Estratigrafia

Estratigrafia – Definição

A estratigrafia é o estudo das camadas rochosas (estratos) depositadas na terra. É uma das subdisciplinas geológicas mais desafiadoras, comparável a uma forma exata de trabalho de detetive, mas também é um dos ramos de estudo mais importantes nas ciências geológicas. A história da Terra, literalmente, está escrita nos estratos de suas rochas e, observando essas camadas, os geólogos foram capazes de formar uma ideia das várias fases dessa longa história. Naturalmente, as informações são mais prontamente discerníveis sobre as fases mais recentes, embora, mesmo ao estudar essas fases, seja possível ser enganado por lacunas no registro da rocha, conhecidas como discordâncias.

A estratigrafia é um ramo da Geologia e das Ciências da Terra que trata da disposição e sucessão dos estratos, ou camadas, bem como da origem, composição e distribuição desses estratos geológicos.

O estudo da estratificação arqueológica e natural envolve, portanto, a avaliação do TEMPO e do ESPAÇO. Especificamente, o arranjo vertical das camadas representa a dimensão do tempo (o mais antigo na parte inferior, o mais novo no topo), enquanto a distribuição horizontal (lateral) das camadas representa a dimensão do espaço (ou seja, variações espaciais na estratigrafia).

Estratigrafia – O que é

A estratigrafia é a subárea da geologia que trata da descrição, correlação e interpretação de materiais estratificados da Terra. Normalmente, os geólogos consideram os materiais estratificados da Terra como camadas de sedimentos ou rochas sedimentares. Esta definição, no entanto, abrange claramente outros materiais, como lava vulcânica, fluxos de cinzas, camadas de queda de cinzas, camadas de material ejetado de impacto meteorítico e solos. De fato, usando essa definição, qualquer material que obedeça à lei da superposição durante sua formação poderia ser colocado no domínio da estratigrafia. Geralmente, as camadas internas da Terra (crosta, manto e núcleo) não são consideradas o tipo de camadas estudadas pelos estratígrafos porque são formadas pelos processos de diferenciação interna da Terra.

Alguns geólogos dão uma definição mais ampla ao termo estratigrafia.

Os geólogos planetários às vezes veem a estratigrafia como se fosse o estudo da sequência de eventos em um planeta ou na superfície da lua.

Além disso, a estratigrafia tem sido amplamente utilizada por alguns geólogos que estudam a construção de montanhas e placas tectônicas para significar o estudo da ordem de colocação de unidades rochosas de vários tipos, incluindo rochas ígneas e metamórficas, às quais a lei da superposição não se aplica. Em alguns casos, a estratigrafia é usada para definir o estudo da história geológica de uma área ou país, mas é mais correto dizer que a estratigrafia é o fundamento prático da geologia histórica.

A estratigrafia teve suas origens nos escritos renascentistas de Nicholas Steno (1638-1687), que foi o primeiro a escrever lucidamente sobre estratos sedimentares. Ele observou estratos expostos no vale do rio Arno, na Itália, e notou três ideias axiomáticas, que ficaram conhecidas como as três primeiras “leis” da estratigrafia (Prodromus, 1669). Essas leis são conhecidas hoje como superposição, continuidade lateral e horizontalidade original. A superposição sustenta que as camadas são depositadas de modo que a camada mais antiga fique na parte inferior. A menos que os estratos sejam perturbados, isso é sempre verdade. A continuidade lateral sustenta que as camadas sedimentares se estendem lateralmente até se tornarem tão finas que terminam em uma “borda de penas”, confinam contra uma obstrução ou graduam-se lateralmente em outras camadas. A horizontalidade original sustenta que as camadas sedimentares são originalmente formadas horizontalmente e permanecem assim, a menos que sejam deformadas por processos subsequentes.

Os escritos de Steno eram cheios de bom senso. Na superposição, ele observou o critério mais importante para datação de idade relativa. Na continuidade lateral, ele escreveu sobre como seria possível a correlação de camadas sedimentares. Na horizontalidade original, ele observou o critério necessário para qualquer tipo de análise de deformação posterior, ou seja, o estado original de uma camada sedimentar pode ser assumido como horizontal.

