Escala de tempo geológico
A escala de tempo geológico é a representação temporal, com base no registro rochoso da Terra. É um sistema de datação cronológica que usa cronostratigrafia e geocronologia. É usado principalmente por cientistas da Terra para descrever o tempo e as relações de eventos na história geológica. A escala de tempo foi desenvolvida por meio do estudo de camadas de rochas e da observação de suas relações e identificação de características como litologias, propriedades paleomagnéticas e fósseis. A definição de unidades internacionais padronizadas de tempo geológico é da responsabilidade da Comissão Internacional sobre Estratigrafia, um órgão constituinte da União Internacional de Ciências Geológicas, cujo objetivo principal é definir com precisão as unidades cronostratigráficas globais da Carta Cronostratigráfica Internacional, que são usadas para definir divisões do tempo geológico. As divisões cronoestratigráficas são, por sua vez, usadas para definir unidades geocronológicas.
A escala de tempo geológico é uma forma de representar o tempo profundo com base em eventos que ocorreram ao longo da história da Terra, um intervalo de tempo de cerca de 4,54 ± 0,05 Ga (4,54 bilhões de anos). Organiza cronologicamente os estratos e, posteriormente, o tempo, observando mudanças fundamentais na estratigrafia que correspondem a grandes eventos geológicos ou paleontológicos. Por exemplo, o evento de extinção do Cretáceo-Paleogeno marca o limite inferior do sistema/período Paleogeno, e portanto, a fronteira entre os sistemas/períodos Cretáceo e Paleogeno. Para divisões anteriores ao Criogênico, definições de limites numéricos arbitrários (Idades Estratigráficas do Padrão Global, IEPGs em português ou GSSAs em inglês) são usadas para dividir o tempo geológico. Propostas foram feitas para melhor conciliar essas divisões com o registro rochoso. Historicamente, escalas de tempo geológicas regionais foram usadas devido às diferenças lito- e bioestratigráficas ao redor do mundo em rochas equivalentes no tempo. O CIE tem trabalhado há muito tempo para reconciliar terminologia conflitante, padronizando horizontes estratigráficos globalmente significativos e identificáveis que podem ser usados para definir os limites inferiores das unidades cronoestratigráficas. Definir unidades cronoestratigráficas dessa maneira permite o uso de uma nomenclatura global e padronizada. A Carta Cronoestratigráfica Internacional representa esse esforço contínuo.
A escala de tempo geológico é dividida em unidades geocronológicas e suas correspondentes unidades cronostratigráficas. As subdivisões Inicial e Tardio são usadas como equivalentes geocronológicos do cronostratigráfico Inferior e Superior, por exemplo, período Triássico Inferior (unidade geocronológica) é usado no lugar do sistema Triássico Inferior (unidade cronostratigráfica). As rochas que representam uma determinada unidade cronostratigráfica são essa unidade cronostratigráfica, e o momento em que foram depositadas é a unidade geocronológica, por exemplo, as rochas que representam o sistema Siluriano são o Sistema Siluriano e foram depositadas durante o período Siluriano. Esta definição significa que a idade numérica de uma unidade geocronológica pode ser alterada (e está mais frequentemente sujeita a alterações) quando refinada pela geocronometria, enquanto a unidade cronostratigráfica equivalente (cuja revisão é menos frequente) permanece inalterada. Por exemplo, no início de 2022, a fronteira entre os períodos Ediacarano e Cambriano (unidades geocronológicas) foi revista de 541 Ma para 538.8 Ma, mas a definição rochosa da fronteira (GSSP) na base do Cambriano, e portanto, a fronteira entre os sistemas Ediacarano e Cambriano (unidades cronoestratigráficas) não foi alterada; em vez disso, a idade absoluta foi apenas refinada.
Terminologia
A cronostratigrafia é o elemento da estratigrafia que trata da relação entre os corpos rochosos e a medição relativa do tempo geológico. É o processo em que estratos distintos entre horizontes estratigráficos definidos são atribuídos para representar um intervalo relativo de tempo geológico. Uma Unidades cronoestratigráficas é um corpo rochoso, em camadas ou não, definido entre horizontes estratigráficos especificados que representam intervalos específicos de tempo geológico. Eles incluem todas as rochas representativas de um intervalo específico de tempo geológico, e apenas deste intervalo de tempo. Éonotema, Eratema, sistema, série, subsérie, andar e subandar são as unidades cronostratigráficas hierárquicas.
