Ciclicidade

Dizemos que existe ciclicidade estratigráfica quando a estratificação observada ocorre e organiza-se em ciclos. Os ciclos podem ser observados ao nível das lâminas (1cm), dos estratos (1-5 cm) ou dos afloramentos (5-10cm)




Esquema ilustrativo dos factores que condicionam a ciclicidade nas sequências estratigráficas.










Chamamos ciclo quando se repetem 3 camadas e ritmo quando se repetem apenas 2 camadas.

• Ciclo - repetição de 3 camadas (esquema original em "Fóssil Vivo" -http://fossilvivo.blogspot.com/

• Ritmo - Repetição de 2 camadas - Esquema original em "Fóssil Vivo" -http://fossilvivo.blogspot.com/

A ciclicidade pode classificar-se segundo a espessura das camadas bem como o tempo.

Em relação à sua espessura:

• Ciclicidade de 1ºgrau - Tem a ver com lâminas. Alternância entre 2 litologias (ritmos) Ex: Varvas.
  
• Ciclicidade de 2ºgrau - Efectua-se ao nível dos estratos. Alternância entre 3 camadas (ciclos).
  
• Ciclicidade de 3ºgrau - Efectua-se ao nível dos afloramentos.
  
• Ciclicidade de 4ºgrau - Resulta da correlação entre vários afloramentos. Não é observável.
  

Em relação ao tempo:

• Ciclicidade de 1ª ordem - mais de 50Ma
• Ciclicidade de 2ª ordem - 50-3Ma
• Ciclicidade de 3ª ordem - 3-0,5Ma
• Ciclicidade de 4ª ordem - 500ma-100ma
• Ciclicidade de 5ª ordem - 100-20ma
• Ciclicidade de 6ª ordem - correspondem à ciclicidade de 1º grau, pois possuem ligação com a ciclicidade climática
  

Referências Bibliográficas


Apontamentos da aula teórica

Estratótipos

Estratótipo: Define-se estratótipo como uma sucessão de camadas rochosas com limites bem identificados, que servem de referência e são usadas na caracterização de unidades estratigráficas padronizáveis(andares, limites estratigráficos, etc). Uma sucessão estratigráfica é elevada à condição de estratótipo por comités autorizados de correlação geológica.

Os estratótipos podem ser simples ou compostos

Estratótipos simples - Os estratótipos simples possuem um único corte ou secção estratigráfica.

Estratótipos compostos - Os estratótipos compostos são formadas pela combinação de vários intervalos de secções estratigráficas, que definem as unidades estratigráficas de classificação inferior à unidade definida no estratótipo composto.

No cabo mondego, Figueira da Foz está estabelecido o estratótipo ( GSSP - Global Boundary Stratotype Section and Point) do Bajociano pela IUGS (Internacional Union of Geological Sciences).

O GSSP do Bajociano localizado no cabo mondego na figueira da foz

Imagem original em :

http://www.es.ucl.ac.uk/people/bown/ISJSwebsite.htm








Um estratótipo deve:

- Representar adequadamente a unidade que representa, sem hiatos ou descontinuidades

- Apresentar boa exposição inicial sem hiatos ou descontinuidades.

- Apresentar boa exposição desde a base até ao topo.

- Mostrar variação lateral de fácies.

- Fazer uma descrição geológica e geográfica incluindo:

• localização geográfica
• meios de acesso
• espessura
• litologia
• paleontologia
• mineralogia
• estrutura
• expressão morfológica

Tipos de estratótipos:

• Holostratótipo - Estratótipo original definido pelo autor aquando do estabelecimento de uma unidade ou limite.
• Parastratótipo - Estratótipo suplementar utilizado pelo autor original para completar a definição original de um Holostratótipo.
• Lectostratótipo - Estratótipo utilizado mais tarde na ausência de um estratótipo original bem designado.
• Neostratótipo - Estratótipo novo escolhido para substituir um antigo, desaparecido ou rejeitado.
• Hipostratótipo(corte de relevância) - Estratótipo suplementar. Completa o conhecimento de cada unidade ou de um limite noutras àreas geográficas ou com fácies diferentes do holostratótipo.

