Edificação e Construção do Conhecimento na Geomorfologia

Transcrição

1 Departamento de Geografia Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas Universidade de São Paulo Geomorfologia II Edificação e Construção do Conhecimento na Geomorfologia Prof. Dr. Fernando Nadal Junqueira Villela

2 Necessário contextualizar o pensamento geográfico em sua evolução para compreender-se a Geomorfologia O que é Geomorfologia?

3 Geomorfologia = ramo da Geografia Física que compreende estudos das formas de relevo (continentais, oceânicas, submarinas e interplanetárias) A Geomorfologia estuda a interação entre o substrato rochoso, a atmosfera, a hidrosfera e a biosfera, descrevendo, classificando e localizando as formas de terreno (morfografia), investigando suas origens (morfogênese) e sua evolução no tempo (morfocronologia), além de determinar o comportamento dos processos existentes (morfodinâmica) e a evolução das dimensões das formas (morfometria) Joly, F. Point de vue sur la Geomorphologie. Annales de Geographie, Paris, 86º Année, 1977.

4 Geografia Moderna (após Séc. XVIII): Utilizada como instrumento legitimador das práticas exercidas pelas Nações ou Estados Dominantes Dominada pelos pressupostos da fenomenologia e positivismo Legado impulsionado pelas concepções naturalistas de Alexander Von Humboldt e Carl Ritter

5 Humboldt: Cosmos ; Carl Ritter: Geografia Comparada Trabalhos de cunho empírico e indutivo, contemplando a universalidade dos fenômenos, com relatos detalhados de observações sistemáticas e explicações causais da paisagem Reflexo da política expansionista do Estado Alemão, servindo como inventário colonial Ratzel: Antropogeografia DETERMINISMO

6 França: Paul Vidal de La Blache Apoio deliberado do Estado francês burguês, na intenção de legitimar ideologicamente os interesses da Nação Natureza vista como possibilidade para a ação humana; A Geografia é uma ciência dos lugares, não dos Homens POSSIBILISMO

7 Geografia Moderna (Séc. XIX / Séc. XX): A Geografia Vidalina propiciou a ideia de Região e o nascimento da Geografia Regional

8 Influências na Geomorfologia - Geologia Uniformitarismo: o exemplo de James Hutton (1788) Nenhum vestígio de um começo, nenhuma perspectiva de um fim John Playfair (1802) Charles Lyell ( ) O presente é a chave do passado

9 ORIGEM DA GEOLOGIA A Geologia é a ciência que estuda a composição e a estrutura do globo terrestre e do sistema solar GEO/LOGIA terra (ge) / ciência (logos) CIÊNCIA DA TERRA

10 A necessidade do aproveitamento das rochas e dos minerais levou o Homem ao estudo da Geologia Heródoto ( a. C.) reconheceu um delta formado pela sedimentação dos detritos do Nilo; Aristóteles ( a. C.) reconhecia a importância das montanhas na condensação das chuvas e acúmulo das neves, além de observar fenômenos sobre a sedimentação no Mar Negro

11 Empédocles ( a. C.), através da provável observação de esqueletos de vertebrados achados junto a fósseis de cefalópodes, comuns nas cavernas da Sicília, elaborou as primeiras notas sobre a seleção natural Pitágoras (séc. VI a. C.), após viajar 20 anos pelo Egito e ter contato com inúmeros filósofos persas adquiriu vasto conhecimento geológico; veio a afirmar que a Terra se convertia em mar e vice-versa, indicou os fósseis existentes no alto das montanhas e comentou a extinção e formação de fontes graças a terremotos, entre outros Plínio, o Velho, viveu nos primeiros anos da era cristã e era um grande observador da natureza. Viajando pela Europa e África, escreveu uma compilação dos dados científicos da época numa obra de 37 volumes intitulada História Natural

12 Durante a Idade Média, o progresso das ciências geológicas foi praticamente nulo, sendo apenas no séc. XV, com Leonardo da Vinci, que algumas observações seriam corretamente interpretadas, como a origem dos fósseis, o papel da erosão na formação das montanhas e a origem dos rios, iniciando-se assim a fase da observação de campo para a sustentação das teorias Trabalhos geológicos de Geórgio Agrícola ( ), Nicolas Steno ( ), Giovanni Arduíno ( ), Buffon ( ), Cuvier ( ) e outros tiveram papel fundamental na formação das teorias sobre a evolução de nosso planeta

13 No entanto, a Geologia começou a tomar forma como ciência apenas no século XVIII, com a necessidade do aproveitamento de recursos na pré-revolução industrial O mundo estava cada vez mais sendo alicerçado pelos métodos científicos, baseados na observação, dedução e pensamentos racionais, inclusive com uma profunda modificação na forma como as pessoas consideravam a natureza e a sociedade Podem ser citadas a produção de ferro e carvão, que seria dobrada na segunda metade do século XVIII

14 O 1 mapa geológico foi elaborado por William Smith ( ), representando a região norte da Inglaterra, baseado no estudo dos fósseis

