Tectónica de Placas e Tempo Geológico da Terra

Deriva dos Continentes / Tectónica de Placas

Pontos fracos da teoria de Wegener:

• Wegener não conseguiu responder de forma satisfatória à questão fundamental levantada pelos críticos: que tipo de forças poderiam mover enormes massas de rocha sólida como os continentes a tão grandes distâncias?
• Wegener sugeriu que os continentes deslizavam sobre os fundos oceânicos. (Harol Jeffreys contrapôs que seria fisicamente impossível mover uma grande massa de rocha sólida em deslizamento sobre o fundo oceânico sem que esta se partisse.)
• Baixo estatuto da meteorologia entre os cientistas da época.
• Apresentação da teoria na sua língua natal (alemão).
• O momento da apresentação ter coincidido com o advento da Primeira Guerra Mundial.

Estes fatos fizeram com que as suas ideias demorassem a ser conhecidas e, posteriormente, a ter aceitação por parte da comunidade científica anglo-americana.

Renascer da Teoria de Wegener

Em 1925, Holmes, um físico que fazia investigações radiométricas, argumentou, baseado nessas investigações, que a Terra não poderia estar a arrefecer continuamente. No entanto, anos mais tarde, novas evidências relacionadas com a exploração da superfície dos fundos oceânicos, assim como outros estudos, revitalizaram o interesse na teoria de Wegener, conduzindo à sua reavaliação e, finalmente, ao desenvolvimento da Teoria da Tectónica de Placas.

Avanços da Geologia

Começa por ser uma ciência meramente descritiva. O interesse por materiais minerais leva à cartografia Geológica sistemática. A Estratigrafia e a Paleontologia dão-nos a conhecer a sucessão das paisagens que povoaram a Terra - Paleogeografia. O desenvolvimento da Sismologia (1930-1950) permitiu estabelecer o Modelo da Estrutura da Terra. Com a Segunda Guerra Mundial, desenvolvem-se os sonares. Após a guerra, EUA e URSS investiram em navios oceanográficos (recolhem sedimentos, rochas duras, medem campo magnético terrestre, etc.). Mais tarde, medem-se fluxos de calor que escapam através dos fundos oceânicos e estuda-se a geofísica dos materiais. Em 1948, a radiocronologia permitiu a datação absoluta das formações. Avanços da tecnologia permitem a produção de rochas em laboratório, origem do granito e do basalto.

Tectónica de Placas

Demonstração da superfície irregular e juventude geológica dos fundos oceânicos; Confirmação de reversões repetidas do campo magnético da Terra ao longo do seu passado geológico e a interpretação do padrão de bandas magnéticas dos fundos oceânicos; Emergência da hipótese do alastramento do fundo oceânico associada a fenómenos de 'reciclagem' da crosta; Acumulação de documentação precisa sobre a distribuição da atividade sísmica e vulcânica, sobretudo ao longo das fossas e cadeias montanhosas submarinas.

Contributos Tecnológicos para a Formulação da Teoria da Tectónica de Placas

Oceanografia; Paleomagnetismo.

Oceanografia

Durante a Segunda Guerra Mundial (1939-1945), a tecnologia para a deteção de submarinos permitiu recolher novos dados sobre o relevo dos oceanos. O estudo da morfologia dos fundos oceânicos permitiu descobrir novas cadeias montanhosas submersas que constituem importantes alinhamentos por todo o globo, como por exemplo a dorsal médio-oceânica presente no Oceano Atlântico. Em 1962, o geólogo Harry Hess constatou que as montanhas de um dos lados do rifte eram um espelho perfeito das que existiam do outro lado. As cadeias montanhosas contrastavam com as planícies abissais, que se caracterizavam por serem profundas e planas. A existência de ilhas vulcânicas na proximidade dos riftes e das fossas oceânicas permitiu estudar as rochas vulcânicas expelidas pelos vulcões. Com base nestes estudos, Hess defendia a expansão da crosta oceânica ao nível dos riftes e a sua destruição nas fossas oceânicas, originando os arcos insulares.

Rifte

Fissura por onde ocorre a emissão de elevados volumes de magma. No geral, os riftes localizam-se na dorsal médio-oceânica onde ocorre a expansão dos oceanos.

Dorsal Médio-Oceânica

Elevação contínua nos fundos das principais bacias oceânicas.

Planície Abissal

Grande extensão plana do fundo oceânico muito profundo.

Ilhas Vulcânicas

Ilhas resultantes da acumulação de lava. Tendem a localizar-se na proximidade dos riftes ou fossas.

