terça-feira, 23 de dezembro de 2008

Evolução Paleogeográfica e Paleoclimática

Desde a formação da Terra, a estrutura entre continentes e oceanos não foi sempre a mesma.




No éon Pré-Câmbrico formou-se o primeiro supercontinente: Rodínia. Com o começo da era Paleozóico deu-se a abertura dos oceanos Iapetus e Rheic, e constituiu-se a Avalónia. Por volta do período Silúrico deu-se o fecho do oceano Iapetus e formou-se o continente Norte-Atlântico e já no final da era os continentes reuniram-se e formaram a Pangeia. O início da fragmentação do supercontinente deu-se logo no príncipio do Mesozóico. Separaram-se a Austrália, India, Gonduana e Antártida. A Laurásia e a Gonduana afastaram e deu-se a abertura do Golfo da Gasconha e do Atlântico Sul. Esta formação manteve-se até ao Cenozóico, até ao ínicio desta era onde se constituiu o continente Norte-Atlãntico e a abertura do Atlântico Norte. Deu-se ainda a elevação da cadeia montanhosa dos Pirinéus e a separação da Austrália e Antártida. Na primeira metade do Neogénico deu-se a elevação dos Himalaias, a ligação das duas Américas.






Evolução Paleogeográfica da Terra


Com o estudo dos movimentos tectónicos é possivel prever como estará a localização dos continentes e oceanos. Os continentes reunir-se-ão novamente num novo supercontinente. Com este estudo pode-se concluir que a abertura e fecho das placas continentes demora em média 250 Ma.

As figuras seguintes retratam o planeta daqui a 100 Ma e 250 Ma:


(http://moodle.fct.unl.pt/mod/resource/view.php?id=93705) - O Mundo daqui a 100 Ma

(http://moodle.fct.unl.pt/mod/resource/view.php?id=93705) - O Mundo daqui a 250 Ma



Esta evolução teve também influência nas mudanças climáticas. A obstrução da passagem de correntes marítimas fazia o clima mais frio. Os ciclos de Milankovitch dão outras justificações para as modificações que se verificam na Terra: a excentricidade da órbita terrestre (sendo uma forma elipsóidal mas que tende a variar, a Terra não está sempre à mesma distância do Sol, recebendo mais ou menos energia solar dependentemente disso), a variação do eixo axial da Terra (o eixo tem uma variação entre 22.1º e 24.5º ao que seria um eixo totalmente perpendicular ao plano, assim os pontos não recebem todos a mesma quantidade de energia se variarem esses ângulos), por estes motivos a precessão do planeta também varia.


(http://en.wikipedia.org/wiki/Milankovitch_cycles) - Excentricidade da Orbita da Terra


(http://en.wikipedia.org/wiki/Milankovitch_cycles) - Variação do eixo axial da Terra


(http://en.wikipedia.org/wiki/Milankovitch_cycles) - Movimento de precessão na Terra

Estes factos ajudam na justificação para as mudanças paleoclimáticas. Durante a evolução houve épocas glaciares e inter-glaciares. A figura seguinte mostra as épocas glaciares (zonas azuis) desde a formação da Terra.

(http://moodle.fct.unl.pt/mod/resource/view.php?id=93664) - Quadro de divisões estratigráficas - Prof. João Pais

Bibliografia:
- COENRRAADS, R.; KOIVULA, J. – Geológica: las fuerzas dinámicas de la Tierra - Austrália 2007 H.f.ullmann
- VERA TORRES, J. A. - Estratigrafia: Principios y Métodos - Editorial Rueda, Madrid, 1994

segunda-feira, 22 de dezembro de 2008

Evolução Biológica

A evolução da Terra pode ser representado de um modo muito genérico por um quadro de divisões estratigráficas.

Este é feito com base em unidades geocronológicas, anteriormente estabelecidas: éons, eras, períodos, épocas, andares, etc.

O Pré-Câmbrico e o Fanerozóico são os éons existentes desde a formação da Terra, há cerca de 4600 Ma.

