O tempo em Geologia – datação absoluta

A MEDIDA DO TEMPO GEOLÓGICO
E A IDADE DA TERRA


Idade relativa e idade radiométrica
Memória dos tempos geológicos
DATAÇÃO RELATIVA????
DATAÇÃO ABSOLUTA - permite-nos obter um valor numérico
para a idade das rochas, determinado em milhões de anos (M.a.).
O tempo em Geologia – datação absoluta
O tempo em Geologia – datação absoluta
O ambiente no qual vivemos é naturalmente radioactivo.
respiramos carbono-14, que é radioactivo; comemos bananas que
apresentam na sua composição potássio-40, com núcleo instável, nos
nossos ossos e sangue existe rádio-226 …
Vivendo em um ambiente radioativo, os seres humanos, e
todos os demais seres vivos, são naturalmente radioativos.
O problema está na quantidade de radiação à qual estes seres são
expostos: acima de certo nível a exposição às radiações provoca, no
corpo humano, e nos demais seres vivos, várias reações adversas (danos
nas células e no materal genético).
O tempo em Geologia – datação absoluta
A radioactividade é uma das principais fontes de energia térmica interna da Terra!
A técnica utilizada para determinar a idade das
formações geológicas em valores numéricos baseia-se
na desintegração regular de isótopos radiativos
naturais presentes as rochas.
- potássio (K-40)
- rubídio (Rb-87)
- urânio (U-235 e U-238)
- carbono (C-14),
O tempo em Geologia – datação absoluta
A datação absoluta pode também ser chamada de …
Datação radiométrica ou isotópica
Os isótopos são átomos do mesmo elemento químico, com números de massa
diferentes e números atómicos iguais. A diferença está no número de neutrões.
O mesmo elemento químico (carbono, por exemplo), pode ter no núcleo do átomo:
 O mesmo número de protões e neutrões (6P + 6N)  C12
ESTÁVEL
 Diferente número de protões e neutrões (6P + 7N)  C13
ESTÁVEL
 Diferente número de protões e neutrões (6P + 8N)  C14
INSTÁVEL
Nota: C12, C13 e C14 são isótopos de carbono!
O tempo em Geologia – datação absoluta
Os isótopos de urânio são muito frequentes
nas rochas (1g por cada 1000 Kg de rocha) !
No momento da génese, as rochas podem incorporar nos minerais que
as constituem átomos de um isótopo radiactivo, designado por
ISÓTOPO-PAI.
Como estes elementos são instáveis, o núcleo dos seus átomos
desintegra-se espontaneamente, libertando radioactividade, isto é,
energia sob a forma de calor e radiações, originando um novo
isótopo mais estável, denominado de ISÓTOPO-FILHO.
Urânio submetido a radiação U.V.
Nota: O isótopo Uránio-238 forma o isótopo de Chumbo-206 quando se desintegra!
O tempo em Geologia – datação absoluta
Datação radiométrica
PERÍODO DE SEMITRANSFORMAÇÃO ou SEMIVIDA (T ½) do elemento .
O tempo necessário para que se dê a
desintegração ou decaimento radiactivo de
metade de uma quantidade de isótopos-pai
em átomos do isótopo-filho
No final de um período de semi-vida, 50% dos isótopos-pai já foram transformados em isótopos-filho
Datação radiométrica
PERÍODO DE SEMITRANSFORMAÇÃO ou SEMIVIDA (T ½) do elemento .
No final de um período de semi-vida, 50% dos isótopos-pai já foram transformados em isótoposfilho… No final do 2º período de semi-vida, metade da metade que restou (¼) do nº original de
isótopos-pai ainda permanecem na rocha… No 3º período de semi-vida 1/8 e assim por diante!
(restará sempre uma quantidade residual de isótopos-pai na rocha)
Exercício
1.Supondo que uma semivida corresponde a 4 Milhões de Anos, calcule a idade da rocha no processo 4.
2. Se a idade da rocha no processo 3 fosse de 10 Milhões qual seria o tempo de semivida?
1.No processo 4 a rocha possui 3 semividas logo a sua idade será 3 x 4 M.a. = 12 M.a.
2.Sabemos que a rocha no processo 3 tem 10 M.a. e que em termos de semividas já passaram 2 semividas –
10 M.a. / 2 = 5 M.a.
O tempo em Geologia – datação absoluta
Porque razão o decaimento radioactivo oferece uma
boa forma de medir o tempo de forma absoluta?
 A taxa de decaimento radioactivo (desintegração dos isótopos-pai em isótopos-filho) é
constante para cada isótopo!