Paleomagnetismo

A Terra possui um campo magnético, comportando-se como um íman gigante. Uma das explicações aceites para a origem deste deve-se ao facto de os materiais existentes no núcleo externo estarem em rotação. Este movimento produz uma corrente elétrica responsável pela existência do campo magnético terrestre. Este magnetismo é responsável pela orientação de todos os objetos magnetizáveis, como as bússolas. Alguns minerais sofrem magnetização quando se formam. Na magnetita, as partículas magnéticas alinham-se paralelamente ao campo magnético quando a temperatura desce abaixo dos 580ºC. Com o abaixamento da temperatura, os minerais deixam de sofrer magnetização, mantendo a orientação magnética da sua formação. Esta propriedade é essencial para o paleomagnetismo. A presença de minerais magnetizáveis torna os basaltos importantes para o estudo do paleomagnetismo dos fundos oceânicos. O registo do magnetismo presente nas rochas só foi possível com o desenvolvimento de aparelhos altamente sensíveis para detetar a orientação magnética dos minerais das rochas. Este avanço deve-se ao físico Patrick Blackett.

Em 1928, Arthur Holmes propôs a hipótese de movimentos de convecção no manto como motor da deriva dos continentes.

Limite Divergente

Ocorre formação de nova crosta oceânica ao longo do rifte. As duas placas litosféricas deslocam-se em sentidos opostos.

Limite Convergente

Cada uma das placas desloca-se no sentido da outra, chocando entre si. No limite entre uma placa continental e uma placa oceânica forma-se uma região de subducção. Na colisão de duas placas de natureza oceânica forma-se um arco insular vulcânico (Ex.: Arquipélago das Marianas). Na colisão de duas placas continentais formam-se cadeias montanhosas (Ex.: Himalaias).

Limite Conservativo

As placas deslizam uma em relação à outra, não ocorrendo formação ou destruição de placas litosféricas. Ex.: Falha de Santo André, Califórnia. Estes limites são classificados como falhas transformantes.

A Teoria da Tectónica de Placas permite explicar:

• O movimento das placas litosféricas à superfície do globo;
• O padrão dos fenómenos vulcânicos e sísmicos, bem como a sua variação ao longo do tempo, em resultado da modificação dos limites de placas;
• A formação de novos oceanos, por instalação de um rifte, bem como a sua evolução para bacias sedimentares de dimensões variáveis;
• O fecho dos oceanos, num quadro tectónico de limite convergente, em que os materiais rochosos sofrem intensa deformação, originando montanhas.

Período Pré-Wegeneriano: Teorias Usadas para Explicar a Dinâmica da Terra no Século XX (Contracionistas)

Teorias:

• Neptunismo;
• Catastrofismo.

Geólogos:

• Abraham Werner (1749-1817);
• Francis Bacon (1561-1626);
• Georges Cuvier (1769-1832);
• Elie de Beaumont (1798-1974);
• António Snider-Pellegrini (1859);
• Eduard Suess (1831-1914).

A Terra, inicialmente quente e incandescente, entrou num processo gradual de arrefecimento e de contração. Este processo de contração motivaria não só o afastamento dos blocos continentais como a formação dos oceanos e das montanhas.

Teoria do Catastrofismo (Apoiada por Werner)

O nosso planeta teria sido sujeito a grandes catástrofes, tais como inundações, vulcanismos, que alteraram a sua morfologia.

Teoria do Neptunismo (Apoiada por Werner e Cuvier)

A Terra primitiva possuía um núcleo irregular coberto por um oceano cujas águas continham em solução todo o material necessário à formação da crosta terrestre. Esta, por sua vez, seria o resultado do recuo geral e gradual das águas.

Permanentistas

Teorias:

• Uniformitarismo.

Geólogos:

• James Hutton (1726-1797);
• Frank Burley Taylor (1860);
• Charles Lyell (1797-1875).

As causas que originaram certos fenómenos no passado são idênticas às que provocam o mesmo tipo de fenómenos no presente (Princípio das Causas Atuais). Os continentes e oceanos permaneciam inalterados desde o momento da sua formação.

Teoria do Uniformitarismo (Apoiada por Hutton)

Teoria que defende a existência de uma evolução cíclica do globo terrestre, na qual seria difícil indicar com precisão vestígios de um princípio e perspetivas de um fim. 'O presente é a chave da interpretação do passado'.

As posições PERMANENTISTAS e CONTRACIONISTAS foram gerando uma oposição crescente devido a:

• Existência de materiais geológicos que evidenciavam deformações não eram compatíveis com um modelo de arrefecimento e possível contração.
• A distribuição das cadeias montanhosas no Globo deveria ser aleatória e não estar confinada a certas zonas.

Dinâmica Terrestre: Período 'Pós-Wegeneriano'

O estudo dos sismos permite 'radiografar' o interior do planeta. Como os sismos se propagam através de ondas sísmicas, a sua velocidade depende do meio que está a atravessar, se é mais sólido, mais líquido, mais denso, etc. Descobriu-se assim que a Terra é composta por camadas que se distinguem pela composição química e pelo estado físico.

Litosfera

Corresponde aos 100 km mais superficiais da Terra; As condições de temperatura e pressão não permitem a fusão das rochas, logo esta zona encontra-se no estado sólido; Inclui a crosta, continental e oceânica, e a parte superior do manto que ainda está rígida. A litosfera terrestre está toda fraturada. Cada fragmento designa-se por placa tectónica ou placa litosférica.

