Termoluminescência

A Termoluminescência é um método geocronológico de datação de fenómenos ou processos geológicos ocorridos há milhares de anos, usando-se para a análise propriedades termoluminescentes de minerais como quartzo e carbonatos de solos e sedimentos que já foram expostos à luz solar e depois foram soterrados. É caracterizada pela emissão de luz em resultado do aquecimento dos minerais em baixa temperatura, entre 50º e 475°C, sendo inferior à temperatura de incandescência. Certos minerais não metálicos e anidros, sobretudo os que contêm elementos alcalino-terrosos, como o cálcio, mostram esta propriedade. A Termoluminescência é observada normalmente apenas durante o primeiro aquecimento, e não no reaquecimento, sendo que não é uma forma de transformação do calor em luz. A energia da luminescência já está presente no mineral, e é libertada através da excitação por leve aquecimento. Por outro lado, a incandescência é realmente uma transformação de calor em luz. O mineral com termoluminescência extinta pode ser recuperado quando é exposto a um raio excitante de alta energia, tais como radiação nuclear e raios-x, isto é, o mineral é recarregado.



Figura 1 - Equipamento para termoluminescência.



Esta técnica tem uma faixa etária de 1.000 a 500.000 anos. A técnica é utilizada em grãos do sedimento, com defeitos e impurezas, que funcionam como dosímetros de radiação natural, quando enterradas. Parte do decaimento radioactivo de K, U, Th e Rb no solo, bem como contribuições de raios cósmicos, são capturados ao longo do tempo nos sedimentos. Quanto mais tempo o enterro, mais dose absorvida é armazenada nos sedimentos, a dose é proporcional a uma curva de brilho de luz obtidos em resposta quando a amostra é aquecida ou exposta à luz dos LEDS, que quanto maior a dose, indica uma idade mais avançada.

A amostra de grãos é geralmente obtida pela exposição à luz solar, deste modo as análises são realizadas numa sala escura. Cada solo naturalmente tem a sua dose própria, de modo que a taxa “in situ” de dose é obtido com um espectrómetro portátil de raios gama (leia-se Grays / ka). O material para análise é recolhido em condições de luz forte, o tamanho de grão utilizado é silte fino (4-11 micra). A amostra é de seguida tratada com vários ácidos para remover carbonato e produtos orgânicos, e é irradiada com uma fonte de B para determinar artificialmente a idade da amostra, depois é pré-aquecida e finalmente aquecida a 5000⁰C num forno a vácuo, com atmosfera de nitrogénio num tubo foto multiplicador. O tubo mede a luz emitida pela amostra (em cinza), proporcionando um cálculo da dose equivalente (Idade = Dose equivalente / Taxa de Dose)

A Termoluminescência é usada em conjunto com a série U, 14 C, estratigrafia e processos biológicos associados sempre que possível. Através da comparação da intensidade de radiação nuclear (raio excitante) com a da termoluminescência recuperada, pode-se determinar deste modo a idade do último evento térmico (aquecimento) do mineral. Este método aplicado em quartzo e plagiocláse é eficiente para datação (medir a idade da rocha ou mineral) de amostras com idade inferior a algumas dezenas de milhares de anos, sendo útil para a arqueologia, e para a determinação da idade de eventos relacionados com a evolução da actual superfície terrestre como avalanches, depósitos piroclásticos e o seu vulcanismo associado, depósitos de loess entre outros.



Figura 2 - A percepção da termoluminescência do quartzo na medida em que a dose aumenta.



Bibliografia:

[1 ]- http://vsites.unb.br/ig/glossario/verbete/metodo_TL.htm

[2] - http://geology.cr.usgs.gov/capabilities/gronemtrac/geochron/thermo/tech.html

[3] - http://pt.wikipedia.org/wiki/Termoluminesc%C3%AAncia

Lei de Walther

A lei de Walther afirma que as fácies que ocorrem em sucessões verticais concordantes também ocorrem em ambientes lateralmente adjacentes, à excepção dos meios com discordâncias estratigráficas.

