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Geotectônica Histórico e evolução dos conceitos 1 1 Desde o fim do Século XVI já se observara que os continentes de um e outro lado do Atlântico têm contornos que se ajustam; No fim do século XIX, essa ideia foi retomada, onde foi reconhecida a incidência de movimentos verticais. No entanto, os movimentos horizontais explicariam as mais importantes feições do globo e que os continentes atuais seriam resultado da fragmentação de um grande continente, que denominou Gondwana; Contudo, grandes nomes da Geologia consideraram movimentos verticais como vetores do que se observa na superfície da Terra. Assim, um avanço extraordinário foi iniciado por James Hall, com um estudo da cadeia montanhosa dos Apalaches. Introdução 2 GEOTECTÔNICA E SUA PERSPECTIVA HISTÓRICA A evolução da ciência e consequentemente da Geologia, deve remontar desde os filósofos gregos; Em seguida, tem-se a influência das atividades minerárias no final da idade média (XV), onde os conhecimentos sobre “rochas” era feito a partir de observações; Já até o século XVII o período renascentista deu sua contribuição, pois foi um período onde a razão começou a predominar. 3 Idade media entre V e XV – mineração tem extrema importância Renascimento de XIV até XVII – movimento cultural, político econômico e intelectual ajudaram no desenvolvimento dos estudos sobre Geologia 3 GEOTECTÔNICA E SUA PERSPECTIVA HISTÓRICA Leonardo Da Vinci (1452-1519) explica a origem dos fósseis corretamente, levando em conta o “Dilúvio”; Giodano Bruno compara a terra com uma maça enrugada.; O primeiro registro dessa observação é creditado ao holandês A. Ortelius, autor da obra Tesaurus Geographicus, de 1587; Francis Bacon (1620) primeiras referências a movimentos horizontais dos continentes; Em fins do século XIX os traços gerais da morfologia da superfície dos continentes já eram conhecidos; 4 James hutton e charles Lyell nos levaram a entender que o planeta não era modelado por uma série de eventos catastróficos como acreditavam. Mas sim, o que vemos hoje é produto de processos geológicos comuns operando por intervalos de tempo muito maiores. Os processos geológicos ocorrem em escalas de tempo que variam de segundos a dezenas de milhões de anos, ou bilhões de anos, como a evolução tectônica dos continentes. Anteriormente, tinhamos apenas a datação relativa, hoje temos muitos dados confiáveis a partir de datação absoluta. 4 SÉCULO XVIII: Terra com superfície e interior dinâmicos – deterioração e reconstrução. Leis físicas, químicas e biológicas hoje operantes, ocorreram similarmente em épocas geológicas passadas; Demonstrou a natureza fluida e quente das rochas intrusivas sob a óptica do Plutonismo (analogia com o Deus grego das profundezas); Descrobre a discordância clássica em Siccar Point (Escócia); Teoria do Uniformitarismo James Hutton “O Presente é a chave para o Passado (1788)” Geólogo e naturalista escocês que estabeleceu a Geologia como ciência moderna! 5 James hutton e charles Lyell nos levaram a entender que o planeta não era modelado por uma série de eventos catastróficos como acreditavam. Mas sim, o que vemos hoje é produto de processos geológicos comuns operando por intervalos de tempo muito maiores. Os processos geológicos ocorrem em escalas de tempo que variam de segundos a dezenas de milhões de anos, ou bilhões de anos, como a evolução tectônica dos continentes. Anteriormente, tinhamos apenas a datação relativa, hoje temos muitos dados confiáveis a partir de datação absoluta. Consolidação das "escolas" Americana e Européia (1850-1910) São "escolas" de pensamentos divergentes a respeito da Geotectônica (européia x americana). Alguns autores importantes desta etapa foram: Eloi de Beaumont (1852), lança a primeira teoria de Tectônica Global: teoria da contração (a Terra é rígida e está contraindo). Foi o precursor do “fixismo” (movimentos verticais); Eduard Suess (1875 a 1916) considerado o divisor do conhecimento