Tabela ilustrativa dos tipos de estratótipos - original em:
Fóssil vivo - http://fossilvivo.blogspot.com/


Como mostra a tabela o holostratótipo e o parastratótipo são descritos como tipos primários, enquanto que os lecto e neostratótipos eventualmente poderão também ser considerados primários. Por outro lado o hipostratótipo é um padrão secundário.

Holo, Para e Lectostratótipos situam-se em regra dentro de uma mesma região tipo, enquanto que os Neo e Hipostratótipos podem ser definidos fora dessa região.


Insuficiências comuns:

• Caracterizarem intervalos temporais demasiado breves
• Não incluírem nem serem caracterizados por uma grande diversidade de organismos
• Apenas representarem determinadas fácies.
• Representarem apenas determinada província paleogeográfica.
• Dificuldade de controlo da existência de sobreposições ou hiatos em estratótipos compostos.

Referências bibliográficas:

The international subcomission on jurassic stratigraphy(2005) - http://www.es.ucl.ac.uk/people/bown/ISJSwebsite.htm

Apontamentos da aula teórica

Unidades estratigráficas e divisões

Vamos agora relembrar os conceitos das unidades estratigráficas e indicar cada uma das suas divisões:

Litostratigráficas - Conjunto de rochas individualizadas e delimitadas com base nos seus caracteres litológicos, sem olhar a outras características.

• Formação é a unidade fundamental. Caracteriza-se por um corpo de rochas identificado pelas suas características líticas e sua posição estratigráfica. Tem de ser grande o possivel para ser representada à escala numa carta geológica.
  
• Membro é a unidade litoestratigráfica formal imediatamente abaixo da formação, tendo sempre que fazer parte de uma formação. Caracteríza-se por apresentar aspectos litológicos próprios que podem ser individualizados das partes adjacentes da formação.
  
• Camada é a unidade formal de menor hierarquia da nomeclatura estratigráfica. Espessura e mapeabilidade não são consideradas para sua individualização, podendo variar de centímetros a metros.
• Grupo é a unidade formal de categoria imediatamente superior à formação. O grupo deve ser formado por duas ou mais formações. As formações que compõem um grupo não necessitam de ser as mesmas em toda a sua área de ocorrência.

Litodémicas - São baseadas na litologia e constituídas por campos líticos que não respeitam o princípio da sobreposição (rochas ígneas, metamórficas ou sedimentares muito deformadas).

• Super conjunto - Unidade de maiores dimensões
• Conjunto
• Litodema
• Complexo - Unidade de menores dimensões

Alostratigráficas - De certa forma semelhantes às litostratigráficas, todavia ao contrário destas, encontram os seus limites em superfícies de descontinuidade. Dividem-se em:

• Alogrupo
• Aloformação
• Alomembro

Pedostratigráficas - Agrupadas em geossolos.

Magnetostratigráficas - baseadas na polaridade magnética.

Unidades biostratigráficas ou biozonas - é um corpo rochoso (por exemplo, um conjunto de estratos geológicos) definindo ou caracterizado estratigráfica e geograficamente com base no seu conteúdo fossilífero. Existem vários tipos de biozonas:

• Zonas de conjuntos ou acrozonas
• Zonas de extensão vertical

1. Z.Ext.Vert. Simples
2. Z.Ext.Vert. concomitante
3. Zona de Oppel
   

• Filozona
• Zona de Acme
• Zona de intervalo

Referências bibliográficas:

Ricardo, N - Unidades estratigráficas (2006) - http://nelson.awardspace.com/index.php?option=com_content&task=view&id=16&Itemid=63

Marques da Silva, C - Fóssil índice - http://webpages.fc.ul.pt/~cmsilva/Paleotemas/Fossilindex/Fossilindex.htm

Descontinuidades - Marcadores do tempo geológico perdido

Como já foi referido anteriormente, uma sucessão estratigráfica é considerado um registo cronológico da história geológica de uma região. A partir da aplicação dos princípios da estratigrafia podemos dizer se uma camada é mais antiga do que outra.

