A MEDIDA DO TEMPO GEOLÓGICO E A IDADE DA TERRA

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1 A MEDIDA DO TEMPO GEOLÓGICO E A IDADE DA TERRA Idade relativa e idade radiométrica Memória dos tempos geológicos

2 DATAÇÃO RELATIVA???? DATAÇÃO ABSOLUTA - permite-nos obter um valor numérico para a idade das rochas, determinado em milhões de anos (M.a.).

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4 O ambiente no qual vivemos é naturalmente radioactivo. respiramos carbono-14, que é radioactivo; comemos bananas que apresentam na sua composição potássio-40, com núcleo instável, nos nossos ossos e sangue existe rádio-226 Vivendo em um ambiente radioativo, os seres humanos, e todos os demais seres vivos, são naturalmente radioativos. O problema está na quantidade de radiação à qual estes seres são expostos: acima de certo nível a exposição às radiações provoca, no corpo humano, e nos demais seres vivos, várias reações adversas (danos nas células e no materal genético).

5 A radioactividade é uma das principais fontes de energia térmica interna da Terra! A técnica utilizada para determinar a idade das formações geológicas em valores numéricos baseia-se na desintegração regular de isótopos radiativos naturais presentes as rochas. - potássio (K-40) - rubídio (Rb-87) - urânio (U-235 e U-238) - carbono (C-14),

6 A datação absoluta pode também ser chamada de Datação radiométrica ou isotópica Os isótopos são átomos do mesmo elemento químico, com números de massa diferentes e números atómicos iguais. A diferença está no número de neutrões. O mesmo elemento químico (carbono, por exemplo), pode ter no núcleo do átomo: O mesmo número de protões e neutrões (6P + 6N) C12 Diferente número de protões e neutrões (6P + 7N) C13 Diferente número de protões e neutrões (6P + 8N) C14 ESTÁVEL ESTÁVEL INSTÁVEL Nota: C12, C13 e C14 são isótopos de carbono!

7 Os isótopos de urânio são muito frequentes nas rochas (1g por cada 1000 Kg de rocha)! Urânio submetido a radiação U.V. No momento da génese, as rochas podem incorporar nos minerais que as constituem átomos de um isótopo radiactivo, designado por ISÓTOPO-PAI. Como estes elementos são instáveis, o núcleo dos seus átomos desintegra-se espontaneamente, libertando radioactividade, isto é, energia sob a forma de calor e radiações, originando um novo isótopo mais estável, denominado de ISÓTOPO-FILHO. Nota: O isótopo Uránio-238 forma o isótopo de Chumbo-206 quando se desintegra!

8 Datação radiométrica PERÍODO DE SEMITRANSFORMAÇÃO ou SEMIVIDA (T ½) do elemento. O tempo necessário para que se dê a desintegração ou decaimento radiactivo de metade de uma quantidade de isótopos-pai em átomos do isótopo-filho No final de um período de semi-vida, 50% dos isótopos-pai já foram transformados em isótopos-filho

9 Datação radiométrica PERÍODO DE SEMITRANSFORMAÇÃO ou SEMIVIDA (T ½) do elemento. No final de um período de semi-vida, 50% dos isótopos-pai já foram transformados em isótoposfilho No final do 2º período de semi-vida, metade da metade que restou (¼) do nº original de isótopos-pai ainda permanecem na rocha No 3º período de semi-vida 1/8 e assim por diante! (restará sempre uma quantidade residual de isótopos-pai na rocha)

10 Exercício 1.Supondo que uma semivida corresponde a 4 Milhões de Anos, calcule a idade da rocha no processo Se a idade da rocha no processo 3 fosse de 10 Milhões qual seria o tempo de semivida? 1.No processo 4 a rocha possui 3 semividas logo a sua idade será 3 x 4 M.a. = 12 M.a. 2.Sabemos que a rocha no processo 3 tem 10 M.a. e que em termos de semividas já passaram 2 semividas 10 M.a. / 2 = 5 M.a.