O conceito de fácies sedimentares está definido como o conjunto de sedimentos ou de rochas que podem ser distinguidos de outros (depositados ao mesmo tempo mas em ambientes distintos), através das suas características litológicas e paleontológicas.

De acordo com esta lei, as fácies encontram-se quer ordenadas horizontal como verticalmente, estando deste modo justapostas e sobrepostas formando uma associação de fácies. Tal associação pode ser modificada devido a mudanças bruscas que afectam o equilíbrio entre os factores que controlam a sedimentação.

Este é um conceito simples mas consistente, que está relacionado com o modo como as mudanças de ambiente podem ser interpretadas através das rochas sedimentares( fácies).

Figura 1- Exemplificação da Lei de Walther.

Bibliografia:

 [1] – Vera Torres, Juan Antonio (1994), Estratigrafia, Principios y Métodos. Madrid: Editorial Rueda.

[2] - http://moodle.fct.unl.pt/mod/resource/view.php?id=132880

Princípios fundamentais da estratigrafia

 

A geologia histórica pode ser definida como o uso dos princípios da geologia para reconstruir e compreender a história da Terra. Em particular, centra-se nos processos geológicos que modificam a superfície e subsuperfície terrestres.

A geologia rege-se deste modo por cerca de sete princípios que permitem, por exemplo, ao observar a disposição actual de formações estabelecer a sua idade relativa e a forma como foram criadas.

·         Princípio do actualismo

·         Princípio da sobreposição

·         Princípio horizontalidade inicial

·         Princípio da continuidade lateral

·         Princípio da identidade paleontológica

·         Princípio da intersecção

·         Princípio da inclusão

Princípio do actualismo

Princípio, também conhecido como princípio das causas actuais, segundo o qual as leis que superintendem os fenómenos geológicos actuais são válidas quando aplicadas aos fenómenos que ocorreram no passado.

O princípio das causas actuais, defendido por J. Hutton e Charles Lyell no fim dos séculos XVIII e XIX, é um dos princípios em que assenta a teoria do uniformitarismo, contrária à teoria do catastrofismo. Embora seja um princípio aceite, alguns dos seus aspectos continuam por demonstrar.

Figura 1 - Aplicação do princípio do actualismo, "O presente é a chave do passado".

Princípio da sobreposição

O princípio da sobreposição foi proposto por Nicolaus Steno, em 1669, tendo por base observações realizadas sobre os materiais sedimentares do Oeste da Itália.

O princípio da sobreposição, um princípio geológico muito simples, que por si mesmo parece evidente, é o que estabelece que numa série de estratos sedimentares cuja disposição é aproximadamente horizontal, e que não sofreu alterações de posição, cada camada é mais moderna que a camada que recobre, mas mais antiga que a camada que a cobre.

Há casos em que o princípio da sobreposição não se aplica. São os casos dos terraços fluviais, das dobras deitadas, dos filões-camada ou soleiras e dos sedimentos depositados nas grutas.

Figura 2 - Esquema que mostra o princípio da sobreposição dos estratos.

Princípio da horizontalidade inicial

Princípio de cronologia relativa que estabelece que os sedimentos são sempre depositados em camadas horizontais, isto é, os sedimentos depositam-se horizontalmente à medida que vão chegando à bacia sedimentação, por efeito gravítico. Qualquer fenómeno geológico que altere a horizontalidade é sempre posterior à sedimentação.

Figura 3 - Exemplo do Princípio da horizontalidade inicial.

Princípio da continuidade lateral

O Princípio da continuidade lateral afirma que uma camada tem a mesma idade em todos os seus pontos, o que implica que os limites inferior e superior de uma camada representam superfícies isócronas. Importante por permitir correlacionar observações praticadas em locais diferentes. Isto permite datar, em colunas estratigráficas de lugares afastados, sequências de estratos idênticas (mesmo que os estratos de ambas tenham dimensões variáveis), desde que as sequências de deposição sejam semelhantes.

 

Figura 4 -  Correlação entre estratos distanciados lateralmente.