Ao colocar lado a lado sequências estratigráficas, em alguns casos são descobertas zonas em que uma camada está ausente. Isto acontece porque essa camada não chegou a ser depositada ou foi erodida antes de a camada subsequente se ter formado.

Neste caso a superfície ao longo da qual essas duas camadas se encontram é chamada de Discordância - uma superfície entre duas camadas que não foram depositadas numa sequência contínua. Se, pelo contrário a sequência representa um troço do tempo geológico contínuo desde a base até ao topo, não existindo paragens na sedimentação (pode usar-se o termo hiato em sentido lato para descrever estas paragens), dizemos que existe continuidade. Todavia mesmo quando uma sucessão litológica é homogénea, contínua, quase nunca representa uma acumulação ininterrupta de sedimentos. As descontinuidades são quase sempre perceptíveis.

Serra do cadeado, norte do Paraná - Brasil

Estas camadas recontam a história geológica do Permiano Superior até ao Cretácico Inferior.

http://www.unb.br/ig/sigep/propostas/Serra_do_Cadeado_PR_Fig_01.jpg

Existem quatro grandes descontinuidades relativas ao interior da terra que separam as suas unidades mediante critérios físicos, químicos e litológicos. A sua descoberta deve-se maioritariamente à sismologia e ao recurso das ondas sísmicas.

• Descontinuidade de Conrad - Esta descontinuidade corresponde ao plano sub-horizontal que delimita a crosta continental superior da inferior (15-20km de profundidade), separando as rochas félsicas da crosta superior (ex: granito) das rochas máficas da crosta inferior ( ex: basalto). Aqui existe um aumento descontínuo da velocidade das ondas sísmicas)

• Descontinuidade de Moho - Representa a fronteira entre a crosta e o manto superior, situando-se entre 5 km a 10 km no fundo dos oceanos a cerca de 35-40 km abaixo dos continentes, podendo atingir 60 km sob as cordilheiras mais elevadas. Aqui as ondas sísmicas sofrem um aumento brusco da velocidade devido à maior rigidez do manto.

• Descontinuidade de Gutenberg - É o limite entre o manto inferior e o núcleo externo (cerca de 2883km de profundidade). Aqui as ondas S que deixam de se propagar. e as ondas P diminuem bruscamente a velocidade. Daqui pôde inferir-se que o núcleo externo é líquido pois as ondas S não se propagam nesse meio.

• Descontinuidade de Lehmann - Separa o núcleo externo (líquido) do interno (sólido), aumentando novamente as ondas S e P.

Figura ilustrativa que representa o interior da terra e as suas descontinuidades.
Original em: http://oescolar.files.wordpress.com/2008/02/modestr3.gif

As descontinuidades também ocorrem nas unidades exteriores da terra, dividindo-se em descontinuidades sedimentares, descontinuidades estratigráficas e descontinuidades diastróficas.

• Descontinuidade sedimentar - Ocorre num intervalo de tempo muito curto entre duas lâminas sucessivas. Podem corresponder a simples ausência de deposição (discontinuidade passiva) ou a destruição parcial ou total da lâmina anterior (descontinuidade erosiva).
  

Esta imagem representa duas descontinuidades sedimentares numa area da península de setúbal. (arrábida).

Original em: http://www.geopor.pt/gne/campo/setubal/772.jpg

• Descontinuidade estratigráfica - Ocorre quando existe um intervalo de tempo considerável entre duas unidades sucessivas. pode estender-se por dezenas de km.

Descontinuidade estratigráfica

Original em: http://formacao.es-loule.edu.pt/biogeo/geo12/pre_requisitos/imagens/discordancia.jpg

Alguns exemplos de descontinuidades estratigráficas:

• Disconformidade: Corresponde a uma discordância em que o conjunto superior de camadas assenta sobre uma superfície erosiva desenvolvida sobre um pacote de camadas não deformado e ainda disposto na posição horizontal.

• Paraconformidade: Não há diferença de atitude entre unidades sobrepostas ainda que, às vezes, faltem diversos conjuntos líticos; é comum faltarem depósitos correspondentes a vários milhões de anos.

• Não conformidade: É uma discordância em que o pacote superior de camadas se recobre rochas ígneas intrusivas ou metamórficas.