Astenosfera

Zona abaixo da litosfera (100-350 km profundidade), constituída por material parcialmente fundido.

Morfologia dos Fundos Oceânicos

Os estudos oceanográficos revelaram que os relevos dos fundos oceânicos eram mais do que planícies: existem montanhas, fenómenos vulcânicos e vales extremamente profundos.

Margem Continental

Plataforma Continental; Talude Continental.

Plataforma Continental

Zona dos continentes que já se encontra submersa; é pouco inclinada.

Talude Continental

Zona que se segue à plataforma continental - apresenta grande inclinação.

Morfologia dos Fundos Oceânicos

No centro da dorsal existe um vale/fenda profunda, o rifte, ao qual estão associados fenómenos vulcânicos contínuos. Para lá da dorsal, o fundo oceânico revela uma topografia mais aplanada e suave - Planície Abissal, que contém sedimentos. As margens continentais correspondem a uma zona de transição entre os continentes e os oceanos. Em algumas zonas existem ainda profundas depressões oceânicas - fossas abissais.

Que fatos comprovam esta expansão dos fundos oceânicos?

• A existência de dorsais médio-oceânicas;
• A diminuta idade das rochas que compõem a crosta oceânica quando comparada com as da crosta continental;
• Em algumas zonas oceânicas existem finas camadas de sedimentos;
• Os fundos oceânicos são mais jovens junto das dorsais.

Movimentos Verticais da Litosfera: Equilíbrio Isostático

Gravimetria

O seu contributo para o conhecimento do interior do globo é muito importante. É um ramo da Geofísica que se ocupa dos cálculos e medições da gravidade, tanto a nível local como global. A força gravítica terrestre aumenta em zonas de maior densidade e diminui em zonas de menor.

Segundo a Gravimetria, a Litosfera rígida flutua sobre o material rochoso da Astenosfera, mais denso e com capacidade de deformação.

Isostasia

Tenta explicar como se mantém o equilíbrio entre a Litosfera e a Astenosfera.

Princípio de Arquimedes

Se um determinado bloco for suportado por materiais mais plásticos e mais densos que ele, então, estes blocos devem flutuar nesse substrato, tal como acontece quando se colocam blocos de madeira, gelo ou barcos num dado volume de água.

A litosfera tende a equilibrar-se na astenosfera. Assim, qualquer relevo da litosfera é compensado, em proporção, por uma raiz litosférica que se afunda na astenosfera, à semelhança de um iceberg no mar. Os blocos litosféricos que mais se elevam à superfície terrestre, como é o caso das montanhas, para se equilibrarem apresentam raízes profundas na astenosfera. Sempre que este equilíbrio se altera, ocorrem ajustamentos isostáticos que envolvem movimentos verticais da litosfera, de levantamento ou de afundamento. A erosão e o degelo são processos naturais que originam anomalias isostáticas negativas. Fazem diminuir o peso dos materiais nos continentes, havendo um ajustamento em que ocorrem movimentos verticais da litosfera no seio da astenosfera. A sedimentação e as glaciações originam anomalias isostáticas positivas. A acumulação de sedimentos ou de gelo causam sobrecargas e provocam movimentos verticais da litosfera no seio da astenosfera.

Conclusão

Se uma região perde massa (anomalia isostática negativa), tenderá a recuperar o equilíbrio elevando-se; Se uma região adquire massa (anomalia isostática positiva), tende a afundar-se na astenosfera.

Dinâmica da Litosfera e Grandes Estruturas Geológicas: Movimentos Horizontais da Litosfera

Movimentos horizontais da litosfera dos quais resultam:

• Dorsais oceânicas a partir das quais ocorre expansão dos fundos oceânicos;
• Arcos insulares intraoceânicos;
• Riftes continentais onde se identificam graben/horst;
• Bacias sedimentares, por exemplo, de subsidência;
• Cadeias montanhosas que podem ser intracontinentais ou de margem. Estas dividem-se em cadeias de subducção, cadeias de obducção e cadeias de colisão.

Formação de Magma ('Placas Divergentes')

Os materiais do manto estão no estado sólido e a alta temperatura. Mas ao ascenderem, devido ao abaixamento da pressão e da temperatura, começam a passar ao estado líquido, gerando-se uma mistura de cristais e substâncias no estado líquido (Magma).

Morfoestrutura Transversal das Dorsais Oceânicas

O vale do rifte tem uma largura de 30 km e uma profundidade de 2000 m. No seu interior existem falhas normais, alinhadas paralelamente ao seu eixo. No vale do rifte existe grande atividade vulcânica e sísmica, apresentam elevado fluxo térmico e expelem magma basáltico que permite a expansão dos fundos oceânicos.