sobre Geotectônica. Contestou a teoria da contração e foi o precursor do “mobilismo” (movimentos horizontais) na Europa, com sua obra de síntese “A Face da Terra”; 6 Teoria da contração para o Geossinclinal 6 O debate entre Fixistas e Mobilistas (1900-1960) Em meio ao debate das correntes fixista e mobilista em pleno desenvolvimento da ciência geológica surge a Teoria da Deriva Continental (Wegener). A Teoria Geossinclinal predominou sobre a Teoria da Deriva Continental até meados da década de 70, constituindo-se no primeiro grande paradigma da Geologia. A Teoria Geossinclinal foi tentativamente aplicada em várias regiões do mundo, mas não conseguia explicar claramente muitos dos fenômenos existentes. Estes problemas, juntamente com o avanço tecnológico empregado na Geologia provocou o ressurgimento das teorias mobilistas no início da década de 60. 7 James hutton e charles Lyell nos levaram a entender que o planeta não era modelado por uma série de eventos catastróficos como acreditavam. Mas sim, o que vemos hoje é produto de processos geológicos comuns operando por intervalos de tempo muito maiores. Os processos geológicos ocorrem em escalas de tempo que variam de segundos a dezenas de milhões de anos, ou bilhões de anos, como a evolução tectônica dos continentes. Anteriormente, tinhamos apenas a datação relativa, hoje temos muitos dados confiáveis a partir de datação absoluta. 7 Idealizadores James Hall (1811-1898) James Dwight Dana (1813-1895) Grande bacia geológica alongada que recebe a sedimentação de milhares de metros de espessura provinda das áreas positivas laterais; Sem movimentos laterais importantes, mas sim, movimentos verticais; Subsidência na crosta criando extensas depressões; Deposição de sedimentos - formação do geossinclinal; TEORIA DO GEOSSINCLINAL 8 Compactação e compressão das rochas; Dobramentos e falhamentos intensos seguidos ou ocorrendo de forma simultânea a magmatismo (plutônico e vulcânico) e metamorfismo, tendo como resultado final a formação de cadeias de montanhas (Teoria de Hall); Resfriamento e contração da Terra / isostasia (Teoria de Dana). TEORIA DO GEOSSINCLINAL Idealizadores James Hall (1811-1898) James Dwight Dana (1813-1895) 9 Idealizadores James Dwight Dana (1813-1895) James Hall (1811-1898) TEORIA DO GEOSSINCLINAL 10 Wegener (1912) considerou as massas continentais flutuando sobre o manto, a partir de então reuniu dados geológicos, geográficos, paleontológicos, biológicos e climáticos que viriam a comprovar a hipótese do Pangea fragmentando-se nos continentes Gondwana, Laurentia e Laurásia, dos quais teriam resultado os atuais continentes (Hipótese da Deriva dos Continentes). Holmes (1929) aventou a existência de correntes de convecção no manto, impondo movimentos horizontais e verticais, produzindo dorsais oceânicas em zonas ascendentes e fossas oceânicas ou faixas orogênicas em zonas descendentes. A revolução dos anos 60 O conceito da tectônica de placas foi desenvolvido. Desde então o conceito tem enfrentado excessos, parcialidades, antagonismo e radicalismos. A comunidade científica levou cerca de 120 anos (entre 1850 e 1970, aproximadamente, desde a individualização da Geotectônica como ciência) para chegar à conclusão inteligente e apropriada de que as orogenias resultavam de interação convergente de placas litosféricas. 11 James hutton e charles Lyell nos levaram a entender que o planeta não era modelado por uma série de eventos catastróficos como acreditavam. Mas sim, o que vemos hoje é produto de processos geológicos comuns operando por intervalos de tempo muito maiores. Os processos geológicos ocorrem em escalas de tempo que variam de segundos a dezenas de milhões de anos, ou bilhões de anos, como a evolução tectônica dos continentes. Anteriormente, tinhamos apenas a datação relativa, hoje temos muitos dados confiáveis a partir de datação absoluta. 