15 Os avanços na medicina e o prelúdio da Revolução Industrial estavam próximos, tornando a vida das pessoas mais confortável e possibilitando então a atenção em outros assuntos menos urgentes Nesse contexto, nasceu em 1769 na Inglaterra William Smith, em Oxfordshire. Filho de um ferreiro, Smith cresceu na zona rural do vilarejo de Churchill, e foi educado pelos preceitos religiosos da época, que, assim como as origens do planeta, acreditava que os seres humanos eram fruto de determinação divina

16 Aos 8 anos, Smith perdeu o pai e foi criado por seu tio, um fazendeiro local. Este possuía uma leiteria em que a pesagem das libras era auxiliada na balança por pequenas pedras de aspecto curioso de formas e cores muito diversas, podendo ser brancas e achatadas, ou mais escuras e arredondadas, etc. Estas pedras, chamadas de pedras de libra, pesavam sempre 600 gramas, valor suficiente para a utilização na medida da manteiga recém-batida produzida pelas leiterias As pedras de libra despertaram a curiosidade de Smith quanto a sua origem, sem saber, na verdade, que eram restos sólidos de materiais mineralizados que revestiam o corpo de ouriços-do-mar Igualmente, a presença de pequenas conchas esféricas também o intrigava, pois costumava usá-las como bolas de gude (hoje se sabe que estas eram restos de um tipo de braquiópode de forma arredondada

17 Ao mesmo tempo em que Smith crescia, a sociedade inglesa fundamentava uma de suas principais bases econômicas: o carvão. O carvão possuía seu preço alto muito em função do custo de transporte, que vinha das minas no interior até o centros urbanos apenas por rios navegáveis ou estradas A solução encontrada foi a criação de canais artificiais que agilizavam o transporte não só de carvão, mas de várias mercadorias, diminuindo também os custos e perda de cargas Com a febre da abertura de canais, William Smith, agora com 18 anos e já dispondo de um interesse natural pela geometria e pelas rochas que o rodeavam, foi contratado como auxiliar de um topógrafo da região, a fim de executar levantamentos para a abertura de canais artificiais que escoassem principalmente carvão. Isto permitiu com que viajasse muito para executá-los, conhecendo vários lugares da Inglaterra e numerosas minas de carvão

18 Aos 22 anos, Smith foi contratado para trabalhar em uma grande fazenda próxima à Bristol, sudoeste da Inglaterra, numa região onde existem vários veios de carvão complexos que foram explorados até a década de 1970 Uma das minas, chamada de Mearns Pit, possuía camadas de carvão que chamaram a atenção de Smith, numa de suas primeiras incursões ao mundo subterrâneo. Primeiro, encontrou capim e cascalhos da superfície, misturados ao solo arado, de mais ou menos 25 cm de espessura. Depois vinha uma rocha mais sólida e quebrada em pedaços, depois cada vez mais sólida e geralmente de cor vermelha. Assim identificou uma sequência de calcário terroso, marga bem vermelha e folhelho de coloração verde Mas percebeu outro detalhe: as camadas não tinham disposição horizontal, apresentando-se inclinadas, e possuíam uma orientação, que é a direção desta disposição

19 Mais abaixo, observou que a aparência das rochas sua cor, consistência e dureza mudava completamente. Onde em cima estavam rochas calcárias, folhelhos e margas, com cores avermelhadas e esverdeadas, agora apareciam rochas espessas, arenosas, de cor marrom acinzentada, profundamente diferentes, inclusive em sua atitude, mergulhando para novos ângulos em relação às rochas de cima, com inclinação acentuada e evidentemente dobradas, ou até estilhaçadas pelo esforço

20 Hoje sabe-se que estas rochas pertencem a formações carboníferas de 310 a 290 milhões de anos, que foram dobradas e retorcidas pela formação de montanhas quando as placas tectônicas da África e da Europa colidiram, num mundo que já presenciava a existência de seres vivos como samambaias, tubarões e insetos alados, ao mesmo tempo em que já tinham sido extintas formas de vida menos complexas como estromatólitos

21 Curiosamente, quase na mesma época do trabalho de Smith, James Hutton estava para publicar seu livro The Theory of the Earth, de importância fundamental para explicar fatos a respeito da Terra, inclusive as discordâncias entre as camadas vistas por Smith (inconformidades) Ele vira outra disposição de rochas, muito parecida com as que Smith estava observando, num penhasco rochoso na costa escocesa do Mar do Norte, num lugar conhecido como Siccar Point Lá existem camadas de arenitos vermelhos do Período Devoniano dispostas de modo plano no topo de arenitos duros e cinzentos do Período Siluriano Hutton sugeriu que estes dois conjuntos de rochas deveriam ter sido depositados por algum mar, e que o arenito cinza, depois de depositado, foi empurrado para cima e submetido a contorções e deformações, com posterior erosão que o deixou polido, e que foi novamente submerso pelo mar no Período Devoniano, permitindo assim a deposição do arenito vermelho

22 O resultado, portanto, de nossa presente investigação, é que não encontramos nenhum vestígio de um começo, nenhuma perspectiva do fim James Hutton ( )

