Geossistemas e Evolução da Terra

Objetivo: têm sido propostos diferentes regimes/modelos tectónicos para a Terra primitiva e média, alguns bastante diferentes do regime moderno, sugerindo uma evolução secular da tectónica de placas. Os membros deste tema recorrem a observações à macro e microescala de estruturas tectónicas, rochas ígneas, metamórficas e sedimentares detríticas e análises geoquímicas in-situ de minerais para desvendar processos geodinâmicos que afectam a sua formação ou origem. Para atingir estes objectivos, é necessária uma abordagem multidisciplinar, recorrendo a estudos petrográficos e sedimentológicos clássicos, mas também a análises geoquímicas in-situ, experiências petrológicas, estatística multivariada e cristalografia. Este tema é apoiado principalmente por um ERC-StG (FINGER-PT, GAP-101117053).

Objetivo: contribuir para o conhecimento da paleogeografia e evolução geodinâmica dos diferentes paleocontinentes, criando novos dados e reforçando ou corrigindo os esquemas existentes, de forma a melhorar a precisão dos mapas paleogeográficos e condicionar a posição e configuração de determinados paleocontinentes em diferentes momentos. Esta questão será também abordada através da correlação estratigráfica de sucessões contemporâneas em diferentes regiões e de eventos climáticos extremos do Paleozoico, nomeadamente o evento de aquecimento global BODA (Ordovícico), a grande glaciação Hirnantiana (Ordovícico) e as adaptações e modificações de floras na transição Carbónico-Pérmico, devido a condições quentes e secas e ao aumento dos níveis de oxigénio. Este tema contribui decisivamente para a compreensão das consequências bióticas das alterações climáticas no passado da Terra, nomeadamente no Paleozoico. A distribuição paleogeográfica dos invertebrados e plantas marinhas é fortemente controlada pela temperatura, latitude, geografia e, no caso específico do final do Paleozoico, pela concentração de oxigénio. O Ordovícico Superior representa um momento crítico na história da Terra, precedendo a segunda maior extinção conhecida no Fanerozoico. Assim, o estudo do Ordovícico tardio é fundamental para compreender melhor como eventos críticos como o Evento BODA e a glaciação do final do Ordovícico, que precedeu a segunda maior extinção conhecida na história da Terra, afectaram as biotas e como estas reagiram.
A análise polínica permite a observação regional da evolução da vegetação. A análise de não-Pólen-Palinomorfos contribui para uma caraterização local das condições ambientais, permitindo ainda uma relação com comportamentos antrópicos (pastoris ou agrícolas). Estes tipos de proxies permitem compreender o impacto dos eventos climáticos do Quaternário, o comportamento humano e o crescente impacto antrópico na paisagem, bem como o comportamento da fauna quaternária.

Objetivo: contribuir para estabelecer os fenómenos e eventos orogénicos que moldaram a crosta continental ao longo do tempo, utilizando uma abordagem multidisciplinar a várias escalas. Inclui também processos petrogenéticos que conduziram a eventos de formação de minérios, geralmente ligados a processos orogénicos ou tectónicos. Os membros que contribuem para este tema recorrem a uma vasta gama de técnicas e métodos, incluindo a cartografia geológica e estrutural, a petrologia, a geoquímica e a geocronologia. Um tema está relacionado com a utilização de sistemas isotópicos radiogénicos (Sm-Nd, Rb-Sr, Lu-Hf) para investigar a evolução das fontes magmáticas em diferentes terranos. Isto contribui para condicionar a evolução geodinâmica de diferentes terranos. Outros membros aplicam diferentes petrocronómetros que registam diferentes condições P-T-t na evolução de cinturas montanhosas para determinar os tempos de eventos e processos metamórficos, hidrotermais ou magmáticos. Estes incluem a génese de depósitos de minério.

Os principais alvos dos projectos actuais são as orogenias Pan-Africana/Cadomiana, Varisca e Alpina.

Objetivo: caracterização dos paleoambientes e paleoclimas, de modo a condicionar as alterações e determinar os seus efeitos sobre as biotas e as adaptações de grupos particulares às novas condições. Estes objectivos serão alcançados através do estudo de novos conjuntos fósseis e da revisão taxonómica de outros, integrados com a análise sedimentológica e geoquímica. O foco principal da equipa são as alterações nas comunidades bióticas tipicamente associadas a eventos climáticos extremos do Paleozoico, nomeadamente o evento de aquecimento global BODA (Ordovícico), a grande glaciação Hirnantiana (Ordovícico) e as adaptações e modificações das floras na transição Carbonífero-Permiano, devido a condições quentes e secas e ao aumento dos níveis de oxigénio.
Este tema contribui decisivamente para a compreensão das consequências bióticas das alterações climáticas no passado da Terra, nomeadamente no Paleozoico. A distribuição paleogeográfica dos invertebrados e plantas marinhas é fortemente controlada pela temperatura, latitude, geografia e, no caso específico do final do Paleozoico, pela concentração de oxigénio. O Ordovícico Superior representa um momento crítico na história da Terra, precedendo a segunda maior extinção conhecida no Fanerozoico. Assim, o estudo do Ordovícico tardio é fundamental para compreender melhor como eventos críticos como o Evento BODA e a glaciação do final do Ordovícico, que precedeu a segunda maior extinção conhecida na história da Terra, afectaram as biotas e como estas reagiram.
A análise polínica permite a observação regional da evolução da vegetação. A análise de não-Pólen-Palinomorfos contribui para uma caraterização local das condições ambientais, permitindo ainda uma relação com comportamentos antrópicos (pastoris ou agrícolas). Estes tipos de proxies permitem compreender o impacto dos eventos climáticos do Quaternário, o comportamento humano e o crescente impacto antrópico na paisagem, bem como o comportamento da fauna quaternária.