Os nomes das unidades de tempo geológico são definidos para unidades cronostratigráficas com a unidade geocronológica correspondente compartilhando o mesmo nome com uma mudança no sufixo (por exemplo, Éonotema Fanerozoico torna-se o Éon Fanerozoico). Os nomes dos eratemas no Fanerozoico foram escolhidos para refletir as principais mudanças na história da vida na Terra: Paleozoico (vida antiga), Mesozoico (vida média) e Cenozoico (vida nova). Os nomes dos sistemas são de origem diversa, com alguns indicando posição cronológica (por exemplo, Paleogeno), enquanto outros são nomeados por litologia (por exemplo, Cretáceo), geografia (por exemplo, Permiano) ou são de origem tribal (por exemplo, Ordoviciano). A maioria das séries e subséries atualmente reconhecidas são nomeadas de acordo com sua posição dentro de um sistema/série (inicial/intermediário/tardio); no entanto, a Comissão Internacional de Estratigrafia defende que todas as novas séries e subséries sejam nomeadas de acordo com uma característica geográfica nas proximidades de seu estratotipo ou tipo de localidade. O nome das etapas também deve ser derivado de uma característica geográfica no local.
História antiga
A escala de tempo geológica mais moderna não foi formulada até 1911 por Arthur Holmes (1890 – 1965), que se inspirou em James Hutton (1726–1797), um geólogo escocês que apresentou a ideia do uniformitarismo ou a teoria de que as mudanças na crosta terrestre resultaram de processos contínuos e uniformes. O conceito mais amplo da relação entre as rochas e o tempo remonta (pelo menos) aos filósofos da Grécia Antiga de 1200 a.C. a 600 d.C. Xenófanes de Colofão (c. 570-487 a.C.) observou leitos rochosos com fósseis de conchas localizadas acima do nível do mar, viu-os como organismos outrora vivos e usou isso para sugerir uma relação instável em que o mar às vezes transgredia a terra e outras vezes regredia. Esta visão foi compartilhada por alguns estudiosos de Xenófanes e pelos que se seguiram, incluindo Aristóteles (384-322 a.C.), que (com observações adicionais) argumentou que as posições da terra e do mar haviam mudado ao longo de longos períodos de tempo. O conceito de tempo profundo também foi reconhecido pelo naturalista chinês Shen Kuo (1031–1095) e por cientistas-filósofos islâmicos, notadamente os Irmãos da Pureza, que escreveram sobre os processos de estratificação ao longo da passagem do tempo em seus tratados. Seu trabalho provavelmente inspirou o do polímata persa do século II, Avicena (Ibn Sînâ, 980–1037), que escreveu em O Livro da Cura (1027) sobre o conceito de estratificação e superposição, anterior a Nicolas Steno em mais de seis séculos. Avicena também reconheceu os fósseis como "petrificações dos corpos de plantas e animais", com o bispo dominicano do século XIII, Alberto Magno (c. 1200-1280), que se baseou na filosofia natural de Aristóteles, estendendo-a a uma teoria de um fluido petrificante. Estas obras pareciam ter pouca influência sobre os estudiosos da Europa Medieval que recorreram à Bíblia para explicar as origens dos fósseis e das mudanças no nível do mar, muitas vezes atribuindo-as ao Dilúvio, incluindo Ristoro d'Arezzo em 1282. Somente no Renascimento Italiano é que Leonardo da Vinci (1452-1519) revigorou as relações entre estratificação, mudança relativa do nível do mar e tempo, denunciando a atribuição de fósseis ao Dilúvio:
Estabelecimento de princípios primários
Niels Stensen, mais comumente conhecido como Nicolas Steno (1638-1686), é responsável por estabelecer quatro dos princípios orientadores da estratigrafia. Em "De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus" Steno afirma: Respectivamente, estes são os princípios da superposição, horizontalidade original, continuidade lateral e relações transversais. A partir disso, Steno raciocinou que os estratos foram estabelecidos em sucessão e inferiu o tempo relativo (na crença de Steno, tempo a partir do Criação). Embora os princípios de Steno fossem simples e atraíssem muita atenção, aplicá-los revelou-se um desafio. Estes princípios básicos, embora com interpretações melhoradas e mais matizadas, ainda constituem os princípios fundamentais para determinar a correlação dos estratos em relação ao tempo geológico.
