Rochas sedimentares: Arquivos históricos da Terra

As rochas sedimentares são como arquivos onde se conservam as informações das condições que existiam no momento da sua formação. Uma sequência estratigráfica permite determinar o tipo de ambiente existente no momento da formação, tipo de vegetação e a fauna presentes numa determinada região, bem como registar variações no ritmo de sedimentação numa determinada altura. O estudo dos sedimentos e estratos permite fazer a sua datação relativa e reconstituir ambientes antigos – paleoambientes. Este estudo realiza-se aplicando o princípio das causas actuais ou princípio do actualismo. Segundo este princípio, o presente é a chave para o passado, na medida em que permite explicar acontecimentos passados a partir da interpretação de fenómenos actuais.
Algumas marcas de acontecimentos passados podem ser encontradas nas juntas de estratificação como por exemplo marcas de ondulação, fendas de dessecação ou de retraccão, marcas das gotas da chuva, icnofósseis (pegadas de animais, pistas de reptação, fezes fossilizadas), etc.

Os fósseis e a reconstituição do passado
Os fósseis, que muitas vezes se encontram nos estratos, são também importantes elementos para o estudo do passado da Terra. Eles são restos de seres vivos que foram contemporâneos da génese da rocha que os contém ou simples vestígios da sua actividade (pegadas, ninhos, fezes fossilizadas). A fossilização (ver animação) é o processo que conduz à conservação dos vestígios dos seres vivos nas rochas sedimentares e consiste no isolamento dos restos orgânicos por uma camada envolvente, evitando que estes sejam destruídos por decompositores.
Existem diversos processos de fossilização:
· Moldagem: consiste no desaparecimento das partes moles do organismo, ficando apenas um molde interno (da superfície interna) ou externo (da superfície externa, nos sedimentos) das suas partes duras, como por exemplo, conchas, ossos, dentes, caules ou nervuras. Podem ainda se formar contramoldes dos moldes externos e internos. Certos órgãos achatados, como folhas de plantas, asas de insectos, deixam um tipo especial de moldagem – impressão.
· Mumificação: situações em que aparecem fósseis de todo ou quase todo o organismo, mesmo das suas partes moles, quando são rapidamente cobertos por um material isolante que evita o contacto com o oxigénio, como resina fóssil ou âmbar, gelo, alcatrão, etc.
· Mineralização: consiste no preenchimento das partes duras de um organismo por minerais transportados em solução nas águas subterrâneas e que precipitam, como a sílica e a calcite. Os minerais, devido a elevadas condições de pressão, acabam por cimentar e formar uma rocha.

Nesta imagem vêem-se conchas de moluscos que sofreram mineralização.
· Icnofósseis (marcas fósseis): pegadas, marcas de reptação, rastos, ninhos, fezes, que constituem evidências da actividade do ser vivo cuja marca a litogénese não destruiu. Abaixo vê-se uma pegada de um dinossáurio carnívoro (Terópode).
Os fósseis permitem aos geólogos estabelecer a idade relativa dos estratos e dão pistas para a reconstituição dos paleoambientes.
Datação relativa das rochas

Para conseguir estabelecer a ordem cronológica pela qual as formações geológicas se constituíram é essencial conhecer a idade dos estratos e dos fósseis. Há séculos que os geólogos determinam a idade relativa das rochas, ou seja, se as rochas são mais velhas, mais novas ou da mesma idade, umas em relação às outras, aplicando princípios gerais da estratigrafia. A estratigrafia é, portanto, o ramo da Geologia que se ocupa do estudo das rochas sedimentares e das suas relações espaciais e temporais.

Princípios de estratigrafia

Princípio da sobreposição dos estratos: numa sequência de estratos em que não ocorreu alteração das posições de origem, qualquer estrato é mais recente do que aquele que recobre (muro) e mais antigo do que aquele que o cobre (tecto). Por vezes, surgem nas sequências estratigráficas superfícies de descontinuidades onde ocorreu a eliminação de determinados estratos devido, por exemplo, à erosão. Essas superfícies, as lacunas estratigráficas, podem ficar recobertas por novas camadas – caso o processo de sedimentação retome. Noutros casos, se a forma de uma série de estratos se altera por forças tectónicas, perdendo a horizontalidade, e posteriormente, se deposita outra série de estratos, a superfície de separação das duas séries designa-se por discordância angular (ver figura abaixo). Este princípio permite saber a idade relativa de uns estratos relativamente a outros.

Princípio da identidade paleontológica: estratos que pertençam a colunas estratigráficas diferentes mas que apresentem os mesmos fósseis têm a mesma idade relativa, já que os fósseis têm a mesma idade do estrato que os contém. Os fósseis de idade são importantes nesta datação: deverão pertencer a organismos que viveram durante um curto período de tempo e bem determinado e que tiveram grande expansão geográfica. Essas características permitem uma boa correlação de camadas. As amonites (esquerda) e as trilobites (direita) são bons fósseis de idade.

Princípio da continuidade lateral: quando se encontra uma sequência de deposição dos sedimentos semelhante em duas colunas estratigráficas localizadas em locais diferentes é possível relacioná-las temporalmente, mesmo que os estratos de ambas tenham dimensões variáveis.

Princípio da intersecção e da inclusão: de acordo com o princípio da intersecção, qualquer estrutura geológica que intersecte estratos é mais recente do que eles. O princípio da inclusão, diz que fragmentos de rocha incluídos num estrato são mais antigos do que ele.
Para ver animação relacionada com os princípios de estratigrafia clicar aqui.

Determinar a idade absoluta dos estratos, isto é, há quantos anos se formaram, é difícil. No entanto já é possível recorrendo a técnicas baseadas na desintegração regular de isótopos radioactivos naturais constituintes das rochas.

Paleoambientes
As rochas sedimentares conservam indicadores das condições do ambiente da sua génese: caracteres texturais, mineralógicos, químicos, paleontológicos e estruturais. Essas características constituem a fácies da rocha. Os diferentes tipos de fácies correspondem a diferentes paleoambientes. Podem-se considerar: fácies continental (ex.:fluvial, lacustre, glaciária, torrencial, eólica), fácies marinha (ex.: litoral, nerítica, batial, abissal) e fácies de transição (ex.:lagunar, estuarina, deltaica).

Os fósseis de fácies assumem particular relevo na caracterização dos diferentes paleoambientes. Estes fósseis permitem, pela aplicação do princípio das causas actuais, correlacionar os ambientes actuais com os ambientes antigos. Os fósseis de fácies caracterizam-se por pertencerem a seres que ocuparam ambientes específicos e que não sofreram evolução ou, então, apenas pequenas modificações ao longo das épocas geológicas.
Por exemplo, a presença de fósseis de corais em certas áreas actualmente emersas leva a concluir que no passado estavam cobertas por mares de águas límpidas, pouco profundos e com temperaturas entre os 25ºC e os 29ºC. Escala do tempo geológico
Ao estudar colunas estratigráficas e fósseis é possível elaborar uma escala de tempo geológico da história da Terra. Cada intervalo da escala está correlacionado com um conjunto de rochas e dos fósseis a elas associados. Os grandes intervalos desta escala do tempo designam-se por Eons, estes dividem-se em Eras, e estas em Períodos, que, por sua vez, se dividem em Épocas. Os momentos de transição entre as Eras marcam intervalos de tempo relativamente curtos caracterizados pela extinção massiva de espécies, seguidos de longos períodos de expansão e evolução gradual no número de espécies.