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• Ambientes de SedimentaçãoAmbientes de Sedimentação• Tempo Geológico Tempo Geológico
Resumo Capítulos 8, 10, 15, 16
Lecture Slides prepared byPeter Copeland • Bill Dupré,
adaptado por Ana Luisa Bitencourt Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company
Para Entender a TerraPara Entender a Terra
Frank Press • Raymond Siever • John Grotzinger • Thomas H. Jordan
Ambientes SedimentaresAmbientes Sedimentares
Fig. 8.4
Sistema Terra
Fatores
1. Lago
2. Rios
3. Lago de Deserto
4. Glacial
5. Delta
6. Praia
7. Planície de Maré
Estágios do Ciclo Estágios do Ciclo das Rochas Sedimentaresdas Rochas Sedimentares
Intemperismo
Erosão
Transporte
Deposição (sedimentação: ambientes de sediemntação)
Litificação
Diagêne
Transporte e Deposição Transporte e Deposição de Sedimentos Clásticosde Sedimentos Clásticos
• Movimento de sedimentos pelo vento, gelo ou água
• O modo do transporte produz depósitos distintos
Ambientes SedimentaresAmbientes Sedimentares
Fig. 8.4
Sistema Terra
Fatores
1. Lago
2. Rios
3. Lago de Deserto
4. Glacial
5. Delta
6. Praia
7. Planície de Maré
Fig. Story 8.4
Principais Ambientes Químicos e Biofísicos Sedimentares
De Sedimentos a Rochas De Sedimentos a Rochas SedimentaresSedimentares
(Litificação: Diagênese)(Litificação: Diagênese)CompactaçãoCompactação: redução de poros.
argilas e lamas retém mais de 60 % de água; após a compactação apenas 10%.
CimentaçãoCimentação: precipitação química de minerais entre os grãos (SiO2, CaCO3, Fe2O3) ligam os sedimentos e formam as rochas.
RecristallizaçãoRecristallização: aumento da pressão e temperatura com a profundidade do depósito (30°C/km ou 1°C/33 m).
Fig. 8.11
Recristalização
Cimento
Principais Processos Diagenéticos
Litificação: DiagêneseLitificação: Diagênese
Fig. 8.11
1. Sedimentos são soterrados, compactados e litificados em profundidades rasas da crosta terrestre
2. ...ou podem ser empurrados na zona de subducção, sujeitos a altas T e P.
3. Diagênese: processo físico e químico que transforma sedimentos em rochas
Fig. 8.11
Litificação: sedimentos diferentes produzem rochas diferentes
Tipos de Rochas detríticasTipos de Rochas detríticas
Classificação baseada no tamanho das partículas dos constituintes
- Conglomerado/ Brecha- Arenitos- Folhelho- Siltito- Argilito
Principais Classes de Rochas Sedimentares
Conglomerado
Arenito
Siltito
Argilito
Estruturas SedimentaresEstruturas SedimentaresTipos e Processos de Estratificação
Fig. 8.8
Estratificação Cruzada em ArenitoEstratificação Cruzada em Arenito
Fig. 8.5
Fig. 8.8Estratificação Plano Paralela
Ondas Rampas iguais
Marcas Simétricas
Marcas de Ondas Simétricas (praia)
Marcas de ondas em Praia
Fig. 8.7
Marcas de Ondas PreservadasMarcas de Ondas Preservadas em Arenitoem Arenito
Fig. 8.7
Fig. 8.9
Estruturas de Bioturbação em argilito
(marcas da raízes)
Fig. 8.13
Abundância relativa dos principais tipos de rochas sedimentares
Circulação da Atmosfera da Terra: Correntes de Ar
Ventos Alísios de sudeste
Ventos Alísios do nordestePoucop ventos
superficiais no equador
Latitudes 30N e 30S ar frio desce
Zonas temperadas predominam ventos de oeste
Nos trópicos predominam ventos do leste
Efeito Coriolis: desvio de ra de leste para oeste
A taxa de transporte A taxa de transporte de areia pelo vento, de areia pelo vento,
aumenta aumenta exponencialmentecoexponencialmentecom a velocidade do m a velocidade do
ventovento
Vento como Agente de
Transporte
Imagem de satélite de uma
tempestade de poeira, originada
no deserto da Namíbia, em
setembro de 2002.
Figure 15.3
Fotomicrofgrafia de grãos de quartzo arredondados e fosocos de dunas do Saara
Deflation
Processo pelo qual ventos fortes suspendem e carregam partículas
de silte e areia para longe , erodindo gradualmente uma superfície.