23 Ao lado de Hutton, figura Abraham Werner ( ), cujos esforços fizeram as ciências geológicas avançarem numa orientação moderna Werner baseava-se na teoria do Netunismo, segundo a qual todas as rochas e minerais eram produtos da água; Hutton vinha de uma escola que defendia o Plutonismo, cuja teoria central dizia ser o magma o principal agente formador das rochas com ciclos sucessivos de destruição formando os sedimentos Charles Lyell ( ) elaborou uma síntese geral dos conhecimentos adquiridos até então, além de desenvolver o princípio do Uniformitarismo (mais tarde Atualismo) enunciado entre outros por Hutton, em que os processos geológicos realizam-se de maneira regular e com intensidade similar através dos tempos, provocados por causas naturais no passado que se repetem no presente Outro grande compilador dos conhecimentos geológicos gerais da época foi Eduard Süess ( ), que ajudou a esclarecer a história física da crosta e sintetizou a constituição geológica do globo terrestre

24 Voltando a W. Smith, este percebeu em seus leavantamentos atrás de carvão que a ordem estratigráfica em que as rochas estavam dispostas nas jazidas era bem conhecida pelos mineiros, descobrindo rapidamente com eles que estas tinham regularidade previsível, repetindo um padrão em várias das minas abertas Verificando mais minas, Smith pôde observar que depois de algumas dezenas de metros, as camadas sobrejacentes areníticas eram substituídas por material argiloso que mais abaixo resultava em uma camada com fragmentos de conchas (bivalves como a Carbonicola) encontrados em rios; depois de uma espessura variável de argilitos, encontravam-se rochas mais duras de coloração mais clara cheias de um braquiópode de água salgada como a Lingula, existente até os dias de hoje. Somente depois de tudo isso, encontrava-se o carvão esperado

25 Na sua opinião, depois destas observações nas minas, todas as rochas foram depositadas como sedimentos numa época específica num lugar específico, de uma maneira que estas têm quase as mesmas características, na mesma ordem vertical e assim estratigráfica, e o mais importante os mesmos fósseis, independente do lugar de onde sejam encontradas, e sempre na mesma ordem por exemplo, uma Lingula nunca seria encontrada acima de uma Carbonicola Usando a nova teoria de Smith, seria possível afirmar que as rochas possuem uma ordem previsível, e que os fósseis seriam a chave para se determinar esta ordem. Ainda, se a sucessão de camadas podia ser prevista, ela podia também ser mapeada

26 Contratado como Primeiro Topógrafo da companhia Somerset Coal Canal para fazer o levantamento topográfico e planejar a rota da construção de um canal que escoasse o carvão até os mercados, Smith viu a oportunidade de concluir sua teoria, pois significava que uma grande porção de terra seria aberta e cortada, expondo as camadas

27 Munido de teodolito e ferramentas para abrir fossos, Smith começou então o trabalho de fatiar a terra, percorrendo os caminhos a cavalo, avançando lentamente em trajetos de centenas de metros, montando o teodolito e marcando observações com a bússola, medindo seções, anotando todas as observações possíveis e especulando a respeito da dificuldade ou facilidade de se abrir um canal ao longo do trajeto que escolhera; depois guardava o equipamento, empilhava tudo no cavalo e andando mais algumas centenas de metros, começava tudo de novo

28 Estas observações tornaram possível a conclusão de que as camadas de rochas que encontrava em seus levantamento bem como os fatiamentos da terra para a abertura dos canais indicavam ter as camadas inclinações gerais, que se repetiam ao longo dos seus percursos As camadas, escreveu, formam um conjunto de linhas que se estendem de pólo a pólo com uma inclinação regular para leste. E o movimento da terra, que provavelmente começou quando estas camadas estavam num estado maleável ou com consistência de polpa, naturalmente as colocaram em posições curvilíneas inclinadas

29 O avanço lento pelas montanhas íngremes permitia que Smith tivesse uma panorama nítido da natureza das rochas. Pastos cobertos de juncos nas encostas das montanhas, os regatos e tipos de árvores, tudo ajudava a definir as observações gerais, e as obras nas linhas dos canais o ajudavam a fazer observações mais específicas

30 A isso eram somadas suas marteladas para análise dos materiais das rochas e sua metódica coleção dos fósseis encontrados

31 Smith adquiriu um senso extremamente habilidoso para observar os mosaicos da paisagem à sua frente, tirando deduções e confirmando-as depois por marteladas e aberturas da terra; o perfil das montanhas, a falta de árvores e a aparência geral da vista lhe indicavam, por exemplo, que as formações carboníferas eram rodeadas por coberturas de marga vermelha e arenitos misturados, numa sucessão das rochas mais antigas a nordeste para rochas mais recentes a sudeste, cuja relação com os topos nivelados na superfície indicavam ser as colinas ao sul dos arenitos e jazidas de carvão compostas por um tipo de calcário conhecido como greda As dificuldades que Smith encontrava eram inúmeras, visto que não conhecia teorias como a deriva continental ou os tempos geológicos estabelecidos por datações

