Vander Calmon Tosta Luiz Fernando Duboc Universidade Federal do Espírito Santo Centro Universitário Norte do Espírito Santo ORIGEM E EVOLUÇÃO DA VIDA AULA 1: ORIGEM E EVOLUÇÃO DO PLANETA TERRA Vander Calmon Tosta Luiz Fernando Duboc

1 – Como surgiu o Universo ? “ Na mão tomou um compasso dourado, da fábrica eterna de Deus, para circunscrever O Universo, e todas as coisas criadas: Uma ponta passou, e a outra girou À volta da vasta escuridão profunda, E disse: eis a tua extensão, os teus limites, Seja esta a tua Circunferência, Ó mundo.” John Milton, Paraíso Perdido, Livro VII John Milton descreveu e William Blake desenhou, a formação do Universo por um único movimento rápido do compasso de Deus. Aquarela de William Blake de 1794

Existem duas linhas de respostas para essa tão intrigante questão: Responder essa questão de forma que agrade a todos, ou pelo menos a grande maioria, está, sem dúvida alguma, entre os maiores desafios que alguém ou qualquer instituição possa encontrar. A origem do Universo é uma das grandes interrogações do homem, e está entre aquelas que mais geram polêmica e desentendimentos. Existem duas linhas de respostas para essa tão intrigante questão: 1)Explicações de cunho mítico/ religioso e; 2)Explicações de cunho científico/filosófico. A esquerda o papa Urbano VIII sob o seu papado o cientista Galilleu Galilei (a direita) foi condenado a morte na fogueira por heresia, uma vez que Galileu não se retratou perante o tribunal de inquisição. Galileu morreu confirmando sua teoria hoje comprovada de que o sol e não a terra era o centro do Universo.

1.1 – A Explicação religiosa para o surgimento do Universo Os diversos povos, de diversas etnias, ao longo do mundo criaram explicações baseadas nas suas tradições místicas e religiosas para a origem do Universo. Na cosmogonia chinesa, por exemplo, a origem de todas as coisas é atribuída a Pan Gu (entidade mítica), que produziu as duas forças ou princípios universais do “yin” e “yang”. O “yin” e “yang” são duas forças complementares ou os dois princípios contrários que se harmonizam e abrangem todos os aspectos e fenômenos da vida. Conforme acreditam os chineses, com a combinação desses dois princípios contrários foram formados os quatro emblemas e os oito trigramas e, por fim, todos os elementos que compõem o Universo. Na tradição cristã, o mundo foi criado por um Deus Onipresente, Onisciente e Onipotente, que determinou sob sua própria vontade quando e como surgiriam todas as coisas. De acordo com o Livro de Gênesis, todas as coisas (planetas, cometas, plantas, animais e o primeiro casal, Adão e Eva) foram feitos por Ele em seis dias. E, conforme acreditam a maioria dos cristãos, Deus ainda interfere rotineiramente na sua obra criada.

1.2 – A Explicação científica para o surgimento do Universo Imagem do nascimento de estrelas a 12 bilhões de anos luz da Terra semelhante ao “Big Bang”

O segundo grupo de teorias apresenta a origem do mundo baseando-se em opiniões filosóficas e estudos científicos. A mais famosa delas é a “teoria do Big Bang” (que significa “grande explosão”), que foi proposta em meados do século XX. Na década de 1920, os russos Alexander Alexandrovich Friedmann (1888-1925) e Abbé Georges Lemaître (1894-1966) apresentaram uma primeira versão sobre a “teoria do Big Bang”. Um pouco depois, na década de 1940, um grupo de pesquisadores chefiado pelo americano George Anthony Gamow (1904-1968) apresentou uma versão modificada dessa teoria e que está em uso até os dias de hoje. Segundo George Gamow, o universo expandiu-se rapidamente a partir de um estado inicial de alta compressão, o que teve como resultado uma significativa redução de densidade e temperatura. Logo depois, a matéria passou a predominar sobre a antimatéria. Depois de alguns segundos, com a possível presença de alguns tipos de partículas elementares, o universo teria se resfriado o suficiente para surgirem núcleos de gases, tais como: hélio, lítio e hidrogênio. Após isso, formaram-se os primeiros átomos. E, em seguida, houve o preenchimento do universo através de sua expansão. Tudo isso, desde os primeiros estágios iniciais do surgimento do Universo, passando pela formação de galáxias e sistemas planetários até chegar aos dias atuais, transcorreu em um período de aproximadamente 15 bilhões de anos.

