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Oceanografia I - ICBA - USU

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GEOLOGIA / PALEONTOLOGIA

PROF. AGENOR USU/ICBA

INTRODUÇÃO

Geologia, derivada do geo grego, “Estudo da Terra"  ocupa-se com o estudo da Terra. Os materiais dos quais a Terra é feita, os processos que afetam esses materiais, e dos produtos resultantes da sua formação, bem como da evolução da história do planeta e dos habitantes desde sua origem. 

            Geólogos estudam a composição dos materiais de Terra e dos vários processos geológicos em ordem para localizar e explorar os recursos minerais. Eles também investigam terremotos, vulcões, e outros perigos geológicos tentando predizer e minimizar os efeitos prejudiciais destes fenômenos naturais. Geólogos estudam história geológica para determinar as posições anteriores dos continentes e oceanos, averiguar a natureza de climas antigos, e localizar a evolução de vida a partir de indicadores dos registros fósseis. 

            Geologia interage intimamente com outras ciências sobrepondo-se em muitas áreas do conhecimento. Por exemplo, a química é usada para analisar as pedras e minerais da crosta da Terra. Biologia ajuda entendendo a natureza de organismos pré-históricos. Assim, botânica provê informação sobre plantas antigas, e o conhecimento de zoologia é complementa de forma essencial a compreensão de animais pré-históricos. Conceitos da Física ajudam a explicar as várias forças físicas que afetam a Terra e como os materiais respondem a estas forças. Descobertas da  astronomia revelam ajustes planetários no universo tentando explicar a origem da Terra. 

 

ÁREAS CORRELATAS

Devido a sua grande abrangência, a geologia foi dividida em duas divisões principais: geologia física e geologia histórica.

1.      A Geologia física trata da composição da Terra, seu arranjo estrutural, os movimentos dentro e na crosta terrestre, bem como da evolução dos processos geológicos. Em complemento da geologia física inclui-se:

·        MINERALOGIA, como o estudo e classificação dos minerais;

·        PETROLOGIA, ocupa-se com a origem, estrutura, ocorrência, e história das rochas. Este campo denomina-se Geologia estrutural e tem a ver com a deformação das pedras e a atitude estrutural ou arranjos. Outro ramo também importante é o do estudo da

·        TECTÔNICA de PLACAS, também relacionado à geologia estrutural mas que geralmente trata da deformação e evolução histórica das características estruturais maiores da Terra.

·        GEOMORFOLOGIA, por sua vez,  está relacionada à configuração geral da superfície da Terra e a origem, desenvolvimento, e classificação das formas terrestres. A Geologia econômica tem que ver com processos geológicos e materiais que podem ser utilizados economicamente; e

·        GEOFÍSICA e GEOQUÍMICA utilizam-se dos dados derivados dos estudos físicos e químicos da Terra. Subcampos mais especializados da geologia física incluem

·        sismologia (TERREMOTOS/CAMDAS DA TERRA), e

·        vulcanologia (VULCÕES),

·        glaciologia (GELEIRAS E GLACIAÇÃO) e

·        geologia ambiental (estudos geológicos relacionaram a preocupações ambientais humanas), criando geologia (a aplicação das ciências geológicas para criar prática), e

·        geologia marinha, ou oceanografia geológica (aquele aspecto do estudo do oceano que especificamente se trata do chão de oceano e as margens de oceano-continente; veja OCEANO E MAR). 

