Magnetoestratigrafia

Magnetoestratigrafia é uma técnica de correlação geofísica usada para datar sequências sedimentares e vulcânicas. O método funciona coletando amostras em intervalos medidos ao longo da seção que são analisadas para determinar sua magnetização remanescente característica (ChRM), ou seja, a polaridade do campo magnético da Terra no momento em que um estrato foi depositado. Isso é possível porque os fluxos vulcânicos adquirem uma magnetização termoremanente e os sedimentos adquirem uma magnetização remanescente deposicional, ambos refletindo a direção do campo da Terra no momento da formação. Essa técnica é normalmente usada para datar sequências que geralmente não possuem fósseis ou rochas ígneas intercaladas. É particularmente útil na correlação de alta resolução da estratigrafia marinha profunda, onde permitiu a validação da hipótese de Vine-Matthews-Morley relacionada à teoria da tectônica de placas.

Técnica

Quando as propriedades magnéticas mensuráveis das rochas variam estratigraficamente, elas podem ser a base para tipos diferentes, mas relacionados, de unidades estratigráficas conhecidas coletivamente como unidades magnetoestratigráficas (magnetozonas). A propriedade magnética mais útil no trabalho estratigráfico é a mudança na direção da magnetização remanescente das rochas, causada por inversões na polaridade do campo magnético da Terra. A direção da polaridade magnética remanescente registrada na sequência estratigráfica pode ser usada como base para a subdivisão da sequência em unidades caracterizadas por sua polaridade magnética. Essas unidades são chamadas de "unidades de polaridade magnetoestratigráfica" ou crons.

Polaridade cron

Um cron de polaridade, ou simplesmente cron, é o intervalo de tempo entre as inversões de polaridade do campo magnético da Terra. É chamado de "subcron de polaridade" quando o intervalo tem menos de 200 mil anos de duração, embora o termo tenha sido redefinido em 2020 para uma duração aproximada entre 10 mil a 100 mil anos e cron de polaridade para uma duração aproximada entre 100 mil anos e 1 milhão de anos. Outros termos usados são megacron para uma duração entre 108 e 109 anos, supercron para uma duração entre 107 e 108 anos e critocron para uma duração menor que 3×104 anos.

Nomenclatura de crons

A nomenclatura para a sucessão de intervalos de polaridade, especialmente quando as mudanças são de curta duração ou não universais (o campo magnético da Terra é complexo), é desafiadora, pois cada nova descoberta precisa ser inserida (ou, se não for validada, removida). As duas sequências padronizadas de anomalias magnéticas marinhas são a "sequência C" e a "sequência M" e abrangem desde o Jurássico Médio até hoje. Assim, a principal série de crons de polaridade C se estende para trás a partir do atual C1n, comumente denominado Brunhes, com a transição mais recente em C1r, comumente denominado Matuyama, em 0,773 Ma, que é a reversão de Brunhes–Matuyama. A sequência C (de Cenozóico) termina no Supercron Normal Cretáceo denominado C34n, que na calibração de idade ocorreu em 120.964 Ma e durou até Cron C33r em 83.650 Ma que definiu a era geológica santoniana. A série M é definida a partir de M0, com rótulo completo M0r, em 121.400 Ma, que é o início do Aptiano até M44n.2r que é anterior a 171.533 Ma no Aaleniano.

As subdivisões nas sequências também têm nomenclatura específica, então C8n.2n é o segundo subcrono de polaridade normal mais antigo, compreendendo o Cron C8n de polaridade normal, e o criptocrono mais jovem, o criptocrono Imperador, é denominado C1n-1. Certos termos na literatura, como M-1r, para descrever uma breve reversão postulada em cerca de 118 Ma são provisórios.

