Ambientes de Sedimentação e Tempo Geológico

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Ambientes de Sedimentação e Tempo Geológico - Capítulos 8, 10, 15, 16

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Ambientes de Sedimentação e Tempo Geológico

  1. 1. <ul><li>Ambientes de Sedimentação </li></ul><ul><li>Tempo Geológico </li></ul><ul><li>Resumo Capítulos 8, 10, 15, 16 </li></ul><ul><li>Lecture Slides prepared by </li></ul><ul><li>Peter Copeland • Bill Dupré, </li></ul><ul><li>adaptado por Ana Luisa Bitencourt </li></ul>Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company Para Entender a Terra Frank Press • Raymond Siever • John Grotzinger • Thomas H. Jordan
  2. 2. Ambientes 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
  3. 3. Estágios do Ciclo das Rochas Sedimentares <ul><li>Intemperismo </li></ul><ul><li>Erosão </li></ul><ul><li>Transporte </li></ul><ul><li>Deposição (sedimentação: ambientes de sediemntação) </li></ul><ul><li>Litificação </li></ul><ul><li>Diagêne </li></ul>
  4. 4. Transporte e Deposição de Sedimentos Clásticos <ul><li>Movimento de sedimentos pelo vento, gelo ou água </li></ul><ul><li>O modo do transporte produz depósitos distintos </li></ul>
  5. 6. Ambientes 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
  6. 7. Fig. Story 8.4
  7. 8. Principais Ambientes Químicos e Biofísicos Sedimentares
  8. 9. De Sedimentos a Rochas Sedimentares (Litificação: Diagênese) <ul><li>Compactação : redução de poros. </li></ul><ul><li>argilas e lamas retém mais de 60 % de água; após a compactação apenas 10%. </li></ul><ul><li>Cimentação : precipitação química de minerais entre os grãos (SiO 2 , CaCO 3 , Fe 2 O 3 ) ligam os sedimentos e formam as rochas. </li></ul><ul><li>Recristallização : aumento da pressão e temperatura com a profundidade do depósito (30°C/km ou 1°C/33 m). </li></ul>
  9. 10. Fig. 8.11 Recristalização Cimento Principais Processos Diagenéticos
  10. 11. Litificação: 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
  11. 12. Fig. 8.11 Litificação: sedimentos diferentes produzem rochas diferentes
  12. 13. Tipos de Rochas detríticas <ul><li>Classificação baseada no tamanho das partículas dos constituintes </li></ul><ul><li>- Conglomerado/ Brecha </li></ul><ul><li>Arenitos </li></ul><ul><li>Folhelho </li></ul><ul><li>- Siltito </li></ul><ul><li>- Argilito </li></ul>
  13. 14. Principais Classes de Rochas Sedimentares Conglomerado Arenito Siltito Argilito
  14. 15. Estruturas Sedimentares <ul><li>Tipos e Processos de Estratificação </li></ul>
  15. 16. Fig. 8.8
  16. 17. Estratificação Cruzada em Arenito Fig. 8.5
  17. 18. Fig. 8.8 Estratificação Plano Paralela Ondas Rampas iguais Marcas Simétricas Marcas de Ondas Simétricas (praia)
  18. 19. Marcas de ondas em Praia Fig. 8.7
  19. 20. Marcas de Ondas Preservadas em Arenito Fig. 8.7
  20. 21. Fig . 8.9 Estruturas de Bioturbação em argilito (marcas da raízes)
  21. 22. Fig. 8.13 Abundância relativa dos principais tipos de rochas sedimentares
  22. 23. Circulação da Atmosfera da Terra: Correntes de Ar Ventos Alísios de sudeste Ventos Alísios do nordeste Poucop 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
  23. 24. A taxa de transporte de areia pelo vento, aumenta exponencialmentecom a velocidade do vento Vento como Agente de Transporte
  24. 25. Imagem de satélite de uma tempestade de poeira, originada no deserto da Namíbia, em setembro de 2002. Figure 15.3
  25. 26. Fotomicrofgrafia de grãos de quartzo arredondados e fosocos de dunas do Saara
  26. 27. Deflation Processo pelo qual ventos fortes suspendem e carregam partículas de silte e areia para longe , erodindo gradualmente uma superfície. Pavimento Desértico Uma superfície ampla, constituída de seixos, cujos materias finos (silte e areia) foram removidos pelo vento. Ação do vento na Superfície
  27. 28. Figure 15.6 Superfície de Deflação: Colorado
  28. 29. Formação 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
  29. 30. Figure 15.7 Pavimento desértico em Sonoran, Arizona
  30. 31. Dominant wind direction Feiçãoes do vento na superfície: Dunas Paralelas e Lineares à direção do Vento Satellite image of the southern Arabian Peninsula
  31. 32. Figure 15.9 Marcas de Ondas Eólicas Dominant wind direction
  32. 33. Pequenos montículos formam uma sombra de vento Montículo cresce e formam braços paralelos ao vento coalescência
  33. 34. Figure 15.11 Formação de dunas arenosas e suprimento de areia Uma ondulação ou duna avança pelo movimento individual dos grãos
  34. 35. Tipos de Dunas em Relação a predomiância dos Ventos Barcanas Parabólicas Transversal Linear
  35. 36. Figure 15.14 Cavernas em arenitos ( Loess) China Central - the past 2.5 million years and is up to 400 m thick.
