quarta-feira, 24 de novembro de 2010


Datação das Rochas e a Datação Radiométrica

A datação de rochas são um conjunto de métodos que têm por objectivo permitir conhecer a idade de determinada rocha. Pode ser subdividida em datação absoluta ou relativa. A datação absoluta permite descobrir o valor absoluto de idade da rocha, ao passo que a relativa permite apenas saber se determinada rocha é mais nova ou mais antiga em relação a outra.

A datação relativa, já usada antes de os diversos métodos de datação absoluta terem sido descobertos, consiste em determinar a ordem cronológica de formações rochosas sem conhecer a idade absoluta das rochas. Assim, a datação relativa apenas permite determinar a ordem dos acontecimentos e não quando eles tiveram lugar. A base deste tipo de datação são os diversos princípios fundamentais da estratigrafia, entre os quais:

  • Uniformitarismo;
  • Sobreposição;
  • Horizontalidade Inicial;
  • Intersecção e Inclusão;
  • Continuidade Lateral;
  • Identidade Paleontológica;     

 

Fig. 1 - Princípio da Sobreposição 


A datação absoluta é, então, a única forma de determinar a idade absoluta da rocha. Este processo é baseado na emissão de radiação pelos núcleos instáveis de certos elementos químicos presentes em determinadas rochas. Quando um núcleo radioactivo se desintegra, os produtos formados podem ser instáveis, desintegrando-se posteriormente até encontrar um equilíbrio. A emissão de radiação durante este processo designa-se por decaimento radioactivo. Existem minerais presentes em algumas rochas que contém isótopos destes e daí ser possível fazer a datação absoluta da rocha a partir do cálculo de à quanto tempo ocorre o decaimento radioactivo do tal isótopo, que corresponde à idade da rocha. O decaimento nuclear dos isótopos radioactivos é uma forma muito eficiente de determinar a idade absoluta de uma rocha pois a taxa de decaimento dos isótopos é constante e medidas em tempos de meia-vida. 

São vários os métodos de datação radiométrica para avaliar a idade das rochas, entre os quais:
  • Urânio - Chumbo (U-Pb):
Este é um dos mais antigos e mais utilizados métodos de datação, em grande parte pela reduzida margem de erro que pode ser de apenas 2 milhões de anos em rochas com 2,5 biliões de anos. Este método baseia-se no decaimento do 238U para 206Pb com uma meia vida de 4,47 biliões de anos e no decaimento do 235U para 207Pb com um decaimento de 704 milhões de anos. Estes decaimentos podem ser usados em conjunto para a datação de uma mesma rocha.

É principalmente usado no zircão (ZrSiO4). Como o zircão aceita átomos de urânio e tório na sua estrutura cristalina, mas rejeita chumbo, pode-se assumir que todo o conteúdo de chumbo presente no zircão é radioactivo. Já foi aplicado este método a outros minerais como a calcite e outros minerais carbonatados, mas a precisão dos resultados é inferior em relação aos resultados obtidos em minerais ígneos e metamórficos.

  • Samário - Neodímio (Sm-Nd):

Este método que envolve o decaimento de 147Sm para 143Nd com uma meia vida de 1,06x 1011 anos é útil na determinação da idade de rochas e meteoritos, com base no decaimento dos isótopos de Samário em isótopos de Neodímio. A grande utilidade deste método prende-se com o facto de, tanto o samário como o neodímio, serem dois elementos raros na Terra. Não são, então, particularmente susceptíveis a serem modificados durante a fusão das rochas silicatadas. Em determinadas situações, é usado em conjunto com o decaimento Rubídio-Estrôncio (Rb-St).

A concentração de samário e neodímio nos minerais silicatas aumenta com a ordem na qual eles cristalizam de acordo com as séries reaccionais de Bowen. O samário existe em minerais máficos, portanto uma rocha máfica onde se dê a cristalização de minerais máficos vai ter uma maior concentração de neodímio quando ainda em fusão em relação à de samário. Durante a cristalização fraccionada em que uma composição mais máfica se altere para uma mais félsica, a quantidade de samário e neodímio altera-se.

 

  • Potássio - Árgon (K-Ar):

Outro método de datação radiométrica é o do decaimento do 40K em 40Ar com um tempo de meia vida de 1,248x 109 anos. O potássio é um elemento comum em micas, tefra, evaporitos, etc. O árgon escapa da rocha em fusão mas acumula-se quando a rocha começa a solidificar. As lavas de arrefecimento rápido constituem amostras quase perfeitas para se usar este método de datação.

Devido ao seu longo tempo de meia vida, este método é mais utilizado para datar rochas e minerais com mais de 100 000 anos. Para idades inferiores, o mais provável é não ter havido uma acumulação de árgon suficiente para a datação ser precisa.