O Pré-Câmbrico divide-se ainda em Hadaico, Arcaico e Proterozóico. No Hadaico deram-se essencialmente trocas químicas que iriam proporcionar vida no planeta. Foi no Arcaico que se deram os primeiros vestígios de vida com estromatólitos.

No Proterozóico, com o aparecimento das primeiras plantas (algas), constituintes de uma fauna típica chamada Fauna de Ediacara, foi ainda dividida em períodos: Paleoproterózoico, Mesoproterózoico e Neoproterózoico.


O aparecimento de icnofósseis fez com que fosse designada um novo éon: Fanerozóico.
Este éon está dividido em 3 eras: Paleozóico, Mesozóico e Cenozóico.

O Paleozóico é, por sua vez, constituído por 6 períodos que ainda são subdivididos em épocas e andares mas que não vamos aprofundar. O Câmbrico é o primeiro dos 6 períodos e está compreendido entre 542 e 488 Ma. Foi neste período que surgiram os primeiros metazoários com esqueleto externo (trilobites, braquiópodes, equinodermes, moluscos, etc). Com o aparecimento de graptólitos passou a definir-se o período seguinte, Ordovícico, que foi desde os 488 até 444 Ma. Surgiram ainda os primeiros nautilóides. Os períodos seguintes, Silúrico (444 - 416 Ma), Devónico (416 - 359), Carbonífero (359 - 299 Ma) e Pérmico (299 - 251 Ma). Neste espaço de tempo surgiram os primeiros peixes, as primeiras plantas terrestres, os primeiros amonóides e gimnospérmicas, primeiros répteis e holósteos. Deu-se também a extinção de graptolóides nos finais do Silúrico e de graptólitos no Carbonífero. Neste último deu-se uma imensa cobertura vegetal que originou depósitos de carvão, que deram origem ao nome do período. No último período foi dada uma extinção em massa, com o desaparecimento de cerca 90% das espécies existentes, acontecimento também conhecido por ‘Extinção Pérmica’, que marca a passagem para a nova era: Mesozóico.

O Mesozóico divide-se em Triásico (251 - 200 Ma), Jurássico (200 - 146 Ma) e Cretácico (146 - 66 Ma). Nesta era foram originados os hexacoraliários, os primeiros dinossauros, répteis mamalianos, primeiras aves, rudistas e angiospérmicas. Há uma expansão imensa de amonites. A extinção de dinossauros por um possível embate de um meteorito com a Terra marca o final da era Mesozóica.
O Cenozóico divide-se em Paleogénico, Neogénico e Quaternário, tendo mudado recentemente para apenas os dois primeiros períodos, agrupando o 3º no Neogénico. Foi no primeiro período que se deu o aparecimento dos primeiros primatas, roedores, equídeos, proboscídeos. Surgem os homínideos e há uma diversificação rápida de mamíferos. As faunas e floras estudadas já nas últimas épocas são muito semelhantes às actuais.

Bibliografia:
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http://moodle.fct.unl.pt/mod/resource/view.php?id=93664 (Tempo Geológico) (22.12.08)


Métodos Físicos e Químicos

Até aqui, nos métodos estratigráficos foram falados essencialmente métodos paleontológicos e paleoecológicos.

Existem também outros métodos que têm grande importância na estratigrafia, nos estudos profundos da evolução da Terra. Entre eles estão métodos físicos como:

- Depósitos de varvas
- Dendrocronologia
- Liquenometria
- Tefrocronologia
- Radiocronologia
- Magnetostratigrafia
- Resistividade
- Estratigrafia Sísmica
- Termoluminiscência

As varvas são depósitos sedimentares finos, rítmicos. A cor varia de tons mais claros ou mais escuros consoante o teor de matéria orgânica. Assim, esta ciclicidade reflecte os períodos sazonais, sendo as zonas mais claras as épocas mais quentes e as mais escuros as épocas mais frias.

