aula 1 - introdução à geologia
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Introdução à Geologia Geral
Prof. Renê J. A. Macêdo
Bibliografia Indicada
Ementa
• IMPORTÂNCIA DO ESTUDO GEOLÓGICO E AS CIÊNCIAS AFINS.
• PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DA GEOLOGIA; • GENERALIDADES SOBRE A TERRA
– Estrutura interna da Terra; Tectônica de placas; Ambientes Tectônicos
• COMPOSIÇÃO MINERAL E PETROGRÁFICA, CLASSIFICAÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DE ROCHAS;
• PROCESSOS GEOLÓGICOS - DINÂMICA EXTERNA E INTERNA; • GEOLOGIA HISTÓRICA: NOÇÕES DE PALEONTOLOGIA E
ESTRATIGRAFIA; TEMPO GEOLÓGICO E COLUNA CRONO-ESTRATIGRÁFICA.
Avaliação
• Participação
• Atividades Práticas
• Exercícios
Importância da Geologia “O presente é a chave do passado.” James Hutton (1726 – 1797)
“Compreender os processos passados nos ajuda a entender a dinâmica da Terra e criar modelos para futuras mudanças no cenário do planeta”
Conceito e Divisões da Geologia
• Geologia – ciência que estuda a Terra (composição, estrutura, história e a vida no passado geológico);
• Divisões: – Geologia Física – Materiais constituintes da Terra;
estrutura e feições superficiais; processos envolvidos na estrutura e aparência;
– Geologia Histórica – História da Terra (idade e a vida no passado geológico).
Principais Ramos de Estudo da Geologia
• Mineralogia – estudo da composição, propriedades, formação e ocorrência dos minerais;
• Petrologia – estudo da origem e ocorrência das rochas; • Petrografia – subdivisão da petrologia que estuda a descrição das
rochas e análises estruturais; • Geofísica – estuda a estrutura, composição e a dinâmica da Terra por
métodos físicos (magnetometria, gravimetria e sismologia); • Geologia Marinha – estudo da geomorfologia do substrato oceânico,
processos associados a interação entre oceano e continente, feições geomorfológicas costeiras;
• Estratigrafia – caracterização das unidades estratigráficas e correlações com os processos evolutivos da Terra;
• Paleontologia – estuda a vida no tempo pré-histórico e sua evolução durante o tempo geológico;
• Geologia Médica – (recente) estuda os fatores e riscos geológicos à saúde humana e animal;
Histórico da Geologia • Desde o início da humanidade o homem sempre teve interesse
pelas rochas como fonte de matéria prima para suas necessidades (facas, machados, gemas, vasilhas)
• Filósofos Gregos: – Xenófanes (540 a. c.) – descreve fósseis de peixes e conchas
encontrados em depósitos nas montanhas;
– Aristóteles (384-322 a. c.) – reconhece processo de erosão e
deposição dos materiais; acreditava que erupções vulcânicas e os terremotos eram causados pelo escape de ventos provenientes do interior da terra;
– Empédocles e Plínio – descreveram erupções no Etna e
Pompéia;
• Até o século XV pouco desenvolvimento;
• Séculos XV e XVI:
– Leonardo da Vinci (1452-1519) - reconhece fósseis como seres vivos que viveram no passado e que houve mudanças entre a terra e o mar;
– George Bauer (Agrícola) (1494-1556) – considerado pai da mineralogia, publica o tratado de mineração e metalurgia De re metálica (1556);
– Conrad Gesner em 1565, na Suíça, publica um trabalho intitulado “Tudo sobre fósseis, pedras e gemas”;
– George Owen em 1570 realiza observações em estratos, mas seu trabalho só foi publicado em 1796;
• Até meados do século XVII:
• Influência religiosa – Livro do Gênesis (Terra com poucos milhares de anos - Netunismo);
– Rochas sedimentares provenientes do dilúvio bíblico;
– Fósseis eram interpretados como invenções diabólicas afogados pelo dilúvio;
– Interesse apenas por minerais (Publicação de manuais de Mineralogia com métodos de mineração e metalurgia (Georgius Agrícola, 1494-1555);
– Terra com idade jovem (c. judaico – Terra criada em 3761 a. c.; c. bizantino – 5580 a. c.);
• Teólogos difundem idéia que o mundo foi criado há cerca de 6.000 tornando-se dogma na década de 1650 (James Ussher – Annals of the world, 1658);
• Permaneceu até o início do século XX de tão prestigiado e influente;