 

  • Rubídio - Estrôncio (Rb-St):

Este método de datação baseia-se no decaimento do 87Rb para 87Sr, apresentando uma meia vida de 50 biliões de anos. É utilizado para datar rochas ígneas e metamórfica bastante antigas tendo sido também usado para datar amostras de rochas colhidas na Lua. Não é tão preciso como o método Urânio-Chumbo, com erros de 30 a 50 milhões de anos em amostras com 3 biliões de anos. No caso de uma rocha ígnea, como o granito, vários minerais apresentam relações de rubídio/estrôncio, como plagioclases, feldspatos, hornoblenda, biotite e moscovite.

 

  • Urânio – Tório (U-Th):

Um método resultanto do decaimento do 234U em 230Th com um tempo de meia vida bastante inferior ao dos outros métodos, de cerca de 80 000 anos. É acompanhado de outro método com o decaimento do 235U em 231Pa com uma meia vida de apenas 34 300 anos.

Apesar do urânio ser solúvel em água, o tório e o protactínio não são, sendo este método utilizado para datar rochas sedimentares provenientes de ambiente marinho. Bastante usado para datar o carbonato de cálcio proveniente, por exemplo, dos corais.

 

 Existem ainda outros métodos de datação como:

 

·        Árgon – Árgon (Ar-Ar)

·        Iodo – Xénon (I-Xe)

·        Lantânio – Bário (La-Ba)

·        Chumbo – Chumbo (Pb-Pb)

·        Lutécio – Háfnio (Lu-Hf)

·        Néon – Néon (Ne-Ne)

·        Rénio – Ósmio (Re-Os)

·        Urânio – Chumbo – Hélio (U-Pb-He)

·        Urânio – Urânio (U-U)

 

Nem todos os métodos de datação são úteis para datar rochas pois o tempo de meia vida de alguns isótopos é demasiado curto em relação à  data de formação das rochas. É o caso do Carbono-14 que com um tempo de meia vida de 5730 anos é bastante usado na datação, por exemplo, de alguns seres vivos.

De extrema importância é o facto de garantir que as amostras recolhidas para datação não são contaminadas através da entrada e/ou saída de isótopos-pai e isótopos-filho.



Fig. 2 - Decaimento Radioactivo (emissão de partículas α e β)

 
Referências:



sexta-feira, 12 de novembro de 2010

Fácies e a Lei de Walther


Em estratigrafia, denomina-se de fácies as rochas com características, quer litológicas, quer paleontológicas, tendo em conta aspectos como a composição química e mineralógica, textura, entre outros, que ajudam a perceber quando e em que condições aquela rocha se formou. Esta designação foi originalmente utilizado pelo geólogo suíço Amanz Gressly em 1838.

Podem-se subdividir em:

- litofácies
- biofácies
- fácies mineralógica
- fácies marinha
- fácies vulcânica
- fácies boreais

Estratos com aspecto diferente entre si resultam de sedimentação em ambientes e alturas diferentes. Daí, distinguem-se as fácies pelo aspecto da rocha, designando-se por litofácies quando o estudo da mesma é baseado nos aspectos petrológicos como o tamanho do grão ou a mineralogia, ou por biofácies quando este estudo é baseado no conteúdo fossilífero. Rochas sedimentares que tenham sido depositadas ao mesmo tempo mas que representem fáceis diferentes pertencem a uma única unidade cronostratigráfica mas podem pertencer a unidades litostratigráficas diferentes.

Segundo a classificação de Weller, podemos agrupar as fácies em 3 tipos:

- Fácies Petrográficas (tipo I) – definem-se com base no seu aspecto ou nas suas características petrográficas.

- Fácies Estratigráficas (tipo II) – definem-se com base na sua litologia.

- Fácies Ambientais (tipo III) - definidas com base no ambiente de génese dos corpos líticos.


Lei de Walther:

A lei de Walther, designada a partir do nome do seu inventor Johannes Walther, diz-nos que as variações verticais das fácies, traduzem uma migração ao longo do tempo de fácies que existiram lateralmente, ou seja, é possível criar uma correlação entre duas zonas “paralelas” com base no seu perfil vertical. Contudo, esta lei apenas é válida em zonas onde não se verifiquem descontinuidades.

Este conceito está bastante bem explicado no vídeo do link abaixo, especialmente na parte final do mesmo, em que se comparam duas sequências verticais do que anteriormente foi uma praia e com a subida do nível do mar se tornou num fundo oceânico.







Fig. 1 - ilustração esquemática da lei de Walther



Referências:



VERA TORRES, J. A. (1994) - Estratigrafia, Principios e Métodos. Ed. Rueda, Madrid