 

2. A GEOLOGIA HISTÓRICA preocupa-se com a evolução da terra e dos seus habitantes desde a origem até o presente. As disciplinas mais diretamente relacionadas são:

• ESTRATIGRAFIA, ocupa-se do estudo, interpretação, e correlação de estratos rochosos;
• PALEONTOLOGIA, estuda as plantas pré-históricas e animais como revelado pelos fósseis, relacionado-os à cronologia da história da Terra.
• Geocronologia; que é o estudo de tempo em relação para a história da Terra;
• PALEOGEOGRAFIA, que trata da geografia física de tudo ou parte da superfície da Terra em algum momento no passado geológico;
• PALEOCLIMATOLOGIA, estuda climas do passado geológico
• PALEOECOLOGIA, que é o estudo das relações entre os organismos antigos e dos ambientes deposicionais pretéritos;
• PALEOMAGNETISMO, que estuda as variações do campo magnético da Terra durante tempos geológicos; e
• MICROPALEONTOLOGIA que é o estudo micro-fósseis. 

 

HISTÓRIA DA GEOLOGIA 

            Embora geologia seja uma ciência relativamente recente, desde a antiguidade o homem esteve preocupado em compreender os fenômenos relacionados à origem e à história da terra. No começo chegou-se a utilizar pedras como ferramentas e armas,  e a buscar abrigo em cavernas rochosas. Mas seu conhecimento era restrito ao local onde habitavam ou às áreas limitadas que eles poderiam explorar a pé. 

            Na busca do conhecimento, o homem no seu instinto de sobrevivência, procurou compreender o porquê dos eventos cataclísmicos, como terremotos e erupções vulcânicas De acordo com uma lenda hindu, a Terra foi apoiada por oito elefantes que estavam na parte de trás de uma tartaruga gigantesca. A tartaruga, acreditada ser uma encarnação do deus Vishnu, descansado na parte de trás de uma naja encaracolada, o símbolo da água. Quando estas criaturas moviam-se, a Terra vibrava produzindo os terremotos. No folclore japonês, os terremotos são causados por um peixe-gato gigantesco que vive na lama em baixo da Terra. Os peixes só podem ser controlados enquanto uma grande pedra angular estiver fixa sob poderes mágicos sob todas as camadas da Terra. Quando o peixe-gato se livra e continua sua trilha aproximadamente, são produzidos terremotos. 

     O grego antigo e Convicções romanas 

·        ARISTÓTELES no 4º século AC ensinou que a Terra era uma esfera. Ele também acreditou que fluxos originaram de primaveras e que foram formados minerais de “exalações” da Terra. Ele disse que foram causados terremotos quando “ventos retidos” estouraram à superfície depois que fosse apanhado em canais subterrâneos. 

·        Titus Lucretius Carus, um romano, escreveu que tremores eram causados pelo colapso dos telhados de grandes cavernas. Outros romanos antigos especularam sobre erupções vulcânicas. Realmente, o termo vulcão provavelmente deriva da ilha de Vulcano, um do Lipari (Aeolian) Ilhas no Mar de Tyrrhenian. Era assumido que o vulcão ativo desta ilha era a casa de Vulcan, deus romano de fogo. Vulcan era o ferreiro dos deuses, e quando a forja dele estava aquecida, a fumaça era emitida da cratera de Vulcano. Pensava-se que as explosões vulcânicas eram causadas por Vulcan quando estava trabalhando. 

 

Outros estudiosos ocuparam-se em estudar a origem dos fósseis.

• ANAXIMANDRO de Miletus, no século V AC, notou a existência bem acima do nível do mar de peixes fósseis e concluiu aqueles peixes tinham sido os antepassados de todas as coisas vivas, incluindo os seres humanos;
• XENOPHANES de Colofão, século V AC, achou fósseis de organismos marinhos longe do oceano no interior do continente e corretamente definindo então novas teorias para a localização daqueles organismos;
• HERÓDOTO posteriormente encontrou foraminíferos em pedras calcárias egípcias. Ele disse que estes pequenos fósseis (disco-amoldados) eram lentilhas que teriam vivido no tempo dos escravos que construíram as pirâmides. Heródoto também mostrou que o baixo Egito tinha sido formado de sedimentos depositados pelo Nilo. A sua forma bem semelhante à forma triangular se assemelhava à letra grega delta, a partir do que denominou o tipo de foz característico daquela região. Hoje este termo é usado para descrever este tipo de foz semelhantes em todas as partes do mundo. 
• EMPEDOCLES de Agrigentum, no século IV AC, estudou fósseis na Sicília. Ele propôs que plantas, animais, e humanos tinham se aparecido nesta ordem porque cada um depende de seu antecessor para sobrevivência, propondo assim, uma "aproximação evolutiva", de  longe bem à frente de seu tempo; e
• ARISTÓTELES e THEOPHRASTUS de Lesbos também colecionaram peixes fósseis,  posteriormente tentaram também classificar os minerais. 

