As Leis da Sedimentação

Havia muita coisa ainda por explicar; a população do mundo crescia, e os curiosos sobre as coisas da natureza continuavam a aparecer em toda parte fazendo experiências que pudessem demonstrar como tal fato acontecia.

A existência dos fósseis era um fato dos mais antigos do conhecimento humano como vimos anteriormente. Houve um homem que se interessou por um problema sutil a cerca dos fósseis, o qual ainda não tinha sido abordado: como um animal pode aparecer em relativo perfeito estado dentro do corpo sólido de uma rocha. Hoje é uma resposta corriqueira e óbvia como tantas outras. Entretanto temos que nos transportar ao panorama científico do século XVII.

A pergunta se apresentou ao cientista dinamarquês Niels Steensen ou Nicolau Steno^80,141(1638-1686), médico que se distinguiria em diversos outros campos do conhecimento. Estudou minerais e fundou as bases científicas da Cristalografia ao anunciar a lei da constância dos ângulos interfaciais de qualquer mineral, conhecida como Lei de Steno. Dos seus estudos, Steno verificou que o ângulo formado pelas linhas perpendiculares às faces dos cristais dos diversos minerais, são iguais e característicos da espécie mineral. A lei funciona para qualquer mineral independente da sua origem, tamanho, ocorrência se natural ou artificial. Na anatomia, é de Steno a descoberta dos dutos salivares da parótida que também levam o seu nome como reconhecimento (Dutos de Steno ou Stensen's duct), mas foi na Geologia que Steno descobriu uma das pedras angulares da Ciência. O problema a resolver era a resposta a ser dada para o mistério de como um animal fossilizado sólido poderia estar presente dentro de uma rocha também sólida.
Em 1667 após observações de que as estruturas fossilizadas (dentes de um tubarão) encontradas em sedimentos na Ilha de Malta formando colinas eram de natureza orgânica, conclui ele que era possível recapitular eventos da história passada da Terra, desde que fosse organizado o pensamento sobre elas. Os restos orgânicos deveriam ter sido enterrados em um lugar baixo onde a água podia ser concentrada e posteriormente levantada aos níveis mais altos. Essa mesma idéia foi também exposta por Robert Hooke^80,85 na mesma época, perante a Royal Society, creditando ele, aos tremores de terra, a presença dos fósseis a níveis mais altos que o mar atual. Mostrou Hooke que as partes altas da litosfera, são desgastadas pelas águas correntes que vão para as partes mais baixas, preenchendo-as e nivelando-as e são posteriormente levantadas pelos terremotos.

Em 1669, Steno publicou seus resultados em um trabalho intitulado De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus, onde fez a conclusão de que quando as partes de um ser orgânico são recobertas por sedimentos, é a parte orgânica que é dura, e só posteriormente se dá a consolidação dos sedimentos incluindo agora o fóssil. Sua observação dá a forma final das leis da sedimentação:

"os sedimentos vem com os fluidos e sedimentam camada por camada em posição horizontal,(Primeira Lei)
onde a camada de cima é sempre mais jovem que a de baixo" (Segunda Lei).

Os Mapeamentos

As leis da sedimentação, mesmo que representassem as bases da Geologia, não foram levadas na devida conta para serem aplicadas no trabalho dos mapeamentos. Steno havia descoberto uma lei geológica que não podia ser aplicada e quando foi posta a funcionar, o foi com distorção. Não havia técnica suficiente para que fosse obtido um instrumento intermediário para que ela fosse aplicada. Somente 146 anos mais tarde, precisamente em 1815, aqueles princípios seriam usados por outros cientistas, entre eles um de notável importância para a Geologia. Chamava-se ele William "Strata" Smith,¹¹⁵(1769-1839) engenheiro inglês que trabalhou na construção de canais que eram feitos para o transporte do carvão o combustível daquela época. O conhecimento da região onde trabalhava mostrou-lhe a semelhança entre os afloramentos das rochas e o seu conteúdo fossilífero, fato este que ele levou aos limites do aproveitamento da informação. Ele correlacionou os fósseis horizontalmente e junto com eles as rochas portadoras. Ele aproveitou o fato e colocou no papél, construindo em 1815, o primeiro mapa com o nome de Geologic Map of England and Wales with Part of Scotland.
Evidente por si mesmo que o mapa não era geológico, mas paleontológico. O mapa das rochas era secundário, era uma conseqüência. Ele tinha mapeado os fósseis como coisa principal e introduziu uma das idéias mais danosas que surgiram na arte do mapeamento geológico. Este método de "mapeamento" ainda continua a funcionar com todas as suas danosas conseqüências, especialmente para a indústria da pesquisa de petróleo.
William prolongou a idéia de Steno evidenciando o princípio da seqüência faunal: os fósseis também se arrumavam naturalmente dos mais velhos para os mais novos com os mais novos sempre em cima. Descobriu Smith que havia uma ordem no arranjamento espacial das rochas e temporal na sucessão dos fósseis. Evidente que as camadas de cima sendo as mais novas e se os fósseis nada mais são do que sedimentos de origem orgânica, os fósseis sedimentados com as camadas mais novas, eram também ser mais novos. Smith transferia a datação das rochas para a Paleontologia.
Tentava-se refinar a idéia da Estratigrafia e cometia-se um erro desastroso para alcançar o objetivo almejado: conseguir uma maneira ou um critério de mapear as rochas com objetivos históricos. Passava-se a combinar duas possibilidades inteiramente incompatíveis com a realidade

