DEZEMBRO 2020 | VOLUME 1
GEÓLOGOS EXTRAORDINÁRIOS Boletim Trimestral
Apresentam-se neste boletim, os textos produzidos pelos alunos da turma CT1 do 10.º ano, sobre o contributo de vários geólogos escoceses para a evolução do conhecimento em Geologia. A pesquisa foi realizada a partir do documentário da BBC, Men of Rock, apresentado pelo geólogo Iain Steward. O visionamento do documentário foi realizado em sessões assíncronas, como trabalho autónomo, durante o período em que a turma esteve em E@D. A elaboração do texto, assim como a seleção da imagem que ilustrasse o trabalho desenvolvido pelo geólogo, foi realizada em trabalho de grupo, em regime presencial. O trabalho desenvolveu-se no âmbito do projeto Ambientes Inovadores em Educação, em colaboração com a BE.
Ficha Técnica
Autores: alunos do 10.ºCT1 da disciplina de Biologia e Geologia Professora: Maria do Céu Gomes Edição: Maria do Céu Gomes Agrupamento de Escolas Lima-de-Faria, Cantanhede Projeto Ambientes Inovadores em Educação
GEÓLOGOS EXTRAORDINÁRIOS
Ficha Técnica Autores: alunos do 10.ºCT1 da disciplina de Biologia e Geologia Professora: Maria do Céu Gomes Edição: Maria do Céu Gomes Agrupamento de Escolas Lima-de-Faria, Cantanhede Projeto Ambientes Inovadores em Educação
GEÓLOGOS EXTRAORDINÁRIOS
Índice James Hutton O pai da Geologia Moderna e as suas descobertas .................................................. 6 James Hutton O conceito de Tempo Profundo .................................................................................. 8 William Thomson Lord Kelvin e a idade da Terra ................................................................................. 10 Charles Lapworth O geólogo Charles Lapworth .................................................................................... 12 Charles Wyville Thomson Descoberta de Thomson e a Teoria da Deriva dos Continentes .............................. 14 Arthur Holmes Holmes e a Teoria da Deriva Continental ................................................................. 16 Arthur Holmes O geólogo que descobriu a peça final do puzzle ...................................................... 18
JAMES
HUTTON
O pai da Geologia Moderna e as suas descobertas James Hutton viveu entre 1726 e 1797 em Edimburgo, Escócia, Reino Unido e foi o criador do princípio do uniformitarismo. Começou por ser médico, tornando-se depois num químico e geólogo britânico. Tinha um grande interesse pela natureza. Apesar de acreditar em Deus Hutton não acreditava que a Terra datasse apenas 4004 anos
Figura 1 - James Hutton Fonte: Alchetron
como diz na Bíblia.
De acordo com Hutton a criação e destruição da terra são ações lentas e imperceptíveis que acontecem ao longo do tempo.
Hutton
tinha
um
fascínio
por
máquinas,
principalmente por máquinas a vapor, tal que observou que o calor proveniente do carvão dava aos motores a vapor um enorme poder e pensou que talvez o centro da terra tivesse um poderoso motor térmico. Hutton, com a observação de um acidente que ocorrera numa fábrica de vidro, descobriu que, dependendo da velocidade a que o vidro arrefece, este ficava diferente podendo formar cristais. 6
Tendo isso em conta, ele conseguiu associar as diferentes texturas dos vidros com as texturas das rochas na natureza, concluindo que as rochas que eram formadas a partir do magma,
em
profundidade
ou
na
superfície,
podiam
apresentar cristais de grandes ou pequenas dimensões. Quando resulta de um arrefecimento muito lento cria cristais grandes ao contrário de quando é um arrefecimento muito rápido, que cria rochas completamente opacas ou com pequenos cristais. Hutton foi o primeiro a imaginar que o centro da terra era uma bola fundida, criou então duas teorias fundamentais pelas quais a Terra podia ser criada: a primeira é que as rochas sedimentares podem formar-se quando as condições climáticas (chuva, vento...), erodiam o solo e a segunda é que existia um núcleo quente no centro da Terra formado por uma rocha fundida, que se resfriou lentamente para se poder tornar em Terra. Por último, em 1785, Hutton tentou apresentar a sua teoria
de como a
Terra era um sistema na Sociedade de Edimburgo. Mas tal como
Hutton
temia,
a
apresentação
das
suas
ideias
fracassou.
