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3.História geológica da Terra


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Teoria do “Big Bang”

• Há 13 ou 14 bilhões de anos atrás

• Em um milionésimo de segundo, toda a matériae radiação que formariam o Cosmo estavam

condensadas em um único ponto, ainda emforma de energia, a uma temperatura altíssima.Essa situação é chamada de singularidade.

• No milionésimo de segundo seguinte, algumacoisa rompeu essa singularidade, provocandouma expansão fenomenal.


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Resfriamento e matéria

• No instante seguinte, a temperatura caiurapidamente.

• A energia espalhada esfriou. Esse esfriamentocausou um desequilíbrio que acelerou aindamais a expansão. Mas também permitiu que amatéria começasse a se estruturar. Quantotempo isso tudo levou? Os cientistas acreditamque apenas outro milionésimo de segundo.


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• Os três primeiros minutos de vida do Universo foram os maisagitados. Toda aquela energia agitava-se sem parar, compartículas e antipartículas sendo criadas e aniquiladas quaseno mesmo instante. Essas primeiras partículas são o que oscientistas chamam hoje de quarks, antiquarks, léptons e

antiléptons.• Assim que a temperatura baixou um pouco, essas partículas

puderam se juntar, aos pares e trios, e formar as primeiraspartículas de prótons e nêutrons e suas respectivasantipartículas.

• Logo essas partículas também se combinaram, formando osprimeiros núcleos atômicos dos elementos mais simples:hidrogênio, lítio, deutério e hélio.

• Apesar de a temperatura já estar muito mais baixa do que nomomento do Big-Bang, os termômetros cósmicos ainda

deviam marcar mais de um milhão de graus Kelvin. (cerca de330.000 ºC)• O surgimento dos núcleos atômicos deve ter levado cerca de

20 minutos. Mas para que esses núcleos capturassemelétrons livres e formassem os primeiros átomos ainda

seriam necessários mais de 300 mil anos.


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• Um bilhão de anos depois do Big-Bang, aatração gravitacional entre os átomos deuorigem às primeiras estrelas e galáxias.

Novos núcleos atômicos surgiram nointerior das estrelas, enriquecendo oUniverso com elementos mais complexos,

como ferro, carbono, oxigênio etc.


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A teoria do Big Bang apoia-se, em parte, na teoriada relatividade do físico Albert Einstein (1879-1955) e nos estudos dos astrônomos Edwin

Hubble (1889-1953) e Milton Humason (1891-1972), os quais demonstraram que o universo nãoé estático e se encontra em constante expansão,ou seja, as galáxias estão se afastando umas dasoutras. Portanto, no passado elas deveriam estarmais próximas que hoje, e, até mesmo, formandoum único ponto.

A teoria do Big Bang foi anunciada em 1948 pelocientista russo naturalizado estadunidense,George Gamow (1904-1968) e o padre e

astrônomo belga Georges Lemaître (1894-1966).


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Explica a criação do Universo ?


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Buracos negros

• Estrela esgota toda a energia

• Expande e contrai (ex. fogão)

• Toda matéria super densa e concentrada• Força gravitacional muito grande num

corpo muito pequeno

• Passa a somar matéria porque nãoqueima mais

• Pode atrair a luz e outros buracos negros


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Sistema solar4,6 bilhões de anos

• Hipótese da nebulosa (1755 – ImmanuelKant)

• Nuvem (gases e poeira fina) difusa em

rotação lenta contraiu-se devido à força dagravidade (ação entre os corpos porcausa de suas massas)

• Contração acelerou a rotação daspartículas (ex. patinadores no gelo)• Rotação mais rápida achatou a nuvem


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• Sob a atração da gravidade, a matéria começoua deslocar-se para o centro (Proto-sol)

• Comprimido, o material tornou-se mais denso equente (milhões de graus)

• A matéria que sobrou (gás e poeira) nanebulosa começa a se resfriar (gasescondensam e solidificam-se)

• Atração gravitacional causou agregação (pormeio de colisões “pegajosas”) de poeira ematerial condensado = pequenos blocos(planetesimais de 1Km)

• Colisão e agregação de planetesimais


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Mecanismos de aquecimento do corpoprimitivo

• Impacto de planetésimos: energia demovimento transforma-se em calor

• Bombardeio de meteoritos em superfíciede corpo planetário em fusão.

• Big Splash (originou a Lua)


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OUTROS MECANISMOS DE


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OUTROS MECANISMOS DETRANSFERÊNCIA DE CALOR

• Compressão gravitacional: redução devolume, causando aumento natemperatura interna

• Desintegração de elementosradioativos: (Urânio,Tório, Rubídio,etc.)