11 “Os Apalaches resultaramde processos iniciados com a formação de uma grande depressão alongada na borda do continente. Composta por sedimentos alcançando vários milhares de metros de espessura, com rochas vulcânicas associadas. A carga desse pacote teria promovido o afundamento da depressão, seguido de compressão, deformação, metamorfismo, intrusões magmáticas e elevação da cadeia montanhosa. 12 IDADE MÉDIA: Teoria do Geocentrismo; Idade da Terra coerente com a doutrina do Criacionismo. SÉCULO XVII: Teoria do Heliocentrismo. 13 Geocentrismo – A terra como centro do universo (ptolomeu) Heliocentrismo – O sol como ponto central ou bem próximo (copernico) 13 Mito Medieval Século XV: idéias confusas, influenciadas por dogmas religiosos; Não há distinção entre a idade da Terra, Universo e a Humanidade; Cada cultura (grega, chinesa, indiana, entre outras) apresentavam uma teoria para terra e o universo; Idéia do espaço confinado rodeando a Terra estacionária: Sol, a Lua e as estrelas giravam em torno da Terra. “ Geocentrismo”; Copernicus (1473-1543); Keppler, Galileo (1570-1642; uso do telescópio); Século XVI: revolução no conhecimento; sistema celeste heliocêntrico; Nova concepção filosófica da Terra dinâmica, em rotação. Arcebispo Ussher publicou volumoso tratado sobre a cronologia bíblica e, com isto, incutiu que a Terra teria cerca de 6000 anos; Aceitação literal dos escritos hebraicos. 14 Esta teoria dominou o pensamento geológico até meados do século XIX. Encontrava-se embasada no âmbito da corrente do criacionismo, onde as catástrofes ocorreriam devido a castigos divino. 15 James hutton e charles Lyell nos levaram a entender que o planeta não era modelado por uma série de eventos catastróficos como acreditavam. Mas sim, o que vemos hoje é produto de processos geológicos comuns operando por intervalos de tempo muito maiores. Os processos geológicos ocorrem em escalas de tempo que variam de segundos a dezenas de milhões de anos, ou bilhões de anos, como a evolução tectônica dos continentes. Anteriormente, tinhamos apenas a datação relativa, hoje temos muitos dados confiáveis a partir de datação absoluta. 15 Nicolas Steno Lei da superposição de camadas Em uma sequência não deformada de rochas sedimentares, cada camada é mais antiga que a sobrejacente e mais jovem que a subjacente. PRINCÍPIOS DA ESTRATIGRAFIA 16 Nicolaus Steno foi o homem que definiu os três princípios básicos da estratigrafia:princípio da sobreposição, princípio da horizontalidade original e princípio da continuidade lateral. 16 Nicolas Steno PRINCÍPIOS DA ESTRATIGRAFIA 17 Nicolaus Steno foi o homem que definiu os três princípios básicos da estratigrafia:princípio da sobreposição, princípio da horizontalidade original e princípio da continuidade lateral. 17 Nicolas Steno Princípio da horizontalidade original Os sedimentos são depositados em camadas sucessivas horizontais ou quase-horizontais. PRINCÍPIOS DA ESTRATIGRAFIA 18 Nicolaus Steno foi o homem que definiu os três princípios básicos da estratigrafia:princípio da sobreposição, princípio da horizontalidade original e princípio da continuidade lateral. 18 19 James hutton e charles Lyell nos levaram a entender que o planeta não era modelado por uma série de eventos catastróficos como acreditavam. Mas sim, o que vemos hoje é produto de processos geológicos comuns operando por intervalos de tempo muito maiores. Os processos geológicos ocorrem em escalas de tempo que variam de segundos a dezenas de milhões de anos, ou bilhões de anos, como a evolução tectônica dos continentes. Anteriormente, tinhamos apenas a datação relativa, hoje temos muitos dados confiáveis a partir de datação absoluta. 19 Nicolas Steno Princípio da continuidade lateral Camadas sedimentares são contínuas, estendendo-se até às margens da bacia de deposição, ou limitando-se a alguma barreira imposta. PRINCÍPIOS DA ESTRATIGRAFIA 20 Nicolaus Steno foi o homem que definiu os três princípios básicos da estratigrafia:princípio da sobreposição, princípio da horizontalidade original e princípio da continuidade lateral. 