Por mais perspicazes que fossem os escritos de Steno, não há fortes evidências de que eles tenham influenciado além da era renascentista em que ele viveu. Mais tarde, durante o Iluminismo, naturalistas como James Hutton (1726–1797), John Playfair (1748–1819) e Charles Lyell (1797–1875) aparentemente “redescobriram” de forma independente a importância desses conceitos de senso comum e os usaram em seus influentes escritos sobre geologia e estratigrafia. Hutton, Playfair, Lyell e outros de seu tempo escreveram livros e artigos que estabeleceram as bases do pensamento moderno sobre estratigrafia. Suas contribuições mais importantes incluíram a promoção dos conceitos de atualidade (compreensão do passado por meio do estudo de processos modernos) e a demonstração de conceitos-chave como correlação estratigráfica, sucessão fóssil previsível e a grande antiguidade da Terra.

O avanço desses conceitos-chave recebeu um grande impulso pelo trabalho pioneiro do engenheiro de campo inglês William Smith (1769-1839), que compilou e publicou o primeiro mapa geológico em grande escala (País de Gales e sul da Inglaterra; 1815) empregando conceitos modernos de correlação estratigráfica e sucessão fóssil.

O sucesso de Smith inspirou outros a fazer esse tipo de trabalho e foi particularmente importante para influenciar a Sociedade Geológica de Londres (a primeira organização geológica; fundada em 1807) a embarcar em seu “empreendimento estratigráfico” de pesquisa no Reino Unido. A Sociedade e o British Geological Survey (o primeiro levantamento geológico, fundado em 1835) foram importantes promotores dos primeiros estudos estratigráficos e locais para apresentação das primeiras pesquisas. Com base nesses esforços, é justo afirmar que a estratigrafia moderna nasceu no Reino Unido durante esse período.

No século XIX, grandes esforços foram feitos por estratígrafos britânicos e seus colegas no continente europeu para desenvolver uma sucessão estratigráfica unificada (ou “coluna geológica”) para rochas em suas áreas.

O professor de Cambridge Adam Sedgwick (1785–1873) e o naturalista escocês Roderick Murchison (1792–1871) tornaram-se bastante famosos como os proeminentes “construtores de sistemas” de seu tempo.

Sedgwick estudou e nomeou o Sistema Cambriano ele mesmo e com Murchison, o Devoniano. Murchison estudou e nomeou os sistemas siluriano e permiano sozinho.

Houve outros que fizeram o mesmo durante o século XIX, estabelecendo assim a base de nossa moderna escala de tempo geológico (que tem períodos com os mesmos nomes daqueles dados aos “sistemas” de rocha durante uma época em que as idades exatas dos estratos rochosos eram desconhecidas). Este foi o nascimento da cronoestratigrafia moderna, que enfatiza a subdivisão do tempo geológico ao estudar o registro estratigráfico da Terra.

Um geólogo suíço, Amanz Gressley (1814–1865), estudou estratos jurássicos na Europa na esperança de entender o que acontece com as camadas sedimentares onde elas se classificam em outras camadas.

Ele reconheceu que a continuidade lateral das camadas revelava muitas mudanças, que refletiam diferentes ambientes antigos. A esse conceito deu o nome de fácies, significando um aspecto de uma formação sedimentar.

Um estratígrafo alemão, Johannes Walther (1860–1937), adotou as ideias de Gressley em seu próprio trabalho e tornou-se mais conhecido do que Gressley por trabalhar com fácies sedimentares. Para Walther, as fácies representavam características primárias da rocha que o ajudariam a entender como e onde a rocha se formou. Ele usou o que chamou de método ontológico na estratigrafia de fácies, que descreveu caprichosamente como “… do ser, explicamos o vir a ser”. Esta foi uma aplicação direta do atualismo, defendido anteriormente por Hutton e outros, mas agora aplicado em uma época de maior compreensão do mundo natural. Walter foi o primeiro naturalista a passar muito tempo no campo estudando ambientes modernos para melhor interpretar o passado.

