A Geologia na interpretação da idade da Terra: Uma breve abordagem histórica

Silva, Heleno C. L.

Amorim, Edilane B.¹

Lima, Yamara P. C. de¹

Resumo

Em meados do século XVII iniciou-se uma discussão acirrada sobre como calcular a idade do planeta Terra. No centro dessa discussão estavam filósofos, teólogos e cientistas pesquisadores com suas respectivas linhas de pensamento; o uniformitarismo, o catastrosfismo, o evolucionismo, o construtivismo entre outras linhas de pensamento eram defendidas por cada um de seus seguidores. A sociedade geológica de Londres era famosa por promover debates entre seus membros e estudiosos da época, personagens como Ussher, Hutton, Lyell, De Maillet, Thomsom, fazem referência a teorias e estudos por eles defendidos, onde procuravam mostrar a maneira mais precisa de como calcular a idade da Terra. Nessa briga William Thomson foi quem mais se aproximou do objetivo até a descoberta do elemento rádio e a datação radiométrica. Essa descoberta mudou totalmente a dinâmica usada pelos envolvidos nessa disursão abrindo assim um precedente para uma nova fase de desenvolvimento das ciências geológicas.

A partir do século XIX, a geocronologia, ciência responsável por determinar a idade das rochas e minerais, passou a obedecer a critérios mais tecnológicos; laboratórios modernos foram montados e a datação radiométrica das rochas e minerais apontavam com precisão a idade cronológica de uma rocha, mineral ou fóssil, auxiliando assim no cálculo e determinação da idade do planeta Terra. A idade dos períodos e das Eras geológica ficaram mais precisas e os métodos utilizados para a indicação das características dessas Eras, mais confiável. Os eventos geológicos nos apontam a idade de cada rocha por sua existência nesses períodos, assim sendo, junto com os métodos relativo e absoluto – não desconsiderando as teorias já existentes – os cálculos com a datação radiométrica fornecem com precisão as coordenadas para o cálculo da idade do planeta Terra.

Abstract

In the mid-seventeenth century began a acirradada discussion on how to calculate the age of the Earth. At the center of discussion were philosophers, theologians and scientists, each with its line of thought; uniformitarianism, the catastrosfismo, evolutionism, constructivism and other lines of thought. The Geological Society of London was famous for its members and scholars, characters like Ussher, Hutton, Lyell, De Maillet, Thomson, make references to studies of how to calculate the age of the Earth. William Thomson this fight was the one closest to the goal until the discovery of radium and radiometric dating. This discovery completely changed the dynamics used by those involved in this increasing discussion thus setting a precedent for a new phase of development of geological sciences.

From the nineteenth century, geochronology has to obey more chemical and technological criteria, modern laboratories were assembled and radiometric dating of rocks pointing precisely the chronological age of a rock or fossil consequently the same applied to the determination of age planet Earth. The age periods and geological Eras were more accurate indication of the characteristics of these Eras is more reliable, and the methods used for this are shoes by technology. The geological events in point the age of each rock for their existence in these periods, therefore, along with the relative and absolute methods - not disregarding the existing theories - the calculations with radiometric dating gives the accuracy of the age of the Earth.

Palavras chaves: Geocronologia, Datação radiométrica, Rochas, Eras geológicas

Introdução:

O intuito desse artigo é esclarecer algumas questões concernente a determinação da idade cronológica da terra, das rochas e minerais que compõem a sua crosta; é comum encontrar pessoas descrentes da capacidade que tem as ciências geológicas de determinar a idade cronológica de uma rocha, de um fóssil, de uma estrutura rochosa ou do planeta Terra. A Geologia por ser uma ciência que analisa a forma interna e externa do globo terrestre, encarrega-se de estudar os materiais que o compõe e os respectivos mecanismos responsáveis por sua formação. Também enfoca as alterações que estes materiais sofrem desde sua origem até seu actual estado.

Como as demais ciências, a geologia também tem ramificações e disciplinas responsáveis por dar suporte a realização de estudos e pesquisas. Mencionaremos aqui algumas disciplinas que colaboraram para o desenvolvimento desse artigo. A Geologia Estrutural auxiliou na compreensão das estruturas da crosta terrestre; Através da Geologia Histórica, da Sismologia e da Vulcanologia, entendemos as transformações da terra - desde a sua origem e suas divisões cronológicas - as eras geológicas e seus períodos, os terremotos e a propagação sísmica responsável pelo processo de ruptura das rochas, os vulcões e as erupções. Por fim, a Geocronologia direcionou o entendimento dos métodos que levam a determinar o tempo geológico registrado em cada estrutura rochosa, mineral ou rocha, através dos quais pode-se calcular com precisão a idade da Terra.