Morfoestrutura Longitudinal das Dorsais Oceânicas

Nas zonas de fratura compreendidas entre dois segmentos do vale de rifte, verifica-se atividade sísmica superficial, em resultado dos seus blocos apresentarem movimentos opostos. Estas porções da zona de fratura com focos sísmicos associados designam-se falhas transformantes. As porções da zona de fratura localizadas do mesmo lado da dorsal caracterizam-se por atividade sísmica fraca ou nula, dado a direção de movimento desses blocos ser a mesma. A dorsal oceânica não é uma estrutura contínua, mas retalhada transversalmente por fraturas e falhas transformantes, apresentando, por isso, um traçado bastante irregular.

Riftes Continentais

A extensão continental, por forças tectónicas de distensão, tornam a litosfera sucessivamente menos espessa, acabando por fraturar. Movimentos dos blocos de falhas originam o graben (depressão) que constituirá o vale de rifte num continente. Ascensão contínua de magma basáltico provoca o estiramento da crosta, que se torna mais fina e de composição basáltica, formando a crosta oceânica. O derrame de lavas basálticas inicia o processo de formação de crosta oceânica (acreção) e a sua subsequente expansão a partir do vale de rifte. Ocorrerá a formação de um mar e, posteriormente, de um oceano.

'Graben' e 'Horst'

A divergência da litosfera continental conduz à formação de falhas normais. Esses movimentos levam à formação de depressões (graben) e de relevos (horst). Assim, os riftes continentais ou oceânicos são grabens associados a zonas de distensão da litosfera (zonas de divergência de placas).

Formação de Arcos Insulares Intraoceânicos

A erupção dos magmas formados por subducção pode formar alinhamentos de ilhas vulcânicas no interior de um oceano que se designam arcos insulares intraoceânicos.

Bacias Sedimentares

Depressões da superfície terrestre, nas quais se depositam, ou depositaram, sedimentos. Formam-se devido a abatimentos da litosfera por um processo de subsidência (afundamento da crosta oceânica ou continental).

As principais causas geológicas da subsidência são:

• Flexão e afundamento forçado da litosfera, à semelhança do que acontece em zonas de subducção (Bacias frontais).
• Estiramento da litosfera, devido a forças tectónicas distensivas (Bacias de estiramento).
• Arrefecimento da litosfera (Bacias intracontinentais - litosfera continental; Planícies abissais - litosfera oceânica).

Podem ser de vários tipos, de acordo com as causas da sua formação. Destacam-se as:

• Bacias frontais: Localizam-se à frente de uma cadeia montanhosa ou de um arco de ilhas vulcânicas, que são o resultado da convergência de placas que obriga à flexão e afundamento da litosfera.

Cadeias Montanhosas

Devido a situações de convergência de placas, há ocorrência de processos de deformação que começam por afetar as zonas mais frágeis da crosta. Se a deformação continuar a ocorrer, obtém-se uma verdadeira cadeia de montanhas.

Cadeias Montanhosas de Margem Continental:

• Subducção;
• Obducção;
• Colisão.

Cadeias Montanhosas Intracontinentais:

• Cadeias associadas às grandes cadeias de colisão continental;
• Autónomas.

Cadeia Montanhosa de Subducção

Resulta da convergência de uma placa litosférica continental com uma placa litosférica oceânica. Ex.: Andes (subducção da placa oceânica de Nazca sob a placa continental Sul-Americana).

De Obducção

A crosta continental afunda sob a crosta oceânica. Forma-se uma cadeia montanhosa de obducção. Alguns fragmentos da crosta oceânica são transportados para cima da crosta continental. A subducção é substituída pelo transporte dos materiais da crosta oceânica para cima da crosta continental, processo chamado cavalgamento. Da obducção, formam-se estruturas muito complexas, caracterizadas pela sua assimetria devido aos cavalgamentos. A camada de ofiólitos (grupo de rochas que incluem basaltos, peridotitos, espilitos, doleritos e gabros) e sedimentos oceânicos podem atingir os 30 km de espessura.

Obducção em Omã

Um dos exemplos mais flagrantes deste tipo de cadeias montanhosas de margem é a cadeia de Omã, na península arábica. Neste local, hoje em dia, encontra-se o maior complexo ofiolítico do mundo. Este complexo consiste num fragmento de litosfera oceânica que abductou o escudo arábico.

Cadeia Montanhosa de Colisão

Cadeias que resultam da colisão de duas margens continentais anteriormente separadas por um espaço com crosta oceânica. Ex.: Himalaias.

Cadeias Montanhosas Intracontinentais

As cadeias montanhosas não se formam apenas nos limites das placas litosféricas. A deformação tectónica também está presente dentro dos continentes, com regimes compressivos que provocam o espessamento da crosta. Este processo forma as dobras e as falhas. A formação de falhas permite erguer os blocos rochosos e formar as cadeias montanhosas.

Cadeias Associadas às Grandes Cadeias de Colisão Continental

Existem cadeias associadas a outras de maior dimensão que resultam de fenómenos de colisão. Isso deve-se à persistência do regime compressivo, pelo que a deformação se pode estender a zonas intracontinentais com formação de cadeias montanhosas. Isto leva a que a deformação ganhe novos territórios exteriores à cadeia de colisão. Ex.: Cadeia Tian Shan (Tibete).