Seu trabalho de dois volumes, Modern Lithogenesis (1983; 1984), foi um divisor de águas para a pesquisa moderna com fácies sedimentares. Assim, Walter é considerado o fundador da estratigrafia fácies moderna.

Embora seu trabalho não tenha sido bem aceito nos Estados Unidos por muitos anos (devido, em parte, a sentimentos anti-alemães durante o início do século XX), mais tarde foi estudado extensivamente por suas ricas descrições de ambientes sedimentares modernos e antigas fácies sedimentares. Na última parte do século XX, a estratigrafia de fácies tornou-se muito mais do que um exercício acadêmico quando se percebeu que tal conhecimento poderia ajudar a prever a ocorrência de petróleo e certos minérios – e facilitar a extração mais produtiva desses materiais – em rochas sedimentares hospedeiras.

No início do século XX, o estratígrafo austríaco Eduard Suess (1831-1914) tornou-se o primeiro defensor das mudanças globais no nível do mar e como essas mudanças podem se relacionar com a estratigrafia global.

Esse conceito, chamado eustatsia, sustenta que as elevações e quedas globais do nível do mar durante a história geológica levam a grandes transgressões e regressões marinhas observadas em muitos estratos sedimentares de locais ao redor do mundo.

Suess chamou a subsidência do fundo do mar e o deslocamento da água do mar por sedimentos como razões para esse efeito global (hoje sabemos que o ganho e a perda de gelo polar são outro fator que contribui para a mudança do nível do mar). Seu trabalho estimulou muitas pesquisas e influenciou fortemente o conhecido geólogo americano T.C. Chamberlain (1843–1928), que perpetuou essas ideias por meio de seus muitos artigos conhecidos sobre o assunto.

Essas ideias foram importantes no desenvolvimento de um conceito moderno em estratigrafia chamado estratigrafia de sequência.

Estratigrafia de sequência, que sustenta que grandes massas de estratos sedimentares são delimitadas por discordâncias inter-regionais, formadas como resultado da eustatsia global. No início dos anos 1960, a estratigrafia sequencial foi apresentada pelo estratígrafo americano L.L. Sloss (1913–1996) em uma série de artigos amplamente lidos. Durante a década de 1970, o aluno de Sloss, Peter Vail (1930–), anteriormente na Exxon Corporation (agora Exxon-Mobil Corporation), desenvolveu ainda mais esses conceitos enquanto estudava perfis sísmicos de estratigrafia das plataformas continentais do mundo.

O artigo de Vail estabeleceu a estratigrafia de sequência como uma das principais subdivisões da estratigrafia moderna. Para reconhecer suas contribuições, a estratigrafia de sequência é frequentemente chamada de estratigrafia de sequência Sloss-Vail em sua homenagem.

O trabalho de Vail gerou um enorme esforço para produzir um gráfico altamente detalhado e eustático do ciclo do nível do mar da história da Terra com base na vasta coleta de dados da Exxon.

Seu trabalho foi publicado em 1987 na prestigiada revista Science.

A estratigrafia de sequências e os gráficos do ciclo global do nível do mar são conceitos usados hoje nos principais laboratórios de exploração de empresas de petróleo em todo o mundo.

Hoje, a estratigrafia de fácies e a estratigrafia de sequência não são os únicos tipos de estratigrafia praticados pelos geólogos.

A estratigrafia moderna inclui: litoestratigrafia (nomeação de formações para fins de mapeamento geológico); bioestratigrafia (correlação de camadas rochosas com base no conteúdo fóssil); cronoestratigrafia (correlacionando camadas rochosas com base em suas idades semelhantes); magnetoestratigrafia (estudo e correlação de camadas de rocha com base em seu caráter magnético inerente); estratigrafia de solos (estudo e mapeamento das camadas do solo, modernas e antigas); e estratigrafia de eventos (estudo e correlação de eventos catastróficos na história geológica).