  36. 37. Figure 15.15 Maiores Áreas Desérticas do Mundo
  37. 38. Será que todo Arenito se forma em Ambiente Desértico?
  38. 39. Fig. 8.15 Mineralogia dos quatro Principais Grupos de Arenitos
  39. 40. Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company Glaciais: Cap. 16
  40. 41. Fig. 16.6 Capa de Gelo na Antártica Condições para as geleiras: umidade, frio e altas latitudes
  41. 42. Fig. 16.5 Capa de gelo na Goelândia
  42. 43. Fig. 16.7 Linha de Neve: elevação acima da qual ocorre neve, mesmo no verão.
  43. 44. Fig. 16.8 Neve Gelo Granular Nevado Gelo Glacial Estágios na formção de cristais de neve
  44. 45. Fig. 16.9 Desagregação: deslocamento de blocos na borda de uma geleira
  45. 46. Fig. 16.10 Balanço da Massa Glacial Ferente Recua Frente Estacionária Frente Avança
  46. 47. Fig. 16.11 Successivos Estágios de Retração de uma Plataforma de Gelo Lençol de gelo sobre o solo Plataforma de gelo flutuante Mar aberto e gelo marinho
  47. 48. Fig. Story 16.12 Movimento dos galciais: fluxo plástico e por deslizamento 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.
  48. 49. Fig. Story 16.12 Fluxo Plástico Cristais individuais deslocam-se obre distâncias microscópicas em pequenos espaços de tempo Geleiras de vales
  49. 50. Deslizamento Basal: A camada de água atua como um lubrificante e faz com que o gelo escorregue Glaciares Continentais
  50. 51. Fig. 16.13 Crevasses: Fendas no gelo
  51. 52. Fig. 16.13 Crevasses: fendas provocadas pelo deslocamento sobre o substrato
  52. 53. Box 16.1 Cientistas Russos retiram um testemunho de gelo na Estação Vostock na Antártida
  53. 54. Box 16.1 Estudo da profundidade do gelo e idades nos últimos intervalos Glaciais
  54. 55. Fig. 16.14a Correntes de gelo na Antártida
  55. 56. Fig. 16.14b Mapa do fluxo de uma geleira na Antártida
  56. 57. Fig. 16.15 Colapso da plataforma de gelo em 2002 March 7, 2002 ~ 150 km
  57. 58. Fig. Story 16.16 Princípio da Isostasia: a força da gravidade é contrabalançada pela força de empuxo
  58. 59. Fig. Story 16.16 Variação do nível do Mar Se o gelo sobre o continente derrete, o nível do mar sobe
  59. 60. Box 16.2 Paisagens Glaciais
  60. 61. Fig. 16.17 Erosão Galcial e suas formas de superfície: polimento, estrias e sulcos
  61. 62. Fig. 16.18 Gelo causa polimento e alisa superfícies Crevasses ou fendas se formam a medida que o gelo se move O gelo arranca os fragmentos de rocha A forma final do substrato é chamado de mountonée
  62. 63. Fig. 16.19 Antes da Glaciação Durante a Glaciação Depois da Glaciação
  63. 64. Paisagens Erodidas <ul><li>Vales em U </li></ul><ul><li>Perfis montanhosos angulosos </li></ul><ul><li>Fiords: vale em U ocupado pelo mar </li></ul><ul><li>Horns: topos gelados </li></ul><ul><li>Cirques: cabeceiras dos vales </li></ul><ul><li>Aretes: cristas esculpidas </li></ul><ul><li>Roche moutannées: substrato </li></ul>
  64. 65. Fig. 16.19 Circos : um anfiteatro, formando a cabeceira do vale glacial
  65. 66. Fig. 16.19 Típico vale em U
  66. 67. Fig. 16.19 Fjord: um vale afogado pelo mar
  67. 68. Fig. 16.20 Glacial Drift: All Material Derived from Glaciers
  68. 69. Medial Moraines Lateral Moraines
  69. 70. Fig. 16.23 Morros Irregulares, alternam-se com lagos Em terrenos com Till glacial
  70. 71. Fig. 16.20
  71. 72. Fig. 16.21 Depósitos Glaciais Cristas sinuosas de areias e cascalhos conglomerado Cordões alinhados, paralelos ao movimento do gelo Depósito de lagos
  72. 73. Fig. 16.21 Canais entreleçados durante o degelo
  73. 74. Fig. 16.21 Depois do degelo completo Kettle Lake Drumlin
  74. 75. Fig. 16.21
  75. 76. Fig. 16.21
  76. 77. Fig. 16.21
  77. 78. Fig. 16.22 Permafrost (solos gelados) Presentes em todo o hemisfério Norte
  78. 79. Fig. 16.24 A extenção da galciação foi estabelecida pela presença Permafrost, hoje situados em áreas temperadas
  79. 80. Fig. 16.26 Reconstituição da extensão e espessura do gelo há 18 mil anos. As bordas continentais revelam o que nível do mar baixou cerca de 85 m.