(não varia com condições de pressão, temperatura ou outros
aspectos associados aos processos geológicos)
 A desintegração é irreversível: o isótopo-pai não volta a adquirir as
propriedades iniciais!
 Quando a rocha se forma adquire elementos radioactivos que se começam a
desintegrar marcando o momento de formação daquela rocha!
O tempo em Geologia – datação absoluta
Basta conhecer o período de semivida e o nº de isótopos-pai e filho existentes na rocha para que se
possa calcular o tempo decorrido desde que o processo de desintegração se iniciou.
Exercício
A idade da rocha é dada pela fracção ou pelo
número de semividas decorrido até ao momento
em causa. Considera a figura ( o isótopo-pai é o
carbono (C-14), o isótopo-filho é o azoto (N-14) e a
semivida é de 5700 anos. A partir do momento em
que se atinge uma semivida, neste caso a 1º,
recomeça a contagem, pelo que temos 50%
desintegrado = 1 semivida (pai=50% da quantidade
inicial ) – idade 5700 anos, 75% desintegrado = 2
semividas
(pai
25%
da
quantidade
inicial)
-
idade=2*5700=11400 anos; 87,5% desintegrado =3
semividas (pai=12,5% da quantidade inicial) –
idade=4*5700=22800 anos(…)
- Selecione a opção correta:
Exercício
A idade da rocha é dada pela fracção ou pelo
número de semividas decorrido até ao momento
em causa. Considera a figura ( o isótopo-pai é o
carbono (C-14), o isótopo-filho é o azoto (N-14) e a
semivida é de 5700 anos. A partir do momento em
que se atinge uma semivida, neste caso a 1º,
recomeça a contagem, pelo que temos 50%
desintegrado = 1 semivida (pai=50% da quantidade
inicial ) – idade 5700 anos, 75% desintegrado = 2
semividas
(pai
25%
da
quantidade
inicial)
-
idade=2*5700=11400 anos; 87,5% desintegrado =3
semividas (pai=12,5% da quantidade inicial) –
idade=4*5700=22800 anos(…)
- Selecione a opção correta:
O tempo em Geologia – datação absoluta
Espectrometro de massa
– consegue detectar
quantidades diminutas de isótopos!
O tempo em Geologia – datação absoluta
Qual o melhor isótopo para
datar rochas jovens?
O tempo em Geologia – datação absoluta
Nota: Se a rocha for “velha” e a taxa de
decaimento for rápida, os isótopos-pai já
se transformaram quase todos em
isótopos-filho: sabemos que o relógio
isotópico parou, não sabemos é há
quanto tempo isso aconteceu!
O tempo em Geologia – datação absoluta
O Carbono-14 é muito usado na
arqueologia e é o ideal para
datar fósseis ou quaisquer outros
resíduos orgânicos… Porquê?
Todos os seres vivos contém
carbono. Ele é aborvido pelos
seres fotossintéticos e daí segue
por toda a cadeia alimentar!
Quando os seres morrem inicia-se
o decaimento! E a arqueologia
estuda eventos recentes –
interessam isótopos com menor
tempo de semi-vida!
O tempo em Geologia – datação absoluta
Limitações da datação radiométrica ou isotópica
As rochas ígneas costumam conter muitos
isótopos radioactivos diferentes. A
solidificação das rochas ígneas dá-se
bruscamente,
o
que
tem
uma
consequência feliz: todos os relógios de
um dado fragmento de rocha são
calibrados em simultâneo.
Apenas as rochas ígneas
proporcionam bons relógios
radioactivos!
O tempo em Geologia – datação absoluta
Limitações da datação radiométrica ou isotópica
As rochas estão constantemente
a ser recicladas e transformadas
noutras – é impossível datá-las
por completo!
O melhor que há a fazer é combinar todos os
métodos de datação para que se consiga
elaborar um calendário da história da Terra!
Em locais onde ocorram afloramentos com mais
do que um tipo de rocha, podem-se datar as
rochas magmáticas por dataçao absoluta e,
em seguida, estabelecer uma equivalência
com os restantes fenómenos geológicos que se
encontrem representados na área em estudo.
O tempo em Geologia – datação absoluta
O tempo em Geologia
Por que motivo a estratigrafia
não permite medir o tempo de
forma absoluta?
Os sedimentos não se acumulam numa taxa constante em nenhum
ambiente de sedimentação (podem até haver longos momentos de ausência
de sedimentação).
Por exemplo, durante uma inundação, um rio poderá depositar uma
camada de areia de vários metros de espessura em questão de poucos
dias, enquanto durante todos os anos que se seguirem entre as inundações
ele apenas deposita uma camada de areia com poucos centímetros de
espessura. Além disso a taxa de erosão também não é constante.
Resumo…