2 – Como surgiu o Planteta Terra ? Para responder esta pergunta podemos nos remeter a dois caminhos assim como na resposta de como surgiu o Universo. No entanto, daqui em diante vamos tomar o caminho da ciência, sempre respeitando a opinião religiosa de cada um. Vale lembrar que em um Curso de Ciências Biológicas nos cabe apresentar a versão científica dos fatos. A TERRA, nosso planeta azulzinho, visto da Lua (Foto da NASA).

Para falar de como a terra foi formada temos que falar do nosso sistema solar. O Sistema Solar é constituído pelo Sol e pelo conjunto dos corpos celestes que se encontram no seu campo gravítico, e que compreende os planetas, e uma miríade de outros objetos de menor dimensão entre os quais se contam os planetas anões e os corpos menores do Sistema Solar (asteróides, e cometas). Ainda não se sabe, ao certo, como o sistema solar foi formado. Existem várias teorias, mas apenas uma é atualmente aceita. Trata-se da Teoria Nebular ou Hipótese Nebular. O Sol começou a brilhar quando o núcleo atingiu 10 milhões de graus Celsius, temperatura suficiente para iniciar reações de fusão nuclear. A radiação acabou por gerar um vento solar muito forte, conhecido como "onda de choque", que espalhou o gás e poeira restantes das redondezas da estrela recém-nascida para os planetas que se acabaram de formar a partir de enormes colisões entre os protoplanetas.

A Terra é um planeta do Sistema Solar, sendo o terceiro em ordem de afastamento do Sol e o quinto em diâmetro. É o maior dos quatro planetas rochosos . Entre os planetas do sistema solar, a Terra tem condições únicas: mantém grandes quantidades de água em estado líquido, tem placas tectônicas e um forte campo magnético. A atmosfera interage com os sistemas vivos. A ciência moderna coloca a Terra como único corpo planetário conhecido que possui vida da forma a qual conhecemos.

Golfo do México visto do espaço - NASA A área total da Terra é de aproximadamente 510 milhões de km², dos quais 149 milhões são de terras firmes e 361 milhões são de água. Golfo do México visto do espaço - NASA O planeta teria se formado pela agregação de poeira cósmica em rotação, aquecendo-se depois, por meio de violentas reações químicas. O aumento da massa agregada e da gravidade catalisou impactos de corpos maiores. Essa mesma força gravitacional possibilitou a retenção de gases constituindo uma atmosfera primitiva.

O envoltório atmosférico primordial atuou como isolante térmico, criando o ambiente na qual se processou a fusão dos materiais terrestres. Os elementos mais densos e pesados, como o ferro e o níquel, migraram para o interior; os mais leves localizaram-se nas proximidades da superfície. Dessa forma, constituiu-se a estrutura interna do planeta, com a distinção entre o núcleo, manto e crosta (litosfera).

Serra da Mantiqueira (Passa Quatro/MG) A partir do resfriamento superficial do magma, consolidaram-se as primeiras rochas, chamadas magmáticas ou ígneas, dando origem a estrutura geológica denominado escudos cristalinos ou maciços antigos. Formou-se, assim, a litosfera ou crosta terrestre. A liberação de gases decorrente da volatização da matéria sólida devido a altas temperaturas e também, posteriormente, devido ao resfriamento, originou a atmosfera, responsável pela ocorrência das primeiras chuvas e pela formação de lagos e mares nas áreas rebaixadas. Assim, iniciou-se o processo de intemperismo (decomposição das rochas) responsável pela formação dos solos e conseqüente início da erosão e da sedimentação. Serra da Mantiqueira (Passa Quatro/MG) A serra tem uma formação geológica datada da era arqueozóica que compreende um maciço rochoso que possui grande área de terras altas, entre mil e quase três mil metros de altitude, ao longo das divisas dos estados de Minas Gerais, São Paulo e Rio de Janeiro. Note as formas arredondadas dos topos devido a anos de erosão

3 – Como o planeta terra se modificou desde sua formação aos dias atuais? 3.1 – Tectônica de Placas Tectônica de Placas (do grego τεκτονικός relativo à construção) é uma teoria da geologia que descreve os movimentos de grande escala que ocorrem na litosfera terrestre. Na teoria da tectônica de placas a parte mais exterior da Terra está composta de duas camadas: a litosfera, que inclui a crusta e a zona solidificada na parte mais externa do manto, e a astenosfera, que inclui a parte mais interior e viscosa do manto. Numa escala temporal de milhões de anos, o manto parece comportar-se como um líquido super-aquecido e extremamente viscoso, mas em resposta a forças repentinas, como os terremotos, comporta-se como um sólido rígido. A litosfera encontra-se fragmentada em várias placas tectônicas e estas deslocam-se sobre a astenosfera.