DATA EVENTO
23 DE OUTUBRO DE 4004 A. C. (DOMINGO)
CRIAÇÃO DO MUNDO
10 DE NOVEMBRO DE 4004 A.C.
ADÃO E EVA NO PARAÍSO
5 DE MAIO DE 2348 A. C. ARCA DE NOÉ TOCA O MONTE ARARAT
James Ussher. Fonte: http://www.lhup.edu/~dsimanek/ussher.htm
Netunismo x Plutonismo • Teorias que explicavam os processos que originam as
rochas;
• Netunismo – todas as rochas se formaram a partir de um grande oceano primordial – rochas com minerais - solúveis se formaram no início; rochas + solúveis à medida que o oceano evaporasse – Abraham Werner;
CTG - Dept. de Geologia
• Plutonismo – considerava 3 processos formadores de rochas: sedimentar, magmático e metamórfico; Importância do calor no interior da Terra na formação das rochas; propôs o ciclo das rochas (determinada rocha pode dar origem a outra) – James Hutton;
• Segunda metade XVIII – Nicolau Steno – Interpretação correta do significado cronológico da sucessão de rochas estratificadas;
– Nicolau Steno (1638 – 1686):
- Reconheceu dentes fósseis de tubarões
(glossopetrae);
- Em 1669 publica Pródomo de uma dissertação
sobre o sólido naturalmente contido no sólido e
estabelece 3 princípios básicos sobre sequências
sedimentares;
Fonte: http://www.ucmp.berkeley.edu/history/steno.html
• Princípios propostos por Nicolau Steno:
1. Superposição – sedimentos se depositam em camadas, com
antigas na base e mais novas acima;
2. Horizontalidade Original – depósitos sedimentares se acumulam, geralmente, em camadas horizontais (partindo disto é possível reconhecer pacotes deformados);
3. Continuidade Lateral – camadas sedimentares são contínuas, estendendo-se até as margens da bacia de deposição, ou afinando-se lateralmente (pode-se reconstruir a distribuição geográfica original de uma camada dissecada pela erosão por correlação física dos vestígios);
Fonte: http://www.gly.uga.edu/railsback/Fundamentals/SFMGStenoPrinciples03.pdf
• Giovanni Arduíno entre 1750 e 1760 - classifica rochas na Itália em i) primárias, rochas cristalinas que contém minério; ii) secundárias, rochas estratificadas com fósseis; e iii) terciárias, rochas pouco consolidadas com conchas;
CTG - Dept. de Geologia
• James Hutton (1726 – 1797), A geologia se Torna Ciência
– Recusou a criação da Terra a partir de um dilúvio (como evento
único);
– Encontrou vestígios de repetidas perturbações alternadas com longos períodos calmos de sedimentação;
– Sequência de estratos assenta sobre camadas revolvidas ou corta camadas inclinadas;
“não encontramos nenhum sinal de um começo, nenhuma perspectiva do fim”
- Explicou que ambas as camadas eram horizontais (Inferior erguida e erodida antes da camada seguinte);
– História da Terra – “sucessão de mundos anteriores” (Terra antiga);
– Origem do uniformitarismo – o presente é a chave do passado; processos geológicos atuais = aos do passado;
• Desvendou que um granito “primário” alojado em um calcário “secundário” na Escócia era mais novo que o calcário, por meio de estudos de fusão e resfriamento de materiais rochosos;
• Explicou que o granito se formou de matéria em estado de fusão;
• Publica o livro Theory of The Earth (1795):
– Todo o registro geológico pode ser explicado por causas naturais (vulcanismo, erosão, intemperismo, etc.)