Princípio da identidade paleontológica

Um dos princípios utilizados na datação relativa dos estratos, o princípio da identidade paleontológica admite que, nos estratos, os grupos de fósseis surgem numa ordem definida, podendo reconhecer-se um determinado período de tempo geológico pelas características dos fósseis. Às camadas que possuem o mesmo conjunto de fósseis de idade pode ser atribuída a mesma idade.

Este princípio, inicialmente utilizado como um instrumento prático, foi posteriormente explicado pela Teoria da Evolução de Charles Darwin.

Figura 5 - Exemplo do princípio da identidade paleontológica.

Princípio da intersecção

O princípio da intersecção diz que qualquer estrutura que intersecte vários estratos se formou depois deles, logo, é mais recente.

Figura 6- Princípio da intersecção.

Princípio da inclusão

O princípio da inclusão refere que os fragmentos de rocha incorporados num dado estrato são mais antigos do que ele.

Figura 7 - Princípio da inclusão.

Bibliografia:

[1] -  http://arquivogeologico.blogspot.com/

[2] - http://www.infopedia.pt/$principio-da-sobreposicao

[3] - http://www.infopedia.pt/$principio-da-horizontalidade-original

[4] -  http://www.infopedia.pt/$principio-das-causas-actuais

[5] - http://pt.wikipedia.org/wiki/Geologia

[6] - http://disciplinex.wordpress.com/2008/07/12/40/

[7] - http://bgesf0910.blogspot.com/

[8] - http://cels-bg.blogspot.com/2010_06_01_archive.html

Estratigrafia - Introdução

A estratigrafia, vem do latim stratum e do grego graphia, e é o ramo da geologia que estuda a composição, origem, génese e organização temporal e espacial das rochas, tal como os acontecimentos e fenómenos que se relacionam com estas. Em conjunto com a Paleontologia, constitui a base da Geologia histórica. Através das características e conteúdos dos estratos podem-se reconstituir as condições em que estes foram gerados e situá-los no tempo, sendo possível deste modo reconstruir a história da Terra ao longo da largos períodos geológicos.

Nicolaus Steno, considerado o “pai da Estratigrafia” enunciou as bases da estratigrafia a partir do estudo de fósseis e da sua interpretação. Este físico da corte dinamarquesa reconheceu nos estratos um registo do tempo e a história de uma sequência de acontecimentos. Foi ele o primeiro autor a fazer uso do termo “estrato”, num contexto geológico. Este autor definiu estratos como camadas de sedimentos, depositadas a partir de fluidos numa mesma posição inicialmente horizontal, podendo, no entanto, ser posteriormente deformados.



Figura 3 - Aspecto particular de estratificação em rochas calcárias jurássicas.
 Local: Cabo Carvoeiro, Peniche



Desde esta época que a estratigrafia evoluiu bastante, e actualmente a estratigrafia de sequência é considerada o último avanço cientifico mundial.

Referências bibliográficas:

[1] - http://tuta.no.sapo.pt/geologia/rochas.PDF

[2] - http://www.infopedia.pt/$estratigrafia

[3] - http://estpal08.blogspot.com/2008/09/estratigrafia.html

Da formação da vida na Terra...até à escala do tempo geológico

A partir de uma nébula gasosa e de uma poeira difusa e por acreção de partículas, formaram-se, a Terra e os restantes corpos do sistema solar. Por acção de forças gravíticas surgiram corpos que progressivamente viram as suas dimensões aumentar originando o Sol e os diferentes planetas. Iniciou-se este processo de transformação há cerca de 6000 milhões de anos.