O último pode incluir camadas globais ou regionais formadas por impactos de asteroides ou cometas, grandes eventos vulcânicos, mudanças globais no clima ou na química dos oceanos e efeitos de pequenas mudanças nos parâmetros orbitais da Terra (por exemplo, ciclos de Milankovitch).

Procedimentos e práticas modernas em estratigrafia estão resumidos em dois documentos amplamente lidos: o Código Estratigráfico Norte-Americano, publicado pela Associação Americana de Geólogos de Petróleo, e o Guia Estratigráfico Internacional, 2ª edição, publicado pela Sociedade Geológica da América.

Como os materiais em camadas da Terra possuem tantas informações sobre o passado da Terra, incluindo todo o registro fóssil – e um registro sedimentar bastante sensível às mudanças atmosféricas, climáticas e oceânicas do passado – a estratigrafia é a única subárea da geologia inteiramente focada na recuperação e compreensão desse registro.

Estratigrafia – Fundamentos

Estratigrafia

A geologia histórica, o estudo da história física da Terra, é um dos dois principais ramos da geologia, sendo o outro a geologia física, ou o estudo dos componentes físicos da Terra e as forças que os moldaram.

Entre as principais subdisciplinas da geologia histórica está a estratigrafia, o estudo das camadas rochosas, que são chamadas de estratos ou, na forma singular, um estrato.

Outras subdisciplinas importantes incluem a geocronologia, o estudo da idade da Terra e a datação de formações específicas em termos de tempo geológico; sedimentologia, o estudo e interpretação de sedimentos, incluindo processos e formações sedimentares; paleontologia, o estudo de plantas e animais fossilizados; e paleoecologia, o estudo da relação entre plantas e animais pré-históricos e seus ambientes.

Uma das primeiras contribuições para o que poderia ser chamado de geologia histórica veio do cientista e artista italiano Leonardo da Vinci (1452-1519), que especulou que os fósseis poderiam ter vindo de restos de animais mortos há muito tempo. Quase dois séculos depois, a própria estratigrafia teve seu início quando o geólogo dinamarquês Nicolaus Steno (1638-1687) estudou a idade dos estratos rochosos.

Steno formulou o que veio a ser conhecido como a lei da superposição, ou a ideia de que os estratos são depositados em uma sequência tal que quanto mais profunda a camada, mais velha a rocha. Isso, é claro, pressupõe que a rocha não foi perturbada e é aplicável apenas a um dos três principais tipos de rocha, sedimentar (em oposição a ígnea ou metamórfica). Mais tarde, o geólogo alemão Johann Gottlob Lehmann (1719-1767) apresentou a teoria de que certos grupos de rochas tendem a estar associados entre si e que cada camada de rocha é uma espécie de capítulo na história da Terra.

Assim, junto com Steno, Lehmann ajudou a criar a ideia da coluna estratigráfica, discutida mais adiante neste ensaio. O homem creditado como o “pai da estratigrafia”, no entanto, foi o engenheiro e geólogo inglês William Smith (1769-1839). Em 1815, Smith produziu o primeiro mapa geológico moderno, mostrando estratos rochosos na Inglaterra e no País de Gales. A conquista de Smith, discutida em Measuring and Mapping Earth, influenciou toda a geologia até os dias atuais, introduzindo a ideia de mapeamento geológico, em oposição ao mapeamento geográfico. Além disso, ao relacionar a estratigrafia com a paleontologia, formulou uma importante divisão da estratigrafia, conhecida como bioestratigrafia.

Estratigrafia – Áreas de Estudo

Estratigrafia

Juntamente com a bioestratigrafia, as principais áreas da estratigrafia incluem: litoestratigrafia, cronoestratigrafia, geocronometria e magnetoestratigrafia.

O tipo mais básico de estratigrafia, e o primeiro a surgir, foi a litoestratigrafia, que é simplesmente o estudo e a descrição das camadas rochosas.

