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11.1: Introdução - Geociências


Tempo Geológico

Figura 1. Há cerca de 1,2 bilhão de anos na rocha - essa é a Grande Inconformidade. Trilha de Clear Creek, Parque Nacional do Grand Canyon

Introdução

O tempo geológico é imenso. A Terra existe há aproximadamente 4,6 bilhões de anos e muitos processos geológicos ocorrem em escalas de tempo de milhões de anos. Visto que é incomum para uma pessoa viver mais de 100 anos, compreender a imensidão do tempo geológico é um desafio. Neste módulo, você aprenderá sobre como o tempo relativo pode ser determinado e sobre as técnicas que podem ser usadas para estimar as idades numéricas dos materiais terrestres. Você também aprenderá sobre as unidades que são usadas para medir o tempo geológico.

A quantidade de tempo gasto no entalhe da paisagem, na formação das rochas ou no movimento dos continentes é uma questão científica importante. Diferentes hipóteses sobre a idade da Terra podem essencialmente mudar nossa perspectiva do funcionamento dos eventos geológicos que moldaram a Terra. Se o tempo geológico for relativamente curto, eventos catastróficos seriam necessários para formar as características que vemos na superfície da Terra, enquanto uma vasta quantidade de tempo permite o ritmo lento e constante que podemos facilmente observar ao nosso redor hoje.

Os geólogos têm usado muitos métodos para reconstruir o tempo geológico e mapear os principais eventos da história da Terra, bem como sua duração. Os cientistas que estudam as rochas foram capazes de juntar as peças de uma progressão das rochas ao longo do tempo para construir a escala de tempo geológica abaixo. Essa escala de tempo foi construída alinhando-se em ordem as rochas que tinham características particulares, como tipos de rocha, indicadores ambientais ou fósseis. Os cientistas examinaram as pistas dentro das rochas e determinaram a idade dessas rochas em um sentido comparativo. Esse processo é chamado de datação relativa, que é o processo de determinar a idade comparativa de dois objetos ou eventos. Por exemplo, você é mais jovem que seus pais. Não importa sua idade ou a idade de seus pais, contanto que você possa estabelecer que um é mais velho que o outro. Com o passar do tempo, os cientistas descobriram e desenvolveram técnicas para datar certas rochas, bem como a própria Terra. Eles descobriram que a Terra tinha bilhões de anos (4,54 bilhões de anos) e colocaram uma estrutura de tempo na escala de tempo geológica. Esse processo é chamado de datação absoluta, que é o processo de determinar a quantidade exata de tempo decorrido desde que um objeto foi formado ou um evento ocorreu.

Figura 2. A escala de tempo geológico. “Ma” significa milhões de anos [atrás], enquanto “K Yr” significa milhares de anos [atrás].

Tanto a datação absoluta quanto a relativa têm vantagens e ainda são frequentemente utilizadas por geólogos. A datação de rochas usando datação relativa permite que um geólogo reconstrua uma série de eventos de maneira barata, geralmente muito rápida, e pode ser usada no campo em um afloramento rochoso. A datação relativa também pode ser usada em muitos tipos diferentes de rochas, onde a datação absoluta é restrita a certos minerais ou materiais. No entanto, a datação absoluta é o único método que permite aos cientistas determinar a idade exata de uma determinada rocha.

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Figura 3. Esses estratos dobrados e amassados ​​estão nos penhascos ao norte de Hartland Quay, Devon, Reino Unido. As rochas de Hartland Quay são os restos de uma cadeia de montanhas. Rochas sedimentares foram depositadas em um mar raso durante o período Carbonífero - cerca de 320 milhões de anos atrás. As camadas são sequências de xistos e argilitos que representam os restos de “avalanches” submarinas de sedimentos chamados turbiditos. Ao mesmo tempo que as areias e os argilitos eram depositados em Hartland, os carvões eram depositados nos pântanos, formando os campos de carvão do Sul do País de Gales. As placas tectônicas causaram a colisão de dois supercontinentes com Hartland Quay no meio. Devon estava na margem sul de um supercontinente chamado Laurásia, que colidiu com o supercontinente Pangéia - ao sul. Quando esses dois megacontinentes colidiram durante a Orogenia Variscana, as rochas em Hartland Quay foram dobradas e dobradas, produzindo as espetaculares dobras em forma de chevron expostas nos penhascos hoje. A superfície superior foi então erodida e plana. - Simon Jones

Figura 4. Imagem aproximada das camadas de sedimento em Hartland Quay da Figura 1.

Figura 5. Cânion de Santa Elen, Big Bend, Texas. De rochas de 500 milhões de anos em Persimmon Gap às dunas de areia sopradas pelo vento modernas em Boquillas Canyon, as formações geológicas em Big Bend demonstram estilos deposicionais incrivelmente diversos ao longo de um vasto intervalo de tempo.