Cadeias Intracontinentais Autónomas

Cadeias montanhosas isoladas no seio de um continente, correspondendo, nos casos mais simples, a um arqueamento, por compressão, da litosfera em zonas geologicamente frágeis, tais como, por exemplo, um sistema de falhas crustal. Ex.: Alto Atlas, em Marrocos.

Medida do Tempo Geológico

Datação Relativa

Método que avalia a idade das formações geológicas umas em relação às outras. Como? Analisando a posição relativa dessas formações e averiguando acerca da existência de fósseis.

Datação Absoluta

Método que avalia a idade das formações geológicas usando referências numéricas (m.a.). Através de um complexo uso de tecnologias e análises laboratoriais de amostras das rochas que se pretendem datar.

Medida de Tempo Geológico

A litostratigrafia estuda os diferentes estratos, definindo unidades litostratigráficas. Estratos individualizados e definidos pelas suas características litológicas, independentemente da sua idade. Formação: Unidade Fundamental.

Princípios Litostratigráficos (Datação Relativa):

• Princípio da Horizontalidade Inicial;
• Princípio da Sobreposição de Estratos;
• Princípio da Continuidade Lateral;
• Princípio da Inclusão;
• Princípio da Interseção.

Princípio da Horizontalidade Inicial

Os sedimentos que estiveram na origem dos estratos são depositados, em regra, segundo camadas horizontais paralelas à superfície de deposição.

Princípio da Horizontalidade Inicial: Discordância

Uma discordância corresponde a um período de tempo durante o qual não ocorreu sedimentação (e a erosão atuou), iniciando-se depois uma nova sedimentação.

Princípio da Continuidade Lateral

Um estrato delimitado pelo mesmo teto e muro e com semelhantes propriedades litológicas possui a mesma idade em toda a sua extensão lateral.

Princípio da Sobreposição de Estratos

Se não ocorrerem deformações, a deposição ocorre por ordem cronológica, da base para o topo.

Ciclo de Gelo-Degelo (Datação Absoluta)

Depósitos sedimentares, denominados varvas ou varvitos. As varvas são pares de estratos (um claro e um escuro) produzidos anualmente em relação direta com as estações do ano. 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, os de cor escura no inverno.

Ciclo de Gelo-Degelo (Datação Absoluta) (Cont.)

As varvas permitem fazer datações até cerca de 15 mil anos, antes da atualidade. 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.

Estratigrafia

Procura estabelecer o ordenamento temporal dos acontecimentos geológicos ocorridos numa região e relacioná-los com outros identificados noutras regiões.

Cronostratigrafia

Através desta, o tempo geológico pode ser delimitado quer através de unidades cronostratigráficas, quer através de unidades geocronológicas.

Unidades Cronostratigráficas

Correspondem aos volumes de materiais rochosos estratificados, processos ou acontecimentos geológicos que ocorreram durante um determinado intervalo de tempo.

Unidades Geocronológicas

Unidades de tempo em correspondência com as unidades cronostratigráficas. Abstratas e de âmbito global. Puramente temporais, representando todo o planeta e acontecimentos nele ocorridos em toda a sua extensão, no intervalo de tempo considerado.

Métodos de Datação Físicos

Radiometria, é uma das principais fontes de energia térmica interna da Terra; Magnetostratigrafia, estuda as características das rochas estratificadas com base nas suas propriedades magnéticas.

Por que razão o decaimento radioativo oferece uma boa forma de medir o tempo de forma absoluta?

• A taxa de decaimento radioativo é constante para cada isótopo!
• A desintegração é irreversível: o isótopo pai não volta a adquirir as propriedades iniciais!
• Quando a rocha se forma, adquire elementos radioativos que se começam a desintegrar, marcando o momento de formação daquela rocha!

• A magnetostratigrafia é o ramo da estratigrafia que estabelece a escala de mudanças do campo magnético terrestre ao longo da história da Terra.
• Diz-se polaridade normal sempre que o campo magnético se dispõe com uma polaridade semelhante à atual e, pelo contrário, diz-se polaridade inversa quando o campo magnético apresenta uma orientação oposta à atual.
• O registo da polaridade permitiu a construção de uma escala magnetostratigráfica.

Polaridade Normal

Quando o norte magnético coincide com o norte geográfico.

Polaridade Inversa

Quando o norte magnético se orienta para o sul geográfico.

Relógios Paleontológicos

À semelhança dos relógios sedimentológicos, os relógios paleontológicos também são usados para estabelecer relações de idade entre diferentes camadas sedimentares. Em 1805, William Smith sugeriu que os fósseis pudessem ser utilizados para identificar os estratos que os continham (Biostratigrafia).

Unidades Biostratigráficas - Biozonas

A biostratigrafia é um ramo da estratigrafia que permite correlacionar e fazer datação relativa de rochas, através do estudo das associações fósseis nelas contidas. Estuda a distribuição temporal dos fósseis através do registo estratigráfico. A biozona pode ser definida como o estrato, ou conjunto de estratos, que apresenta um conjunto de fósseis característico.