Pavimento DesérticoPavimento Desértico
Uma superfície ampla, constituída de seixos, cujos materias finos (silte e areia) foram
removidos pelo vento.
Ação do vento na Superfície
Figure 15.6
Superfície de Deflação: ColoradoSuperfície de Deflação: Colorado
Formação do Pavimento DeséticoFormação do Pavimento Desético
Poeira eólica é fixada entre os siexos
Água da chuva reage com a poeira
Ao longo do tempo os seixos se concentram no topo
Figure 15.7
Pavimento Pavimento desértico em desértico em
Sonoran, ArizonaSonoran, Arizona
Dominant wind direction
Feiçãoes do vento na superfície:Dunas Paralelas e Lineares à direção do Vento
Satellite image of the southern Arabian Peninsula
Figure 15.9
Marcas de Marcas de Ondas EólicasOndas Eólicas
Dominant wind direction
Pequenos montículos
formam uma sombra de vento
Montículo cresce e formam braços paralelos ao vento
coalescência
Figure 15.11
Formação de dunas arenosas e suprimento de
areia
Uma ondulação ou duna avança pelo movimento
individual dos grãos
Tipos de Dunas em RelaçãoTipos de Dunas em Relação a predomiância dos Ventosa predomiância dos Ventos
Barcanas Parabólicas
Transversal Linear
Figure 15.14
Cavernas em arenitos Cavernas em arenitos ( Loess) China Central - the ( Loess) China Central - the past 2.5 million years and is past 2.5 million years and is
up to 400 m thick.up to 400 m thick.
Figure 15.15
Maiores Áreas Desérticas do MundoMaiores Áreas Desérticas do Mundo
Será que todo Arenito se forma em Ambiente Desértico?
Fig. 8.15
Mineralogia dos quatro Principais Grupos de Arenitos
Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company
Glaciais: Cap. 16Glaciais: Cap. 16
Fig. 16.6Fig. 16.6
Capa de Gelo Capa de Gelo na Antárticana Antártica
Condições para as geleiras: umidade, frio e altas latitudes
Fig. 16.5Fig. 16.5
Capa de gelo Capa de gelo na Goelândiana Goelândia
Fig. 16.7Fig. 16.7
Linha de Neve: elevação acima da qual ocorre Linha de Neve: elevação acima da qual ocorre neve, mesmo no verão.neve, mesmo no verão.
Fig. 16.8Fig. 16.8
NeveNeve
Gelo Gelo GranularGranular
NevadoNevado
Gelo Gelo GlacialGlacial
Estágios na Estágios na formção de cristais formção de cristais
de nevede neve
Fig. 16.9Fig. 16.9
Desagregação: deslocamento de blocos na
borda de uma geleira
Fig. 16.10Fig. 16.10
Balanço da Massa GlacialBalanço da Massa Glacial
Ferente RecuaFrente Estacionária
Frente Avança
Fig. 16.11Fig. 16.11
Successivos Estágios de Retração Successivos Estágios de Retração de uma Plataforma de Gelode uma Plataforma de Gelo
Lençol de gelo sobre o solo
Plataforma de gelo flutuante
Mar aberto e gelo marinho
Fig. Story 16.12Fig. Story 16.12
Movimento dos galciais: fluxo plástico e por Movimento dos galciais: fluxo plástico e por deslizamento basaldeslizamento basal
Movimento geral do Fluxo Plástico: regiões frias: assoalho congelado / foças de fricção.
Movimento da geleira é acompanhado por pequenos deslizamento, os cristais de gelo podem alongar-se e rotar: regiões temperadas, onde a pressão do pacote derrete a base.