Procedimentos de amostragem

Amostras paleomagnéticas são coletadas em campo usando uma perfuratriz de núcleo de rocha ou como amostras manuais (pedaços quebrados da face da rocha). Para eliminar a média dos erros de amostragem, um mínimo de três amostras são retiradas de cada local. O espaçamento dos locais de amostragem dentro de uma seção estratigráfica depende da taxa de deposição e da idade da seção. Nas camadas sedimentares, as litologias preferidas são os lamitos, os argilitos e os siltitos de granulação muito fina, porque os grãos magnéticos são mais finos e têm maior probabilidade de se orientar com o campo ambiente durante a deposição.

Correlação e idades

Polaridade geomagnética no final do Cenozóico
  normal polarity (black)

Como a polaridade de um estrato só pode ser normal ou invertida, variações na taxa de acumulação do sedimento podem fazer com que a espessura de uma determinada zona de polaridade varie de uma área para outra. Isso apresenta o problema de como correlacionar zonas de polaridades semelhantes entre diferentes seções estratigráficas. Para evitar confusão, pelo menos uma idade isotópica precisa ser coletada de cada seção. Em sedimentos, isso geralmente é obtido de camadas de cinzas vulcânicas. Caso contrário, é possível vincular uma polaridade a um evento bioestratigráfico que foi correlacionado em outro lugar com idades isotópicas. Com o auxílio da idade ou idades isotópicas independentes, a coluna magnetoestratigráfica local é correlacionada com a Escala Global de Tempo de Polaridade Magnética (GMPTS).

Taxas de acumulação de sedimentos

Talvez a aplicação mais poderosa desses dados seja determinar a taxa de acúmulo de sedimentos. Isso é feito estimando a idade de cada reversão (em milhões de anos atrás) em relação ao nível estratigráfico em que a reversão é encontrada (em metros). Isso fornece a taxa em metros por milhão de anos, que geralmente é reescrita em termos de milímetros por ano (que é o mesmo que quilômetros por milhão de anos).

Esses dados também são usados para modelar taxas de subsidência de bacias. Conhecer a profundidade de uma rocha-fonte de hidrocarboneto abaixo dos estratos de preenchimento da bacia permite calcular a idade em que a rocha-fonte passou pela janela de geração e a migração de hidrocarbonetos começou. Como as idades das estruturas de captura transversais geralmente podem ser determinadas a partir de dados magnetoestratigráficos, uma comparação dessas idades ajudará os geólogos de reservatórios a determinar quais são os mais viáveis.

Magnetoestratigrafia de Siwalik

A sequência fluvial de Siwalik (~6000 m de espessura, ~20 a 0,5 Ma) representa um bom exemplo de aplicação da magnetoestratigrafia na resolução de confusões em registros baseados em fósseis continentais.

Ver também

Referências

  1. 1 2 Opdyke & Channell 1996, Chapter 5
  2. 1 2 3 Butler 1992, Chapter 9
  3. ↑ Ogg 2020, p160 notes potential ambiguity as 'Chron in the International Stratigraphic Guide designates a formal subdivision of a geologic stage'
  4. 1 2 Marshak, Stephen, 2009, Essentials of Geology, W. W. Norton & Company, 3rd ed. ISBN 978-0393196566
  5. 1 2 Ogg 2020, p161 Table 5.1
  6. ↑ Ogg 2020, p161
  7. ↑ Ogg 2020, Table 5.2 Named geomagnetic excursions and major polarity chrons of Quaternary, Table 5.3: C-sequence marine magnetic anomaly distances and age model
  8. 1 2 Ogg 2020, Table 5.4: M-sequence marine magnetic anomaly distances and age calibration
  9. ↑ Ogg 2020, p164
  10. ↑ Tauxe 1998, Chapter 3
  11. ↑ Reynolds 2002
  12. ↑ Dennell, R; Coard, R; Turner, A (2006). «The biostratigraphy and magnetic polarity zonation of the Pabbi Hills, northern Pakistan: an upper Siwalik (Pinjor stage) upper Pliocene–Lower Pleistocene fluvial sequence» (PDF). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 234 (2-4): 168-85. doi:10.1016/j.palaeo.2005.10.008

Bibliografia