 

   Pensamento medieval 

            Havia poucos tenta resolver os mistérios da Terra durante as Idades Medianas. Nenhuma distinção foi feita entre pedras, minerais, e fósseis como agora compreendemos.

• AVICENNA, no século XI, médico Persa e estudante islâmico, estudou os processos geológicos básicos e reconheceu água e areja como agentes corrosivos. Avicenna também estudou a importância de tempo nos processos geológicos.
• ALBERTUS MAGNUS, século XIII, foi um estudante alemão que escreveu sobre pedras, minerais, e montanhas. 

 

   O Renascimento: Um Despertar 

·        LEONARDO DA VINCI reconheceu a verdadeira natureza dos fósseis e refutou as noções populares de que os fósseis eram extravagâncias da natureza ou coisas que Satanás tinha posto nas pedras para desviar as pessoas.

• GeorgE Bauer, no século XVI, escritora alemã sob o nome de Georgius AGRICOLA, escreveu sobre a origem das montanhas, minerais, e água subterrânea. Dois dos livros dele, De Natura Fossilium (1546) e De Re Metallica (1556), propôs as fundações para mineralogia e geologia mineira. 

 

  No Século XVII 

 

• Nicolas STENO, em 1667, médico dinamarquês e teólogo, publicou o primeiro verdadeiro Tratado em Geologia. Ele escreveu sobre os processos de sedimentação, a origem das pedras, a formação de cristais e fósseis, e a interpretação de estratos rochosos;
• Prodromus, 1669, estabeleceu critérios para diferenciar sedimentos de ambientes marinhos de não marinhos. Ele foi o primeiro em reconhecer o princípio de superposição das camadas em uma sucessão de estratos. Ele também definiu o princípio da horizontalidade original. Steno também foi o primeiro a notar que as faces cristalinas de um determinado mineral sempre têm o mesmo ângulo com respeito a outro. Isto é agora conhecido como a lei de constância dos ângulos das interfaces. 

 

Apesar de avanços no século XVII, porém, o conceito de tempo geológico não era compreendido. A criação da Terra e o registro geológico ainda foi explicada em termos de cronologia bíblica. Durante algum tempo acreditou-se que a criação do planeta tinha acontecido em 4004 AC, uma data baseada nos cálculos de James USSHER, no século XVII por um bispo irlandês. 

 

   Avanços dos séculos XVIII XIX 

·        Maillet, cônsul francês para o Egito, provavelmente foi o primeiro em notar que as pedras mais velhas contêm menos espécies fósseis que pedras mais jovens. Ele também concluiu as pedras mais recentes tinham sido depositadas em cima das mais antigas.

• ARDUINO (Giovanni), um mineralogista italiano, escreveu em “Metamorfismo” e tentou organizar pedras cronologicamente de mais jovem para mais velho. Ele os classificou como “primitivo” ou “primário," “secundário, e” terciário “. O último termo ainda é usado atualmente”. 