Fósseis de Idade

São fósseis de seres que fossilizam facilmente e, por isso, ficam muitas vezes registados nas rochas.

Fósseis de Ambiente ou Fósseis de Fácies

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.

Fósseis Vivos

Seres que habitam a Terra desde há milhões de anos e que, além de existirem atualmente, são encontrados também sob a forma de fóssil.

Importância dos Fósseis

• Permite compreender a evolução dos seres vivos ao longo da história da Terra;
• O modo de vida dos seres vivos numa determinada época;
• Reconstituir os ambientes e climas do passado;
• Efetuar a datação relativa dos estratos rochosos.

Dendrocronologia (Datação Absoluta)

A dendrocronologia é um método de datação que se baseia no estudo do crescimento das árvores. Baseia-se na possibilidade de enumerar os anéis de crescimento anuais das árvores. Permite realizar datações de determinados acontecimentos até um limite de 11.400 anos. A dendrocronologia é um método de datação muito utilizado, por exemplo, em silvicultura e na arqueologia.

Geo-história

Ciência que procura reconstituir a história da Terra, desde a sua formação até aos nossos dias.

• Pré-Câmbrico: 4.600 M.a. até 570 M.a. (O início da Terra e da vida);
• Paleozoico: 570 M.a. até 245 M.a.;
• Mesozoico: 245 M.a. até 66 M.a.;
• Cenozoico: 66 M.a. até à atualidade.

Principais Acontecimentos Geológicos

Terra bombardeada por corpos celestes (Meteoros e cometas) - sem condições para a vida. A Terra permanece sem vida até aos 800 M.a.

Primeiros Registos Fósseis

Células muito rudimentares do tipo procarionte, terão aparecido na Terra há 3.800 M.a.

A Vida no Pré-Câmbrico

Representa 88% da idade da história da Terra.

• Aparecimento das primeiras células procarióticas há 3.800 M.a.
• Aparecimento há 1.500 M.a. dos primeiros organismos eucariontes.
• Aparecimento e desenvolvimento da Fauna de Ediacara, constituída ainda por organismos de corpo mole.

Seres Unicelulares e Procariontes

Se recuarmos 3.800 M.a., a Terra (mares) era povoada por organismos muito simples. Estes seres unicelulares, sem núcleo individualizado, terão sido os antepassados comuns a todos os seres vivos.

Estromatólitos

Estruturas de origem biológica mais antigas que se conhecem. Semelhanças entre os atuais e os antigos levam a supor que o mecanismo da sua formação ainda seja o mesmo. Durante o Pré-Câmbrico, eram os organismos que dominavam a Terra.

Atmosfera

A primeira atmosfera foi consequência da atividade vulcânica associada a outros fenómenos geotérmicos que contribuíram para a libertação de gases do interior da Terra ricos em vapor de água que, ao arrefecerem, condensaram formando nuvens, que deram origem a chuvas, que por sua vez deram origem aos mares e oceanos. A atmosfera há 3.000 M.a. era constituída por: hidrogénio, azoto e dióxido de carbono. Só há cerca de 2.000 M.a. o oxigénio começou a ser abundante e foi-se acumulando na atmosfera.

Vida na Terra

Fósseis datados de há 1.500 M.a. correspondem ao aparecimento das primeiras células com uma organização bastante mais complexa do que a das bactérias (células eucariontes). Estes organismos eucariontes, ainda unicelulares, são os 'progenitores' dos atuais protozoários, mas também dos organismos pluricelulares, isto é, dos metazoários.

Fauna de Ediacara

Em 1947, foram descobertos nas montanhas de Ediacara uma jazida de fósseis com:

• Organismos pluricelulares de idade pré-câmbrica;
• Datados (radiometria) de 680 a 700 M.a.;
• Impressões nas rochas;
• Organismos de corpo mole e aspeto semelhante às medusas e aos vermes atuais.

Paleozoico

Câmbrico; Ordovícico; Silúrico; Devónico; Carbonífero; Pérmico.

A Vida no Paleozoico

No seu começo, houve uma 'explosão evolutiva dramática', e quase todos os filos animais vivos apareceram dentro dos primeiros milhões de anos devido à quantidade de oxigénio acumulada na atmosfera.

A Vida no Paleozoico (Cont.)

Já no extremo oposto do Paleozoico, a extinção maciça, a maior da história, que extinguiu aproximadamente 90% de todas as espécies animais marinhas. A 'explosão' de vida no Câmbrico permitiu o aparecimento de organismos muito diversificados.

Período Câmbrico

Explosão de vida nos mares e oceanos; Registos fósseis muito abundantes; Aparecimento brusco de uma grande diversidade de organismos devido ao oxigénio acumulado na atmosfera; Aparecimento de organismos com exoesqueleto; Um dos grupos de animais mais importantes são as trilobites e os graptólitos; Surgem os antepassados dos gastrópodes, cefalópodes, vertebrados e atuais peixes.