Formulação de tempo geológico
A aparente e mais antiga divisão formal do registro geológico em relação ao tempo foi introduzida durante a era dos modelos bíblicos por Thomas Burnet, que aplicou uma terminologia dupla às montanhas, identificando "montes primarii" para a rocha formada na época do Dilúvio, e os mais jovens "monticulos secundarios" formados posteriormente a partir dos destroços do "primarii". Anton Moro (1687–1784) também usou divisões primárias e secundárias para unidades rochosas, mas seu mecanismo era vulcânico. Nesta versão inicial da teoria do Plutonismo, o interior da Terra era visto como quente, e isso levou à criação de rochas ígneas e metamórficas primárias e rochas secundárias formaram sedimentos contorcidos e fossilíferos. Essas divisões primárias e secundárias foram expandidas por Giovanni Targioni Tozzetti (1712–1783) e Giovanni Arduino (1713–1795) para incluir divisões terciárias e quaternárias. Essas divisões foram usadas para descrever tanto o tempo durante o qual as rochas foram depositadas quanto a própria coleção de rochas (ou seja, era correto dizer rochas terciárias e período Terciário). Apenas a divisão Quaternária é mantida na escala de tempo geológica moderna, enquanto a divisão Terciária esteve em uso até o início do século XXI. As teorias do Netunismo e do Plutonismo competiriam no início do século XIX com um impulsionador chave para a resolução deste debate sendo o trabalho de James Hutton (1726-1797), em particular sua Teoria da Terra, apresentada pela primeira vez perante a Sociedade Real de Edimburgo em 1785. A teoria de Hutton mais tarde ficaria conhecida como uniformitarismo, popularizada por John Playfair (1748–1819) e mais tarde Charles Lyell (1797–1875) em seu Princípios de Geologia. Suas teorias contestaram fortemente a idade de 6.000 anos da Terra, conforme sugerido, determinado por James Ussher através da cronologia bíblica que foi aceita na época pela religião ocidental. Em vez disso, utilizando provas geológicas, contestaram que a Terra era muito mais antiga, consolidando o conceito de tempo profundo.
O advento da geocronometria
Durante o século XIX, o debate sobre a idade da Terra foi renovado, com geólogos estimando idades com base em taxas de desnudação e espessuras sedimentares ou química dos oceanos, e físicos determinando idades para o resfriamento da Terra ou do Sol usando termodinâmica básica ou física orbital. Essas estimativas variaram de 15 bilhões de anos a 0,075 milhões de anos dependendo do método e do autor, mas as estimativas de Senhor Kelvin e Clarence King foram tidas em alta conta na época devido à sua preeminência em física e geologia. Todas essas primeiras determinações geocronométricas mais tarde se mostrariam incorretas. A descoberta do decaimento radioativo por Henri Becquerel, Marie Curie e Pierre Curie lançou as bases para a datação radiométrica, mas o conhecimento e as ferramentas necessárias para a determinação precisa das idades radiométricas não estariam disponíveis até meados da década de 1950. As primeiras tentativas de determinar idades de minerais e rochas de urânio por Ernest Rutherford, Bertram Boltwood, Robert Strutt e Arthur Holmes culminariam no que são consideradas as primeiras escalas de tempo geológicas internacionais por Holmes em 1911 e 1913. A descoberta de isótopos em 1913 por Frederick Soddy, e os desenvolvimentos em espectrometria de massa iniciados por Francis William Aston, Arthur Jeffrey Dempster e Alfred O. C. Nier durante o início a meados do século XX finalmente permitiriam a determinação precisa das idades radiométricas, com Holmes publicando várias revisões de sua escala de tempo geológica com sua versão final em 1960.
