Tempo Geológico

Setembro 9, 2009

Que idade tem o nosso planeta?

A  Terra tem milhares de milhões de anos de idade. Este é um ponto de vista contemporâneo; as ideias de James Ussher, o teólogo que calculou, a partir de registos bíblicos, que a Terra fora criada em 4004 a.C, dominaram até ao século xix. 

 

Na verdade, ainda hoje existe quem ignore as importantíssimas pro­vas científicas do contrário e afirme que as lendas bíblicas contam a verdadeira história da criação e da evolução da Terra.

 Só em meados dos anos 50 deste século é que a idade terrestre de 4,5 Ga (1O9 anos), agora aceite, foi determinada.  

Calcular com exactidão a idade da Terra é uma questão muito técnica, mas basicamente dependente do facto de os isótopos naturalmente radioactivos se desintegrarem a uma velocidade constante. Se se conhecer essa velocidade, pode-se medir o total de resíduos do decaimento de uma amostra que se acumularam ao longo do tempo e determinar a sua idade de forma bastante simples.

Os isótopos de um ele­mento têm em comum as mesmas propriedades químicas, mas características nucleares ligeiramente diferentes. Nem todos os isótopos são radioactivos, mas aqueles que o são acabam por se dividir, formando novos isótopos de um elemento completamente diferente. Dois dos elementos com isótopos radioactivos mais conhecidos são o tório e o urânio. Durante a desintegração ra­dioactiva, são transformados em isótopos de chumbo. Assim, parte do chumbo que existe na Terra, bem como em todo o sistema solar, não existia quando a Terra se formou, tendo sido criado no decor­rer do tempo geológico, à medida que o tório e o urânio se desin­tegravam.

Uma vez que os isótopos do tório e do urânio se convertem em chumbo a ritmos diferentes, as amostras que contêm estes ele­mentos têm diversos «relógios» geológicos internos independen­tes, que podem ser utilizados para determinar a sua idade. Isto significa também que a mistura exacta de isótopos de chumbo de qualquer material é, geralmente, única, dependendo da sua idade e da quantidade de tório e urânio que contém.

Nos anos 50 deste século, Clair Patterson, do Califórnia Institute of Technology, em Pasadena, descobriu os meteoritos e as amostras da Terra têm ca­racterísticas comuns no que respeita ao seu conteúdo em isótopos de chumbo. Utilizando amostras cuidadosamente seleccionadas paca serem o mais representativas possível das quantidades médias de isótopos de chumbo na Terra, juntamente com um conjunto de amostras de meteoritos condríticos, Patterson descobriu relações sistemáticas que indicavam que estes corpos — a Terra e os vários condritos — teriam sido formados a partir de um material antigo comum há cerca de 4,5 ou 4,6 Ga.

A descoberta de Patterson foi de extrema importância para a his­tória da geologia. Não só estabeleceu uma idade credível para a Terra, mas relacionou a origem do nosso planeta com a dos outros constituintes do sistema solar. Um estudioso anterior, o notável cavalheiro e geólogo escocês do século XVIII James Hutton, tinha dito acerca da história da Terra que não encontrara «nem vestígios de um início, nem perspectivas de um final».

Apesar da prosa lírica de Hutton, o trabalho de Patterson definiu claramente o início. E embora tenham surgido grandes avanços técnicos no seu campo (a medição de isótopos, desde os anos 50), as conclusões essen­ciais de Patterson continuam a ser válidas.

O número 4,5 Ga (4,5 mil milhões) diz-se com muita facilidade. Os estudantes e professores de Geologia habituam-se a ele. Mas é um número enorme, demasiado grande para se compreender em termos da experiência humana. Se acrescentarmos os zeros, a idade da Terra é ligeiramente mais fácil de compreender: 4 500 000 000 anos. Quatro mil e quinhentos milhões de moedas de cinco escudos fariam uma pilha com cerca de 6500 km de altura, mais ou menos a distância desde a superfície da Terra até ao seu centro.