Figura 6. Acasta Gneiss, Território do Noroeste, Canadá. Com 3,96 bilhões de anos, este gnaisse é uma das mais antigas rochas conhecidas da Terra. A Terra é 500 milhões de anos mais velha ainda, mas poucos registros dessa época primitiva sobreviveram à atividade geológica do nosso planeta.

Figura 7. A Terra é muito velha - 4,5 bilhões de anos ou mais, de acordo com estimativas recentes. A maioria das evidências de uma Terra antiga está contida nas rochas que formam a crosta terrestre. As próprias camadas de rocha - como páginas de uma longa e complicada história - registram os eventos que moldaram a superfície do passado e, enterrados nelas, estão vestígios de vida - as plantas e animais que evoluíram de estruturas orgânicas que existiram talvez 3 bilhões de anos atrás. Também contidos nas rochas, uma vez derretidas, estão elementos radioativos cujos isótopos fornecem à Terra um relógio atômico. Dentro dessas rochas, os isótopos "pais" decaem a uma taxa previsível para formar os isótopos "filhos". Ao determinar as quantidades relativas de isótopos pai e filho, a idade dessas rochas pode ser calculada. Assim, os resultados dos estudos das camadas rochosas (estratigrafia) e dos fósseis (paleontologia), juntamente com as idades de certas rochas medidas por relógios atômicos (geocronologia), atestam uma Terra muito antiga!

Objetivos do Módulo

Ao concluir este módulo, você será capaz de:

  1. Aplicar princípios geológicos básicos à determinação das idades relativas das rochas.
  2. Explique a diferença entre as técnicas de datação de idade relativa e absoluta.
  3. Resuma a história da escala de tempo geológica e as relações entre eras, eras, períodos e épocas.
  4. Compreenda a importância e o significado das inconformidades.
  5. Descreva as aplicações e limitações do uso de isótopos, anéis de árvores e dados magnéticos para datação geológica.

Visão Geral das Atividades

Consulte o Cronograma de Trabalho para as datas de disponibilidade e vencimento.

Certifique-se de ler as instruções para todas as atividades deste módulo antes de começar, para que você possa planejar seu tempo de acordo. Espera-se que você trabalhe neste curso durante a semana.

Teste do Módulo 9

10 pontos

O Questionário do Módulo 9 tem 10 questões de múltipla escolha e é baseado no conteúdo das leituras do Módulo 9 e na Tarefa 9.

O questionário vale um total de 10 pontos (1 ponto por questão). Você terá apenas 10 minutos para concluir o questionário e poderá respondê-lo apenas uma vez. Observação: não é tempo suficiente para procurar as respostas!

Certifique-se de compreender totalmente todos os conceitos apresentados e estudar para este questionário como se fosse ser supervisionado em uma sala de aula, ou provavelmente ficará sem tempo.

Acompanhe o tempo e certifique-se de verificar os resultados completos do questionário depois de enviá-lo para obter uma nota.

Suas dúvidas e preocupações ...

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11.1: Introdução - Geociências

* O seguinte é parte de um primeiro rascunho da segunda edição do Aprendizado de máquina refinado. O texto publicado (com material revisado) agora está disponível na Amazon, bem como em outros grandes varejistas de livros. Os instrutores podem solicitar uma cópia do exame à Cambridge University Press.

No Capítulo 10, vimos como alunos supervisionados e não supervisionados podem ser estendidos para realizar o aprendizado não linear por meio do uso de funções não lineares (ou transformações de recursos) que nós mesmos projetamos examinando os dados visualmente. Por exemplo, expressamos um modelo não linear geral para regressão e classificação de duas classes como uma soma ponderada de $ B $ funções não lineares de nossa entrada como

começar exto left ( mathbf, Theta right) = w_0 + f_1 left ( mathbfdireito)_ <1> + f_2 left ( mathbfdireito)_ <2> + cdots + f_B left ( mathbf right) w_B label fim

onde $ f_1 $ a $ f_B $ são funções não lineares parametrizadas ou não parametrizadas (ou recursos) dos dados, e $ w_0 $ a $ w_B $ (junto com quaisquer pesos adicionais internos às funções não lineares) são representados no conjunto de pesos $ Theta $.

Neste capítulo, detalhamos as ferramentas e princípios fundamentais de aprendizagem de recursos (ou engenharia automática de recursos) que nos permitem automatizar esta tarefa e aprender recursos próprios dos próprios dados, em vez de emph eles mesmos. Em particular, discutimos como escolher a forma das transformações não lineares $ f_1 $ a $ f_B $, o número $ B $ delas empregadas, bem como, como os parâmetros em $ Theta $ são ajustados, automaticamente e para qualquer conjunto de dados.


Assista o vídeo: Introdução Aula 1, parte 2 (Outubro 2021).