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Idade da Terra e tempo geológico

Estuda-se a dimensão do tempo em Geologia: a idade da Terra (~4600 Ma) e como foi determinada (datação de meteoritos), e a escala do tempo geológico, com a sua hierarquia de éones, eras, períodos e épocas. Analisa-se a divisão entre o Pré-Câmbrico (cerca de 88 % da história da Terra) e o Fanerozoico, e os critérios que definem os limites das unidades. Disciplina de opção sem Exame Final Nacional (avaliação interna).

4 secções~13 min de leitura3 competênciasNível Padrão 3 · Aprofundamento 1

T·0777 / 16

Perfil de exame

Justificar a idade da Terra e o papel da datação de meteoritosInterpretar e ordenar a escala do tempo geológico e a sua hierarquiaRelacionar os limites das unidades com acontecimentos globais

Operadores:justificaordenainterpretarelacionaexplica

nível básico

Reconhecer a idade da Terra e a hierarquia da escala do tempo geológico.

nível avançado

Justificar a determinação da idade da Terra e relacionar os limites das unidades com bioeventos e acontecimentos globais.

Profundidade

Texto

Conteúdo · 4 secções

Idade da Terra e tempo geológico

A idade da Terra e como se determinou#

PadrãoAE-geologia-12-tempo

A Terra tem cerca de «4600 milhões de anos» (4,6 Ga) — uma dimensão temporal tão vasta que escapa à intuição humana e que constitui o pano de fundo de toda a Geologia (ver Fig. 1). Chegar a este valor foi um dos grandes triunfos da ciência, e a sua história ilustra bem a evolução do raciocínio científico.

Grandes acontecimentos da história da Terra

Fig. 1Fig. 1 — O « tempo profundo »: o Pré-Câmbrico ocupa cerca de 88 % da história da Terra; a vida complexa só surge no Fanerozoico (últimos 541 Ma).

As primeiras estimativas foram grosseiras e enviesadas. No século XIX, Lord Kelvin calculou a idade da Terra a partir do seu arrefecimento, obtendo apenas 20-100 Ma — um valor muito baixo, porque «desconhecia a radioatividade», que fornece uma fonte de calor interno adicional e mantém o planeta quente por muito mais tempo. Foi a descoberta da radioatividade, no início do século XX, que forneceu simultaneamente a explicação do calor interno «e» o método para datar as rochas.

A idade da Terra foi determinada, sobretudo, pela «datação radiométrica de meteoritos». As rochas da superfície da Terra são continuamente recicladas pelo ciclo das rochas (erosão, sedimentação, subducção, fusão), pelo que raramente se preservam desde a origem do planeta — as rochas terrestres mais antigas conhecidas têm ~4000 Ma, e os minerais mais antigos (zircões) cerca de 4400 Ma, ainda aquém da idade real.

Os «meteoritos», pelo contrário, formaram-se ao mesmo tempo que o Sistema Solar e não sofreram reciclagem geológica: guardam intacta a sua idade original. A datação radiométrica de meteoritos (nomeadamente pelo método U-Pb) fornece consistentemente idades próximas de «4560-4570 Ma» — a idade de formação do Sistema Solar e, logo, da Terra. A convergência de dados de diferentes meteoritos e métodos fixou este valor com grande segurança.

Compreender a «escala» do tempo geológico é indispensável para toda a disciplina. Uma analogia útil: se a história da Terra fosse comprimida num único ano (1 de janeiro = formação; 31 de dezembro à meia-noite = hoje), a vida complexa (Câmbrico) só apareceria em meados de novembro, os dinossauros extinguir-se-iam a 26 de dezembro, e toda a história humana registada ocuparia os últimos segundos. Esta desproporção — o « tempo profundo » — é a grande lição de perspetiva da Geologia.

Exemplo resolvido

Por que datar meteoritos

As rochas terrestres mais antigas têm ~4000 Ma, mas a idade da Terra é ~4600 Ma. Explica esta diferença e o papel dos meteoritos.