• Discontinuidade diastrófica - Quando à ausência de determinada unidade geológica se junta deformação tectónica.

Alguns exemplos:

• Discordância progressiva: Quando as diversas camadas vão fazendo ângulos progressivamente diferentes com o substrato inferior.

• Discordância angular: Corresponde a uma discordância em que o conjunto superior de camadas se sobrepõe a um inferior cujas camadas foram dobradas ou basculadas por processos tectónicos, sofrendo erosão numa superfície maios ou menos plana. Os planos de estratificação superior e inferior não são paralelos.

Aspecto de uma discordância angular
.
Original em: http://seisseixos.blogspot.com/2007/05/discordncia-angular_26.html








Outro exemplo de uma discordância angular.

Original em: http://www.educa.madrid.org/web/ies.ginerdelosrios.alcobendas/departamentos/cienciasnaturales/2bach/geolo/bachillerato/patatasbach/pagweb/contactos.htm

O tempo que corresponde à ausência de sedimentação, levando à formação de descontinuidades pode ter valores muito distintos, podendo a descontinuidade representar um espaço de tempo geológico curto, médio ou longo.

- Hiato : quando a duração é muito curta (às vezes é utilizado em sentido lato, sempre que se detecta ausência de deposição).

- Diastema : corresponde a uma interrupção curta, sem modificação nas condições de sedimentação.

- Lacuna : quando a duração é apreciável e pode ser avaliada biostratigraficamente como a lacuna de uma biozona por exemplo.

Referências bibliográficas:

Press, F ; Siever, R ; Grotzinger, J ; Jordan, T (2006) - Para entender a terra (4ª ed) - Porto Alegre: Bookman 2006

Moodle:
_Descontinuides sedimentares e contactos entre unidades litológicas:
http://moodle.fct.unl.pt/mod/resource/view.php?id=93673

Wikipedia:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Descontinuidade
http://pt.wikipedia.org/wiki/Descontinuidade_de_Conrad
http://pt.wikipedia.org/wiki/Descontinuidade_de_Mohorovi%C4%8Di%C4%87
http://pt.wikipedia.org/wiki/Descontinuidade_de_Gutenberg
http://pt.wikipedia.org/wiki/Descontinuidade_de_Lehmann

Datação relativa e datação radiométrica

Definição:

• Datação - É a determinação da idade de uma rocha ou formação geológica. Constitui um instrumento essencial à compreensão da história do nosso planeta e de igual maneira é determinante na actividade de áreas científicas como a estratigrafia e a paleontologia.Existem dois métodos de datação das rochas: Datação Relativa e de igual maneira Datação radiométrica, também conhecida como datação absoluta.

A Datação relativa estabelece a sequência cronológica dos acontecimentos (quais aconteceram primeiro e de igual maneira quais aconteceram depois) ou enquadra uma determinada rocha ou formação num determinado intervalo de tempo (Eon, Era, Período, Época) da escala de tempo geológico . No entanto não permite identificar a sua verdadeira idade, isto é, não atribui uma data ou idade numérica no seu sentido lato.










A datação relativa das permite enquadrar as rochas nas diferentes unidades geocronológicas. (clique para ampliar)
















Para se determinar a idade relativa de uma sequência sedimentar podemos usar os chamados princípios fundamentais da estratigrafia

• Princípio do uniformitarismo (actualismo) - " O presente é a chave do passado" Os acontecimentos das épocas passadas têm sido uniformes e podem ser explicados satisfatoriamente pelo exame do que acontece actualmente.

• Princípio da horizontalidade - Estabelece que os sedimentos são depositados como camadas geralmente horizontais. Ao encontrarmos uma sequência de camadas de rochas sedimentares dobradas ou inclinadas sabemos que as rochas foram deformadas por esforços tectónicos após a sua deposição.

• Princípio da sobreposição - Afirma que numa sequência não deformada tectonicamente, cada estrato é mais novo que o que lhe serve de base (muro) e mais recente que aquele que lhe está sobreposto (tecto) No entanto existem algumas excepções a esta regra como a sedimentação em cavernas e os terraços fluviais.
  