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Lento resfriamento da Terra• Os primeiros 700 milhões dos 4,6 bilhões de anos de vida

da Terra são conhecidos como “ÉON HADEANO”, emreferência a Hades (grego antigo, o inferno). O nomeparecia se enquadrar bem à percepção comum de que aTerra em seus primórdios era uma paisagem seca, quentee desolada, entremeada por mares de magma.

• A nova conclusão dos cientistas foi de que o ÉONHADEANO, a era borbulhante de magma da Terra nãodurou tanto. Em até menos de 100 milhões de anos aTerra já estava com a presença de quantidades maciças

de vapor e água líquida e já apresentava uma crostasólida e relativamente estável, decerto com grandeatividade sísmica e vulcânica, mas nada comparado a umcaldo homogêneo e borbulhante de rocha liquefeita ao quese preconizava.


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Resfriamento• Minerais externos começam a se solidificar primeiro

• Formação da litosfera• (teoria do pudim)• Grande atividade vulcânica: escape de pressão• Gases e magma

• Gases mais voláteis se perdem no espaço• Gases mais densos são presos pela gravidade• Atmosfera primitiva: camada espessa formada por

metano (CH4), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2). Não

havia gás oxigênio (O2) ou ele estava presente embaixíssima concentração; por isso se fala em ambienteredutor , isto é, não oxidante.


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• À medida que essa atmosfera vai seespessando, diminui o resfriamento do

planeta = efeito estufa• Atmosfera carregada de partículas (cinzas

vulcânicas) = eletricidade estática = raios

• H2 + O = H20 (vapor de água)• Temperatura da atmosfera superior a

100ºC

• Outra hipótese: água veio do espaçoatravés de cometas (bolas de gelo)


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• Quando a atmosfera se resfria um pouco,o vapor de água condensa.

• Entretanto, em função da elevadatemperatura da crosta, volta à evaporar.

• Partículas em suspensão (aerossóis) =

formação de nuvens → saturação →chuvas intensas


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Chuvas: papel fundamental

• Partículas da atmosfera se depositam nasuperfície (limpeza da atmosfera ediminuição do efeito estufa)

• Leve aceleração no resfriamento da crosta• Água reage com as rochas: dissolve eforma minerais secundários (sais, óxidos)

• Se a temperatura da superfície diminui,diminui a evaporação = formação dedepósitos de água = Oceanos primitivos.


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Oceanos primitivos

• Quentes, ácidos (partículas retiradas daatmosfera + minerais secundários)

• H + C (carbono) + O = molécula orgânica

(energia) Carboidratos (energia e matériaprima para a biossíntese de outrasbiomoléculas

• C + H + O + N = aminoácidos (proteínas)

Caldo nutritivo

S id


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Surge a vidaÉon Arqueano

• 3.8 bilhões de anos• Mutação: molécula orgânica passa a se reproduzir

consumindo outras moléculas orgânicas

• Descarga elétrica (tentativa de reprodução emlaboratório, na década de 60) 10/20 anos semcomprovação

• Radioatividade (natural): mutação aumenta a

reprodução celular• Queda de cometa com esporos, sementes...

(fragmentos de rochas com indícios de atividadebioquímica) Superfície de Marte


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Não se sabe como mas sabe-seque a vida surgiu nos oceanos

• Alimento

• Proteção contra radiaçõesultra-violetas (não havia

muito oxigênio = nãohavia camada de ozônio)

• Organismos anaeróbicos

• Fermentação

Primeira crise ecológica


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Primeira crise ecológicaÉon Proterozóico

• Altíssimo consumo da sopanutritiva = risco de extinção

• Solução: produzir seu próprioalimento

• Fotossíntese

• CO2 + H2O →CH2O (glicose ) + O2

energia solar

clorofila

Sempre reposto pela atividade vulcânica

Cianobactérias

Organismos unicelulares


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Segunda crise ecológica

• Muito O2• Lado bom: Formação da camada de

Ozônio (na estratosfera a ação

fotoquímica dos raios ultravioletasquebram as moléculas de O2)• Lado ruim: risco de combustão

espontânea da atmosfera• Baixo índice de CO2 (pouco efeito estufa,risco de extinção)


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Solução:• Consumir oxigênio• CH2O (glicose ) + O2 → CO2 + H2O

Respiração = animais- Animais multicelulares de corpo

mole (vermes e águas-vivas)- Animais invertebrados com

conchas (trilobitas):exoesqueletos (cálcio) para

defesa e deslocamento- retirada de CO2 da atmosfera

trilobitas

Icnofosseis encontrados nas camadas sedimentaresdo Parque do Varvito (Itu/SP)

on Fanerozóico (vida visível)


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on Fanerozóico (vida visível)Explosão Cambriana

• A Explosão Cambriana desperta a curiosidade doscientistas, que questionam como a vida teria, após milhõesde anos de estabilidade e pouca diversidade, subitamentegerado organismos tão diversos em um espaço tão curto detempo, e por que isto jamais voltou a ocorrer.