11 Porque razão o decaimento radioactivo oferece uma boa forma de medir o tempo de forma absoluta? A taxa de decaimento radioactivo (desintegração dos isótopos-pai em isótopos-filho) é constante para cada isótopo! (não varia com condições de pressão, temperatura ou outros aspectos associados aos processos geológicos) A desintegração é irreversível: o isótopo-pai não volta a adquirir as propriedades iniciais! Quando a rocha se forma adquire elementos radioactivos que se começam a desintegrar marcando o momento de formação daquela rocha!

12 Basta conhecer o período de semivida e o nº de isótopos-pai e filho existentes na rocha para que se possa calcular o tempo decorrido desde que o processo de desintegração se iniciou.

13 Exercício A idade da rocha é dada pela fracção ou pelo número de semividas decorrido até ao momento em causa. Considera a figura ( o isótopo-pai é o carbono (C-14), o isótopo-filho é o azoto (N-14) e a semivida é de 5700 anos. A partir do momento em que se atinge uma semivida, neste caso a 1º, recomeça a contagem, pelo que temos 50% desintegrado = 1 semivida (pai=50% da quantidade inicial ) idade 5700 anos, 75% desintegrado = 2 semividas (pai 25% da quantidade inicial) - idade=2*5700=11400 anos; 87,5% desintegrado =3 semividas (pai=12,5% da quantidade inicial) idade=4*5700=22800 anos( ) - Selecione a opção correta:

14 Exercício A idade da rocha é dada pela fracção ou pelo número de semividas decorrido até ao momento em causa. Considera a figura ( o isótopo-pai é o carbono (C-14), o isótopo-filho é o azoto (N-14) e a semivida é de 5700 anos. A partir do momento em que se atinge uma semivida, neste caso a 1º, recomeça a contagem, pelo que temos 50% desintegrado = 1 semivida (pai=50% da quantidade inicial ) idade 5700 anos, 75% desintegrado = 2 semividas (pai 25% da quantidade inicial) - idade=2*5700=11400 anos; 87,5% desintegrado =3 semividas (pai=12,5% da quantidade inicial) idade=4*5700=22800 anos( ) - Selecione a opção correta:

15 Espectrometro de massa consegue detectar quantidades diminutas de isótopos!

16 Qual o melhor isótopo para datar rochas jovens?

17 Nota: Se a rocha for velha e a taxa de decaimento for rápida, os isótopos-pai já se transformaram quase todos em isótopos-filho: sabemos que o relógio isotópico parou, não sabemos é há quanto tempo isso aconteceu!

18 O Carbono-14 é muito usado na arqueologia e é o ideal para datar fósseis ou quaisquer outros resíduos orgânicos Porquê? Todos os seres vivos contém carbono. Ele é aborvido pelos seres fotossintéticos e daí segue por toda a cadeia alimentar! Quando os seres morrem inicia-se o decaimento! E a arqueologia estuda eventos recentes interessam isótopos com menor tempo de semi-vida!

19 Limitações da datação radiométrica ou isotópica As rochas ígneas costumam conter muitos isótopos radioactivos diferentes. A solidificação das rochas ígneas dá-se bruscamente, o que tem uma consequência feliz: todos os relógios de um dado fragmento de rocha são calibrados em simultâneo. Apenas as rochas ígneas proporcionam bons relógios radioactivos!

20 Limitações da datação radiométrica ou isotópica As rochas estão constantemente a ser recicladas e transformadas noutras é impossível datá-las por completo! O melhor que há a fazer é combinar todos os métodos de datação para que se consiga elaborar um calendário da história da Terra! Em locais onde ocorram afloramentos com mais do que um tipo de rocha, podem-se datar as rochas magmáticas por dataçao absoluta e, em seguida, estabelecer uma equivalência com os restantes fenómenos geológicos que se encontrem representados na área em estudo.

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22 O tempo em Geologia Por que motivo a estratigrafia não permite medir o tempo de forma absoluta? Os sedimentos não se acumulam numa taxa constante em nenhum ambiente de sedimentação (podem até haver longos momentos de ausência de sedimentação). Por exemplo, durante uma inundação, um rio poderá depositar uma camada de areia de vários metros de espessura em questão de poucos dias, enquanto durante todos os anos que se seguirem entre as inundações ele apenas deposita uma camada de areia com poucos centímetros de espessura. Além disso a taxa de erosão também não é constante.

23 Resumo

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