Nesta imagem é perfeitamente sensato usar-se o princípio da sobreposição para estabelecer uma idade relativa.







Excepções ao princípio da sobreposição:

- terraços fluviais
- sedimentação em cavernas
- soleiras
- camadas deformadas pela tectónica


Os terraços fluviais são uma excepção ao princípio da sobreposição. Ao longo do tempo o rio diminui o caudal escavando estas formações que correspondiam ao leito em determinada altura. Os sedimentos que se encontram nos terraços superiores são mais antigos que os que se encontram nos inferiores.

• Princípio da continuidade lateral - 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; completa o princípio da sobreposição na medida em que possibilita a extensão lateral das observações na mesma bacia sedimentar. Dificuldades de aplicação, sobretudo em regiões de climas húmidos ou muito urbanizadas. Válido à escala local, às vezes regional.

• Princípio da identidade paleontológica - Defende que estratos que contenham os mesmos fósseis são da mesma idade. Todavia apenas os chamados fósseis estratigráficos podem ser usados neste princípio. Caracterizam-se por:

• -rápida evolução,ou seja,curta longevidade;
• -vasta repartição geográfica;
• -ocorrência frequente;
• -identificação simples.





estratos com o mesmo conteúdo fossilífero têm a mesma idade - princípio da identidade paleontológica.

• Princípio da intersecção - Toda a unidade geológica que intersecta outra é-lhe posterior. Aplicação a falhas, filões, superficies de erosão, batólitos ígneos.
  

• Princípio da inclusão - Se um clasto de uma rocha A está incluído noutra rocha B então a rocha B é mais moderna do que a A. Aplicação a conglomerados e brechas.
  

Por outro lado a Datação radiométrica, baseada na determinação da taxa de decaimento radioactivo de determinados elementos químicos como o potássio (K), o Rubídio (Rb), o Samário (Sm) e de igual maneira o Urânio (U), permite detrminar a idade "absoluta" (numérica) da estrutura que se pretende datar.

Sobre o decaimento radioactivo:

- Existem muitos elementos radioactivos isotópicos como os atrás referidos, e todos eles são bastante instáveis. O núcleo de um átomo radioactivo desintegra-se espontaneamente formando um átomo de um elemento diferente e emitindo radiação. O átomo original designa-se "pai" e o produto do seu decaimento é o "filho".
A razão pela qual o decaimento radioactivo oferece um método infalível de datação absoluta reside no facto de as taxas de desintegração destes elementos serem únicas e constantes. Não variam com a temperatura ou a pressão e exprimem-se em tempos de meia-vida (o tempo necessário para que metade do número de átomos de um dado elemento se desintegrem). Ou seja quando um átomo de um isótopo radioactivo é criado este começa o seu processo de decaimento com a precisão de um relógio. Dessa forma é possível saber a idade absoluta de uma rocha através da razão entre isótopos "pai" e isótopos "filho", o que nos dá um certo valor em tempo de meia - vida.


tabela que mostra os tempos de meia vida de alguns elementos. (clique para ampliar)





Referências bibliográficas:

Press, F ; Siever, R ; Grotzinger, J ; Jordan, T (2006) - Para entender a terra (4ª ed) - Porto Alegre: Bookman 2006


O tempo geológico - http://domingos.home.sapo.pt/temp_geol_1.html

Eustáquio, J ; Granjeiro, C - A Radioactividade - http://nuclear.com.sapo.pt/index_ficheiros/Page1173.htm

Estratificação e estruturas sedimentares

Já foi vista a definição de estratigrafia, os seus objectivos e todas as suas implicações, mas afinal de contas o que é realmente um estrato ou uma sequência estratigráfica, o objecto de estudo da estratigrafia?






A estratificação corresponde ao aspecto que as rochas sedimentares normalmente apresentam após sofrerem os processos diagenéticos. Os sedimenos depositam-se na amior parte dos casos horizontalmente (caso da estratificação planar) em bacias sedimentares, uns sobre os outros formando camadas paralelas. Os processos diagenéticos transformam estes sedimentos soltos em rochas sedimentares consolidadas estratificadas. Assim um estrato é uma camada paralela delimitada por um tecto(limite inferior do estrato superior) e um muro (limite superior do estrato inferior) com uma granulometria e composição química própria que indica uma superfície deposicional.
Os estratos podem ser delgados, com espessura na ordem dos cm e mm ou pelo contrário podem possuir uma espessura de muitos metros.