Figura 2 - Representação da crusta terrestre apresentando dobras horizontais e verticais. Fonte: USGS Museum Staff, U.S. Geological Survey Autores: Ana Rita Figueiredo, Beatriz Morais e Beatriz Mendes 7
JAMES
HUTTON
O conceito de Tempo Profundo
Nasceu a 3 de julho de 1726 em Edimburgo, Escócia. Era um geólogo curioso, um pensador intenso e original, intrigado com os problemas e origem das paisagens, planícies e montanhas. Morreu a 26 de março de 1797. Figura 1 - James Hutton Fonte: Wikipedia
James Hutton foi considerado por um longo ciclo o pai da Geologia
Moderna,
pelo
seu
trabalho
pioneiro
na
interpretação dos processos geológicos. Hutton viajou até Siccar Point (o sítio geológico mais importante do planeta Terra),
em
1788,
para
fazer
uma
das
suas
maiores
descobertas. Hutton viajou até Siccar Point para observar a costa de Berwickshire. Hutton trouxe dois amigos para lhes provar que as suas teorias estavam corretas. Nessa viagem observou que as rochas tinham camadas verticais ao longo da costa e mais a norte da costa o ângulo das rochas muda, as rochas agora estavam na horizontal. Esta costa tinha características muito próprias.
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Hutton queria saber porque é que a costa de Berwickshire tinha aquelas características. Nas camadas horizontais e verticais da rocha, ele viu
um longo ciclo geológico
empilhado sobre outro. Elas depositavam-se no fundo do mar como camadas horizontais, centímetro por centímetro durante milhões de anos. O que Hutton não sabia é que, mais tarde se concluiu, que o fundo do mar enrugou o que fez empurrar as camadas de rocha (que se tinham vindo a depositar, na horizontal, ao longo dos anos) para cima, cada vez mais alto, até se formarem montanhas e colinas. Hutton afirmou: ”Sem vestígios de um começo sem perspectiva de um fim”. Com isto queria dizer que, as pequenas mudanças graduais alcançaram tudo. Criou o conceito de Tempo Profundo. Conceito que é equivalente ao da escala de tempo geológico. A sua ideia não foi completamente aceite pelas pessoas da sua época.
Figura 2 - Afloramento de rochas em Siccar Point. Fonte: Wikipedia
Autores: João Gonçalves, João Lourenço e José Leonardo Lopes 9
WILLIAM
THOMSON
Lord Kelvin e a idade da Terra
William Thomson, nasceu em Belfast a 26 junho de 1824 e morreu a 17 de dezembro de 1907, foi um físico, matemático e engenheiro britânico, considerado um líder das ciências físicas do século XIX, teve importantes contribuições na análise matemática da eletricidade e
Figura 1 - Charles Lapworth Fonte: Pinterest
termodinâmica.
Lord Kelvin rejeitou a teoria de Hutton da Terra, como sistema em mudança perpétua. Ele achava que a Terra tinha uma idade, mesmo que fosse mais velha do que a Bíblia dizia. O seu principal problema era a alegação de que a Terra não mostrava vestígio de um começo, por outras palavras, ele achava que os geólogos estavam a tentar quebrar as leis da física. Ele acreditava que a Terra começou fundida, começou pelo ponto de fusão da rocha, ele considerou-o a temperatura do planeta. Kelvin alegou que o planeta não podia ficar fundido para sempre, tinha que arrefecer.
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A partir de suas experiências kelvin descobriu quanto tempo os objetos pequenos demoram a arrefecer se ele adaptasse seus números para calcular quanto tempo levaria um objeto do tamanho do planeta terra para arrefecer então ele teria a idade exata da terra. Kelvin continuou a aperfeiçoar os seus cálculos durante anos e, então ele estabeleceu a idade da terra entre 20 a 40 milhões de anos. Apesar de se saber que os cálculos não são exatos os números de Kelvin
tiveram
enorme impacto e provocaram um intenso debate. A Igreja odiou os seus números, pois tinha deixado a Terra muito velha e os seus colegas cientistas odiaram porque deixou a terra muito jovem não deixando tempo suficiente para a teoria da evolução de Darwin acontecer. Quanto ao motor térmico de Hutton não existia a escala de tempo de Kelvin. Lord Kelvin cometeu um erro crucial, o seu cálculo baseouse na ideia de que a Terra tinha arrefecido para um estado totalmente sólido. Mas, como sabemos hoje, o interior da Terra não arrefeceu como uma bola de rocha fundida, parte da mesma continua fundida como Hutton imaginava mas não conseguiu provar.