A dendrocronologia é um método referente ao crescimento de árvores. Assim como nas varvas, periodicamente formam-se estruturas de diferentes cores, neste caso são anéis de crescimento das árvores, anuais. A sua espessura pode variar, com condições favoráveis esta é maior do que em condições que não são tão vantajosas que torna os anéis menos espessos.



(http://www.dendrotec.it/images/dendrocrono.jpg) - Corte transversal de um tronco: observação de anéis de crescimento de uma árvore
A liquenometria como a avaliação do diâmetro de liquens de grande longevidade. Este método é utilizado essencialmente no estudo de avanços glaciares.

A tefrocronologia é um método que implica a individualização das camadas de tefra, material piroclástico projectado em erupções vulcânicas que forma uma camada utilizadas como guias em estudos estratigráficos.
A radiocronologia é um método de datação vulgarmente chamada ‘absoluta’. É feito através de estudo de elementos isótopos, no processo de decaimento radiactivo.
A magnetostratigrafia faz o estudo das características magnéticas das rochas de diferentes idades. Sabe-se que há inversões na polaridade do campo magnético terrestre, ciclicamente.
Fala-se de polaridade normal quando esta é igual à actual, oute seja, o fluxo do campo magnético vão dos polos Sul magnético ao Norte magnético. Quando é referida uma polaridade inversa o acontecimento é o oposto.
A resistividade eléctrica dos materiais é uma medida correspondente à reacção que estes têm ao fluxo de corrente eléctrica. As rochas possuem uma alta resistividade. No entanto, nem todas correspondem da mesma maneira, podendo tornar-se uma característica que pode diferenciar camadas sem estarem afloradas.
A estratigrafia sísmica consiste na emissão, recepção e registo de ondas que atravessam o material. Como foi dito anteriormente, o material corresponde de maneira diferente conforme a sua estrutura e constituição. Assim, é possível identificar estruturas constituintes do subsolo.

(http://www.dct.fct.unl.pt/PLegoinha/Roque_et_al_CNG06.pdf) - Interpretação sismo-estratigráfica do segmento Sul da linha sísmica Esso P81-17 e localização do core SWIM04-39

A termoluminiscência é a propriedade que os minerais têm em emitir luz quando expostos a baixa temperatura. Através da comparação da intensidade da radiação nuclear com a da termoluminiscência, pode determinar-se a idade do último aquecimento que o mineral sofreu. Este método é útil para a vulcanologia e arqueologia essencialmente.

Para alem dos métodos estratigráficos já referidos existem também métodos químicos:
- Teor de flúor nos ossos
- Raceminação de aminoácidos

Estes métodos são utilizados através do estudo dos elementos constituintes de organismos, particularmente fósseis, que nos ajudam a estabelecer datações por medições radiométricas.

O conjunto destes métodos permitem-nos estabelecer correlações, estabelecimento de correspondência, temporal ou contemporaneidade, entre unidades litológicas mais ou menos afastadas geologicamente. A auto-correlação trata-se do acompanhamento da continuidade de uma camada ou de uma sequência sedimentar.

As unidades dizem-se sincrónicas se: houver continuidade e passagem lateral entre elas; se as unidades mesmo de fácies diferentes estiverem enquadradas por outras equivalentes; se contiverem fósseis característicos da mesma idade; se forem da mesma idade segundo determinações radiométricas.
Contudo, pode haver insuficiência na semelhança de fácies para o estabelecimento de correlação sincronas.