• Ciclo geológico proposto por Hutton:
Abraham G. Werner (1749 – 1817)
• Defendia o netunismo*, coadunava com o pensamento bíblico;
• A interpretação das rochas pela classificação de Hutton era em relação ao dilúvio;
• Respeitado professor em Geologia da Academia de Minas em Freiberg (Alemanha);
*O deus do mar da mitologia romana
• Uniformitarismo de James Hutton não suplanta o netunismo de Werner naquela época;
• Charles Lyell (1797-1875)
- Um dos mais influentes geólogos de sua época;
- Autor dos livros “Principles of Geology” (1830-1833), popularizou os conceitos de James Hutton - uniformitarismo;
William Smith (1769 – 1839)
• Modesto engenheiro inglês filho de fazendeiros;
• Escavava canais e minas na Inglaterra (exigia conhecimento detalhado das rochas);
• Publicou o primeiro mapa geológico (Inglaterra) em 1815;
• Tornou-se referência mundial para a cartografia geológica;
• Trabalhou na escavação de uma canal em Somerset, no sul da Inglaterra;
• Em seguida, foi enviado ao norte do país para estudar métodos de construção de canais;
• Suspeitou que as formações eram as mesmas encontradas no sul;
Fonte: http://earthobservatory.nasa.gov/Features/WilliamSmith/page2.php
• Smith percebeu que os fósseis encontrados numa seção de rocha sedimentar, encontravam-se numa sequência da base para o topo;
• Esta sequência podia ser vista em outras rochas, mesmo no outro lado da Inglaterra, como descreveu:
“. . . each stratum contained organized fossils peculiar to itself, and might,
in cases otherwise doubtful, be recognized and discriminated from others like it, but in a different part of the series, by examination of them.”
• Cada camada apresentava espécies fósseis peculiares, no entanto, quando houvesse alguma variação a camada era de período diferente;
• Princípio da sucessão faunística:
– Uma camada sedimentar num dado lugar contem fósseis numa sequência definida (de uma determinada época);
– A mesma sequência pode ser encontrada em outro lugar fazendo-se correlações;
– Utilizada nos dias atuais (com algumas ressalvas);
http://earthobservatory.nasa.gov/Features/WilliamSmith/page2.php
Mapa da Inglaterra, País de Gales e parte da Escócia
• Discussão netunistas x plutonistas até 1820;
• Pupilos de Werner descrevem vulcões extintos;
• Uniformitarismo divulgado por G. Toulmin;
• Fim do século XVIII – todos concordam com a ordem das formações rochosas na Europa e aceita as seguintes sequências estratigráficas: 1. Terciária ou vulcânica; 2. Secundária; 3. Transição;
4. Primitiva;
Estabelecimento da escala do tempo geológico
• Hutton, Lyell e outros – reconheceram que o princípio do uniformitarismo requeria um longo período de tempo e a presença de desconformidades indicaram longos períodos de “quebra” quando a área foi erodida;
• Métodos de datações de rochas e minerais divergentes (físicos e religiosos);
• Charles Darwin (1859) - Sugeriu um período longo para que as espécies pudessem evoluir. Tentou estimar a taxa de erosão num grande vale ao sul da Inglaterra. Obteve um tempo de ~300Ma. Assim, afirmou ser a Terra um planeta velho com idade da ordem de bilhões;
• Lord Kelvin (1862) – Terra se formou do resfriamento de uma massa fundida – Idade < 100Ma;
• 1896 - Descoberta da radioatividade em minerais – indicava que a taxa de resfriamento é menor que a proposta por Kelvin, logo, Terra antiga;
• Henri Becquerel investiga a radiação do urânio e percebe que esta é emitida mesmo sem uma fonte externa de radiação (não absorve para poder irradiar);
• Marie e Pierre Curie – através do fenômeno estudado por Becquerel deselvolvem trabalhos na área de química (Radioatividade);
• Claire Patterson (1956) – Desenvolve método 207Pb - 206Pb; datou meteoritos obtendo 4.55 ±
0.07 Ba.
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A origem da Terra