Os geocientistas que trabalham na área da litoestratigrafia identificam vários tipos de camadas, que incluem (das mais específicas às mais gerais), formações, membros, leitos, grupos e supergrupos.

A bioestratigrafia envolve o estudo de plantas e animais fossilizados para estabelecer datas e correlacionar relações entre camadas estratigráficas.

Os cientistas neste campo também identificam categorias de unidades bioestratigráficas, sendo a mais básica uma biozona.

A magnetoestratigrafia é baseada na investigação do geomagnetismo e das inversões no campo magnético da Terra que ocorreram ao longo do tempo. (Veja Geomagnetismo, bem como a discussão sobre paleomagnetismo em Placas Tectônicas.)

A cronoestratigrafia é dedicada ao estudo das idades das rochas e o que elas revelam sobre o tempo geológico, ou o vasto trecho da história (aproximadamente 4,6 bilhões de anos, abreviado como 4,6 Ga) durante o qual ocorreu o desenvolvimento geológico da Terra. Preocupa-se principalmente com a datação relativa, enquanto a geocronometria inclui a determinação de datas absolutas e intervalos de tempo.

Isso normalmente exige o uso de datação radiométrica.

A coluna estratigráfica

A coluna estratigráfica é a sucessão de estratos rochosos estabelecidos ao longo do tempo, cada um dos quais se correlaciona com fases específicas da história geológica da Terra.

O registro fornecido pela coluna estratigráfica é mais confiável para estudar o Fanerozóico, a era atual da história geológica, em oposição ao Pré-cambriano, que constituiu as três primeiras eras e, portanto, a grande maioria da história geológica da Terra. O período de tempo relativamente curto desde o início do Fanerozóico (cerca de 545 milhões de anos, ou Ma) testemunhou, de longe, as mudanças mais dramáticas na vida vegetal e animal. Foi nessa era que o registro fóssil surgiu, dando-nos informações muito mais detalhadas sobre eventos comparativamente recentes do que sobre um período de tempo muito mais longo no passado mais distante.

Estratigrafia – Classificação e Divisão

O tempo geológico é dividido em agrupamentos nomeados de acordo com seis unidades básicas, que são (em ordem de tamanho do mais longo para o mais curto) eon, era, período, épocae idade.

Não existe um padrão absoluto para o comprimento de qualquer unidade; em vez disso, leva pelo menos duas eras para fazer uma época, pelo menos duas épocas para compor um período e assim por diante.

Entretanto, as datas para éons, eras, períodos específicos e assim por diante geralmente são dadas em termos relativos; um exemplo é a designação do período Cambriano dada anteriormente.

A cronoestratigrafia também usa seis unidades de tempo: o eonotema, era, sistema, série, estágio e cronozona. Essas unidades de tempo são análogas aos termos da escala de tempo geológico, sendo a principal diferença que as unidades cronoestratigráficas são concebidas em termos de tempo relativo e não têm datas atribuídas. Quanto mais distante no tempo uma unidade particular está, mais controvérsia existe a respeito de sua fronteira com as unidades precedentes e sucessivas. Isso é verdade tanto para as escalas geológicas quanto para as escalas cronoestratigráficas.

Por esta razão, a União Internacional de Ciências Geológicas, o principal órgão mundial de cientistas geológicos, estabeleceu uma Comissão de Estratigrafia para determinar tais limites.

A comissão seleciona e define o que são chamados de Seções e Pontos Estratotípicos Globais (GSGPs), que são tipicamente formações fósseis marinhas.

Porque acredita-se que a vida existiu por mais tempo na Terra em seus oceanos, as amostras da água fornecem o registro estratigráfico mais confiável.

Fonte: www.talkorigins.org/geologylinks.freeyellow.com/www.soton.ac.uk/www.uga.edu/www.ucmp.berkeley.edu/www.scienceclarified.com/www.futurelearn.com/www.worldatlas.com