 

No final do século XVIII aparecem algumas idéias baseadas nos estudos do geólogo escocês James HUTTON. A primeira dessas idéias esteve centrada no debate para a aceitação das teorias do netunismo e do plutonismo. Proponentes de netunismo, conduzidos por mineralogista alemão Abraham Gottlob WERNER, afirmavam que todas as rochas tinham sido originadas a partir do material precipitado em um mar universal antigo. Adequadamente, foram vistos fósseis como vítimas da Inundação de Noé, e acreditava-se que granito e basalto eram resultantes dos depósitos mais velhos de um mar antigo. Proponentes de plutonismo, conduzidos por Hutton, reconheceram aquela formação sedimentar aconteceu mas que a maioria das rochas tinham se solidificado de uma massa fundida original. Neptunismo foi descartado quando se provou que o granito e o basalto tinham sua origem nas rochas ígneas. 

 

A segunda controvérsia envolveu CATASTROFISMO, doutrina em que as características físicas principais da Terra foram causadas a partir de catástrofes periódicas, mundiais. Hutton propôs que todos os eventos geológicos passados estavam de alguma maneira conectados, que os eventos mais importantes aconteceram em cima de imensos períodos de tempo, e que de alguma forma eles continuam acontecendo no presente. Os conceitos de Hutton que foram conhecidos como UNIFORMITARIANISMO estabelece o significado do tempo geológico. 

 

   Geologia no Século XX

            Com a compreensão do tempo geológico, geólogos do século XX começaram a forjar geologia com o conceito de Hutton do Uniformitarianismo. Conhecimento geológico evoluiu bastante e por novos métodos de datação concluiu-se que a idade do planeta é de pelo menos de 4.6 bilhões anos. Foram desenvolvidos novos instrumentos sofisticados e novos técnicas de pesquisa; a Terra é estudada agora de navios, aeronave, e satélites. 

            Em 1912, Alfred WEGENER, um meteorologista alemão, sugeriu a teoria da DERIVA CONTINENTAL. Ele propôs que um único protocontinente denominado de Pangaea tinha sido fraturado e os fragmentos tinham se derivado para formar os continentes como eles são conhecidos hoje. A proposta de revolucionário de Wegener foi rejeitada durante décadas. Mas na década de 60, o geólogo Harry H. HESS e Robert S. Dietz, um oceanógrafo e geólogo marinho, desenvolveram a teoria do EPALHAMENTO DO FUNDO OCEÂNICO. Esta teoria, juntamente com o desenvolvimento do paleomagnetismo terrestre, levou à teoria da tectônica de pLACAS, ou tectônica global. Esta teoria assume que as placas da crosta da Terra são formadas pela atividade vulcânica nos cumes oceânicos submarinos e destruídas em grandes trincheiras de solo às margens dos continentes. Esta teoria parece como uma das grandes teorias geológicas de todos os tempos, tectônica de placas revolucionou pensamento geológico e pesquisa global estimulada. O conceito de tectônica de placas avançou com a pesquisa na geologia marinha, com especial atenção para as bacias oceânicas

Nos laboratórios, estão sendo desenvolvidos modelos de computador para ajudar resolver problemas geológicos. O espectrômetro de massa, esquadrinhando microscópio de elétrons, e tomografias computadorizadas  da crosta oceânica com sondagens das pedras, minerais, e fósseis constituem trabalhos dos geólogos que usam as evidências do passado para entender o presente e predizer o futuro. 

     

Bibliografia: Adams, F. D., O Nascimento e Desenvolvimento das Ciências Geológicas (1938, repr. 1990); Dana, J. D., Geologia (1849, repr. 1992); o decano, D. R., James Hutton e a História de Geologia (1992); Dott, R. H., e Engorda, R. L., Evolução da Terra, 4º ed. (1988); Erickson, J., Fósseis e Minerais: Pistas para o Passado da Terra (1992); Judson, S., al de et., Geologia Física, 8º ed. (1989); Levin, H. L., Geologia Física Contemporânea, 3d ed. (1990); e A Terra por Tempo, 4º ed. (1993); Montgomery, C. W., Fundamentos de Geologia (1993); Skinner, B. J., e Porter, S. C., Terra Dinâmica, 2d ed. (1991), e William H. Matthews III  .