Reconhecer a reciclagem
As rochas terrestres são continuamente destruídas e refeitas pelo ciclo das rochas, pelo que quase nenhuma se preserva desde a formação do planeta.
Caracterizar os meteoritos
Os meteoritos formaram-se com o Sistema Solar e não sofreram reciclagem, conservando a idade original (~4560-4570 Ma).
Concluir
Datando meteoritos obtém-se a idade de formação do Sistema Solar, e logo da Terra: ~4600 Ma; as rochas terrestres, mais jovens, apenas dão um limite mínimo.

Resultado: A diferença deve-se à reciclagem das rochas terrestres; a idade real (~4600 Ma) obtém-se de meteoritos não reciclados, que preservam a idade de formação do Sistema Solar.

Erros frequentes

Julgar que a idade da Terra foi obtida datando as rochas mais antigas da superfície — estas são mais jovens (~4000 Ma) do que o planeta, por causa da reciclagem.
Ignorar a razão do erro de Kelvin (desconhecia a radioatividade como fonte de calor interno).

Revisão ativa

Explica por que a datação de meteoritos foi essencial para determinar a idade da Terra em cerca de 4600 Ma.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

A escala do tempo geológico e a sua hierarquia#

PadrãoAE-geologia-12-tempo

A «escala do tempo geológico» é o calendário da história da Terra, construído ao longo de dois séculos combinando a datação relativa (que ordena) e a datação absoluta (que atribui idades numéricas). Organiza-se numa «hierarquia» de unidades, da maior para a menor: «éon → era → período → época» (ver Fig. 2). Cada unidade menor é uma subdivisão da anterior.

Escala do tempo geológico (éones e eras)

Fig. 2Fig. 2 — A escala do tempo geológico: espessura proporcional à duração; o Pré-Câmbrico (Proterozoico + Arcaico + Hadeano) domina o tempo total.

Do mais antigo para o mais recente, reconhecem-se «quatro éones»: o Hadeano, o Arcaico e o Proterozoico — que, em conjunto, formam o «Pré-Câmbrico» — e o «Fanerozoico», o éon da « vida visível ». O Fanerozoico, embora seja o mais curto (apenas os últimos ~541 Ma), é o mais subdividido, porque o registo fóssil abundante permite distinguir muitas unidades.

O Fanerozoico divide-se em «três eras»: o «Paleozoico» (vida antiga), o «Mesozoico» (vida intermédia, a « era dos dinossauros ») e o «Cenozoico» (vida recente, a « era dos mamíferos »). Cada era subdivide-se em «períodos» (por exemplo, o Paleozoico inclui o Câmbrico, Ordovícico, Silúrico, Devónico, Carbónico e Pérmico) e estes em «épocas».

Os «nomes» das unidades têm origens históricas e geográficas curiosas: « Câmbrico » vem de Cambria (nome latino do País de Gales); « Jurássico » dos montes Jura; « Pérmico » da região de Perm, na Rússia. Não é preciso memorizar todas as etimologias, mas conhecer a «ordem» e as «grandes divisões» é essencial para situar qualquer acontecimento geológico.

Um facto crucial, representado na Fig. 2 pela espessura das bandas (proporcional à duração), é a «enorme desproporção» temporal: o Pré-Câmbrico representa cerca de «88 %» de toda a história da Terra, mas está muito pouco subdividido, porque deixou um registo fóssil escasso (seres microscópicos e de corpo mole). Só o Fanerozoico, com fósseis abundantes, permite a subdivisão fina que domina a escala.

Exemplo resolvido

Situar um acontecimento na escala

Um fóssil de trilobite (artrópode marinho do Paleozoico) foi encontrado numa rocha. Situa-o na hierarquia da escala do tempo geológico.

Identificar o éon
As trilobites pertencem ao Fanerozoico (vida com partes duras, abundante no registo).
Identificar a era
Dentro do Fanerozoico, as trilobites são características do Paleozoico (surgem no Câmbrico e extinguem-se no fim do Pérmico).
Concluir
A rocha é do Fanerozoico, era Paleozoico — logo, tem entre ~541 e ~252 Ma.

Resultado: A trilobite situa a rocha no Fanerozoico, era Paleozoico (541-252 Ma) — um fóssil de idade útil para datar o estrato.