32 Ele não conhecia o que a geologia moderna nos permite conhecer sobre a região do Reino Unido que a maior parte do período de 51 milhões de anos que começou no início do período Jurássico, há 208 milhões de anos atrás, estava coberta por um mar raso, na extremidade ocidental de um vasto oceano conhecido como Tethys, com a Inglaterra posicionada mais próxima ao Equador, em águas subtropicais e mornas

33 O mar naqueles tempos não possuía uma profundidade uniforme, já que se encontrava na borda do Oceano de Tethys, e às vezes estava próximo das massas de terra das quais os rios cascateavam ou brotavam, onde estuários eram formados, vulcões entravam em erupção, penhascos desmoronavam e correntes de areia e água varriam os desfiladeiros, significando que vários tipos diferentes ou semelhantes de rochas podem ser criados ou depositados em lugares diferentes; enfim, Smith não tinha condições de entender a paleogeografia de sua área de estudo

34 DERIVA CONTINENTAL Em 1915, Alfred Wegener, baseando-se na observação de um mapa-mundi e outros indícios, percebeu que as linhas da costa atlântica da América do Sul e da África poderiam se encaixar como um quebra-cabeças gigante A explicação encontrada foi que os continentes poderiam, no passado, ter estado juntos e que mais tarde foram separados A similaridade entre rochas, estruturas geológicas e fósseis convergiu para que esta teoria fosse comprovada décadas mais tarde, pela Tectônica de Placas Wegener denominou a massa continental unificada como um supercontinente chamado Pangéia (Pan = todo e Gea = Terra), e a sua separação como um resultado da deriva continental

35 Para Smith, comparando as rochas de 2 vales diferentes, estas poderiam ser semelhantes, mas indicavam períodos diferentes de tempo, aparentemente sob as mesmas condições de formação. Como diferenciá-las? Os blocos rochosos podiam ter a mesma cor, reagirem aos mesmos ácidos, possuírem as mesmas características granulométricas observadas nos grãos com o uso da lupa, mas os fósseis os bivalves, as amonitas, os gastrópodes, os corais todos eram sutilmente diferentes

36 Cada espécime de um tipo de fóssil poderia ser o mesmo numa camada, mas era sutilmente diferente dos do mesmo tipo encontrado numa outra camada. Um período de tempo teria transcorrido entre a existência dos dois tipos de animais que as camadas abrigavam, por uma questão de evolução, mas Smith não tinha a menor idéia disto Tudo que sabia era que os animais encontrados nas camadas de baixo eram mais primitivos, e os encontrados na camadas mais acima, menos primitivos Dia após dia, durante os levantamentos topográficos Smith tentava testar sua teoria, lascando e observando rochas, arrancando fósseis e os catalogando. À medida que esta coleta sistemática progredia, sua teoria era confirmada e reafirmada: uma camada de rocha poderia ser identificada pelos fósseis que eram encontrados dentro dela

37 Determinadas camadas têm determinados fósseis, que são únicos e peculiares àquela camada e àquele período de tempo na história geológica

38 Entretanto, embora Smith desenhasse perfis e tabelas que confirmavam suas descobertas, havia a maior dificuldade em mostrar como estas camadas estavam expostas horizontalmente, isto é, como os afloramentos eram mostrados geograficamente Observando mapas de solos e tipos de vegetação coloridos produzidos por agricultores, Smith esboçou um mapa da geologia dos arredores da região da cidade de Bath, sul da Inglaterra, utilizando como base um mapa da cidade. Tal região possui afloramentos muito evidentes do Jurássico, possibilitando uma observação detalhada destas rochas

39 Transferindo as anotações de seus livros de levantamento topográfico, especificou as camadas e fósseis presentes, tais como oólitos com amonitas específicas, calcário lias com Lingula, margas vermelhas com Ostrea nos vales e depósitos nos rios com conchas de moluscos, extrapolando a inclinação das camadas e detalhes de direção, publicando-o em 1799 Ainda no mesmo ano, com a ajuda de dois colecionadores de fósseis, Smith enumerou 23 faixas de rochas reconhecíveis a partir dos fósseis encontrados nelas, para serem consideradas separadas e únicas

40 Para se ter uma idéia, havia uma diferença marcante entre duas camadas diferentes - era uma relação de transição discordante e a diferença entre os fósseis restos de animais acima e restos vegetais abaixo, indicando uma fronteira geológica que hoje é conhecida como a transição entre o Paleozóico e o início do Mesozóico Assim, pela primeira vez estava montada uma descrição da história do planeta, através de uma ciência básica e elementar cujas raízes começavam então a ser solidamente formadas no início do século XIX O sucesso do primeiro mapa geológico do mundo da região em torno de Bath levou-o a pensar: por que não fazer um mapa de toda a Inglaterra?