20 Nicolas Steno Estabeleceu o raciocínio geológico para a reconstrução da história das rochas e eventos por datações relativas… Estratigrafia: se dedica ao estudo e interpretação da composição, natureza, génese e distribuição no espaço e no tempo das rochas ou estratos, procurando determinar os seus ambientes, processos de formação, ausências de deposição, fases de erosão, etc.; PRINCÍPIOS DA ESTRATIGRAFIA Cronoestratigrafia: fundamentada na correlação entre camadas de mesma idade (com base em fósseis); Litoestratigrafia: corresponde a corpos de rochas de espessura e extensão variáveis para cada caso. Obedecem assim, uma ordem hierárquica iniciada pela formação, que pode ser dividida em membros, e a menor subdivisão reconhecida é a camada. Duas ou mais formações podem ser associadas para constituir um grupo; Bioestratigrafia: As unidades bioestratigráficas são definidas com base no conteúdo fossilífero, destacam-se a distribuição espacial de táxons, peculiaridades morfológicas ou abundância relativa de um determinado táxon, estágios de desenvolvimento evolutivo e presença de fósseis. Assim, só entram na sua constituição rochas sedimentares ou metassedimentares fossilíferas. 21 Nicolaus Steno foi o homem que definiu os três princípios básicos da estratigrafia:princípio da sobreposição, princípio da horizontalidade original e princípio da continuidade lateral. 21 SÉCULO XVIII: Terra com superfície e interior dinâmicos – deterioração e reconstrução. “Desde o topo da montanha até a praia...tudo está em estado de mudança”. “Minhas observações em rochas indicam que não há vestígios do início de tudo e nenhuma perspectiva sobre o futuro das coisas” “...Nosso mundo é, assim, destruído em uma parte, mas é renovado em uma outra.” James Hutton “O Presente é a chave para o Passado (1788)” Geólogo e naturalista escocês que estabeleceu a Geologia como ciência moderna! 22 SÉCULO XVIII: Terra com superfície e interior dinâmicos – deterioração e reconstrução. Leis físicas, químicas e biológicas hoje operantes, ocorreram similarmente em épocas geológicas passadas; Demonstrou a natureza fluida e quente das rochas intrusivas sob a óptica do Plutonismo (analogia com o Deus grego das profundezas); Descrobre a discordância clássica em Siccar Point (Escócia); Teoria do Uniformitarismo James Hutton “O Presente é a chave para o Passado (1788)” Geólogo e naturalista escocês que estabeleceu a Geologia como ciência moderna! 23 TEORIA DO UNIFORMITARISMO Os processos são graduais, muito lentos, “não catastróficos”, ocorrem durante a história terrestre e as condições sobre a terra pouco mudaram no passado geológico. Hutton reconheceu que seria necessário um vasto tempo para a acumulação da coluna geológica. É uma corrente de pensamento geológico idealizada por James Hutton, posteriormente, desenvolvida por Charles Lyell e corroborada por Charles Darwin. Hutton expôs sua ideia: as camadas inferiores, depositadas no fundo do mar, foram com o tempo compactadas, dobradas e elevadas; com a fragmentação e erosão, as bordas verticais foram expostas e a ação contínua do processo retirou e transportou muito material; o nível topográfco das camadas rochosas tornou-se cada vez mais baixo até que novos sedimentos devem ter sido depositados e consolidados, sem serem dobrados. Por fim, deve ter havido uma segunda elevação do lugar. 24 ATUALISMO (CHALES LYELL) Surge a partir do uniformitarismo. Diz que as leis naturais que regem os fenômenos geológicos no presente, são as mesmas que agiram no passado, mas sua intensidade e configuração mudam com o tempo. 