Uma breve história

A Geocronologia procura determinar a idade da terra, das rochas e minerais que compõe sua crosta. Nos dias actuais com o auxílio de laboratórios e métodos modernos tal tarefa tornou-se mais fácil e capaz de obter resultados mais precisos, no entanto, mesmo com todo arcabouço tecnológico existente, há de se considerar que a capacidade de observar e interpretar eventos geológicos é de fundamental importância para que se cumpra com sucesso e precisão esse trabalho.

Entre os séculos XVII e XVIII muitos estudiosos, cientistas, teólogos e filósofos, empenharam-se em achar uma forma de calcular e determinar a idade da terra e sua formação. São vários os personagens que elaboraram fórmulas e desenvolveram teorias que dessem suporte para determinar a idade cronológica da Terra.

James Ussher utilizou de personagens da bíblia para elaborar uma árvore genealógica e através dela, determinar em tese que a terra existira a 4004 anos a.C. Para Buffon ao observar o arrefecimento de suas esferas, após realizar alguns cálculos afirmou que, o planeta terra possuía mais de 6 mil anos. De Maillet observando os mares e seus movimentos estimou que a terra teria cerca 2 bilhões de anos.

Foi o físico britânico chamado William Thomson, um dos maiores cientistas da era Vitoriana, conhecido também por Lord Kelvin – por ocasião do título a ele outorgado pela coroa Britânica – que mais se sobressaiu na época nessa empreitada, chegando a causar na comunidade cientifica e geológica um certo mal-estar ao se contrapor ao pensamento uniformitarista de Lyell . Kelvin também se contrapôs as ideias de Charles Darwin (1809-1882) e a teoria da evolução exposta na Origem das Espécies. Nessa época apresentou à Sociedade Geológica de Londres um cálculo baseado na lei da termodinâmica que levaria em consideração seus princípios físicos, na qual após uma revisão de cálculos estimou que o planeta terra teria entre 300 e 600 milhões de anos. Thomsom aumentou ainda mais esse mal-estar ao fazer a seguinte afirmação em um encontro da Geological Society de Glasgow no ano de 1868:

“Uma grande reforma na especulação geológica parece agora ter-se tornada necessária”. (Tort, A.C e Nogarol, F. – O Debate sobre a idade da terra - Revista Brasileira de Ensino de Física, V,35, n.1, 1603-7, 2013).

Apenas no final do século XIX e início do XX é que essa questão daria o passo maior em direção as diretrizes actuais no que diz respeito a determinação do cálculo da idade da Terra. A descoberta do elemento Rádio, da radioatividade e dos métodos de datação radiométrica feitos por Rutherfor e Boltwood, pôs um ponto final a discursão sobre as teorias do Lord Kelvin. Rutherfor e Boltwood utilizaram o decaimento da radioatividade do uranio para determinar a idade de algumas rochas, chegaram à conclusão de que a idade cronológica das mesmas era superior a 1,6 bilhões de anos. Essa descoberta desqualificou os cálculos de Lord Kelvim a respeito da idade do planeta Terra e abriu novos horizontes para a realização de novas abordagens nesse sentido. A partir da datação radiométrica, da apreciação de rochas e suas estruturas – pois cada uma delas tem seu teor de radioatividade - juntamente com todo o aparato geológico e tecnológico, é que a geocronologia pôde determinar com precisão cientifica a real idade do planeta Terra. As informações que hoje temos sobre a cronologia do nosso planeta e sua composição mineral, deve-se em parte a essa descoberta. Em artigo publicado na Revista Brasileira de ensino de Física (2013, V.35), Tort e Nogarol (2013) escreveram o seguinte:

‘A terra tem 4,5 bilhões de anos, sua estrutura interna possui um núcleo interno solido de ferro e níquel e um núcleo externo líquido também de ferro e níquel; encontramos também em suas camadas intermediarias minerais como o silício, manganês, ferro, alumínio, cálcio, sódio e potássio, que combinados com o oxigênio formam diversos tipos de óxidos e uma fina crosta cuja espessura varia entre cinco e setenta quilômetros aproximadamente’. (Tort, A.C e Nogarol, F. – O Debate sobre a idade da terra - Revista Brasileira de Ensino de Física, V,35, n.1, 1603-7, 2013).