41 Já com alguns problemas de endividamento e trabalhando como autônomo, William Smith começou modestamente a dar rumo ao seu objetivo. Escolheu como mapa base uma cópia de uma Atlas da Inglaterra e do País de Gales publicado em 1794 e, executando novos levantamentos topográficos, pôs-se a trabalhar incessantemente no mapeamento das camadas Seu mapa, além de colorido na diferenciação das rochas, ainda contava com uma técnica manual em que as cores clareavam à medida que se afastavam das partes mais baixas dos afloramentos, de modo que na base a cor é mais forte e aos poucos fica mais suave até a interseção com a camada de rochas acima dela, que tem cores igualmente fortes que empalidecem depois

42 Executando trabalhos em fazendas como drenagem de pântanos para torná-las áreas agricultáveis, Smith começou a perceber que se demorasse muito em colocar suas idéias completamente no papel, seria deixado para trás. Assim, publicou um prospecto de suas descobertas especialmente no tocante à ordem das camadas, que encantou a todos, com a epígrafe Toda a natureza não passa de uma arte desconhecida, de Alexander Pope O prospecto despertou o interesse da comunidade científica, e todos estavam aguardando a futura publicação de um livro completo sobre a geologia da Inglaterra. Entretanto, problemas com a editora não deixaram o livro ser publicado

43 Mesmo assim, William Smith continuou seu trabalho, sempre enfadonho nos levantamentos. Aqui, já sentia o problema do dinheiro lhe alcançando, mesmo com as ferramentas utilizadas; por exemplo, quando estava trabalhando, levava no mínimo 40 mapas ao mesmo tempo, que, pelo tempo que levavam para serem gravados, eram extremamente caros. Além disso, as propriedades que tinha adquirido começavam a ter impostos muito maiores do que seus ganhos, especialmente porque decidiu se estabelecer em Londres, a fim de participar da corrida cartográfica que estava acontecendo no país

44 O fato de não ter uma educação formal e nem uma descendência aristocrática levaram-no a sofrer humilhações por partes do londrinos, que o viam apenas como um camponês excêntrico Felizmente, sua amizade com o botânico Joseph Banks permitiu a Smith novo fôlego para continuar seu trabalho, incentivado por Banks, que na época era presidente da Sociedade Real de Londres

45 Viajando incessantemente, Smith executava trabalhos como topógrafo, canalizador, examinador de possíveis jazidas de carvão em propriedades rurais, engenheiro contra inundações, drenador de pântanos, ao mesmo tempo em que agora era um treinado observador estratigráfico, colhia amostras de amonitas, desenhava sequências das rochas e mapeava o subterrâneo inglês Enquanto isso sua vida pessoal declinava, com endividamentos sucessivos. Em 1807 teve uma de suas maiores decepções: houve a fundação da Sociedade Geológica de Londres, para a qual não foi convidado

46 Para sua sorte, em meados de 1812 o cartógrafo mais importante do país, John Cary, concordou em imprimir e publicar o mapa de William Smith, o que deu novo vigor à sua pesquisa. Cary iria fazer uma mapa topográfico da Inglaterra e do País de Gales, e Smith sobreporia sua informações geológicas a este O mapa geológico foi finalmente publicado em 1815, pintado à mão e cuidadosamente trabalhado em dezesseis placas de cobre, 15 para o mapa e uma para exemplificar um perfil geológico do país Contudo, embora o mapa tenha sido um sucesso inicialmente, a Sociedade Geológica de Londres, liderada por um jovem aristocrata bem sucedido, desprezou a publicação de Smith e sua incrível coleção de fósseis, com exemplares

47 Mas o pior estava por vir. A Sociedade Geológica de Londres decidiu coincidentemente depois de examinar o mapa e a coleção de fósseis de Smith criar seu próprio mapa geológico da Inglaterra Além de sem dúvida copiarem os limites do árduo trabalho de Smith, os organizadores da Sociedade decidiram estupidamente que seu mapa não deveria sugerir em hipótese alguma a suposta importância dos fósseis, e rodaram alguns locais da Inglaterra contratando tudo e a todos para exercer a mão-de-obra pesada que, 20 anos antes, começara a ser realizada por um único homem

48 Contudo, nem mesmo a venda de sua prestigiada coleção de fósseis ao Museu de História Natural, ou a venda de seu mapa geológico ou seus levantamentos topográficos e de canais foram suficientes para evitar a ruína de William Smith; em junho de 1819 foi confinado na prisão de devedores, e ficaria por lá durante quase 3 meses

49 Arruinado, deixou Londres para viver no campo, e voltaria apenas 12 anos depois à cidade, numa reviravolta dos acontecimentos. Durante este período, viveu de estalagem em estalagem no campo, realizando pequenos trabalhos. Neste meio tempo, cuidou da educação de um sobrinho, que ironicamente viria a se tornar professor de Geologia em Oxford e presidente da Sociedade Geológica de Londres Pode ser citado também sua contribuição ao Museu da Cidade de Scarborough (Rotunda), projetado com o objetivo específico de permitir que fósseis da costa de Yorkshire fossem observados na sua ordem cronológica; o prédio era em forma de domo com uma escada em espiral onde se podiam ver os fósseis mais antigos do Triássico nos andares mais baixos e fósseis do Cretáceo nos andares mais acima