Fauna de Burgess

Fauna que mais contribuiu para o conhecimento dos organismos deste período. Contém grande número de fósseis, incluindo vários tipos de invertebrados.

Período Ordovícico

Os invertebrados ainda são as formas de vida animal dominantes. Sendo conhecido pela presença de seus invertebrados marinhos diversos, incluindo graptozoários, trilobites e braquiópodes. Uma comunidade marinha típica conviveu com estes animais: algas vermelhas e verdes, peixes primitivos, cefalópodes, corais e gastrópodes.

Período Silúrico

O período Silúrico sucede o período Ordovícico e precede o período Devónico, ambos da Era Paleozoica. Durante o Silúrico, surgem as primeiras plantas terrestres (a Cooksonia é provavelmente a primeira planta terrestre) e as amonites.

Período Devónico

Conhecido como a Idade dos Peixes; Animais em constante competição nas águas e nos mares do Devónico; Começa a conquista do meio continental e surgem os primeiros anfíbios e plantas com sementes.

Período Carbonífero

Clima tropical; Tetrápodes desenvolveram-se de forma rápida. Densas florestas com predominância de fetos e outras espécies vegetais, por vezes com mais de 15 m de altura; Toda esta matéria orgânica de origem vegetal deu origem aos depósitos de carvão; Aparecem os pioneiros do voo. Ex.: Libelinha gigante.

Período Pérmico

O clima tornou-se mais seco; Animais mais adaptados ao meio terrestre; Os répteis são os dominadores da terra emersa; Aparecimento dos répteis mamalianos, a partir dos quais provavelmente descendem os mamíferos; Surgem os tecodontes, grupo do qual descendem os dinossauros.

Extinções

Devem-se provavelmente à combinação de vários fatores:

• Impacto de meteoritos;
• Erupções vulcânicas capazes de alterar o clima;
• Mudança do nível médio do mar;
• Alterações climáticas a nível mundial.

Mesozoico

Triássico; Jurássico; Cretácico.

O nome Mesozoico é de origem grega e refere-se a 'meio animal', sendo também interpretado como a 'idade medieval da vida'. Esta Era é especialmente conhecida pelo aparecimento, domínio e desaparecimento polémico dos dinossauros. Desenvolveram-se os primeiros mamíferos, as primeiras aves apareceram durante o Período Jurássico, as primeiras flores apareceram durante o Período Cretácico.

Período Triásico

Surgem os primeiros dinossauros, bem como os mamíferos ovíparos. No início do Triásico, assistiu-se a uma diferenciação dos répteis.

Característica Evolutiva Mais Marcante

A deposição dos ossos da bacia permitiu a posição ereta. Sem esta evolução, teria sido muito difícil o aparecimento de diversos dinossauros.

Dinossauros

• Bípedes, posição ereta, ágeis e rápidos predadores;
• Quadrúpedes, cabeça pequena, pescoço comprido, lentos, herbívoros.

Período Jurássico

Surge a que viria a ser considerada a primeira ave.

Período Cretácico

Os dinossauros alcançam seu ápice, mas ao fim do período acaba ocorrendo a extinção em massa dos mesmos e dos animais da Terra (cerca de 60% deles foi extinto). O reino vegetal evoluiu com o aparecimento das primeiras plantas com flor e com o facto de ocorrer simbiose com os insetos.

Extinção em Massa: Teorias

Geológicas:

• Transgressões e regressões marinhas;
• Atividade vulcânica.

Cosmológicas:

• Impacto de corpos extraterrestres (Teoria da Camada de Irídio).

Cenozoico

É também conhecida como a 'Era dos Mamíferos' porque foi durante esta Era que estes organismos tiveram um grande desenvolvimento. A Era Cenozoica é a mais recente e a menor das 3 Eras da história da vida. A Era Cenozoica poderia também ser conhecida pela Idade das Plantas com Flores, a 'Idade dos Insetos', a 'Idade dos Peixes Teleósteos' ou a 'Idade dos Pássaros', porque foi nesta Era que estes seres se desenvolveram mais.

Cenozoico (Cont.)

Aparecimento de mamíferos de grande porte, tais como os antepassados dos atuais elefantes, rinocerontes e felinos. Nos mares, com o desaparecimento dos grandes répteis marinhos, apareceram os mamíferos aquáticos, antepassados das baleias e dos golfinhos. Evolução dos peixes ósseos, moluscos e equinodermes.

Cenozoico - Terciário

Foi um período de grande atividade tectónica, com formação das grandes cadeias montanhosas da atualidade: os Andes, os Alpes e os Himalaias. A evolução das espécies vegetais alterou a face da Terra. As angiospérmicas espalharam-se por todo o Globo, atingindo as regiões Ártica e Antártica que, por esta altura, ainda não se encontravam cobertas por gelo, e ultrapassando as Gimnospérmicas, que foram dominantes durante a Era anterior. O mais importante desenvolvimento biológico foi o dos mamíferos (placentários e marsupiais), que tiveram uma rápida evolução. Apareceram os primeiros hominídeos com postura vertical no sul e este de África e na Indonésia.