Ao ler citações que contenham ou façam abordagem técnica sobre as informações expostas acima, concluímos que a comunidade cientifica a cada estudo, pesquisa ou descoberta realizada, está cada vez mais segura dos resultados obtidos.

Nessa breve abordagem histórica vimos o percurso trilhado pela ciência geológica - desde sua concepção até os dias atuais - no sentido de determinar a idade cronológica do planeta terra, das rochas e minerais que cobrem a sua crosta. Analisando essa trajetória, observa-se que houve uma evolução explicita nas teorias e no desenvolvimento tecnológico da Ciência Geológica. No livro “Para entender a Terra” o autor faz a seguinte afirmativa:

“ A geologia é uma ciência que evoluiu muito nas últimas décadas, com novos instrumentos, teorias e visões de mundo”. (Press, Siever, Grotzinger e Jordan – Para entender a terra, 4º ed, Ed. Artmed).

Mesmo com toda a evolução e desenvolvimento da geologia como ciência, não se deve esquecer o fato de que o próprio planeta terra – em função de sua composição dinâmica – deixa sinais para que as ciências dialoguem entre si, e através da observação, coleta, leitura e interpretação das suas estruturas, sejam capazes de determinar não apenas a idade de suas rochas e minerais, como também, da sua própria criação e existência.

Como já fora mencionado no início desse artigo, é através da geocronologia que podemos determinar a formação e a idade relativa ou absoluta de uma estrutura rochosa ou rocha. A diferença entre as idades relativa e absoluta, é que, a primeira diz respeito apenas a uma cronologia aproximada, enquanto a segunda calcula exatamente a idade, baseando-se em dados científicos e na radioatividade existente em cada rocha. Para isso, a ciência geológica utiliza de métodos e princípios cientifico que servem de suporte para a realização de estudos, analises e trabalhos de pesquisa. Dentre os muitos métodos existentes podemos destacar o princípio da superposição no cálculo de uma estrutura rochosa onde suas camadas são dispostas horizontalmente, e seus horizontes são formados de maneira que as rochas mais jovens se sobrepõem as mais antigas. Não deixando de levar em consideração o princípio das relações de interseção, onde qualquer rocha que foi cortada por um corpo intrusivo ígneo ou por uma falha é mais antiga que esse mesmo corpo ou falha, o que geralmente acontece em um dobramento ou em um falhamento. Observações como estas foram feitas por James Hutton (1726-1797) ao examinar algumas rochas estratificadas – por isso o nome princípio da estratificação - na formação montanhosa de Siccar Point³ (Anexo 01 Fig. 3) onde encontrou vestígios de repetidas mudanças nas rochas em alternâncias com longos e calmos períodos de sedimentação. Em muitos lugares constatou que uma sequência de estrato assenta sobre camadas revolvidas, enquanto em outros, corta camadas inclinadas, e perguntou-se:

‘Como camadas sedimentares horizontais se misturaram com camadas sedimentares verticais?’ (www.universoracionalista.org/ James Hutton e o Uniformitarismo).

Ele explicou que inicialmente ambas camadas eram horizontais, porém a inferior foi erguida e erodida antes da deposição da camada seguinte, dessa forma, a história da crosta terrestre era a da ‘sucessão de acontecimentos anteriores’, em outras palavras, os fenômenos que aconteceram no passado também acontecem hoje, ali surgiria a concepção do princípio do Uniformitarismo.

Destacamos também o método absoluto como sendo o mais preciso, que utiliza os princípios físicos da radioatividade e fornece a idade da rocha com mais precisão. A idade absoluta de uma rocha pode ser determinada de duas maneiras, por seu conteúdo fossilifero ou pela datação radiométrica. O conteúdo fossilifero existente em uma rocha nos dirá em qual Era a mesma fora formada, isso também vale para situação inversa, pois, a rocha que envolve esse fóssil terá praticamente a idade do fóssil. Em uma mina de gipsita foi encontrado um esqueleto de jacaré fossilizado envolvido por uma rocha, sendo esse animal característico da era mesozoica, e a gipsita sendo uma rocha calcária sedimentar formada no período triassico também dessa mesma Era, chega-se à conclusão de que os mesmos têm aproximadamente a mesma idade. A Era mesozoica começa logo após o período permiano da Era Paleozoica, também conhecida como a Era Primária, é compreendida por três períodos, triassico, jurássico e o cretáceo. Foi na era mesozoica que houve o surgimento, o domínio e o desaparecimento de animais e repteis como os dinossauros e alguns moluscos carnívoros. Foi também nessa era que os continentes se formaram – em função da fragmentação da Pangeia – com a separação das placas tectônicas. Na escala de tempo geológico a era mesozoica compreende um período estimado em 140 milhões, assim sendo, conclui-se que tanto a rocha quanto o fóssil, originários da mesma era, tem aproximadamente a mesma idade.