Erros frequentes

Inverter a hierarquia — a ordem decrescente correta é éon › era › período › época.
Pensar que o Fanerozoico é o éon mais longo — é o mais curto (~541 Ma), embora o mais subdividido.

Revisão ativa

Ordena, do mais antigo ao mais recente, os quatro éones e as três eras do Fanerozoico.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Pré-Câmbrico e Fanerozoico#

PadrãoAE-geologia-12-tempo

A grande fronteira da escala do tempo geológico é a que separa o «Pré-Câmbrico» do «Fanerozoico», há cerca de «541 Ma». Não é uma divisão arbitrária: marca uma mudança radical no registo geológico — a passagem de um mundo dominado por seres microscópicos e de corpo mole para um mundo de animais com partes duras, abundantes no registo fóssil.

O «Pré-Câmbrico» (Hadeano + Arcaico + Proterozoico) abrange desde a formação da Terra até há 541 Ma — quase 90 % da sua história. Nele ocorreram acontecimentos decisivos: a formação da crosta e dos oceanos, o aparecimento da vida (procariotas, há ~3500 Ma), a «Grande Oxidação» (há ~2400 Ma, quando a fotossíntese oxigenou a atmosfera) e o surgimento das células eucarióticas e dos primeiros seres pluricelulares. Mas o seu registo fóssil é escasso, dominado por estromatólitos e microfósseis.

O «Fanerozoico» (« vida visível ») inicia-se com o Câmbrico e a célebre «explosão câmbrica»: uma diversificação relativamente rápida (à escala geológica) dos grandes grupos de animais, muitos deles já com «partes duras» (conchas, carapaças, esqueletos). Estas partes duras fossilizam com muito mais facilidade, o que explica a abundância súbita de fósseis a partir daí e a possibilidade de subdividir finamente o tempo (ver Fig. 3).

As eras do Fanerozoico

Fig. 3Fig. 3 — As três eras do Fanerozoico, os seus períodos e um acontecimento marcante de cada.

A explosão câmbrica não significa que a vida surgiu de repente — a vida existia há milhares de milhões de anos —, mas sim que, nesse momento, evoluíram formas com partes duras e maior diversidade, deixando um registo fóssil rico. É importante não confundir « aparecimento da vida » (Pré-Câmbrico, ~3500 Ma) com « aparecimento de um registo fóssil abundante » (Câmbrico, ~541 Ma).

O Fanerozoico organiza-se nas três eras (Paleozoico, Mesozoico, Cenozoico) e nos seus períodos, cada um com faunas e floras características. É neste éon que se situam praticamente todos os grandes acontecimentos da história da vida habitualmente estudados — a conquista do meio terrestre, a era dos dinossauros, a ascensão dos mamíferos —, tema aprofundado no capítulo dos fósseis e das extinções.

Exemplo resolvido

Interpretar a explosão câmbrica

Justifica a afirmação: « A explosão câmbrica não marca o aparecimento da vida, mas sim o de um registo fóssil abundante. »

A vida antes do Câmbrico
A vida existe desde o Pré-Câmbrico (~3500 Ma), mas era dominada por seres microscópicos e de corpo mole, que raramente fossilizam.
A novidade do Câmbrico
No Câmbrico surgem e diversificam-se animais com partes duras (conchas, esqueletos), que fossilizam facilmente.
Concluir
Logo, o que « explode » no Câmbrico é a abundância de fósseis (graças às partes duras), não a vida em si, muito mais antiga.

Resultado: A explosão câmbrica traduz o aparecimento de formas com partes duras (fossilizáveis) e maior diversidade — um salto no registo fóssil, não o início da vida.

Erros frequentes

Pensar que a vida surgiu na explosão câmbrica — a vida existe desde há ~3500 Ma; o Câmbrico marca o registo fóssil abundante (partes duras).
Subestimar a dimensão do Pré-Câmbrico (~88 % da história da Terra).

Revisão ativa

Explica por que o registo fóssil se torna abundante a partir do Câmbrico, apesar de a vida existir há muito mais tempo.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Os critérios de definição dos limites#

AprofundamentoAE-geologia-12-tempo

Os limites entre as unidades da escala do tempo geológico «não são arbitrários»: correspondem, na sua maioria, a «acontecimentos globais» registados nas rochas de todo o planeta, que permitem reconhecer o mesmo limite em regiões muito afastadas (ver Fig. 4). Definir e correlacionar estes limites é uma tarefa central da estratigrafia.

