estratigrafia química - aula 1

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ESTRATIGRAFIA QUÍMICA
1
BREVE HISTÓRICO
INÍCIO NA DÉCADA DE 50 DO SÉCULO XX, COM PIONEIROS COMO CESARE EMILIANI E HAROLD UREY, QUE UTILIZARAM A ANÁLISE DE ISÓTOPOS DE OXIGÊNIO PARA ESTUDOS SOBRE PALEOCLIMATOLOGIA
OS FUNDAMENTOS DA ESTRATIGRAFIA QUÍMICA FORAM DESENVOLVIDOS PARA O ESTUDO DE FENÔMENOS PALEOAMBIENTAIS
OS ESTUDOS MAIS IMPORTANTES VISAM COMPREENDER A RESPOSTA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS AS RESPOSTAS AMBIENTAIS, EM ESCALA GLOBAL
A PARTIR DA PRIMEIRA DÉCADA DO SÉCULO XXI A COMISSÃO INTERNACIONAL DE ESTRATIGRAFIA PROPÔS A CRIAÇÃO DE UMA SUBCOMISSÃO PARA A ESTRATIGRAFIA QUÍMICA DEVIDO A SUA IMPORTÂNCIA
TEM SE BENEFICIADO DOS GRANDES AVANÇOS TECNOLÓGICOS DOS ÚLTIMOS 50 ANOS EM TERMOS DE MÉTODOS ANALÍTICOS  
A ESTRATIGRAFIA QUÍMICA PODE SER DESCRITA COMO UMA FERRAMENTA (UMA TÉCNICA) APLICADA A ESTRATIGRAFIA
TERMOS APLICADOS
CHEMOSTRATIGRAPHY / CHEMIOSTRATIGRAPHY / CHEMICAL STRATIGRAPHY
ARCABOUÇO - DADOS DA QUÍMICA ORGÂNICA E INORGÂNICA
OBJETIVOS
DETECÇÃO DE EVENTOS GEOLÓGICOS (EVENTOS ANÓXICOS, VULCANISMO, VARIAÇÕES EUSTÁTICAS, CICLOS DEPOSICIONAIS)
DETECÇÃO DE ACUMULAÇÕES QUE REPRESENTAM ALVOS DE PROSPECÇÃO (ROCHAS GERADORAS , ACUMULAÇÕES DE MINERAIS DE INTERESSE ECONÔMICO)
CORRELAÇÃO DE INTERVALOS DO REGISTRO GEOLÓGICO 
PALEOCLIMATOLOGIA / PALEOCEANOGRAFIA
APLICAÇÕES
AUXÍLIO NA CORRELAÇÃO DE SEQUENCIAS ONDRE OUTRAS TÉCNICAS RESULTAM POBRES
COMO COMPLEMENTO AOS DADOS DE BIOESTRATIGRAFIA PARA MELHORAR A RESOLUÇÃO DOS INTERVALOS
ESTRATIGRAFIA DE SEQUENCIAS DE ALTA RESOLUÇÃO
ANÁLISE DE VARIAÇÃO DE PROVENIÊNCIA
APOIO NA DESCRIÇÃO E ANÁLISE DR ASSOCIAÇÕES DE FÁCIES
ANÁLISE DE MUDNÇAS DIAGENÉTICAS E HISTÓRIA DEPOSICIONAL
ANÁLISE DE BACIAS SEDIMENTARES
AO LONGO DE UMA SUCESSÃO ESTRATIGRÁFICA VÁRIOS TIPOS DE INFORMAÇÕES PODEM SER UTILIZADAS PARA O ESTUDO DAS RELAÇÕES E CORRELAÇÕES SEDIMENTARES
ISÓTOPOS ESTÁVEIS (O, C, S, H, Sr, Ca)
CONTEÚDO DE CARBONO ORGÂNICO (COT)
ELEMENTOS MAIORES (Ca, Fe, Si, Al, Sr, Mn, Mg, S, Ba, Ti, Sr, Rb...)
ELEMENTOS TRAÇO (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er...)
OS DADOS SÃO OBTIDOS ATRAVÉS DA UTILIZAÇÃO DE EQUIPAMENTOS SOFISTICADOS
ICP AES, ICP MS, FLUORESCENCIA DE RAIOS X, ATIVAÇÃO NEUTRÔNICA
CONCEITOS
ISÓTOPOS ESTÁVEIS
TERMO COM ORIGEM NO GREGO ISSO – IGUAL, E TOPOS – LUGAR – SE REFERE AO FATO DE QUE OE ELEMENTOS OCORREM NO MESMO LUGAR NA TABELA PERIÓDICA
UM ÁTOMO É FORMADO POR UM NÚCLEO COMPOSTO POR NÊUTRONS (N) E PRÓTONS (Z), CERCADO POR ELÉTRONS (e). A MASSA DO ELETRON E FORMADA PELA SOMA DOS NEUTRONS E PROTONS.
OS PRÓTONS SÃO POSITIVAMENTE CARREGADOS, E OS ELÉTRONS NEGATIVAMENTE CARREGADOS, E OS NEUTRONS NÃO POSSUEM CARGA.