Os eventos geológicos.

Os eventos geológicos que aconteceram ao longo da existência da terra são de extrema importância para cientistas, pesquisadores e estudiosos imbuídos em determinar a idade de algumas rochas, minerais e até em remontar a história de determinadas regiões. Toda a estrutura terrestre é dinâmica, viva, os fenômenos que acontecem sempre deixam suas marcas registradas, as eras geológicas aconteceram a bilhões de anos e hoje ainda encontramos vestígios dos fatos que a originaram. As eras são classificadas e divididas em períodos e épocas, Pré-Cambriana, Paleozoica e Cenozóica.

Era Pré-Cambriana

A era Pré-Cambriana denominada também de Era Primitiva, é a mais extensa e durou cerca de 3,1 bilhões de anos. Nesse período a rocha que predominava era o granito (anexo 1 fg. 01) e gnaisse (anexo 1 fg. 02), e, quase não havia vestígios de vida. O Pré-Cambriano está compreendido entre o aparecimento da Terra, há cerca de 4,5 bilhões de anos, até o surgimento de larga quantidade de fósseis, marcando o início do período Cambriano da era Paleozóica, há cerca de 540 milhões de anos. As rochas existentes nesse periodo são as mais antigas existentes no planeta terra. São rochas de alta temperatura que encontram-se expostas formando o chamado escudo cristalino, uma grande área de rochas igneas, magmáticas e metamorficas que formam zonas tectonicamente estáveis. Assim sendo, uma região composta por essas rochas em sua maior área tem maior probabilidade de ter sofrido mudanças consideraveis ao longo dos tempos, sendo relativamente facil sua identificação.

Era Paleozoica

A Era Paleozoica tem aproximadamente 545 milhões de anos e uma de suas características e o aparecimento de fosseis de animais vertebrados e suas partes mineralizadas (conchas e carapaças). É nesse período que surgiram os primeiros insetos com carapaças duras. A decomposição dessas carapaças juntamente com os esqueletos de animais aquáticos, conchas, são ricos em carbonato de cálcio, que é um tipo de sal, que favoreceu a formação da variedade de rocha sedimentar denominada calcário.

Além do calcário um outro mineral caraterístico dessa Era é o carvão, seu processo de formação leva em média 300 milhões de anos, ocorre a partir de troncos, raízes, galhos e folhas de árvores gigantes, que após terem morrido, foram depositados e soterrados por sedimentos. Após sofrer grande pressão e ser exposto a temperaturas extremamente elevadas foram gradativamente se transformando no minério de carvão. Portanto, se encontramos uma estrutura rochosa composta em sua maior parte por calcário e minério de carvão, deduziremos que essa estrutura tem no mínimo em sua formação 300 milhões de anos.

Era Cenozoica

Segundo o geólogo francês Julles Desnoyers, a era cenozoica se iniciou a 65 milhões de anos e estende-se até os dias atuais. A principal característica dessa Era, é o desenvolvimento, como também o surgimento de novas espécies de animais. É dividida em dois períodos com características próprias; o Terciario, foi o surgimento de novas e altíssimas montanhas, possibilitando assim uma mudança do habitat natural dos animias e plantas. o evento mais marcante desse período foi a era glacial, bem como o período de modelagem do relevo terrestre.

Considerações finais:

Após conhecermos um pouco sobre a história da ciência geológica e dos personagens que a compõe, compreendemos que tal ciência e suas teorias evoluíram consideravelmente com a descoberta da radioatividade e o avanço das tecnologias. As antigas teorias nos davam suporte para calcular apenas a idade relativa de estruturas rochosas e das rochas, a partir da descoberta da queda da radioatividade no uranio e com as informações sobre as Eras geológicas é possível calcular com precisão a idade cronológica das rochas contribuindo para a determinação da idade da Terra.

Anexos:

Figura 01: Granito, rocha predominante na Era Pré-Cambriano (Lima Silva).

Figura 02: Gnaise, rocha predominante na Era Pré-Cambriano (Lima Silva)

Fig.03 Siccar Point

Bibliografia:

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• Press, Siever, Grotzinger e Jordan – Para entender a terra, 4º ed, Ed. Artmed.

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