Cenozoico - Quaternário

Foi um período de sucessivas épocas glaciais que afetaram profundamente a flora e a fauna existentes no Hemisfério Norte. Glaciação de muito menores proporções deu-se também no hemisfério sul. Os animais que atingiram maiores dimensões foram os mamutes e os mastodontes.

Os Antepassados do Homem

Surgem os primeiros hominídeos. É considerado o ancestral mais antigo do ser humano. O volume do seu crânio era um pouco maior que o dos macacos. A sua linguagem não era como a de um chimpanzé.

A Terra Ontem, Hoje e Amanhã: Antes do Aparecimento do Homem. Paleoclimas e Dinâmica Litosférica

As variações climáticas que têm ocorrido ao longo da História da Terra têm marcado profundamente a sua geomorfologia. A dinâmica do planeta tem influência nessas variações climáticas.

Paleoclimas

A Terra tem sofrido variações climáticas significativas desde a sua génese até à atualidade. Muitas destas modificações resultam de uma lenta, mas constante, alteração geográfica que se deve, essencialmente, à estreita relação entre a geodinâmica interna e externa do planeta. O Sol, o relevo e a distribuição dos glaciares influenciam o clima. Mudanças climáticas ao longo da história da Terra podem contribuir para conhecer a dinâmica climática do nosso Planeta.

Causas da Variação Climática: Fatores de Natureza Geoquímica

Os dados geológicos e biológicos apontam para a influência da composição química da atmosfera nas variações climáticas. Estudos a partir de perfurações na Antártida e na Gronelândia permitiram obter amostras de gelo com bolhas de ar. O estudo destas bolhas permite obter dados acerca da composição da atmosfera no momento em que o gelo se formou. O dióxido de carbono e o metano são dois gases que contribuem para o efeito de estufa, pois retêm a radiação infravermelha na atmosfera, reduzindo perdas para o espaço. Quando o teor destes gases é alto/baixo, verifica-se um aumento/diminuição da temperatura. Período interglaciário/período glaciário.

Mecanismos Astronómicos

Obliquidade - Inclinação do Eixo de Rotação Terrestre

Com o aumento da inclinação, as estações ficam mais rigorosas em ambos os hemisférios.

Excentricidade - Variação na Forma da Órbita da Terra

Afeta o rigor das estações do ano. Em cada 100.000/400.000 anos, a órbita do nosso planeta sofre variações. A excentricidade varia desde 0,5% (órbita circular) até 6%. Com excentricidade máxima, intensificam-se as estações de um hemisfério e moderam-se no outro.

Precessão

Durante a rotação, a Terra oscila ligeiramente no seu eixo de rotação, em ciclos de aproximadamente 23.000 anos. As estações do ano ficam mais rigorosas quando a máxima inclinação do eixo terrestre coincide com a máxima distância do Sol.

Causas de Variação Climática (Cont.)

A atividade tectónica é também parcialmente responsável pela concentração de CO2 na atmosfera, pois este gás é libertado pela atividade vulcânica e pode ser reciclado nas regiões de subducção. Muitos cientistas sugerem que as glaciações mais importantes ocorreram quando as massas continentais se encontravam próximas dos polos. Pelo contrário, quando os continentes se localizavam próximo do equador, a formação de glaciares era inferior.

Os Ciclos de Atividade Solar

A temperatura da Terra depende das radiações solares. As radiações têm origem nas manchas solares, que são zonas escuras sobre a superfície do Sol. O tamanho das manchas solares pode ser várias vezes superior ao diâmetro da Terra, podendo cobrir uma área de 700 vezes a área da superfície da Terra.

Qual a relação das manchas solares e a temperatura da Terra?

Em 1908, George Hale demonstrou que as manchas solares estão associadas a fortes campos magnéticos. O aumento das manchas solares leva ao aumento da quantidade de luz solar a ser absorvida pela atmosfera e pela superfície terrestre, resultando no aumento da temperatura.

Impactos Cósmicos

Impactos sobre continentes levam ao levantamento de nuvens de poeira e cinzas. A luz solar não atravessa a atmosfera, regiões da Terra ficam na escuridão, resultando na diminuição da temperatura.

Resumo

As variações climáticas são um tópico de investigação complexo que tem sido intensamente estudado nas últimas décadas. Se a temperatura do planeta for baixa, pode permitir a acumulação de gelo, sob o efeito da gravidade. O estudo dos glaciares e dos vestígios deixados pela atividade glaciar permite reconstituir os paleoambientes e assim reconstituir as variações climáticas ao longo do tempo geológico. Existem diversos mecanismos associados às variações climáticas, nomeadamente os mecanismos astronómicos, geoquímicos e os que estão diretamente ligados à dinâmica terrestre.