Autores: Bruno Costa e Bruno Alves 11
CHARLES
LAPWORTH
O geólogo Charles Lapworth
Charles Lapworth nasceu a 20 de setembro de 1842 e faleceu a 13 de março de 1920, um geólogo amador entusiasmado, humilde, autodidata e determinado. Figura 1 - Charles Lapworth Fonte: Wikipedia
Charles Lapworth era um geólogo amador. Lapworth observou a paisagem com bem mais detalhes que os profissionais vitorianos, o
penhasco no flanco de Ben
Arnabol. Lapworth concluiu que a teoria de Murchison, ideia que defendia que todas as montanhas e paisagens da Escócia eram formadas por camadas de rochas depositadas uma sobre a outra ao longo do tempo, era muito simples e recusava-se
a
aceitar
a
tese
estabelecida.
Lapworth
examinou o penhasco com cuidado e notou que a rocha mais antiga situava-se acima e a rocha jovem abaixo, ao contrário do estabelecido pela teoria de Murchison.
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Notou assim algo que ninguém tinha percebido antes, uma camada fina presa entre a rocha antiga acima e a rocha jovem abaixo. O que ele percebeu foi que as rochas antigas foram reprocessadas e trituradas, transformando-as em um material listrado e manchado, e que este processo envolve um
movimento
horizontal.
Lapworth
publicou
as
suas
descobertas em 1885 mas temia como as suas ideias seriam recebidas.
A
comunidade
geológica
não
queria
ser
humilhada por um amador. Murchison enviou uma equipa de geólogos para destruir a ideia de Lapworth, mas para sua surpresa ao invés de mostrarem que ele estava errado provaram que Lapworth estava totalmente certo. Embora, não tenha recebido nenhum crédito em vida pela sua grande descoberta, fez um grande contributo pela geologia.
Figura 2 - Rocha das montanhas da Escócia
Autores: Matilde Ferreira e Matilde Gentil 13
CHARLES
WYVILLE
THOMSON
Descoberta de Thomson e a Teoria da Deriva dos Continentes
Geólogo e oceanógrafo escocês, nasceu a 5 de março de 1830 e morreu a 10 de março de 1882.
Figura 1 - Charles Wyville Thomson Fonte: Wikipedia
Charles Wyville Thomson, a 23 de dezembro de 1872 embarcou num navio, o HMS Challenger, onde realizou uma viagem épica pelo oceano Atlântico. Durante os 3 longos anos desta viagem, Thomson pode fazer um levantamento do leito oceânico. Após diversas medições meticulosas da profundidade, Thomson localizou algo estranho no fundo do Atlântico. A certa altura, bem no meio do oceano, ao invés dos habituais 8 Km, o oceano apresentava apenas 3 km de profundidade. Esta subida acentuada da profundidade, deixou o cientista intrigado, achando que aquilo se tratava apenas de uma montanha submersa. Mais tarde, após o avanço
do
levantamento,
percebeu
que
aquele
acontecimento devia-se a uma cordilheira colossal de um 14
polo ao outro. Thomson descobriu não uma ponte que ligava a
Grã-Bretanha
à
América,
mas
sim
uma
cadeia
de
montanhas submersas que se ergue do fundo do mar, ao longo de 16 mil kms do oceano Ártico, até quase chegar à Antártida. Somente no século XX, foi possível criar uma explicação para a origem da Dorsal Médio-Atlântica. As descobertas deste cientista contribuíram para aquilo que chamamos de Teoria da Deriva Continental, que consiste na ideia que os continentes se movem muito lentamente e se reorganizam ao longo do tempo (cerca de 10 centímetros por ano). Pensa-se que há 325 milhões de anos, todos os continentes estavam juntos, e que esse “supercontinente” era denominado “Pangeia”, e que, foi comprovada pelo facto de todos os continentes se parecerem encaixar.
Com a
descoberta de Charles Thomson, veio mais tarde a concluirse que a Dorsal Médio-Atlântica, apresentava uma cicatriz gigante, pois esta foi a fenda que permitiu a separação daquele antigo supercontinente.
Figura 2 - Deriva dos continentes. Fonte: Profwladimir.blogspot Autores: Miriam Costa e Quévin Ferreira 15
ARTHUR
HOLMES
Holmes e a Teoria da Deriva Continental
Arthur Holmes nasceu a 14 de janeiro de 1890, em Gasthead e morreu a 20 de setembro de 1965, em Londres e foi um grande geólogo britânico.
Figura 1 - Arthur Holmes Fonte: Geo-12.blogspot.com
Arthur Holmes um geólogo fascinado pelas profundezas da terra. Em 1928 apresentou a polémica ideia de que a rocha fundida, agia como o ar quente, e podia estar a movimentar toda
a
superfície
terrestre.