ISOTOPOS SÃO ATOMOS DE UM MESMO ELEMENTO QUE APPRESENTAM MESMO Z, E MESMO NÚMERO DE e, MAS DIFERENTE NUMÉRO DE N. LOGO, SÃO ATOMOS DE UM MESMO ELEMENTO QUE POSSUEM NÚMERO DE MASSA DIFERENTES
ELES NÃO SOFREM DECAIMENTO RADIOATIVO ESPONTÂNEO
CONCEITOS
ISÓTOPOS ESTÁVEIS
CONCEITOS
ISÓTOPOS ESTÁVEIS E RADIOGÊNICOS
FORMAS ESTÁVEIS
INSTÁVEL RADIOATIVO
DECAIMENTO DO TRÍTIO PARA HÉLIO-3, COM LIBERAÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA EMISSÃO DE PARTÍCULAS BETA
CONCEITOS
ABUNDÂNCIA NATURAL DE ISOTOPOS ESTÁVEIS UTILIZADOS EM QUIMIOESTRATIGRAFIA
CARBONO
CONCEITOS
ABUNDÂNCIA NATURAL DE ISÓTOPOS ESTÁVEIS UTILIZADOS EM QUIMIOESTRATIGRAFIA
OXIGÊNIO
CONCEITOS
ABUNDÂNCIA NATURAL DE ISÓTOPOS ESTÁVEIS UTILIZADOS EM QUIMIOESTRATIGRAFIA
CONCEITOS
ABUNDÂNCIA ISOTÓPICA
REPRESENTA A QUANTIDADE DE UM DETERMINADO ISÓTOPO, EM RELAÇÃO AOS DEMAIS ÁTOMOS DO ELEMENTO, QUE É INFORMADA EM %.
CONCEITOS
VARIAÇÃO ISOTÓPICA NATURAL, QUE É INFORMADA EM NOTAÇÃO DELTA (), EM PARTES PER MIL ‰, E REPRESENTA A RAZÃO ISOTÓPICA DE UMA DETERMINADA AMOSTRA (R-AMOSTRA) EM COMPARAÇÃO À RAZÃO DE UM PADRÃO PREDETERMINADO.
 
PADRÕES INTERNACIONAIS
CONCEITOS
FRACIONAMENTO ISOTÓPICO
FENÔMENOS QUE IMPLICAM NA VARIAÇÃO DAS ESPÉCIES ISOTÓPICAS DE UM ELEMENTO EM DIFERENTES CONDIÇÕES OU FASES EM UM SISTEMA FÍSICO, QUÍMICO OU BIOLÓGICO.
PROCESSO DE FRACIONAMENTO DO OXIGENIO
A COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA DO CARBONATO DE CÁLCIO É DEPENDENTE DA COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA DA ÁGUA (MEIO) NO QUAL ELE SE PRECIPITA, E DA TEMPERATURA DE PRECIPITAÇÃO.
CONSIDERANDO UM OCEANO COM A COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA CONSTANTE, UM AUMENTO NA TEMPERATURA DE APROXIMADAMENTE 4°C CORRESPONDE A UM AUMENTO NO 18O DE APROXIMADAMENTE 1‰ (Shackleton 1987). 
UMA VARIAÇÃO NO 18O DE APROXIMADAMENTE -1‰ CORRESPONDE A UMA VARIAÇÃO EUSTÁTICA INDUZIDA POR UMA DEGLACIAÇÃO COM AUMENTO DE APROXIMADAMENTE 100m (Schrag et al., 2002), O QUE PODE SER EXPLICADO PELO DERRETIMENTO DE CAPAS DE GELO ISOTOPICAMENTE MAIS LEVES (-20 A -40 ‰).
OS MELHORES REGISTROS DAS VARIAÇÕES ISOTÓPICAS DO OXIGÊNIO SÃO OS FORAMINÍFEROS BENTÔNICOS E PLANCTÔNICOS
EFEITOS DA DIAGENESE
PROCESSO DE FRACIONAMENTO DO OXIGENIO
VARIAÇÃO NA LEITURA DE 18O EM ESPÉCIES DE FORAMS PLANCTÔNICOS E BENTÔNICOS NO SITE ODP 1209
FRACIONAMENTO DO CARBONO
PROCESSOS DE TRANSFERÊNCIA DE CARBONO EM PROCESSOS NATURAIS TENDEM A CAUSAR UM FRACIONAMENTO DAS ESPÉCIES DE CARBONO (C12, C13, C14). PROCESSOS BIOQUÍMICOS, COMO A FOTOSÍNTESE, ALTERAM O EQUILÍBRIO DOS ISÓTOPOS. 
NA ÁGUA DOS OCEANOS ATUAIS OS VALORES DE C13 DA MATÉRIA ORGÂNICA APRESENTAM UMA DEPLEÇÃO DE APROXIMADAMENTE 1,8% EM COMPARAÇÃO A RAZÃO C13/C12 NATURAL NA A ATMOSFERA (HARKNESS, 1979).