Critérios de definição dos limites

Fig. 4Fig. 4 — Os critérios que ancoram os limites das unidades da escala do tempo geológico.

O critério historicamente mais importante é o «bioevento» — uma mudança marcante na fauna e flora fósseis, sobretudo o «aparecimento» ou a «extinção» de espécies. Muitos limites coincidem com «extinções em massa»: o limite Paleozoico/Mesozoico (~252 Ma) corresponde à maior extinção conhecida (fim do Pérmico), e o limite Mesozoico/Cenozoico (~66 Ma) à extinção dos dinossauros não avianos. Os fósseis são, por isso, a principal ferramenta de correlação.

Outros critérios complementam os bioeventos. A «magnetostratigrafia» usa a sequência de inversões do campo magnético (registada nas rochas) como marcador temporal global. A «quimiostratigrafia» usa variações na composição isotópica (por exemplo, do carbono ou do estrónio) associadas a acontecimentos globais. Uma «anomalia geoquímica» famosa é o enriquecimento em irídio no limite K-Pg, indício do impacto de um asteroide.

Para fixar objetivamente os limites, a comunidade geológica internacional define «GSSP» (Global Stratotype Section and Point, ou « estratotipo de fronteira ») — um ponto físico concreto, numa sucessão de rochas de referência, escolhido para marcar oficialmente o início de cada unidade. O GSSP é o « prego de ouro » que ancora o limite a um local e a um nível estratigráfico precisos, garantindo uma definição unívoca e universal.

Compreender estes critérios mostra que a escala do tempo geológico é uma «construção científica rigorosa e revisável»: os limites e as idades são continuamente refinados à medida que surgem novos dados (datações mais precisas, novos GSSP). A escala não é um dado fixo e imutável, mas o resultado, sempre em atualização, do trabalho estratigráfico internacional.

Exemplo resolvido

Correlacionar um limite global

Em duas regiões muito afastadas, uma fina camada de argila rica em irídio separa rochas com fósseis de dinossauros (por baixo) de rochas sem eles (por cima). Que limite marca e como se correlaciona?

Interpretar o bioevento
O desaparecimento dos dinossauros (não avianos) acima da camada indica a extinção do fim do Cretácico — o limite K-Pg (~66 Ma).
Interpretar a anomalia de irídio
O irídio é raro na crosta mas abundante em asteroides; a sua concentração global aponta para o impacto de um asteroide, associado a esta extinção.
Correlacionar
Como a camada de irídio é global e simultânea, permite reconhecer e correlacionar o mesmo limite (K-Pg) nas duas regiões.

Resultado: A camada de irídio marca o limite Cretácico/Paleogénico (K-Pg, ~66 Ma) e, sendo global e simultânea, correlaciona esse limite entre regiões afastadas.

Erros frequentes

Pensar que os limites da escala são arbitrários — correspondem a acontecimentos globais registados nas rochas.
Tratar a escala do tempo geológico como fixa e definitiva — é uma construção rigorosa, mas revisável com novos dados.

Revisão ativa

Explica por que muitos limites da escala do tempo geológico coincidem com extinções em massa e como o irídio ajuda a marcar o limite K-Pg.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Referências e fontes

Fontes

Direção-Geral da Educação (DGE)

Aprendizagens Essenciais de Geologia — 12.º ano

Idade da Terra e tempo geológico

4 secções~13 min de leitura3 competênciasNível Padrão 3 · Aprofundamento 1

Idade da Terra e tempo geológico

Pontos-chave

Por que datar meteoritos

Pontos-chave

Situar um acontecimento na escala

Pontos-chave

Interpretar a explosão câmbrica

Pontos-chave

Correlacionar um limite global

Fontes

Idade da Terra e tempo geológico

Pontos-chave

Por que datar meteoritos

Pontos-chave

Situar um acontecimento na escala

Pontos-chave

Interpretar a explosão câmbrica

Pontos-chave

Correlacionar um limite global

Fontes