Fig. Story 16.12Fig. Story 16.12
Fluxo PlásticoFluxo PlásticoCristais individuais deslocam-se obre distâncias Cristais individuais deslocam-se obre distâncias microscópicas em pequenos espaços de tempomicroscópicas em pequenos espaços de tempo
Geleiras de vales
Deslizamento Basal:Deslizamento Basal:A camada de água atua como um lubrificante e faz A camada de água atua como um lubrificante e faz
com que o gelo escorreguecom que o gelo escorregue
Glaciares Continentais
Fig. 16.13Fig. 16.13
Crevasses: Fendas no geloCrevasses: Fendas no gelo
Fig. 16.13Fig. 16.13
Crevasses: fendas provocadas pelo deslocamento sobre Crevasses: fendas provocadas pelo deslocamento sobre o substratoo substrato
Box 16.1Box 16.1
Cientistas Russos retiram Cientistas Russos retiram um testemunho de gelo na um testemunho de gelo na
Estação Vostock na Estação Vostock na AntártidaAntártida
Box 16.1Box 16.1
Estudo da profundidade do gelo e idades nos últimos intervalos Glaciais
Fig. 16.14aFig. 16.14a
Correntes de gelo na Antártida
Fig. 16.14bFig. 16.14b
Mapa do fluxo de uma geleira na Antártida
Fig. 16.15Fig. 16.15
Colapso da Colapso da plataforma de plataforma de gelo em 2002gelo em 2002
March 7, 2002
~ 150 km
Fig. Story 16.16Fig. Story 16.16
Princípio da Isostasia: a força da gravidade é Princípio da Isostasia: a força da gravidade é contrabalançada pela força de empuxocontrabalançada pela força de empuxo
Fig. Story 16.16Fig. Story 16.16
Variação do nível do MarVariação do nível do Mar
Se o gelo sobre o continente derrete, o nível do mar sobe
Box 16.2Box 16.2
Paisagens Glaciais
Fig. 16.17Fig. 16.17
Erosão Galcial e Erosão Galcial e suas formas de suas formas de
superfície: superfície: polimento, estrias e polimento, estrias e
sulcossulcos
Fig. 16.18Fig. 16.18
Gelo causa polimentoGelo causa polimento e alisa superfíciese alisa superfícies
Crevasses ou fendas se formam Crevasses ou fendas se formam a medida que o gelo se movea medida que o gelo se move
O gelo arranca os fragmentos O gelo arranca os fragmentos de rochade rocha
A forma final do substratoA forma final do substrato é chamado de é chamado de mountonéemountonée
Fig. 16.19Fig. 16.19
Antes da GlaciaçãoAntes da Glaciação
Durante a GlaciaçãoDurante a Glaciação Depois da GlaciaçãoDepois da Glaciação
Paisagens ErodidasPaisagens Erodidas
• Vales em U
• Perfis montanhosos angulosos
• Fiords: vale em U ocupado pelo mar
• Horns: topos gelados
• Cirques: cabeceiras dos vales
• Aretes: cristas esculpidas
• Roche moutannées: substrato
Fig. 16.19Fig. 16.19
CircosCircos: um anfiteatro, formando a cabeceira do : um anfiteatro, formando a cabeceira do vale glacialvale glacial
Fig. 16.19Fig. 16.19
Típico vale em UTípico vale em U
Fig. 16.19Fig. 16.19
Fjord: um vale afogado pelo marFjord: um vale afogado pelo mar
Fig. 16.20Fig. 16.20
Glacial Drift:Glacial Drift:All Material Derived from GlaciersAll Material Derived from Glaciers
MedialMedialMorainesMoraines
LateralMoraines
Fig. 16.23
Morros Irregulares, alternam-se com lagosMorros Irregulares, alternam-se com lagosEm terrenos com Till glacialEm terrenos com Till glacial
Fig. 16.20Fig. 16.20
Fig. 16.21Fig. 16.21
Depósitos GlaciaisDepósitos Glaciais
Cristas sinuosas de areias e cascalhos
conglomerado
Cordões alinhados, paralelos ao movimento do gelo
Depósito de lagos
Fig. 16.21Fig. 16.21
Canais entreleçados durante o degeloCanais entreleçados durante o degelo
Fig. 16.21Fig. 16.21
Depois do degelo completoDepois do degelo completo
Kettle Lake
Drumlin
Fig. 16.21Fig. 16.21
Fig. 16.21Fig. 16.21
Fig. 16.21Fig. 16.21
Fig. 16.22Fig. 16.22
PermafrostPermafrost (solos gelados)
Presentes em todo o hemisfério
Norte
Fig. 16.24Fig. 16.24
A extenção da A extenção da galciação foi galciação foi
estabelecida pela estabelecida pela presença presença
Permafrost, hoje Permafrost, hoje situados em situados em
áreas áreas temperadastemperadas
Fig. 16.26Fig. 16.26
Reconstituição da extensão e espessura do gelo há 18 Reconstituição da extensão e espessura do gelo há 18 mil anos. As bordas continentais revelam o que nível mil anos. As bordas continentais revelam o que nível
do mar baixou cerca de 85 m.do mar baixou cerca de 85 m.