DIFERENTEMENTE, O CARBONO INORGÂNIC O DISSOLVIDO NA ÁGUA APRESENTA UM ENRIQUECIMENTO DE APROXIMADAMENTE 0,7% EM C13, EM RELAÇÃO AO DIÓXIDO DE CARBONO DA ATMOSFERA.
O IMENSO TANQUE NATURAL DE CARBONO FORMADO PELOS OCEANOS CONTROLA O CICLO EXOGÊNICO. OS VALORES DE  13C NOS OCEANOS MODERNOS VARIA ENTRE -1,5‰ EM ÁGUAS PROFUNDAS E 2,0‰ EM ÁGUAS DE SUPERFÍCIE (Kroopnick, 1985). O ENRIQUECIMENTO DE 13C NAS ÁGUAS DE SUPERFÍCIE É PROVOCADO PELO FRACIONAMENTO DURANTE A PRODUÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA, QUE RETEM 12C. 
IMPORTANTE – A TEMPERATURA APRESENTA MENOR IMPORTANCIA NO PROCESSO DE FRACIONAMENTO DO CARBONO 
PRESERVAÇÃO DO CARBONO NA CROSTA
APLICAÇÕES DA ESTRATIGRAFIA DE ISÓTOPOS DE CARBONO
EVENTOS ANÓXICOS
CAUSAS – VARIAÇÃO DA TEMPERATURA, UP WELLING, AUMENTO DA PRODUCTIVIDADE NOS OCEANOS, LIBERAÇÃO DE NUTRIENTES, REDUÇÃO DA ZONA DE OXIGENAÇÃO
EVENTOS DE EXTINÇÃO DA BIOTA
VARIAÇÕES CLIMÁTICAS SEVERAS, ALTAS TAXAS DE SOTERRAMENTO
VARIAÇÃO DA PRODUTIVIDADE E VARIAÇÃO DA CURVA EUSTÁTICA
EFEITO DE TRANSGRESSÕES E REGESSÕES SOBRE AS PLATAFORMAS E AS CORRENTES MARINHAS
TAXAS DE SOTERRAMENTO DA MATÉRIA ORGÂNICA
PALEOAMBIENTES
EVENTOS ANÓXICOS DO ATLÂNTICO (ODP COMPILATION)
VARIAÇÃO DA CURVA DE CARBONO PARA O FANEROZÓICO
(Modif. Keller, 2001). 
ESTUDO DE EVENTO DE EXTINÇÃO COM BASE EM QUIMIOESTRATIGRAFIA
(Silva et al., 2011). 
ESTUDO DE EVENTO DE EXTINÇÃO COM BASE EM QUIMIOESTRATIGRAFIA NA BACIA DA PARAÍBA
ESTRATIGRAFIA DO ESTRÔNCIO 87Sr / 86Sr
A ANÁLISE DA RAZÃO DE ISÓTOPOS DE Sr É AMPLAMENTE UTILIZADA PARA EFEITO DE CORRELAÇÃO DE SUCESSÕES SEDIMENTARES.O ESTRÔNCIO APRESENTA UM LONGO TEMPO DE RESIDÊNCIA NOS OCEANOS - ~2,4 x 106. 
O SR É UM METAL ALCALINO TERROSO E POSSUI QUATRO ESPÉCIES ISOTÓPICAS, CUJAS ABUNDÂNCIAS NA CROSTA SÃO: 84Sr (0.56%), 86Sr (9.86%), 81Sr (7.0%) AND 88Sr (82.58%). O 87Sr IS RADIOGENIC E É PRODUZIDO PELO DECAIMENTO DO 87Rb.
A ANÁLISE DE Sr É FEITA EM CARBONATOS BIOGÊNICOS DE ORIGEM MARINHA E EM FOSFATOS
O ESTRÔNCIO PRESENTE NA ÁGUA DOS OCEANOS APRESENTA TRÊS FONTES: APORE DE MATERIAL DE ALTERAÇÃO PROVENIENTE DOS CONTINENTES; ALTERAÇÃO HIDROTERMAL DE MATERIAL BASÁLTICO ORIUNDO DAS DORSAIS OCEÂNICAS; RECRISTALIZAÇÃO DE CARBONATOS MINERAIS
VARIAÇÕES GLOBAIS NA RAZÃO DOS ISÓTOPOS REFLETE VARIAÇÕES DESTES FATORES. DE FORMA ESPECIAL, PARA A GEOLOGIA SEDIMENTAR, DESTACA-SE A VARIAÇÃO PROVOCADA PELO APORTE SEDIMENTAR PROMOVIDO PELOS CONTINENTES
RAZÃO 87Sr / 86Sr DURANTE O FANEROZÓICO 
RAZÃO 87Sr / 86Sr DURANTE O FANEROZÓICO 
A RAZÃO 87Sr / 86Sr COMO MÉTODO
DE DATAÇÃO RELATIVA(?)
EVENTO DO JURÁSSICO TARDIO 
A RAZÃO 87Sr / 86Sr COMO MÉTODO DE DATAÇÃO RELATIVA(?)
LOWES FIT
A RAZÃO 87Sr / 86Sr COMO MÉTODO DE DATAÇÃO RELATIVA(?)
LOWES FIT