Bibliografia:

Livros:
- VERA TORRES, J. A. – Estratigrafia: Principios y métodos – Editorial Rueda, 1994, Madrid

Internet:
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http://www.oceanografia.ufba.br/ftp/Geologia_Marinha/AULA_6%20_Metodos_Datacao.pdf - http://geopor.pt/gne/geocabula/faqs/tilito.html (Geocábula - Questões)

Taxonomia

A taxonomia é uma classificação científica criada e desenvolvida pelo sueco Lineu. Este tranformou as coisas vivas numa hierarquia:



(http://pt.wikipedia.org/wiki/Taxonomia_de_Lineu) - Esquema da Taxonomia de Lineu

Inicialmente, Lineu considerou 3 reinos principais: Mineral (minerais), Animalia (animais - com movimento próprio), Plantae (plantas – sem movimentos). Os reinos estão divididos em filo, para o reino animal, ou divisão, para as plantas. Estes dividem-se em classes que são constituídas por ordens. O termos seguintes com a mesma sequência são a família, género e espécie. Mas este sistema de classificação sofreu ainda alterações ao longo do tempo como está representado na tabela seguinte:



(http://pt.wikipedia.org/wiki/Reino_(biologia)) - Quadro da Evolução da Taxonomia


Esta evolução foi naturalmente criada por biólogos, essencialmente, que foram descobrindo as propriedades da estrutura interno dos organismos e que as foram dividindo ou agrupando conforme algumas características essenciais.




As espécies podem assim dividir-se em euribiontes, sendo espécies que se adaptam a diferentes características como a salinidade, ou em estenobiontes, espécies limitadas às condições como por exemplo uma determinada temperatura a qual a população não pode ser exposta.


Este sistema é bastante importante para catalogar os organismos que se encontram fossilizados e estabelecer uma evolução do planeta.

Um Holótipo é um exemplar característico de uma espécie. Se houver algumas variações neste holótipo da-se o nome de Paratipo. O Neotipo ocorre quando o Paratipo desaparece e se arranja outro para caracterizar a espécie.




(http://www.phoenix.org.br/images/Lepidotes_alagoensis.gif) – Holótipo de Lepidotes alagoensis

A Especiação é o processo evolutivo pelo qual as espécies de ser vivo se formam.
O gradualismo filético pode ocorrer de duas maneiras diferentes. O código genético pode alterar-se gradualmente ao longo do tempo, fazendo com que uma população evolua pouco a pouco. A este processo dá-se o nome de anagénese. Mas se houver uma população geograficamente isolada, vai evoluir de modo diferente, constituindo um processo de cladogénese.
A especiação tem 4 modos principais: Alopátrica, Simpátrica, Parapátrica e Peripátrica. Estas diferenciam essencialmente na localização de populações, na dimensão destas e da forma como evoluem.
Pode ainda ser induzida artificialmente por experiências laborais ou cruzamentos que não sejam naturais.



Fósseis

Fósseis é o termo dado aos restos materiais de antigos organismos ou manifestações das suas actividades, que ficaram conservados nas rochas ou noutros fósseis. Estes têm utilidade na reconstituição de ecossitemas antigos (Paleoecologia), na organização da distribuição espacial de organismos antigos (Paleobiogeografia) e nos estudos da evolução.

Chamam-se restos materiais às evidências de partes do organismo como ossos, dentes, chifres, ou excepcionalmente a corpos inteiros.



As manifestações de actividades podem ser de dois tipos: Vestígios orgânicos, como estruturas reprodutoras (ex.: ovos, excrementos (cuprólitos)); Rastos (ex.: pegadas, dentadas) que se designam icnofósseis.


http://www.acores.net/images/noticias/2_139_3875_ovos_dinossauro.jpg - Ovos encontrados dentro de um dinossauro fêmea fossilizado


http://www.mongabay.com/images/grandcanyon/0616_footprints_fossil.jpg - Impressões de dinossauros fossilizadas (pegadas)


Para que seja formado um fóssil é preciso que o organismo sofra uma série de alterações físicas e químicas ao longo do tempo. A este processo dá-se o nome de fossilização. Para que seja um bom fóssil, o organismo tem de nessa transição não sofrer muitas modificações, para se puder recolhecer a estrutura e analisá-la com coerência para estudos mais profundos.

(http://biologiacesaresezar.editorasaraiva.com.br/navitacontent_/userFiles/File/Biologia_Cesar_Sezar/Bio3_207.jpg) - Processo de fossilização

A Tafonomia é a ciência que estuda o conceito de fossilização.