As placas tectônicas da Terra foram cartografadas na segunda metade do século XX

A teoria da Tectônica de Placas surgiu a partir da observação de dois fenômenos geológicos distintos: a deriva continental, identificada no início do século XX por Alfred Wegener, e a expansão dos fundos oceânicos, detectada pela primeira vez na década de 1960. A teoria propriamente dita foi desenvolvida no final dos anos 60 e desde então tem sido universalmente aceite pelos cientistas, tendo revolucionado as Ciências da Terra (comparável no seu alcance com o desenvolvimento da tabela periódica na Química, a descoberta do código genético na Biologia ou à mecânica quântica na Física). Através da teoria da Tectônica de placas podemos explicar como e porque é formado uma montanha, porque ocorrem terremotos, o vulcanismo, entre vários outros eventos geológicos. Como parte da teoria da tectônica de placas, para as Ciências Biológicas, a teoria da deriva continental que explica como ocorreu as modificações geológicas da terra com o passar dos anos é de fundamental importância.

3.2 – Deriva Continental A deriva continental foi uma das muitas ideias sobre tectónica propostas no final do século XIX e princípios do século XX. Esta teoria foi substituída pela tectónica de placas e os seus conceitos e dados igualmente incorporados nesta Em 1915, Alfred Wegener , foi o primeiro a produzir argumentos sérios sobre esta idéia, na primeira edição de The origin of continents and oceans. Nesta obra ele salientava que a costa oriental da América do Sul e a costa ocidental de África pareciam ter estado unidas antes. No entanto, Wegener não foi o primeiro a fazer esta sugestão (precederam-no Francis Bacon, Benjamin Franklin e Antonio Snider-Pellegrini), mas sim o primeiro a reunir significativas evidências fosseis, paleo-topográficas e climatológicas que sustentavam esta simples observação. Porém, as suas ideias não foram levadas a sério por muitos geólogos, que realçavam o facto de não existir um mecanismo que parecesse ser capaz de causar a deriva continental. Mais concretamente, eles não entendiam como poderiam as rochas continentais cortar através das rochas mais densas da crusta oceânica. Na década de 60 os estudos dos fundos dos oceanos bem resumidos na Teoria da Expansão dos Fundos Oceânicos vieram a comprovar as idéias de Wegener.

Pangea o supercontinente que existiu até 200 milhões de anos atrás Hoje as datações geológicas recentes dividem a Pangea em três épocas distintas: 4 bilhões de anos – Supercontinente de Vaalbara 2,5 bilhões de anos – Supercontinente de Kenorland 1,7 bilhões de anos – Supercontinente de Columbia

3.2.2 – Gondwana e Laurásia A 200 milhões de anos atrás o supercontinente da Pangea foi dividido em duas grandes massas de terras no primeiro movimento de deriva, originando dois supercontinentes, um ao norte e outro ao sul. O supercontinente do norte Laurásia incluía os continentes que hoje constituem Hemisfério Norte, incluindo a América do Norte, Europa e Ásia do Norte. O supercontinente do sul Gondwana incluía a maior parte das zonas de terra firme que hoje constituem os continentes do Hemisfério Sul, incluindo a Antártida, América do Sul, África, Madagáscar, Seychelles, Índia, Austrália, Nova Guiné, Nova Zelândia, e Nova Caledónia

Fauna e Flora típica de Gondwana, hoje encontrada em diferentes partes que constituíram o continente. Estes seres tiveram origem anterior a separação das massas terrestres que formavam Gondwana sendo uma prova viva de que houve a junção de tais massas.

Posicionamento das massas terrestres durante o Jurássico

Posicionamento das massas terrestres durante o Cretáceo

Posicionamento das massas terrestres atual

3.3 – Escala Geológica Escala de tempo geológico representa a linha do tempo desde o presente até a formação da Terra, dividida em éons, eras, períodos, épocas e idades, que se baseiam nos grandes eventos geológicos da história do planeta. Embora devesse servir de marco cronológico absoluto à Geologia, não há concordância entre cientistas quanto aos nomes e limites de suas divisões. A versão aqui apresentada baseia-se na edição de 2004 do Quadro Estratigráfico Internacional da Comissão Internacional sobre Estratigrafia da União Internacional de Ciências Geológicas.