• Alguns argumentam que, após milhões de anos gerandooxigênio através da fotossíntese, as algas tenham permitidoo surgimento de organismos aeróbicos complexos, quedemandavam de mais oxigênio para suas atividades do queas medusas e esponjas.

• Outros sugerem que cargas excepcionais de radiaçãoemitidas por fontes externas tenham provocado mutaçõesgenéticas em altos índices, ocasionando as mudançasmorfológicas aleatórias observadas nos fósseis.


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• Ocorreu há aproximadamente 488 milhões de anos. Foi,

em termos, o primeiro evento de extinção em largaescala ocorrido no planeta.

• A grande maioria das espécies de conchas evertebrados primitivos da época foram extintos e onúmero de espécies de trilobitas foi drasticamentereduzido.

• Existem duas teorias que tentam explicar as causas daextinção do Cambriano-Ordoviciano, uma defende que a

Terra passou por um período de glaciação e a outradiz que houve drástica diminuição do nível deoxigênio nos oceanos.

Extinção do Cambriano-Ordoviciano


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• SILURIANO 435.000.000: Estabilizaçãodo clima. Derretimento do gelo glacial,elevação do nível dos oceanos.

• ORDOVICIANO 500.000.000:Surgimentode invertebrados marinhos e plantas


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A vida sai da água• Proliferação dos peixes (Devoniano "a idade dos peixes“);

primeiros tubarões e os placodermos assumem o topo a cadeiaalimentar, porém se extinguem no final do período

• Surgem os primeiros anfíbios • Surgimento das primeiras plantas terrestres.(licopódios,

samambaias formamos primeiros bosques).• O Carbonifero tem este nome pois foi neste período que a maioria

das florestas que se transformaram no carvão mineral que temoshoje existiram.

• Maior desenvolvimento e diversificação dos répteis; que passam adominar definitivamente o mundo, atingindo grandes porte (ex.Moschops) e o topo da cadeia alimentar (ex. Dimetrodon); e adecadência dos artrópodes gigantes; que se extinguem nesteperíodo.

• No Permiano ainda não existiam mamíferos, tartarugas,pterossauros e nem dinossauros, mas os ancestrais de todos estesgrupos já existiam, prontos para evoluir e lhes dar origem durante otriássico.

• Na fauna terrestre do período se destacam animais que não eramnem répteis nem mamíferos.

C


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Colonização das áreas emersas• Camada de ozônio

• Diminuição do efeitoestufa

• Temperatura menor

• Zonas das marés

• Rios e lagos• Vegetação começa a

se fixar nas rochas

• Adaptações parareter água

• Animais vão embusca de alimentos

Extinção do Permiano


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Ocorreu no final do Paleozóico há cerca de 251 milhões deanos. Foi o evento de extinção mais severo já ocorrido noplaneta Terra, resultando na morte de aproximadamente 95%de todas as espécies marinhas e de 70% das espéciessobre continentes.

• A teoria mais aceita diz que um tipo de erupção vulcânicagigantesca aconteceu no território da Sibéria, que libertougrandes quantidades de dióxido de carbono, aumentando oefeito estufa em 5 graus extras na temperatura da Terra.

• E por conseqüência disso, ocorreu a sublimação de uma

grande quantidade de metano congelado no fundo dosoceanos. A libertação deste metano para a atmosfera causou oaumento em mais 5 graus a temperatura do efeito estufa,somando 10 graus extras a temperatura do mundo. E com issoos únicos lugares onde a vida poderia sobreviver seriampróximos aos Pólos geográficos da Terra.

Extinção do Permiano-Triássico


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• Fim da Era Paleozóica (Vida antiga)

• Início da Era Mesozóica (Vida Intermediária)


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• TRIÁSSICO 250.000.000: Aparição dosdinossauros

• JURÁSSICO 205.000.000: Pterossauros eprimeiros pássaros.

• Dinossauros vagueiam pela Terra

E ti ã C tá P l


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Extinção Cretáceo-PaleogenoEste evento teve um enorme impacto na biodiversidade da Terra e vitimou boa parte dos seres vivos daépoca, incluindo os dinossauros e outros répteis gigantes.