Os processos de fossilização dependem da matéria que fica enriquecida no fóssil.
Ex: incarbonização – enriquecimento relativo de carbono devido à perda de outros constituintes da matéria como o hidrogénio, oxigénio e azoto. Dá-se principalmente nos vegetais.
A conservação total dá-se quando os organismos ficam em gelo ou no fundo de lagos onde não há muita movimentação nem oxigénio para se darem trocas químicas nos fósseis.

Há processos físicos que dificultam a fossilização como a desarticulação dos organismos, a fragmentação por transporte ou erosão, a abrasão, a bioperfuração, a dissolução e deformações como o achatamento. Estes factores criam más condições para uma boa fossilização, ficando os fóssies deformados e sem grande matéria para estudos.
Contudo, há locais onde os fósseis têm grandes possibilidades de ficarem bem conservados como em zonas de carcificação, em âmbar, em rios (zonas de meandros), em pântanos, plataformas carbonatadas, em zonas de condensação e taludes (acumulações secundárias de fósseis). Nestes locais, com organismos bem conservados é possível um estudo que possa aprofundar as origens e evolução da zona.
(http://www.geocities.com/paulac_onofre/imag16.jpg) - Organismo fossilizado em âmbar
A Biocenose é o termo dado à população de um organismo antigo. Esta divide-se em 4 grupos principais: Espécie dominantes (>50%), Característicos (25 a 50%), Acompanhantes (10 a 25%) e Fortuitas (<10%).

Relativamente à distribuição global dos organismos, há diferentes formas: cosmopolitas (com distribuição global), ubiquistas (com distribuição global mas com povoamentos descontínuos) e endémicas (específicas de determinada região, más para correlações).
As formas podem ser bentónicas se andarem nos fundos marinhos, nectónicas se nadarem e planctónicas se flutuarem.
Se a população estudada viver sobre a sedimentação fala-se em termos de epifauna e se vive dentro dos sedimentos em endofauna.


Bibliografia:
-
http://fossil.uc.pt/pags/fossil.dwt (fóssil)

Eustasia

Ao processo que traduz a variação global do nível do mar em relação a terra firme, dá-se o nome de eustasia. O movimento eustático é causado essencialmente por variações no volume de água.

As principais causa das modificações do nível do mar são várias, entre as quais:

O aumento ou redução das calotes em consequência de modificações climáticas.
O degelo provoca transgressões, subida do nível do mar. O gelo das calotes polares, por aumento da temperatura global, derrete e transforma-se em água, aumentando o volume dos oceanos e localmente, o avanço da linha do mar.
A glaciação provoca regressões, descida do nível do mar. Com a descida da temperatura global, é formado mais gelo com a água dos oceanos. Aumentam as calotes polares e verifica-se um afastamento da linha de costa nas zonas continentais litorais.

A taxa de expansão oceânica também pode ajudar nestas modificações. Oscila entre 2.5cm/ano (crista Ártica) e mais de 15cm/ano (crista do Pacífico Oriental). Este estudo é feito através da análise das sequências de anomalias magnéticas na crosta oceânica e nas inversões do campo magnético. As taxas actuais são determinadas por métodos geodésicos, os mais utilizados e com grande precisão hoje em dia são os espaciais ou satelitários (Ex.: VLBI (Very Long Baseline Interferometry), SLR (Satellite Laser Ranging), GPS (Global Positioning System)).


O Ciclo Eustático traduz-se na figura seguinte:

Ciclo Eustático
O nível eustático podem ser ciclos de diferentes ordens. Os ciclos de 1ª ordem originam os de 2ª, são uma referência global obtida pela média dos ciclos atrás referidos. Os ciclos de 2ª ordem têm base em depósitos sedimentares, enchimentos de bacia. Os ciclos de 3ª ordem são resultantes de factores climáticos. Existem ainda ciclos de 4ª, 5ª e 6ª ordens.