• Lâminas - estratos com espessura <1cm

finas: 10mm - 0.5mm
espessas: 0.5mm - 1cm

• Camadas - estratos com espessura > 1cm

finas: 1-10cm
média: 10-30cm
espessas: 30cm-1m
muito espessas: > 1m





Estratificação planar numa sequência de margas e calcários margosos do Jurássico.
Local: Cabo Mondego, Figueira da Foz.













Todavia a estratificação planar não é a única forma de os materias de origem sedimentar se apresentarem à superfície da terra. Chamamos Estruturas sedimentares à estratificação e a todas as outras superfícies formadas durante a deposição que as rochas sedimentares podem apresentar.

• Estratificação Cruzada - Consiste em conjuntos de material estratificado, depositado pela água ou pelo vento, nos quais as lâminas estão dispostas com ângulos de até 35º em relação àhorizontal. As rochas que apresentam esta estrutura sedimentar normalmente têm um aspecto complexo resultado das rápidas mudanças de direcção do agente de transporte. Bastante comum em arenitos.

Esquema ilustrativo da estratificação cruzada. clique para ampliar














Estratificação cruzada em arenito. Caso particular do vento. Bryce Canyon National Park, UT

• Granoselecção - É muito comum em sedimentos do talude marinho profundo depositados pelas correntes turbidíticas. Na granoselecção cada camada evolui desde grãos grossos na base até grãos finos no topo, indicando uma diminuição de intensidade da corrente que depositou os grãos ( à medida que a força diminui a corrente deixa de conseguir transportar grãos mais grossos). Um caso particular da granoselecção aparece quando ocorre uma transgressão marinha ou regressão marinha. Imaginemos uma zona plataforma interna, um ambiente marinho pouco profundo. Nesta zona é provável que apareçam grãos grossos como calhaus e seixos pois os cursos de água e correntes têm força para os transportar a curtas distâncias. Quando ocorre a transgressão este ambiente passa a ambiente marinho profundo onde se deposita material da granulometria das areias e siltes. A sucessão sedimentar resultante é nem mais nem menos que uma granoselecção com calhaus e seixos em baixo, gradualmente diminuindo a granulometria até às areias e siltes. O contrário também acontece numa regressão marinha, ficando os grãos mais finos em baixo e os mais grossos por cima.

• Bioturbações - Muitas vezes nas rochas sedimentares a estratificação encontra-se quebrada por tubos aproximadamente cilíndricos de poucos centímetros de diâmetro, que se estendem verticalmente ao longo de muitas camadas. Estas estruturas são remanescentes de furos e túneis escavados por moluscos, vermes e muitos outros organismos marinhos que vivem no fundo do mar. Estas estruturas são também um critério muito importante no estuda do polaridade das rochas em que se encontram.

Estruturas de bioturbação descobertas no leito
marinho a 6m de profundidade. Provavelmente
resultantes da actividade de pequenos crustáceos
(www.sheppeyfossils.com/images/)

• Ripples - Pequenas formas onduladas de perfil simétrico ou assimétrico que ocorrem em areias finas, sujeitas a corrente s de tracção unidireccionais, por exemplo, cursos de água. Ripplessimétricos são geralmente formados pela ondulação, já os assimétricos são geralmente formados pelo vento ou correntes. A maioria tem um ou dois cms de altura e são separadas por depressões amplas. São comuns nos ambientes costeiros modernos e fósseis, nas margens de lagos e no mar. Dão-nos indicação sobre o ambiente de deposição, profundidade da água, direcção de correntes e orientação de antigas costas.

Ripples em arenito ( Pensilvânia)
















Ripples em areia ao longo de uma praia









Referências bibliográficas

Press, F ; Siever, R ; Grotzinger, J ; Jordan, T (2006) - Para entender a terra (4ª ed) - Porto Alegre: Bookman 2006