• Elegiam-se os fósseis como o relógio do tempo geológico sem que haja relação entre uma e outra coisa, e
• Tentou-se fazer os mapas necessários a compreensão da história e dos recursos econômicos da Terra, com o auxílio dos fósseis.

Realmente a idéia de Smith, não era totalmente nova. No século anterior Jean-Étienne Guettard (1715-1786) botânico e mineralogista francês, fora nomeado guardador da coleção de história natural do Duque d'Orleans e empenhou-se em mapear a região da França central, quando supôs que havia uma relação entre os vegetais na superfície e as rochas da subsuperfície sem que haja nisso qualquer realidade também. Evidente que os mapas feitos com tal critério não tiveram qualquer validade.
A tentativa de Guettard no século XVII e de Smith no século XIX, historicamente foram interessantes, mas não passaram de tentativas e não deram solução a qualquer problema histórico ou econômico sob o ponto de vista geológico, antes complicaram, e atrasaram a compreensão e o estudo da Terra. Esses critérios geram mapas errados tendo os melhores exemplos, todos os mapas feitos no Brasil atual.

A Fotossíntese

O material de que eram feitas as coisas da natureza, foi um tema filosófico durante muito tempo desde a antigüidade. Vimos que foi Tales de Mileto que, cerca de seiscentos anos antes de Cristo tentou dar uma resposta ao enigma. Meditando sobre as propriedades da água, dizia ele que ela formava todas as coisas que eram observadas inclusive a vida. Posteriormente, outros acrescentaram novas substâncias como a terra, o fogo, o ar etc. Em pleno século XVI, ou cerca de 2000 anos depois do sábio grego, Jan Baptist van Helmont^51,106 (1580-1644) um sábio belga, médico, fisiologista e químico, decidiu provar que de fato, a água era a matéria prima de todas as coisas. Grande experimentador que era, van Helmont montou a seguinte experiência: colocou uma planta em determinada quantidade de terra acrescentando apenas água durante o período de cinco anos, ao fim do qual pesou de novo tanto a terra como a planta. Verificou ele que a terra tinha perdido apenas uma pequena quantidade do seu peso original enquanto a árvore estava pesando mais de oitenta quilos. Ora, se a terra continuava a mesma enquanto a árvore estava com mais de 80k e ele só tinha acrescentado água ao recipiente, estava provado que era a água a responsável pelo crescimento da massa de que era feita o vegetal.
Ao tempo de van Helmont, a experiência deve ter merecido atenção dos seus colegas. É que naquele tempo, nada se conhecia sobre o fenômeno da fotosíntese. Van Helmont teve também o mérito de, em suas experiências, ter descoberto o gás carbônico, embora não o conhecesse por este nome. Em 1648 ele estudou os produtos da combustão e da fermentação, observando neles a presença do ar silvestre como batizou o gás carbônico, mas não fez qualquer relação entre os fenômenos por ele estudados, fazendo conclusões desconexas.