Os intervalos de tempo característicos são para os de 6 e 5ª ordem, 10000 anos. Para os de 4ª e 3ª ordem, milhares de anos, para os de 2ª ordem, até 3 Ma e de 1ª ordem, 75 Ma
O nível médio do mar é considerado a altitude média da superfície do mar, medida em relação a uma superfície terrestre de referência. É inconstante, variando com a ondulação, pressão atmosférica, marés, temperatura da água e de outros factores cíclicos que actuam que variam desde segundo a vários anos.

Variação do nível médio do mar (i.e. ondulação do Geóide) em função do campo gravítico da Terra (imagem da GRACE - Gravity Recovery And Climate Experiment – da NASA).

Bibliografia:
-
http://w3.ualg.pt/~jdias/INTROCEAN/B/30_TaxasExpansao.html (Tectónica de Placas: Taxas de Expansão)
-
http://pt.wikipedia.org/wiki/Eustasia (Eustasia - Wikipédia, a enciclopédia livre)
-
http://www.territorioscuola.com/wikipedia/pt.wikipedia.php?title=N%C3%ADvel_m%C3%A9dio_do_mar#Varia.C3.A7.C3.A3o_temporal_e_espacial_do_n.C3.ADvel_do_mar (TerritorioScuola Wikipédia Português – Nível_médio_do_mar)

Unidades Litostratigráficas


As unidades litostratigráficas definem-se como um conjunto de estratos que constituem uma unidade, por estar composto predominantemente por certo tipo ou combinação litológica, ou ainda por ter características litológicas importantes em comum, que sirvam para agrupar os estratos.

Não há uma extensão geográfica específica para as unidades litostratigráficas. Esta depende sempre da continuidade e extensão das características que se verificam. Para facilitar a localização no campo, seleccionam-se os locais que mais evidenciam estas particularidades.

É utilizado também o termo litossoma para estas unidades, sendo evitado para não criar interpretações duplas.


As unidades litostratigráficas dividem-se particularmente em:

Grupo – O grupo é constituído por duas ou mais formações que não necessitam ser do mesmo local. Constitui um nome geográfico.

(http://www.geopor.pt/geotic/papers/sjorge6.jpg) – Conjunto de formações: Grupo (Ilha S. Jorge, Açores)


Formação – corpo identificado pelas suas características líticas e posição estratigráfica. Deve ser cartografada.


(http://www.geopor.pt/gne/campo/sintra/paragem6_7.gif) – zona 7 correspondente à formação do Complexo Vulcânico de Lisboa, zona laranja correspondente à formação do Complexo de Benfica.




Membro – Caracteriza-se pelas potenciais particularidades de uma zona que a diferencia do resto da formação adjacente.


(http://pt.wikipedia.org/wiki/Membro_Alemoa) – Localização cronostratigráfica do Membro Alemoa, membro superior da Formação Santa Maria Rio Grande do Sul), constituído por lamitos vermelhos.

Camada – estrato cuja espessura pode variar desde um cm a vários metros. O contacto com as camadas superiores e inferiores pode ser de vários tipos: brusco, gradual, ondulado, etc. Nestes contactos pode haver superfícies de descontinuidade


Cabo Espichel


Utilizam-se ainda os termos supergrupo e subgrupo. O supergrupo refere-se à associação de vários grupos cujas características são interrelacionadas. O subgrupo corresponde a apenas ao conjunto de algumas das formações de um grupo.





Bibliografia:

Livros:
- VERA TORRES, J. A. - Estratigrafia: Príncipios y Métodos - Editorial Rueda - Madrid (1994)


Internet:
-
http://www.perfuradores.com.br/index.php?pg=info_cientificas&sub=info_cientificas_tb&sub_tb=infocie_tb_21 (P E R F U R A D O R E S . c o m )
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http://www.unb.br/ig/glossario/verbete/unidade_litoestratigrafica.htm (unidade litoestratigráfica)

Foto tirada por Mariana Quininha 07/08