25 Busca e entendimento de fenômenos naturais que aconteceram há milhares, milhões ou até bilhões de anos, pelo exame do registro geológico (rochas, fósseis,estruturas geológicas). Grandes divisões de tempo associadas às extinções em massa. Geotectônica – Tectônica Global Tempo Geológico Hutton (1795) foi o primeiro a pensar em idades muito antigas para explicar o fato de que as montanhas não haviam sido erodidas no tempo supostamente disponível; admitiu que sedimentos tivessem originado novas rochas no fundo do mar, posteriormente soerguidas, para então constituir continentes. Na verdade a Terra é um planeta geologicamente ativo e em constante transformação... A estrutura e limites dos continentes resultam de complexa sucessão de eventos histórico-evolutivos que transformam o planeta no decorrer do Tempo Geológico. Os continentes modifcam-se em dezenas de milhões de anos, devido ao movimento gradual das placas tectônicas causado pelo calor interno. Ao mesmo tempo, os agentes externos, animados pela força da gravidade e pelo calor do Sol, reduzem a amplitude do relevo. Os mecanismos do intemperismo causam transformações mecânicas e químicas que desagregam rochas e formam novos minerais, e os de erosão e sedimentação esculpem e moldam novas formas de relevo. A Tectônica Global busca analisar o comportamento dinâmico da Terra e seus processos: magmatismo, vulcanismo, sedimentação, metamorfsmo, abalos sísmicos (terremotos), evolução de cadeias montanhosas e formação de recursos minerais e energéticos (como petróleo, gás e minerais radioativos). 26 James hutton e charles Lyell nos levaram a entender que o planeta não era modelado por uma série de eventos catastróficos como acreditavam. Mas sim, o que vemos hoje é produto de processos geológicos comuns operando por intervalos de tempo muito maiores. Os processos geológicos ocorrem em escalas de tempo que variam de segundos a dezenas de milhões de anos, ou bilhões de anos, como a evolução tectônica dos continentes. Anteriormente, tinhamos apenas a datação relativa, hoje temos muitos dados confiáveis a partir de datação absoluta. 26 FANEROZOICO PALEOZOICO MESO- ZOICO CENOZOICO 4.0 Ga 2.5 Ga 542 Ma 251 Ma 65 Ma 23 Ma 2.5 Ma ÉON ERA Período Época Holoceno Pleistoceno Plioceno Mioceno Oligoceno Eoceno Paleoceno Cretáceo Jurássico Triássico Permiano Carbonífero Devoniano Siluriano Paleógeno Neógeno Quaternário Ordoviciano Cambriano Neoproterozoico Mesoproterozoico Paleoproterozoico ARQUEANO PROTERO-ZOICO 27 Principais intervalos de tempo O início de cada intervalo é registrado por algum fenômeno marcante, aparecimento de certos seres vivos, ou desaparecimento de outros. Como por exemplo, o que marcou o fim do Permiano e varreu do mapa 90% das espécies entre o Permiano e o Triássico, há 251 milhões de anos; O Éon mais antigo denominado Hadeano (Hades, do grego, inferno) iniciou com a formação da terra a 4,56 Ga e terminou em aproximadamente 3,9 Ga. Durante os primeiros 650 milhões de anos a terra foi bombardeada por planetesimais. Foram encontrados zircões de 4,4 Ga; A vida pode ter surgido no Éon seguinte, Arqueano (archaios, do grego, antigo) a aproximadamente 3,8 Ga na forma de algas azuis e verdes capazes de efetuar fotossíntese e iniciar a produção de oxigênio (O2) para a atmosfera. Caracteriza-se por apresentar alto gradiente termal, crosta fina sobre manto muito plástico, placas possivelmente bem menores do que as atuais e atmosfera redutora, isto é, desprovida de oxigênio livre. Principais intervalos de tempo No Proterozoico (do grego próteros, anterior, e zoikós, vida) o planeta estaria mais estável e consolidado, com placas tectônicas mais espessas e rígidas, menor fluxo térmico, menor atividade vulcânica, atmosfera progressivamente mais oxidante, ou seja, o sistema da Tectônica de Placas e do clima operavam de forma semelhante ao que temos hoje; Por fim, temos o Fanerozoico (phaneros, do grego, visível) o qual compreende até os dias atuais e marcaria a explosão da vida na terra. Se compararmos a idade da terra ao período de um ano, veremos que na primeira semana a terra teria se dividido em crosta, manto e núcleo. Os humanos modernos teriam surgido às 23:42 hrs na véspera do ano novo. Mentor do primeiro mapa (1815) de camadas geológicas com base na correlação temporal de fósseis e “camadas-guia” (Inglaterra, País de Gales e Escócia); Estabeleceu o conceito da Sucessão Faunal e os critérios fossilíferos na geologia histórica; William Smith (1769-1839) 30 ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO Representa a linha do tempo desde o presente até a formação da Terra, dividida em éons, eras, períodos, épocas e idades, que se baseiam nos grandes eventos geológicos da história do planeta. DATAÇÃO RELATIVA correlação física e fossilífera entre camadas geológicas, mesmo que descontínuas; Adoção dos princípios de Steno na organização e estratigrafia das camadas geológicas. DATAÇÃO ABSOLUTA radioatividade de elementos químicos (Becquerel, 1896; M. Curie; Boltwood). 