 de dezembro: Permiano; formação da Pangeia e extinção de 95% da vida no fim da fase.
• 11 a 15 de dezembro: Triássico; primeiros dinossauros e mamíferos ovíparos.
• 15 a 19 de dezembro: Jurássico; divisão da Pangeia, domínio dos grandes répteis e primeiros pássaros.
• 19 a 25 de dezembro: Cretáceo; auge e extinção dos dinossauros (às 18h do dia 25).
• 25 a 29 de dezembro: Paleogeno; mamíferos modernos.
• 29 a 31 de dezembro: Neogeno; expansão de grandes mamíferos e surgimento do Homo sapiens sapiens às 23:36:51 do dia 31.

Classificação das Unidades Litoestratigráficas

Exceto granitos e gnaisses, as rochas obedecem a padrões de sucessão vertical:

• Supergrupo: Associação de vários grupos.
• Grupo: Duas ou mais formações.
• Formação: Unidade fundamental, definida por homogeneidade litológica.
• Membro: Parte de uma formação.

O nome das unidades utiliza o tipo de rocha e a toponímia local (ex: Formação Rio do Rasto, Grupo Bom Jardim).

Unidade Litodêmica ou Corpo

Não obedece à lei de sucessão vertical. Refere-se a rochas ígneas intrusivas e metamórficas (ex: rochas do Pré-cambriano no Brasil). Devem apresentar limites reconhecíveis.

• Litodema: Equivalente à formação para corpos ígneos ou metamórficos (ex: Granito Santana).
• Suíte: Semelhante ao grupo, contém dois ou mais litodemas (ex: Suíte Granítica de Itu).
• Complexo: Formado por litodemas de vários tipos sem independência clara (ex: Complexo Metamórfico Porongos).

Datação ou Idade Relativa

Baseia-se em princípios empíricos para determinar se uma rocha é mais antiga ou jovem que outra.

• Princípio da Superposição: Em camadas não perturbadas, a de cima é mais jovem.
• Princípio da Horizontalidade Original: Rochas sedimentares são depositadas horizontalmente.
• Princípio da Continuidade Lateral: Camadas em lados opostos de vales eram originalmente contínuas.
• Princípio das Relações de Interseção: Uma rocha atravessada por uma intrusão ou falha é mais antiga que o evento que a cortou.

Datação ou Idade Absoluta

Determinada de duas formas:

1. Datação pelo Conteúdo Fossilífero: Uso de fósseis-índices (espécies que viveram por curto tempo em grandes áreas) para determinar a idade dos estratos.
2. Datação Radiométrica: Utiliza a desintegração espontânea ("meia-vida") de núcleos atômicos instáveis.

Elementos instáveis emitem radiação e se transformam em outros elementos (decaimento radioativo) até atingirem a estabilidade. Sabendo a velocidade desse processo, determina-se a idade da rocha. Exemplo: a sequência Urânio (U238) para Chumbo (Pb206) passa por 14 fases de perda de meia-vida.

A datação radiométrica permitiu ao homem explicar o "tempo profundo", narrando com precisão a história natural anterior à existência humana.