  80. 81. Fig. 16.25 Mudanças relativas na razão entre isótopos de Oxigênio (Oxigênio -16 e 18) na calcita de foraminíferos em resposta ao aumento e diminuição da tempetratura água do mar
  81. 82. A periodicidade dos ciclos glaciais e interglaciais é explicada pelo ciclo da variação da energia solar <ul><li>Excentridade da Órbitra da terra em torno do Sol (100 mil anos) </li></ul><ul><li>Variação do Eixo de Rotação Terrestre (41 mil anos) </li></ul><ul><li>Precessão (Balanço do eixo, 23 mil anos) </li></ul>
  82. 83. Fig. 16.27a Excentricidade (~100,000 cycle)
  83. 84. Fig. 16.27b Rotação Orbital (~41,000 cycle)
  84. 85. Fig. 16.27c Precessão (~23,000 cycle)
  85. 86. Fig. 16.28 A circulação termohalina global dos oceanos (temperatura e salinidade) é a responsável no clima atual, transporte de águas mais quentes para o Norte.
  86. 87. Registro do Tempo Geológico
  87. 88. 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
  88. 89. Datação relativa <ul><li>Os sedimentos são depositados em camadas horizontais; </li></ul><ul><li>Se não houver perturbação por processos tectônicos, as camadas mais novas permanecem no topo e as mais antigas na base. </li></ul>
  89. 90. Paleontologia <ul><li>O estudo do passado da vida é baseado no registro fóssil de plantas e de animias. </li></ul><ul><li>Fóssil: evidência da vida passada </li></ul><ul><li>Fósseis que são preservados em rochas sedimentares e usados para determinar: </li></ul><ul><li>1)a idade relativa; </li></ul><ul><li>2) O ambiente de deposição. </li></ul>
  90. 91. Tipos de Fósseis
  91. 92. Posicionamento Estratigráfico
  92. 93. Discordância Superfície de Erosão
  93. 94. Discordância angular Secção escavada no Grand Canyon
  94. 95. 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
  95. 96. Seqüência Estratigráfica
  96. 97. Datação Absoluta Átomos de elementos com o mesmo número de prótons e variando o número de neutrons; Exemplos : 235 U, 238 U; 87 Sr, 86 Sr; 14 C, 12 C
  97. 98. 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.
  98. 99. Datação Isotópica <ul><li>Elementos Radioativos (pais) decaem para formas estáveis, elementos não radioativos (filhos); </li></ul><ul><li>A taxa de decaimento é constante e conhecida (meia-vida) </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  99. 100. Requirementos para a Datação Isotópica <ul><li>Sistema fechado </li></ul><ul><li>Taxa de decaimento constante </li></ul><ul><li>Iniciação concentração de filhos conhecida (zero melhor) </li></ul>
  100. 101. 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.
  101. 102. Usual Séries de Decaimento Geológico Pais Filhos Meia-Vida (anos) 235 U 207 Pb 4.50 x 10 9 238 U 206 Pb 0.71 x 10 9 40 K 40 Ar 1.25 x 10 9 87 Rb 87 Sr 47.0 x 10 9 14 C 13 C 5730
  102. 105. Exercícios <ul><li>O que é um ambiente de sedimentação? </li></ul><ul><li>O que são estruturas sedimentares e como elas se originam? </li></ul><ul><li>Que evento geológico é datado pelo decaimento radioativo de um mineral contido num basalto? </li></ul><ul><li>Onde os ventos se formam e como eles fluem? </li></ul><ul><li>Como o vento e a água se combinam para modelar um ambiente desértico? </li></ul><ul><li>Qual a importância dos glaciais? </li></ul>

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