Foi Joseph Priestley⁹³ um dos gênios do seu tempo tão importante no campo da Química quanto Newton o foi na Físca. Foi um pesquisador de gases e descobriu entre outros, o gás carbônico. Chamou-o primeiro de "gás pesado" verificando também que ele se disolvia na água e que isso conferia um gosto diferente no líquido. Essa descoberta fê-lo membro da Academia Francesa de Ciências em 1772 e em 1773, pelo mesmo motivo, ganhou uma medalha da Royal Society. Em seguida descobriu o oxigênio aquecendo o óxido de mercúrio, chamando-o pelo nome de "ar desflogisticado" porque ele aumentava o vigor de uma chama. Logo depois ele verificou, que aquele mesmo gás era fabricado, também, pelo material verde das plantas. Falou das suas experiências em um encontro com o cientista francês Lavoisier e este batisou o gás com o nome de oxigênio. Lavoisier desmontaria em seguida toda a teoria do flogisto, explicando com clareza o fenômeno da combustão.
Vale a pena descrever a experiência de Priestley sobre as características do oxigênio. Na sua curiosidade científica ele fez a seguinte experiência ¹³⁴: Colocou uma chama sob uma campânula fechada e ficou a observá-la notando que, com o tempo, ela definhava até se apagar. Segundo ele, o ar que restava sob a campânula, não conseguia manter a chama acesa. Em seguida ele colocou uma planta dentro da campânula e ao fim de alguns dias notou que a chama poderia ser acesa novamente. Ele concluiu que a planta tinha produzido uma substância qualquer que tornava possível acender a chama de novo. Ele não sabia que gás era aquele, mas sabia que havia outros meios de consegui-lo (aquecendo óxido de mercúrio) como vimos anteriormente e chamou-o de ar desflogisticado.

Alguns anos depois, em 1779, Jan Ingenhousz¹³⁴, outro médico, nascido na Alemanha mas criado na Inglaterra, grande experimentador científico, trabalhando sobre os resultados obtidos por Priestley, escreveu um relatório Experiments Upon Vegetables, Discovering Their Great Power of Purifying the Common Air in Sun-shine, and of Injuring It in the Shade and at Night, apoiado em mais de 500 experiências mostrou que as plantas restauram para o ar um gás necessário à vida humana. Mostrou ainda que a luz é fundamental para que a restauração fosse conseguida; que só as partes verdes da planta são responsáveis pela fenômeno e finalmente, que as outras partes das plantas prejudicavam o ar devido à respiração mas que a restauração excedia o prejuízo.

Em 1782 outro cientista mostrou que o gás que sustentava a combustão só poderia ser produzido a custa de outro gás também presente na atmosfera, naquele tempo chamado de fixed air, ou gás carbônico. Em 1804 foram desenvolvidas experiências, mostrando que o ganho de peso no crescimento de uma planta, é igual a soma do carbono obtido do gás carbônico presente na experiência e da água obtida pelas raízes da planta em presença da luz. A fotossíntese podia ser enfim definida: transformação da energia radiante do sol em energia química latente nos tecidos orgânicos. Estava descoberto o mistério do crescimento das coisas orgânicas!
Até 1930, supunha-se que o Oxigênio era removido do gás carbônico e que o carbono se combinaria com a água para formar os carbohidratos, mecanismo incorreto como provou Cornelis van Niel¹³⁵ naquele ano. Ele dizia que o oxigênio era removido da água. Em 1940 os químicos submeteram a teoria à prova, realizando experiências com isótopos pesados do oxigênio para seguir com precisão as reações químicas do processo da fotosíntese: usaram-se plantas irrigadas com água normal, isto é (H²₁₆O) e outras irrigadas com água marcada com Oxigênio pesado₁₈O (H²₁₈O). As plantas que sintetizaram com água normal produziram Oxigênio normal ¹⁶O, enquanto as que sintetizaram com oxigênio pesado, produziram ¹⁸O.

A interpretação do fenômeno atualmente é crucial e pode ser resumido assim:

Há um aumento constante de Oxigênio na atmosfera tendendo ao infinito desde que ele provém da água e um decréscimo constante nas taxas de CO² da atmosfera que são transformados em energia sólida (posteriormente enterrados nas bacias de sedimentação onde se transformam em energia fluida), e por isso é tendente a zero. A desertificação da superfície da Terra é uma conseqüência natural em futuro ainda distante. Paulatinamente, inexoravelmente, gradualmente e irrecorrívelmente.