Partículas atmosféricas bloquearam a luz do sol, reduzindo a quantidade de energia solar que chega àsuperfície da Terra: as espécies que dependem da fotossíntese sofreram declínio ou extinguiram-se. (alicercesda cadeia alimentar)

Herbívoros morreram quando as plantas das quais dependiam se tornaram raras; consequentemente,predadores do topo da cadeia tal como o Tyrannosaurus rex também pereceram.

Cocolitóforos e moluscos, incluindo caracóis de água doce e mexilhões, e organismos cuja cadeia alimentarincluia estes construtores de carapaças, tornaram-se extintos e sofreram perdas consideráveis.

Onívoros, insetívoros e animais que se alimentam de carniça sobreviveram à extinção em massa, talvezdevido ao aumento da disponibilidade das suas fontes de alimento.

No fim do Cretáceo, pareciam não haver mamíferos puramente herbívoros ou carnívoros. Os mamíferos e avesque sobreviveram às extinção alimentaram-se de insetos, minhocas e caracóis, que se alimentavam de plantasmortas e matéria animal em decomposição.

Em comunidades de riachos, poucos grupos de animais se tornaram extintos porque estas comunidadesdependem menos diretamente em comida de plantas vivas e mais em detritos vindos da terra, protegendo-os daextinção

Os maiores animais que respiram ar sobreviventes deste evento, crocodilianos e choristodera, eram semi-aquáticos e tinham acesso a detritos.

Causas


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Causas• Impacto de um asteróide com a Terra. Essa idéia, formulada em 1980 e

publicada em 1982, evoluiu e atualmente desponta como a melhor teoriapara explicar o fim dos dinossauros.

• O primeiro indício de que essa teoria estaria correta surgiu em 1978 com adescoberta de uma fina camada de irídio nas rochas que se formaram nofim do período Cretáceo. O irídio é um elemento raro no planeta Terra, masé encontrado com freqüência em asteróides e cometas.

• A segunda evidência a favor dessa teoria veio com a descoberta de umaenorme cratera soterrada em Chicxulub, no Estado de Iucatã, México,medindo cerca de 180 quilômetros de diâmetro. De acordo com diversos

estudos, o asteróide que caiu no México tinha mais de 10 quilômetros dediâmetro e o impacto dele com a Terra liberou energia equivalente a daexplosão de cinco bilhões de bombas atômicas como as usadas sobreHiroshima e Nagasaki em 1945 (o que corresponde a cerca de 100 milgigatons de TNT).

• Um impacto dessas dimensões teria erguido poeira e terra suficientespara tapar a luz do Sol durante anos, matando assim a maior parte das

espécies vegetais que necessitavam fazer fotossíntese para viver.• Sem os vegetais os dinossauros herbívoros acabaram morrendo de fome e,sem esses, os dinossauros carnívoros morreram também. Essa reação emcadeia teria causado a extinção total dos dinossauros.

• Mamíferos (sangue quente) sobrevivem• Répteis (sangue frio) morrem


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• Fim da Era Mesozóica (Vida Intermediária)

•Início da Era Cenozóica (Vida Recente)


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Período Terciário

• Primeiras plantas com flores, gruposmodernos de insetos, pássaros emamíferos

• Domínio dos mamíferos de pequeno emédio porte.

• Aparecimento de elefantes e cavalos.

Aparecimento de vários tipos degramíneas.


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Período Quaternário

• PLEISTOCENO 1.750.000: Glaciaçõesmais recentes. Domínio dos Mamíferos degrande porte. Evolução do homo sapiens.

• HOLOCENO 10.000: “Era do Homem”

O homem torna-se a forma de vidadominante sobre a Terra. Estabilização do

clima

Extinções do


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Extinções doPleistoceno/Holoceno

- Em sentido amplo, a extinção em massa do Holocenoinclui o desaparecimento notável de grandesmamíferos, conhecidos como megafauna, ao fim daúltima glaciação, de 9.000 a 13.000 anos atrás.

- Tais desaparecimentos tem sido considerados ou

como uma resposta às mudanças climáticas, oresultado da proliferação dos humanos modernos, ouambos.

- Estas extinções, que ocorreram perto do limitePleistoceno-Holoceno, são às vezes citadas como

extinções em massa do Pleistoceno ou extinçõesem massa da Era do Gelo.- Todavia, a extinção em massa do Holoceno continua

através dos vários milênios passados e inclui o tempopresente.


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Bibliografia• McALESTER, A. L. História Geológica da

Vida (Trad. Amaral, S. E. do). São Paulo:Ed. Edgard Blucher, 1971.

• PRESS, F. et all Para entender a Terra.

Porto Alegre: Bookman, 2006

• TEIXEIRA, W. et all Decifrando a Terra.São Paulo: Oficina de Textos, 2000.

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