50 Na década de 1830, sua contribuição à ciência da Geologia foi finalmente reconhecida, e em 1831 William Smith foi premiado com a primeira Medalha Wollaston da história, uma espécie de Prêmio Nobel da Geologia

51 O brilhantismo do trabalho de W. Smith pode ser notado comparando-se seu mapa de 1815 com o mapa produzido atualmente pelo British Geological Survey A semelhança de tantos detalhes é a prova da precisão e seriedade do trabalho de Smith; a diferença é que o mapa do BGS é resultado do trabalho de milhares de pessoas, enquanto que o primeiro mapa verdadeiramente geológico do mundo, desenhado um século antes, é o resultado da dedicação e determinação de um único homem, que trabalhou quase 20 anos sozinho O mapa original encontra-se exposto na Burlington House de Londres, gravado e colorido à mão, com mais de 2,5 x 2 m, com o título Esboço das Camadas da Inglaterra e do País de Gales com parte da Escócia; mostrando as Minas de Carvão e Jazidas, os Pântanos e as Terras Alagadas originalmente inundadas pelo Mar; as Variedades de Solo segundo as Variações das Subcamadas, ilustradas pelos Nomes Mais Descritivos

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54 Os pressupostos de Smith ajudaram o anatomista Georges Cuvier a elaborar os princípios da Paleontologia As idéias expressas no trabalho de Smith influenciaram outro geólogo importantíssimo na história, Charles Lyell ( ), que publicou entre 1830 e 1875 seu clássico Principles of Geology, utilizadas inclusive por Charles Darwin em sua viagem a bordo do Beagle O mapa de Smith anunciou o início de uma nova ciência, estabelecendo as bases para a exploração de petróleo, ferro e carvão, e em outros países diamantes, estanho, platina e prata, além de estabelecer alicerces de um campo de estudos que culminou no trabalho de Darwin. Pelo efeito de suas exposições, o primeiro mapa geológico da Terra é chamado de o mapa que mudou o mundo

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56 CONCEITOS ESTRATIGRÁFICOS

57 A Estratigrafia constitui a base da interpretação de eventos geológicos a partir do registro de disposição das rochas As rochas sedimentares possuem as principais indicações de processos de deposição que resultam em camadas diferenciadas com sucessão estratigráfica ou acamamentos

58 ESTRATIGRAFIA Baseada nos princípios indicados por Nicolau Steno, século XVII Superposição Horizontalidade Original Continuidade Lateral

59 FUNDAMENTOS A reconstrução da história geológica a partir da sucessão estratigráfica baseia-se em dois princípios para a interpretação Princípio da horizontalidade, em que os sedimentos são depositados como camadas horizontais, embora possam ser dobrados ou inclinados por deformações de origem tectônica após a deposição Princípio da superposição, em que uma camada de rocha sedimentar é mais nova que a camada sobreposta. O senso comum geológico coloca que uma camada mais nova não pode se alojar embaixo de uma camada já depositada Tal princípio permite ver uma série de camadas como uma espécie de linha de tempo vertical, ou um registro que abrange desde a camada mais inferior até a deposição da mais superior

60 SUCESSÃO ESTRATIGRÁFICA E O PRINCÍPIO DA SUPERPOSIÇÃO

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62 Embora a estratigrafia seja indicador da geocronologia de um ambiente, os sedimentos não se acumulam em uma taxa constante e não indicam quantos anos se passaram entre cada período de deposição, como o que ocorre em um ambiente fluvial As marcas de onda são registros geológicos das oscilações ambientais e refletem a energia das deposições e fluxos, que possuem em diferentes aspectos inconstância em suas formações

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64 Outro registro que ocorre em ambiente fluvial são as linhas de pedra (stone-lines) que marcam as oscilações climáticas quaternárias de períodos secos e úmidos que inferem antigos níveis de base

65 DEPOSIÇÃO EM AMBIENTE FLUVIAL

66 Como a estratigrafia única e exclusivamente não pode ser utilizada para fornecer as idades relativas de duas camadas diferenciadas, os registros fósseis são instrumentos que complementam e constroem com exatidão o histórico geológico

67 Mesmo datadas, as camadas frequentemente possuem camadas ausentes em suas formações, devido à erosão diferenciada antes da camada subsequente ter sido acumulada Nesses casos, a superfície ao longo do qual essas duas formações se encontram é chamada de discordância, ou uma superfície entre duas camadas que não foram depositadas numa sequência contínua

68 Cronoestratigrafia

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81 Outras Influências da Geomorfologia - Paleontologia e Biologia - Aleatoriedade e chance Catastrofismo: o exemplo de Georges Cuvier ( ) Evolucionismo: Charles Darwin (1859) - Mudança através do tempo - Organização (estruturas e funções das comunidades) - Luta e seleção

82 Paleontologia evolucionista Influências: Principles of Geology, de C. Lyell Essay on the Principle of Population, 1798 de T. Malthus Ideias de Darwin: Seleção Natural Legado: explicação para a perpetuação das variações e a ancestralidade comum Darwin