O interesse básico do conhecimento é feito para responder o problema transcendental da vida e da existência e o que devemos fazer para desfrutar a felicidade e o bem estar enquanto habitantes do planeta durante a nossa brevíssima passagem como indivíduos na superfície do mesmo.
De onde viemos e para onde vamos após a morte. Existe ou não a vida eterna? Fomos colocados na Terra por algum extraterrestre? Que fazemos na Terra? É ela um planeta especial dentro do sistema? Para conseguir as respostas dessas perguntas, a humanidade teve de adentrar ramos científicos diversos, os quais se estruturaram de tal modo que tivemos de inventar nomes para poder qualificá-los e organizá-los, daí surgindo os diversos nomes (Matemática, Física, Química etc) que conhecemos subdividindo a carga ou a massa de conhecimento conseguida até agora e que chamamos CIÊNCIA. Se marcamos grosseiramente o início da pesquisa para responder as perguntas transcendentais, recuaremos ao tempo Moisés de Platão e Aristóteles há séculos atrás, uns, como estudos puramente filosóficos e outros de natureza prática, sem que haja, de fato, uma separação entre as duas qualidades enunciadas.
Ao tempo dos estudos filosóficos, o método do trabalho era feito partindo do sentimento, da imaginação e da intuição para então submetê-lo à prova da verdade, método que viria a ser ressuscitado por Einstein¹ no princípio do século passado. Atualmente, a massa de conhecimentos obtida ao longo das pesquisas e seus resultados práticos é tal, que permite a inversão do método. É possível fazer-se conclusões a partir da simples observação, bastando para isso reorganizar as informações já obtidas. Em suma, não existem efeitos sem uma causa anterior, ou ainda, conhecendo os efeitos determina-se também as origens que deram lugar ao fenômeno. É uma das pilastras onde se sutém a Geologia brilhantemente enunciada por Hutton (1726-1797) e Playfair (1748-1819) no século XVIII
Ao assim proceder, verifica-se que, no campo científico (se assim forem chamados os diversos campos onde trabalha o pensamento humano), há necessidade de algumas simplificações as quais deverão ser feitas em nome da economia, tanto de recursos como de inteligências, que, com rigor, estão sendo desperdiçadas em campos só aparentemente científicos, isto é, sem finalidade econômica imediata. Esta declaração desemboca em uma discussão: existem ou não as ciências puras? Podemos fazer ciência sem conotação econômica? Evidentemente não. Qualquer pesquisa que se faça, com qualquer finalidade, envolve gasto de recursos e de energia que têm de ser repostos ao fim da pesquisa. Alguém paga o projeto e o desenvolvimento do mesmo. Há que ter por isso uma finalidade ao fim, ou quando se obtém a resposta ou o resultado. Podemos então responder à segunda pergunta de modo peremptório: não há ciência sem conotação econômica e esta resposta também responde a primeira pergunta. Não existe ciência pura! Ciência cuja relação custo/benefício seja fração imprópria, não é ciência. É desperdício, algo incompreensível em qualquer sociedade moderna e para qualquer grau de inteligência, mesmo as mais modestas.
Para conseguir tudo o que temos até agora em matéria de conforto, saúde, lazer, tivemos de percorrer um longo caminho, ao longo do qual, muitos foram sacrificados. Toda a humanidade se beneficiou com aqueles sacrifícios e temos por isso de reconhecê-los. Os exemplos são válidos: Bernard Palissi (1510-1589) morreu na prisão porque não renegou sua fé e ousou ensinar que os fósseis eram restos orgânicos; Giordano Bruno foi queimado vivo, porque dizia que o dilúvio de Noé não existiu e que a Terra girava e não era o centro do universo, que o espaço era infinito e que a quintessência era um exagero de Aristóteles; Galileu morreu na prisão domiciliar a que foi condenado por dizer que Copérnico estava certo e Newton foi ridicularizado por acionar uma força invisível que estava fora do conhecimento dos seus contemporâneos. O reconhecimento de que seus estudos beneficiavam a coletividade e levavam a melhor compreensão dos fatos, obrigou outros estudiosos a refiná-los pela admissão de outras idéias, a invenção de novos aparelhos e realização de novas experiências. Assim surgiu o telescópio com lentes de qualidade cada vez melhor aumentando seu alcance e a possibilidade de observar cada vez mais longe. Ao telescópio corresponde-se o microscópio dando possibilidade de verificar detalhes que não eram percebidos a vista desarmada. Ampliou-se o mundo para além da possibilidade da escala humana. Podia-se observar desde o muito pequeno até o muito grande e o muito longe. Com a invenção da imprensa passou-se a escrever e publicar o resultado daquelas pesquisas. Surgiram os motores, primeiro de combustão externa (máquinas a vapor) e posteriormente os motores de ciclo Otto e Diesel, as grandes guerras, suas armas e novos inventos. À multiplicação das necessidades, apareciam novos aparelhos e acabamos por criar uma parafernália de instrumentos e invenções que geraram conforto, mas também confusão, especialmente dentro do campo científico. Atualmente compreende-se o computador como um gerente final das coisas domésticas e públicas onde tem perfeita aplicação, estendendo essa possibilidade a campos onde ele não funciona quando aparece a confusão. Os mais radicais afirmam que o computador não é um meio a usar-se, mas um fim em si mesmo. No campo da Geologia, costuma-se dar crédito a mapas feitos por computador, coisa absolutamente falaciosa.
Para o estudo da Geologia como matéria abrangente do globo, sua origem e seus recursos para sustentação da vida em níveis cada dia melhor para seus habitantes, foram decisivos o invento do telescópio, do microscópio, da imprensa, dos sensores em escala reduzida, dos motores a combustão interna das sondas e da construção de poços de petróleo, mais todos os subsídios vindos dos diversos ramos da ciência. Com esse material pode-se verificar que há necessidade de modificações nas idéias gerais com substancial economia de meios para resultados mais interessantes sob o ponto de vista econômico.