31 DATAÇÃO RELATIVA Correlação fossilífera Correlação física 32 Discordâncias e o Tempo Geológico São superfícies de erosão ou não deposição, abaixo das quais pode existir qualquer tipo de rocha, mas acima, só podem existir rochas sedimentares. A – Discordância angular B e C – Desconformidade C - Inconformidade 33 DATAÇÃO ABSOLUTA Geocronologia Desenvolvimento tecnológico no século XX; Datação de minerais de rochas terrestres, da Lua e Marte; Idade da Terra: 4.560.000 anos; 34 DATAÇÃO ABSOLUTA Decaimento Radioativo e Meia-Vida Meia-vida: é o tempo decorrido para que a metade da quantidade original de átomos instáveis se transforme em átomos estáveis Isótopos mais utilizados em datação elemento-pai (radioativo) elemento-filho (estável) meia-vida (bilhões anos) Potássio 40 Rubídio 87 Samário 147 Tório 232 Urânio 235 Urânio 238 Rênio 187 Argônio 40 Estrôncio 86 Neodímio 143 Chumbo 208 Chumbo 207 Chumbo 206 Ósmio 187 1,3 48,8 106 14,01 0,704 4,47 42,3 35 DATAÇÃO ABSOLUTA Métodos Geocronológicos Principais Potássio - Argônio K - Ar Ar - Ar Rubídio - Estrôncio Rb - Sr Urânio - Chumbo U - Pb U - Th - Pb Pb - Pb Samário - Neodímio Sm - Nd Lutécio - Háfnio Lu - Hf Rênio - Ósmio Re - Os 36 ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO Objetivo: ordenar sequencialmente os processos geológicos para entendimento da evolução da Terra, do modo que se observa hoje; Principais ferramentas: estratigrafia, determinação da idade da rocha, comparações regionais; correlação global (história comum em diferentes continentes); Observação de processos naturais: erosão, glaciações, cadeias montanhosas, inundações e terremotos; Busca de respostas da geologia histórica no Tempo e Espaço: estudo da evolução da vida, da Terra e do Universo. 37 38 88% do Tempo Geológico; Caracterizado por processos intensos de deformação e metamorfismo. Erosão e deposição de sequências mais jovens. 39 Mudança no comportamento tectônico da litosfera Período onde as placas litosféricas rígidas deslizam sobre a astenosfera como nos dias atuais. Formação e fragmentação de supercontinentes Rodínia - 1100 Ma (Orogênese Grenville) – 750 Ma Gondwana - 700 Ma (Orogênese Brasiliana) – 230 Ma Pangea - 230 Ma (Orogênese Herciniana) – 150 Ma Vários supercontinentes mais antigos: Columbia (?) , Atlântica (?) 40 Geocronologia; Planetologia; Estratigrafia paleomagnética: reconstrução paleocontinental; Eventos globais e impactos: extinção da Vida, era do Gelo, etc; Antropologia : reconstrução da evolução humana e datação de assentamentos humanos. 41 Geotectônica é o ramo da geologia que trata das estruturas de grande escala e sua deformação. Houve um grande avanço na década de 1960 com a formulação da tectônica de placas, partindo da confirmação da expansão do fundo oceânico (falhas transformantes, deriva continental), mapeamentos de zonas de subducção (zona de Benioff) e identificação das correntes de convecção. 42image1.png image2.jpeg image3.jpeg image4.jpeg image5.jpeg image6.png image7.jpeg image8.png image9.jpeg image10.jpeg image11.jpeg image12.jpeg image13.png image14.jpeg image15.jpeg image16.jpeg image17.jpeg image18.jpeg image19.png image20.jpeg image21.png image22.jpeg image23.jpeg image24.jpeg image25.emf image26.png image27.jpeg image28.jpeg image29.jpeg image30.jpeg image31.png image32.jpeg image33.jpeg image34.jpeg image35.jpeg image36.png image37.png image38.png image39.png image40.png