83 Paleontologia evolucionista Ideias de Wallace: Seleção Natural e Distribuição diferencial dos táxons Legado: teoria evolutiva e regiões biogeográficas Wallace

84 BIOESTRATIGRAFIA Baseada na correlação estratigráfica através do conteúdo fossilífero Fósseis contemporâneos à acumulação das camadas Classificação definida pela zona bioestratigráfica

85 E F Cronobioestratigrafia A C B D

86 Tanto a Estratigrafia como a Bioestratigrafia pressupõe processos de sedimentação e outros decorrentes para sua investigação Após a sedimentação e soterramento final dos pacotes sedimentares e fósseis, podem ocorrer vários eventos na interface crostaatmosfera que alteram a conservação da rocha e complicam a investigação estratigráfica / bioestratigráfica

87 Exumação Erosão Dissolução (Ex.: trilobita) Substituição (Ex.: hematita)

88 Compactação Metamorfismo Fato: necessário conhecerse as unidades estratigráficas e sua história para o entendimento das unidades bioestratigráficas e seu zoneamento Outras transformações químicas

89 Subdivisões Unidades Litoestratigráficas ESTRATIGRAFIA Unidades Bioestratigráficas Unidades Cronoestratigráficas

90 Supergrupo: associação de grupos e/ou formações que possuam características litoestratigráficas interrelacionadas Unidades Litoestratigráficas Grupo: associação de duas ou mais formações por características ou feições litoestratigráficas comuns Subgrupo: associação de algumas das formações constituintes de um grupo Formação: corpo de rocha que apresenta certo grau de homogeneidade litológica, com características distintivas, significado estratigráfico, mapeabilidade e constituição sedimentar, vulcânica ou metamórfica de baixo grau Membro: unidade distinguível das partes adjacentes de uma formação, com atributos variáveis Camada: corpo de rocha numa sequência estratificada litologicamente diferenciada das camadas acima e abaixo da mesma Complexo: associação de tipos de rochas com ou sem estrutura altamente complicada Suite: unidade constituída pela associação de rochas intrusivas ou metamórficas de alto grau, discriminadas por características texturais, mineralógicas ou químicas Corpo: unidade que denomina rochas intrusivas constituídas por um único tipo de rocha

91 Há ainda a Fácies, que se compreende como um corpo rochoso caracterizado por uma combinação de atributos litológicos, físicos e biológicos, designando corpos rochosos similares de mesmo ambiente deposicional Exemplo descritivo das litofácies de uma formação cenozóica

92 A fácies atribui variações laterais ao longo da escala têmporo-espacial em relação às mudanças ambientais Exemplo: variação dos sedimentos depositados na costa, que indicam fases no tempo geológico de transgressões e regressões marinhas Efetividade das ondas e correntes como agentes de transporte é diminuída conforme se aumenta a profundidade. Na figura acima não há mudança vertical da fácies, apenas lateral. Este tipo de variação indica que as taxas de sedimentação e subsidência permaneceram constantes e que o nível do mar não variou

93 Exemplo: nível do mar desce ocasionando regressão marinha, produzindo variação litológica vertical e lateral (tamanho dos seixos diminui conforme se aumenta a profundidade)

94 Exemplo: nível do mar desce ocasionando transgressão marinha, produzindo variação litológica vertical e lateral (tamanho dos seixos diminui conforme se diminui a profundidade)

95 Superzonas: diversas zonas agrupadas Unidades Bioestratigráficas Zona: camada ou pacote de camadas com uma ou mais ocorrências de fósseis dos quais um ou mais empresta seu nome à zona. A zona bioestratigráfica (biozona) define-se única e exclusivamente pelo seu conteúdo fossilífero sem considerar a litologia, ambiente inferido ou conceito de tempo. Pode-se dividir um pacote de estratos em zonas diferentes, não necessariamente coincidentes, de acordo com os critérios e fósseis usados como diagnóstico Subzonas: menores unidades bioestratigráficas. Compreendem normalmente uma única camada ou uma pequena espessura de camadas Biohorizonte: superfícies de mudança bioestratigráfica ou de caráter bioestratigráfico peculiar

96 A bioestratigrafia e sua associação com a idade das rochas é marcada na paleontologia pela utilização dos fósseis-guias, que são espécies com intervalo de vida no tempo geológico e zoneamento bioestratigráfico relativamente pequenos, o que facilita a precisão da datação relativa

97 Uso dos fósseis bioestratigrafia e idade das rochas

98 Uso dos fósseis correlação e paleogeografia

99 Uso dos fósseis reconstrução de ambientes (paleoecologia)

100 Eonotema: unidade que designa mais de uma Era Unidades Cronoestratigráficas Eratema: correspondente a Era Sistema: correspondente a Período Série: correspondente a Época Andar: correspondente a Idade Cronozona: menor unidade cronoestratigráfica, cuja duração depende de uma unidade estratigráfica pré-estabelecida, tal como uma formação ou membro com biozona Cronohorizonte: em teoria não possui espessura, mas na prática pode ser aplicado como camada-guia Hierarquia convencional de termos cronoestratigráficos e geocronológicos Cronoestratigrafia Eonotema Eratema Sistema Série Andar Cronozona Geocronologia Eon Era Período Época Idade Cron

