Ambientes de Sedimentação e Tempo Geológico

Ambientes de Sedimentação Tempo Geológico Resumo Capítulos 8, 10, 15, 16 Lecture Slides prepared by Peter Copeland • Bill Dupré, adaptado por Ana Luisa Bitencourt Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company Para Entender a Terra Frank Press • Raymond Siever • John Grotzinger • Thomas H. Jordan

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

Estágios do Ciclo das Rochas Sedimentares Intemperismo Erosão Transporte Deposição (sedimentação: ambientes de sediemntação) Litificação Diagêne

Transporte e Deposição de Sedimentos Clásticos Movimento de sedimentos pelo vento, gelo ou água O modo do transporte produz depósitos distintos

Principais Ambientes Químicos e Biofísicos Sedimentares

De Sedimentos a Rochas Sedimentares (Litificação: Diagênese) Compactação : redução de poros. argilas e lamas retém mais de 60 % de água; após a compactação apenas 10%. Cimentação : precipitação química de minerais entre os grãos (SiO 2 , CaCO 3 , Fe 2 O 3 ) ligam os sedimentos e formam as rochas. Recristallização : 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: 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 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 Sedimentares Tipos e Processos de Estratificação

Estratificação Cruzada em Arenito Fig. 8.5

Fig. 8.8 Estratificação Plano Paralela Ondas Rampas iguais Marcas Simétricas Marcas de Ondas Simétricas (praia)

Marcas de ondas em Praia Fig. 8.7

Marcas de Ondas Preservadas em 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 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

A taxa de transporte de areia pelo vento, aumenta exponencialmentecom a velocidade do vento 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 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: Colorado

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

Figure 15.7 Pavimento desértico em Sonoran, 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 Ondas 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 Relação a predomiância dos Ventos Barcanas Parabólicas Transversal Linear

Figure 15.14 Cavernas em arenitos ( Loess) China Central - the past 2.5 million years and is up to 400 m thick.

Figure 15.15 Maiores Áreas Desérticas do Mundo

Será que todo Arenito se forma em Ambiente Desértico?

Fig. 8.15 Mineralogia dos quatro Principais Grupos de Arenitos

Fig. 16.6 Capa de Gelo na Antártica Condições para as geleiras: umidade, frio e altas latitudes

Fig. 16.5 Capa de gelo na Goelândia

Fig. 16.7 Linha de Neve: elevação acima da qual ocorre neve, mesmo no verão.

Fig. 16.8 Neve Gelo Granular Nevado Gelo Glacial Estágios na formção de cristais de neve

Fig. 16.9 Desagregação: deslocamento de blocos na borda de uma geleira

Fig. 16.10 Balanço da Massa Glacial Ferente Recua Frente Estacionária Frente Avança

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

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.

Fig. Story 16.12 Fluxo Plástico Cristais individuais deslocam-se obre distâncias microscópicas em pequenos espaços de tempo Geleiras de vales

Deslizamento Basal: A camada de água atua como um lubrificante e faz com que o gelo escorregue Glaciares Continentais

Fig. 16.13 Crevasses: Fendas no gelo

Fig. 16.13 Crevasses: fendas provocadas pelo deslocamento sobre o substrato

Box 16.1 Cientistas Russos retiram um testemunho de gelo na Estação Vostock na Antártida

Box 16.1 Estudo da profundidade do gelo e idades nos últimos intervalos Glaciais

Fig. 16.14a Correntes de gelo na Antártida

Fig. 16.14b Mapa do fluxo de uma geleira na Antártida

Fig. 16.15 Colapso da plataforma de gelo em 2002 March 7, 2002 ~ 150 km

Fig. Story 16.16 Princípio da Isostasia: a força da gravidade é contrabalançada pela força de empuxo

Fig. Story 16.16 Variação do nível do Mar Se o gelo sobre o continente derrete, o nível do mar sobe

Fig. 16.17 Erosão Galcial e suas formas de superfície: polimento, estrias e sulcos

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

Fig. 16.19 Antes da Glaciação Durante a Glaciação Depois da Glaciação

Paisagens 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. 16.19 Circos : um anfiteatro, formando a cabeceira do vale glacial

Fig. 16.19 Fjord: um vale afogado pelo mar

Fig. 16.20 Glacial Drift: All Material Derived from Glaciers

Medial Moraines Lateral Moraines

Fig. 16.23 Morros Irregulares, alternam-se com lagos Em terrenos com Till glacial

Fig. 16.21 Depósitos Glaciais Cristas sinuosas de areias e cascalhos conglomerado Cordões alinhados, paralelos ao movimento do gelo Depósito de lagos

Fig. 16.21 Canais entreleçados durante o degelo

Fig. 16.21 Depois do degelo completo Kettle Lake Drumlin

Fig. 16.22 Permafrost (solos gelados) Presentes em todo o hemisfério Norte

Fig. 16.24 A extenção da galciação foi estabelecida pela presença Permafrost, hoje situados em áreas temperadas

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.

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

A periodicidade dos ciclos glaciais e interglaciais é explicada pelo ciclo da variação da energia solar Excentridade da Órbitra da terra em torno do Sol (100 mil anos) Variação do Eixo de Rotação Terrestre (41 mil anos) Precessão (Balanço do eixo, 23 mil anos)

Fig. 16.27a Excentricidade (~100,000 cycle)

Fig. 16.27b Rotação Orbital (~41,000 cycle)

Fig. 16.27c Precessão (~23,000 cycle)

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.

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 Os sedimentos são depositados em camadas horizontais; 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.

Posicionamento Estratigráfico

Discordância Superfície 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

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

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) 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

Exercícios O que é um ambiente de sedimentação? O que são estruturas sedimentares e como elas se originam? Que evento geológico é datado pelo decaimento radioativo de um mineral contido num basalto? Onde os ventos se formam e como eles fluem? Como o vento e a água se combinam para modelar um ambiente desértico? Qual a importância dos glaciais?

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