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Geomagnetismo e Geocronologia

Junho 24, 2008

 

O nosso planeta possui um campo magnético que, possivelmente, resulta do movimento dos fluidos metálicos do núcleo exterior em fusão. Este movimento gera correntes eléctricas fracas que, em interacção com a rotação mecânica do fluido, associada ao movimento de rotação do planeta, gera um campo magnético auto-sustentável.

Alguns materiais rochosos têm estruturas atómicas que mudam sob a influência de um campo magnético, ficando as suas partículas orientadas relativamente às linhas de força magnética.

Se a modificação induzida na orientação das partículas persistir, o material retém as suas propriedades magnéticas depois do campo magnetizante ter sido afastado.Assim, algumas rochas tornam-se magnetizadas pela influência do campo magnético da Terra na altura da sua formação (por solidificação dos materiais magmáticos ou, em menor escala, por sedimentação).Retêm então um registo fóssil do campo magnético terrestre (paleomagnetismo) tal como existia no local e no momento da sua formação. Através de estudos de magnetismo fóssil de rochas de várias idades, foi possível estabelecer que o campo magnético terrestre tem sofrido ao longo do tempo geológico inversões completas, tendo o pólo norte magnético passado a ser pólo sul magnético e vice-versa.

Os estudos de magnetismo terrestre foram determinantes para a elaboração de modelos de expansão do fundo oceânico que haveriam de sustentar a teoria geral da tectónica de placas.

Geocronologia
Em época de exames surgem dúvidas e mais dúvidas nos nossos alunos. Perguntaram-me como era possível datar os fósseis. E a datação seria absoluta ou relativa.
A minha resposta possível:

Há muito que sabemos como dispor os fósseis de acordo com a sua ordem de depósito. O método está inerente à palavra «depósito». Os fósseis mais recentes estão obviamente depositados em cima, e não em baixo dos fósseis mais antigos e encontram-se consequentemente acima deles nos sedimen-tos rochosos (Hutton e Steno). Por vezes, as erupções vulcânicas podem revolver grandes pedaços de rocha e a ordem em que se encontram os fósseis à medida que se escava pode, é claro, estar invertida por completo; mas isto é suficientemente raro para a sua ocorrência ser evidente. Aliás em Geologia de 11º não se dão exemplos de camadas invertidas. Embora raramente se encontre um registo histórico completo à medida que se vai escavando nas rochas de determinada zona, pode reconstituir-se um bom registo a partir das porções sobrepostas de diferentes zonas (na realidade, embora eu use a imagem de «escavar», os paleontólogos raramente escavam literalmente os diversos estratos; é mais provável encontrarem os fósseis quando são expostos pela erosão, a várias profundidades).

Muito antes de saberem como datar os fósseis com efectivos milhões de anos, os paleontólogos tinham inventado um esquema fiável para as eras geológicas e sabiam com pormenor a sua sequência. Algumas espécies de conchas são indicadores tão seguros da idade das rochas que se encontram entre os principais indicadores utilizados pelos prospectores de petróleo em campo. Por si sós, no entanto, apenas nos podem falar das idades relativas dos estratos de rochas, nunca das suas idades absolutas.

 

Mais recentemente, os avanços da física deram-nos métodos que nos permitem atribuir datas absolutas, em milhões de anos, às rochas e aos fósseis nelas contidos. Estes métodos dependem do facto de determinados elementos radiactivos se desintegrarem a velocidades rigorosamente conhecidas.

É como se cronógrafos miniaturizados de precisão tivessem sido convenientemente enterrados nas rochas. Cada cronógrafo foi posto a funcionar no momento em que foi depositado. Tudo o que o paleontólogo tem de fazer é desenterrá-lo e fazer a leitura do tempo registado no mostrador. Os diversos tipos de cronógrafos geológicos radiactivos baseados na desintegração funcionam a diferentes velocidades.

http://docs.thinkfree.com/docs/view.php?dsn=846340