Podemos
observar
este
acontecimento a partir dos balões de ar quente, em que o ar aquecido por uma chama, tem tendência a subir, quando a temperatura do ar começa a descer, o balão desloca-se na horizontal, e mal o ar quente se esgota, o balão desce. Assim, se o calor tem uma ascensão e uma descida que provoca movimentos laterais, Arthur Holmes comparou esta observação com a de rocha derretida.
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Teríamos um mecanismo como o de um tapete rolante que fundamenta os movimentos da crosta terrestre. A grande conclusão de Holmes foi que a terra sólida age como um líquido. Graças a esta ideia Holmes foi considerado heterodoxo por discordar da ideia oficial, dizendo que a deriva continental era possível, e que era um ciclo. Este começava a partir do calor interior da terra que impulsionava a rocha semi fundida, separando a crosta na Dorsal MédioAtlântica, quando a rocha começa a arrefecer volta a afundar-se, formando um ciclo de convecção. Na II Guerra mundial Holmes tinha muito tempo e aproveitou para escrever todos os seus conhecimentos de geologia. Em 1944, publicou o seu livro “Os princípios da Geologia Física“, um grande êxito, que ficou conhecido como “A bíblia dos geólogos”. A teoria de Holmes foi confirmada na guerra fria, em que os EUA introduziram uma rede de sismógrafos que detectaram
eventos
terremotos,
que
aperceberam-se
geológicos,
revelaram que
um
todos
erupções padrão.
estes
vulcânicas Os
eventos
e
cientistas geológicos
aconteciam nos limites entre as placas tectónicas.
Figura 2 - Ciclo da convecção. Fonte: cambridge.org Autores: Rui Bernardo Lopes e Sara Ferreira 17
ARTHUR
HOLMES
O geólogo que descobriu a peça final do puzzle
Era um professor na Universidade de Edimburgo, geólogo e físico britânico que foi uma das mentes mais brilhantes do século XX. Nasceu a 14 de Janeiro de 1890 e faleceu a 20 de Setembro de 1975 com 75 Figura 1 - Arthur Holmes Fonte: Geo-12.blogspot.com
anos.
Em 1928, Arthur apresentou uma ideia extraordinária e polémica que dizia que a rocha derretida podia agir como o ar quente, num balão de ar quente, e talvez com o calor, a convecção podia estar a guiar o movimento de toda
a
superfície do planeta ao longo de milhões de anos. No laboratório a ideia de Arthur funciona da seguinte forma: utilizamos um aquário
e, por baixo, metemos gelo numa
extremidade,
outra
e
na
extremidade
cria-se
uma
temperatura maior com uma placa quente. Utilizam-se corantes azuis e vermelhos para acompanhar o movimento da água dentro do aquário. Põe-se o corante azul no lado frio e o corante vermelho no lado quente. Isto vai-nos mostrar como o calor cria diferentes tipos de movimento, 18
pois os corantes começam a espalhar-se e observa-se a convecção a ocorrer. A placa quente faz a água com o corante vermelho subir, enquanto do outro lado, a água com o corante azul fica mais densa e por isso ela desce. A água corada de vermelho atinge a superfície e, então, desloca-se horizontalmente e desce, formando-se a convecção. Esta foi a grande descoberta de Arthur Holmes, que a ascensão e a queda de calor provoca movimentos laterais. Ele concluiu que a rocha sólida age como a água na experiência e, assim ele pôde reconhecer o mecanismo que guia a deriva continental. Holmes propôs que o calor do núcleo da Terra impulsiona a rocha semifundida à superfície, separando a crosta na Dorsal Médio-Atlântica. Aí ela solidifica e seria forçada a voltar ao interior da Terra, criando um ciclo de convecção. Ele viu que o calor do interior na Terra produz um enorme ciclo de convecção e é esse ciclo que move os continentes lateralmente na superfície do planeta.
Figura 2 - Concepção de Holmes a respeito das correntes de convecção no interior da Terra. Fonte: Docplayer Autores: Guilherme Temudo e Inês Melo 19
Referências Bibliográficas
Barret, M. Turner, J. (Produtores e Realizadores). (2010). Men of Rock Deep Times [Documentário]. (s/l): BBC Scotland. Disponível em https://www.youtube.com/watch? v=8lsnSqYa1UU&feature=emb_logo&ab_channel=Higher Walk, N. (Produtor e Realizador). (2010). Men of Rock Moving Mounstains [Documentário]. (s/l): BBC Scotland. Disponível em https://www.youtube.com/watch? v=w8k5iqCnUnM&feature=emb_logo&ab_channel=Higher