O Papél da Energia

Do estudo dos diversos períodos que marcaram ao longo do tempo a saga da humanidade percebe-se com clareza, que tudo o que se fez até chegar ao ponto que chegamos, especialmente a velocidade com que se deram os acontecimentos, tudo, foi uma conseqüência do uso da energia em voga em cada momento histórico. A conclusão que temos atualmente da observação desses mesmos fatos é crucial: nada, absolutamente nada, se faz sem Energia. Tudo o que existe no sistema solar (e por extensão de raciocínio no Universo todo) são apenas formas diferentes da mesma Energia.
Na superfície da Terra há diversas formas de energia, que foram aproveitadas dependendo da evolução que ela sofreu.
Ao princípio foi apenas a força muscular dos homens. Posteriormente usamos a força muscular dos animais. Melhorou muito quando aproveitamos os ventos e pudemos nos movimentar a maiores distâncias ao longo das costas continentais. Passamos a usar o carvão e os motores de combustão externa (máquinas a vapor). em seguida apareceram os motores de combustão interna e o combustível agora é o petróleo. Tudo ficou mais fácil e mais rápido e é impossível voltar no tempo. Não há volta do ponto onde nos encontramos. Apenas os chamados "ambientalistas", desconhecedores da Geologia, pensam o contrário.

Abrangência da Geologia

Um dos equívocos é a distinção que fazemos ao longo do discurso sobre Geologia, diz respeito ao significado do verbete e da abrangência do estudo geológico que fazemos. A partir da confusão criada pelo número de ciências geológicas existentes, a Geologia dispersou-se em uma miríade de sub-ciências que não têm possibilidade de resolver qualquer assunto. Houve em seguida uma distinção sobre o próprio trabalho do geólogo no campo que terminou por conformar uma atuação profissional inteiramente destituída de fundamento, dificultando o ensino e desmoralizando-o completamente. Chama-se Geólogo ao profissional que vai ao campo mapear rochas da litosfera, a partir do que, surgem raciocínios que deságuam em economia. Sem saber mapear rochas e sua ordem temporal, não há Geologia nem resultados econômicos, os mapas são apenas papéis coloridos onde são enterradas fortunas irrecuperáveis. Por raciocínio conseqüente, todas as ações, especialmente as políticas desenvolvimentistas, tem de ser amparadas em um mapa corretamente construído e nas possibilidades econômicas dele decorrentes. Com mapas errados, os problemas sócio/econômicos ficam insolúveis.
Por ser uma profissão cujo desempenho é feito no campo, há necessidade de homens que tenham intimidade com as coisas da natureza, o que limita o número de pessoas habilitadas para tal mister, mas, atualmente, com os meios de transporte, estradas e comunicações de primeira classe, é também um trabalho fascinante e agradável, exercido com conforto e facilidade. Não há necessidade de carregar sacos de amostras destinadas aos laboratórios de petrografia e paleontologia; as bases dos mapas são pre-fabricados pelo sensoreamento e os meios e o raciocínio para interpretação, depois de adquiridos são facilmente aplicáveis.
Observemos o que deve ser aprendido em um curso de Geologia, destacando a característica da dispensa das ciências exatas como a Matemática, Física, Química, Desenho etc, e o relativo pouco tempo para ser ensinada toda a matéria necessária a um bom mapeador.
O que se demonstra na prática é que para ser um bom químico, físico, matemático ou astrônomo é, sem se tornar um geólogo profissional, obter uma boa e firme base geológica.

Leia a seguir "O Sistema Planetário".

a Edição. Pg.14. 1989.

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