Só há 4600 milhões de anos a Terra começou a existir, como uma massa de rocha incandescente com uma atmosfera de hidrogénio. Quando esta massa atingiu uma temperatura de 5000ºC começou a arrefecer à superfície, a matéria contida e ainda fervente do planeta foi-se libertando sob a forma de vapor, criando a atmosfera. Os cometas e meteoritos assim como as contínuas erupções vulcânicas produziram a atmosfera primitiva de dióxido de carbono e de vapor de água. À medida que a temperatura descia, o vapor de água condensava-se, dando origem aos primeiros oceanos (enriquecidos em elementos químicos) que originaram os primeiros seres vivos semelhantes às cianobactérias. A quantidade de oxigénio na atmosfera produzido pela acção de microorganismos marinhos, aumentava assim cada vez mais. Desde a sua formação, que muitas têm sido as transformações que a Terra tem sofrido, têm ocorrido ciclos de formação de cadeias montanhosas seguidos de erosão das rochas e mudanças climáticas.

Houve deste modo a necessidade de criar uma tabela/escala na qual se visualizasse a subdivisão do tempo, desde as origens da Terra até à actualidade, usando fenómenos geológicos (como a deriva continental, glaciações, etc…) e biológicos (como extinções de seres vivos) para caracterizar os diferentes intervalos.

O geólogo escocês James Hutton estabeleceu a base para o desenvolvimento da escala de tempo geológico no final do século XVIII, com a publicação da sua obra intitulada Teoria da Terra(1785). Desde esta altura, que os geólogos usaram princípios de datação relativa e absoluta das rochas cruzando diversas informações geológicas como por exemplo, fósseis de vários locais do globo e desenvolvendo deste modo a escala do tempo geológico. A escala de tempo geológico está organizada em grandes hierarquias de unidade de tempo, embora não exista uma concordância entre cientistas, quanto aos nomes e limites destas mesmas categorias. Segundo Rui Pena dos Reis “O tempo geológico, que permanecia a melhor medida da história do nosso planeta, apresentava elementos enigmáticos e complexos. As velocidades desarmónicas e os intervalos silenciosos desafiavam permanentemente a curiosidade e a insatisfação dos pesquisadores”.

Conforme citação anterior, esta linha do tempo está organizada em quatro grandes categorias: eons(unidade maior), eras, períodos e épocas.

Figura 1- Escala do tempo geológico.

As grandes divisões, os Éons, encontram-se separados pelo Hadeano, o Arqueano, o Proterozóico e o Fanerozóico. Em relação às Eras  destacam-se, a era Pré-Câmbrica, a Paleozóica, a Mesozóica e Cenozóica.

A Era Pré-Câmbrica é considerada o tempo entre a formação do planeta e o aparecimento das primeiras formas de vida e não tem qualquer divisão em períodos ou épocas. A Era Paleozóica divide-se no período Câmbrico, Ordovícico, Silúrico, Devónico, Carbonífero e Pérmico. No período Câmbrico houve uma grande dominância das trilobites, mas foi no período Ordovícico que muitos organismos recifais surgiram. Os primeiros fósseis de plantas terrestres surgiram no período Silúrico, os primeiros anfíbios no Devónico, no Carbonífero houve uma abundância de insectos. A Era seguinte (Mesozóica), mais especificamente no período Triássico surgiram os primeiros dinossauros, no Jurássico as primeiras aves e mamíferos e também uma grande abundância de dinossauros. Ainda no período Cretácico apareceram as primeiras plantas com flor. Por fim, na Era Cenozóica que se divide no período Paleogénico e Neogénico surgiram os primeiros hominídeos, houve uma extinção em massa dos dinossauros e os mamíferos já existentes desenvolveram-se e tornaram-se dominantes.

Actualmente estas são as divisões da linha do tempo, mas nada garante que assim permaneçam, pois novas descobertas podem acontecer que alterem por completo a origem e evolução da vida na Terra. Aliás, Rui Pena dos Reis refere isto mesmo no seu livro O Tempo de Pedra “ A história do nosso planeta é infinitamente interessante e, em larga medida, indecifrável”.



Figura 2- Linha do Tempo geológico.



Referências Bibliográficas:

[1]-http://www.notapositiva.com/pt/trbestbs/geologia/10_constr_escala_tempo_geologico.htm

[2]- http://fossil.uc.pt/pags/escala.dwt

[3]- Pena dos Reis, Rui. O Tempo de Pedra, Setembro 2008, Imprensa da Universidade de Coimbra.