101 Normalmente a posição de uma unidade cronoestratigráfica se expressa por adjetivos como basal, inferior, médio, superior, etc; para unidade geocronológica são usados os adjetivos eo ou antigo, meso e neo ou tardio

102 ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO ÉON FANEROZÓICO 0,54 Ba PROTEROZÓICO 2,5 Ba 3,8 Ba 4,5 Ba ARQUEANO HADEANO

103 Fanerozóico = vida visível Criptozóico = vida escondida

104 FANERO- ZÓICO phaneros, visível C R I P T O Z Ó I C O cryptos escondido + zoos vida

105 Pré-Cambriano 88% do Tempo Geológico Inicialmente não identificado por causa da ausência de fósseis com carapaça Geocronologia permitiu definir as idades absolutas das camadas rochosas Caracterizado por processos intensos de deformação e metamorfismo. Erosão e deposição de sequências mais jovens

106 ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO ÉON ERA 0,54 Ba 2,5 Ba 3,8 Ba 4,5 Ba FANEROZÓICO PROTEROZÓICO ARQUEANO HADEANO CENOZÓICO MESOZÓICO PALEOZÓICO

107 ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO ÉON ERA PERÍODO MILHÕES DE ANOS FANEROZÓICO CENOZÓICO QUATERNÁRIO 1,8 PROTEROZÓICO ARQUEANO HADEANO MESOZÓICO PALEOZÓICO CARBONÍFERO TERCIÁRIO CRETÁCEO JURÁSSICO TRIÁSSICO PERMIANO PENSILVANIANO MISSISSIPIANO DEVONIANO SILURIANO ORDOVICIANO CAMBRIANO

108 História da Terra - Súmula Minerais mais antigos conhecidos Rochas mais antigas conhecidas Formação extensa de rochas continentais Oxigênio livre na superfície do planeta Supercontinente Rodínia Supercontinente Gondwana Início do Fanerozóico (expansão da vida) Supercontinente Pangea Abertura do Atlântico Sul Início do Terciário (extinção dos grandes répteis) Início das glaciações do Quaternário Aparecimento do Homo Sapiens ~ 4280 Ma. ~ 4030 Ma. ~ 2700 Ma. ~ 2000 Ma. ~ 1300 Ma. ~ 700 Ma. ~ 545 Ma. ~ 300 Ma. ~120 Ma. ~ 65 Ma. ~ 2,5 Ma. ~ 0,5 Ma.

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110 Outras influências importantes na Geomorfologia: Solos: V. V. Dokuchaev (1893) - fundamentos da Pedologia Deriva continental: Alfred Wegener (1815) Wladimir Köppen (1936): classificações climáticas Thornthwaite (1948): contribuição à Hidrologia Biogeografia: Clements (1916) Glaciologia: Agassiz (1840)

111 Influência Direta: Ciclo Geográfico de W. M. Davis (1899)

112 Hutton, Playfair Lyell Darwin DAVIS

113 Crítica ao Uniformitarismo: exemplo de Channeled Scablands, EUA

114 Orme, 2002

115 Mas porquê a Teoria do Ciclo Geográfico davisiano figurou no cenário científico da Geografia Física até pelo menos a década de 1950? Refletia as tendências positivistas e evolucionistas da época; Fácil entendimento para os leigos; Facilidade de acesso (língua e divulgação); Teórico mas ao mesmo tempo aplicável; Geográfico no Geológico (MONTEIRO, 2001)

116 Mas porquê a Geomorfologia tomou a frente nas pesquisas associadas à Geografia Física? Originalidade quanto ao objeto de estudo: forma do relevo indissociável do meio e elemento síntese dos processos interativos entre a crosta e a baixa atmosfera; Aplicação à visão catastrofista, evolucionista e positivista; possibilidade do raciocínio escalar e dimensionamento têmporo-espacial dos fenômenos; Relevo: componente visível e mensurável da paisagem

117 Marcos Conceituais : Décadas de 70 e 80: incorporação do Homem como agente modificador da Paisagem, e não apenas sujeito (incorporação do fator antrópico, muitas vezes protagonista nas modificações) T. H. Huxley (1877): Physiography G. K. Gilbert (1877): Report on the Geology of the Henry Mountains Emmanuel De Martonne (1909): Traité de Géographie Physique Walther Penck (1924): Recuo paralelo das vertentes C. H. Crickmay (1933): Panplano E. J. Wayland (1933): Etchplano L. C. King (1953): Pediplano J. Büdel (1957): Duplas superfícies de aplainamento Hack (1960): incorporação do princípios de equilíbrio dinâmico paisagem não evolui conforme um modelo generalizado, pode haver multiplicidade e singularidade de acordo com os processos erosivos e a resistência litológica, ambos diacrônicos Modelagens evolutivas, a exemplo dos estudos das vertentes ( p. ex. Carson & Kirkby, 1971)