Fig. 16.25Fig. 16.25
Mudanças relativas na razão entre isótopos de Oxigênio (Oxigênio -16 e 18) na Mudanças relativas na razão entre isótopos de Oxigênio (Oxigênio -16 e 18) na calcita de foraminíferos em resposta ao aumento e diminuição da tempetratura calcita de foraminíferos em resposta ao aumento e diminuição da tempetratura
água do marágua do mar
A periodicidade dos ciclos glaciais e interglaciais é explicada pelo ciclo
da variação da energia solar
• Excentridade da Órbitra da terra Excentridade da Órbitra da terra em torno do Sol em torno do Sol (100 mil anos)(100 mil anos)
• Variação do Eixo de Rotação Variação do Eixo de Rotação Terrestre Terrestre (41 mil anos)(41 mil anos)
• PrecessãoPrecessão (Balanço do eixo, 23 mil anos)
Fig. 16.27aFig. 16.27a
Excentricidade (~100,000 cycle)Excentricidade (~100,000 cycle)
Fig. 16.27bFig. 16.27b
Rotação Orbital (~41,000 cycle)Rotação Orbital (~41,000 cycle)
Fig. 16.27cFig. 16.27c
Precessão (~23,000 cycle)Precessão (~23,000 cycle)
Fig. 16.28Fig. 16.28
A circulação termohalina global dos oceanos (temperatura e A circulação termohalina global dos oceanos (temperatura e salinidade) é a responsável no clima atual, transporte de águas salinidade) é a responsável no clima atual, transporte de águas mais quentes para o Norte.mais quentes para o Norte.
Registro do Tempo Geológico
Duas vias para Datar Eventos Geológicos
1) Datação relativa (fósseis, estruturas, estratificação e correlação entre os estratos)
2) Datação Absoluta (isótopos, dendrocronologia): número de anos desde que a rocha se formou
Datação relativa
1. Os sedimentos são depositados em camadas horizontais;
2. Se não houver perturbação por processos tectônicos, as camadas mais novas permanecem no topo e as mais antigas na base.
Paleontologia
• O estudo do passado da vida é baseado no registro fóssil de plantas e de animias.
Fóssil: evidência da vida passada
• Fósseis que são preservados em rochas sedimentares e usados para determinar:
1)a idade relativa;
2) O ambiente de deposição.
Tipos de Fósseis
Posicionamento Estratigráfico
DiscordânciaSuperfície de Erosão
Discordância angular
Secção escavada no Grand Canyon
Estratigrafia de Seqüências: sucessão estratigráfica
Tempo 1: acumulação sedimentar
Tempo 2: soerguimento do pacote por forças tectônicas
Tempo 3: desgaste da superfície por erosão
Tempo 4: nova subsidência, elevação do nível do mar
Seqüência Estratigráfica
Datação Absoluta
Átomos de elementos com o mesmo número de prótons e variando o número de neutrons;
ExemplosExemplos:
235235U, U, 238238U;U; 8787Sr, Sr, 8686Sr; Sr; 1414C, C, 1212CC
Decaimento Radioativo
Um neutron do átomo de rubídio-87 desintegra-se ejetando 1 elétron...e produzindo 1 próton e o átomo muda para estrôncio-87.
Datação Isotópica• Elementos Radioativos (pais) decaem para
formas estáveis, elementos não radioativos (filhos);
• A taxa de decaimento é constante e conhecida (meia-vida)
• Se é conhecida a taxa de decaimento e a quantidade de elementoa pais e filhos numa rocha é possível calcular o tempo dessa reação, fornecendo a idade.
Requirementos para a Datação Isotópica
• Sistema fechado
• Taxa de decaimento constante
• Iniciação concentração de filhos conhecida (zero melhor)
Meia-Vida
O número de Átomos radioativos em qualquer mineral declina numa taxa precisa ao longo do tempo. Essa taxa é estabelecida como uma série de meias-vidas.
Usual Séries de Decaimento Geológico
Pais Filhos Meia-Vida (anos)Pais Filhos Meia-Vida (anos)
235U 207Pb 4.50 x 109
238U 206Pb 0.71 x 109
40K 40Ar 1.25 x 109
87Rb 87Sr 47.0 x 109
14C 13C 5730
Exercícios
1. O que é um ambiente de sedimentação?2. O que são estruturas sedimentares e como elas se
originam?3. Que evento geológico é datado pelo decaimento
radioativo de um mineral contido num basalto?4. Onde os ventos se formam e como eles fluem?5. Como o vento e a água se combinam para modelar um
ambiente desértico?6. Qual a importância dos glaciais?