Escala de tempo geológico internacional moderna
O estabelecimento do UICG em 1961 e aceitação da Comissão sobre Estratigrafia (aplicada em 1965) tornar-se membro da comissão do UICG levou à fundação do CIE. Um dos objetivos principais do ICS é "o estabelecimento, publicação e revisão da Carta Cronostratigráfica Internacional do CCI, que é a escala de tempo geológico global padrão e de referência para incluir as decisões ratificadas da Comissão". Seguindo Holmes, vários livros Uma Escala de Tempo Geológico foram publicados em 1982, 1989, 2004, 2008, 2012, 2016, e 2020. No entanto, desde 2013, o CIE assumiu a responsabilidade pela produção e distribuição do CCI, citando a natureza comercial, a criação independente e a falta de supervisão por parte do CIE nas versões ETG publicadas anteriormente (livros ETG anteriores a 2013), embora estas versões tenham sido publicadas em estreita associação com o CIE. Livros subsequentes da Escala de Tempo Geológico (2016 e 2020) são publicações comerciais sem supervisão do CIE e não estão totalmente em conformidade com o gráfico produzido pelo CIE. Os gráficos ETG produzidos pelo CIE são versionados (ano/mês) a partir de v2013/01. Pelo menos uma nova versão é publicada a cada ano incorporando quaisquer alterações ratificadas pelo CIE desde a versão anterior.
As cinco linhas do tempo a seguir mostram a escala de tempo geológico em escala. A primeira mostra todo o tempo desde a formação da Terra até o presente, mas dá pouco espaço para a era mais recente. A segunda linha do tempo mostra uma visão ampliada da era mais recente. De forma semelhante, a era mais recente é expandida na terceira linha do tempo, o período mais recente é expandido na quarta linha do tempo e a época mais recente é expandida na quinta linha do tempo. Na imagem, a modo de exemplo, observe, de cima para baixo:
Proposta de Série/Época do Antropoceno
Sugerido pela primeira vez em 2000, o Antropoceno é uma série/época proposta para o período mais recente da história da Terra. Embora ainda informal, é um termo amplamente utilizado para denotar o atual intervalo de tempo geológico, no qual muitas condições e processos na Terra são profundamente alterados pelo impacto humano. Em abril de 2022, o Antropoceno não foi ratificado pelo CIE; no entanto, em maio de 2019, o Grupo de Trabalho do Antropoceno votou a favor da apresentação de uma proposta formal ao CIE para o estabelecimento da Série/Época do Antropoceno. No entanto, a definição do Antropoceno como um período geológico e não como um evento geológico permanece controversa e difícil.
Propostas de revisões do cronograma Pré-Criogênico
Um grupo de trabalho internacional do CIE sobre subdivisão cronostratigráfica Pré-Criogênico delineou um modelo para melhorar a escala de tempo geológica Pré-Criogênico com base no registro de rocha para alinhá-la com a escala de tempo geológico Pós-Tônico. Este trabalho avaliou a história geológica dos éons e eras atualmente definidos do Pré-Cambriano,[nota 2] e as propostas dos livros "Escala de Tempo Geológico" de 2004, 2012, e 2020. Suas revisões recomendadas do Pré-Criogênico da escala de tempo geológico eram (as alterações da escala atual [v2023/09] estão em itálico): Cronograma Pré-Cambriano proposto (Shield et al. 2021, grupo de trabalho do CIE sobre cronostratigrafia Pré-Criogênico), mostrado em escala:
Imagem: Fabirichter · BY-SA · Openverse
A tabela a seguir resume os principais eventos e características das divisões que compõem a escala de tempo geológico da Terra. Esta tabela está organizada com os períodos geológicos mais recentes no topo e os mais antigos na parte inferior. A altura de cada entrada da tabela não corresponde à duração de cada subdivisão de tempo. Como tal, esta tabela não está à escala e não representa com precisão os intervalos de tempo relativos de cada unidade geocronológica. Embora o Éon Fanerozoico pareça mais longo que o resto, ele abrange apenas ~539 milhões de anos (~12% da história da Terra), enquanto os três éons anteriores[nota 2] abrangem coletivamente ~3.461 milhões de anos (~76% da história da Terra). Essa tendência em direção ao éon mais recente se deve em parte à relativa falta de informações sobre eventos que ocorreram durante os três primeiros éons em comparação com o éon atual (o Fanerozoico). O uso de subséries/subépocas foi ratificado pelo CIE.