Objetivo: contribuir para a caraterização de bacias sedimentares, quer em termos de análise de proveniência, quer de contextos tectónicos deposicionais ou de ambientes deposicionais em mudança. Isto será abordado através de observação e medições no terreno, cartografia geológica, amostragem, análises sedimentológicas, caraterização geoquímica de minerais pesados e estudos paleontológicos. Adicionalmente, alguns membros aplicam a caraterização multiescala de heterogeneidades geológicas em bacias sedimentares, desde a escala de poros até à escala sísmica, com recurso à conceção de modelos geológicos (ex., conceptuais, 3D, geocelulares, etc.).
Um dos temas de investigação é o estudo do Neoproterozoico tardio-Paleozoico da Zona Central Ibérica. Através de cartografia geológica, litoestratigrafia e bioestratigrafia, a equipa contribui para um conhecimento mais profundo da geodinâmica do maciço ibérico e, em particular, da evolução dos terranos peri-Gondwânicos durante o Ordovícico e os grandes ciclos Cadomiano e Varisco. Outro tema é o desenvolvimento de ferramentas petrogeoquímicas aplicadas aos minerais pesados que podem ser utilizadas para melhorar as análises de proveniência. Isto permite uma melhor caraterização das rochas de origem e uma melhor compreensão da dinâmica fonte-dreno. Outras contribuições relevantes incluem sistemas de classificação de rochas, com base em processos sin- e pós-deposicionais, bioestratinómicos e fósseis-diagenéticos.

Objetivos: melhorar os actuais conhecimentos sobre a biodiversidade e os ecossistemas do passado da Terra e sobre os processos de integração da informação biológica no registo geológico, a fim de revelar novas informações filogenéticas, evolutivas, icnológicas e ecológicas sobre organismos do passado e a relação dos seus fósseis com as rochas sedimentares subjacentes. Isto será abordado através de estudos paleontológicos clássicos de conjuntos de fósseis, desde a baixa taxonomia (descrição de novas espécies) até à alta taxonomia (sistemática e análise filogenética), e através da análise de fósseis excepcionais, especialmente icnofósseis, que revelam novos comportamentos para grupos específicos. Os principais focos da equipa são a sistemática e a paleoecologia de trilobites, amonites, dinossauros e outros vertebrados e plantas. No que diz respeito à linha de investigação das trilobites, a atualização do conhecimento sistemático do grupo é crucial para a revisão do Trilobite Treatise. A equipa está agora a cobrir as ocorrências ibéricas desde o Câmbrico até ao Devónico. Por outro lado, o sucesso evolutivo do grupo ao longo do Paleozoico justifica o interesse nas estratégias de defesa adoptadas pelas trilobites, comportamentos comuns nos artrópodes marinhos actuais como o gregarismo, a reprodução sincronizada e a ecdise em abrigos, ou as migrações em linha de conga, tiveram origem no Paleozoico, há mais de 400 Ma, neste grupo. Relativamente aos dinossáurios, o abundante registo fóssil português, torna o estudo deste grupo importante para a compreensão das faunas do Mesozoico, especialmente os numerosos sítios com registo paleoicnológico, que nos permite ter novos e importantes dados sobre o comportamento social destes animais, bem como compreender melhor os contextos sedimentares onde as suas pegadas estão preservadas.

Objetivo: estudar as alterações nas comunidades bióticas durante os fenómenos de extinção, em particular as variações na diversidade e os padrões de efeitos nos diferentes grupos, bem como nas comunidades sobreviventes, como forma de obter informações sobre as suas causas.
Por exemplo, os fenómenos climáticos extremos implicam uma enorme perda de espécies de organismos num curto período de tempo, o que leva ao desenvolvimento e adaptação de novas formas de vida e grupos biológicos. Durante o Fanerozoico ocorreram cinco destes grandes eventos de extinção, e um dos objectivos deste tema é assistir a essas crises climáticas. Este objetivo é abordado através do estudo de novos conjuntos fossilíferos e da revisão taxonómica de outros, provenientes de regiões estratégicas, e centrando-se em grupos ecologicamente mais informativos.
Um tema relevante é o estudo da Extinção em Massa do Ordovícico Tardio, a 2ª maior extinção. As assembleias fósseis de invertebrados marinhos da peri-Gondwana são fundamentais devido à sua posição estratégica, perto do desenvolvimento máximo da glaciação Hirnantiana, que tem sido largamente relacionada com a extinção. São necessários mais trabalhos para compreender a extensão desta glaciação e o seu impacto nos diferentes grupos biológicos. Outro grande foco é o colapso da floresta tropical do Carbónico, o menor evento de extinção marinha e terrestre, que ocorreu no final do período, causado por alterações climáticas. Por fim, o grupo também se dedica a eventos climáticos severos durante o Quaternário. Embora impulsionados por factores naturais, estes eventos tiveram um impacto profundo na dinâmica da paisagem e da vegetação, exigindo o desenvolvimento de comportamentos adaptativos por parte das comunidades humanas. Um dos tópicos de investigação é compreender como é que as glaciações do Pleistocénico condicionaram a evolução dos humanos e da fauna durante este período, em particular a dos Neandertais. Além disso, desde o Holocénico médio e tardio, sobretudo a partir da Idade do Bronze, as actividades humanas tornaram-se um importante motor de alteração da paisagem, criando também, a longo prazo, desafios importantes como a degradação dos solos. A informação disponível mostra que as actuais alterações ambientais são a consequência de uma evolução a longo prazo das relações homem-natureza que só pode ser compreendida através de uma abordagem histórica profunda, utilizando ferramentas técnicas e abordagens teóricas das ciências paleoambientais, como a palinologia.