Artigo do Professor Pedro. Geologia ou Ciência do Sistema Terra. CONFIRAM!

Pedro Wagner Gonçalves, Professor Doutor do Instituto de Geociências da Unicamp, formado pela USP em 1968, tem interesse nas áreas de Geologia e Teoria do conhecimento.

Geologia ou Ciência do Sistema Terra?

Gonçalves, P.W.

Departamento de Geociências Aplicadas ao Ensino

Programa de Pós-Graduação em Ensino e História de Ciências da Terra

Instituto de Geociências, Unicamp

Apresentação

Quando o pessoal do CAGEAC me pediu para escrever um texto sobre Geociências, lembrei que iniciamos algumas conversas sobre o caráter do conhecimento geológico. Lembrei, ainda, que alguns textos que lemos talvez não tenham sido bem aproveitados porque  as pessoas não conhecem os desafios científicos que se estavam diante dos geólogos na época em que foram escritos.

Em virtude disso, relato segundo uma visão muito particular os trabalhos do Grupo de Ensino de Geociências (professores e estudantes que deram origem ao Departamento de Geociências Aplicadas ao Ensino da Unicamp) com textos sobre Geologia como ciência e estudos e pesquisas de livros didáticos para Geociências.

Espero deixar claro que todas as vezes que não nos perguntarmos sobre o caráter do conhecimento geológico, estaremos adotando e divulgando uma perspectiva da ciência geológica. Esta implica mais (ou menos) possibilidades de trabalho e de uso do conhecimento geológico para enfrentar os desafios sócio-ambientais de nossa época.

Geologia ou Ciência do Sistema Terra?

Praticamente coetâneo de nossos primeiros estudos sobre livros didáticos de Ciências da Terra destinados ao ensino superior, foram os contatos com a literatura que trata da Geologia como ciência, ou seja, a ideia de valorizar o lado filosófico, metodológico e histórico do conhecimento científico acompanhou o cuidado para examinar e trabalhar com material didático.

Movidos por interesses acadêmicos, mas também políticos em torno do Ensino de Geociências (isso ocorreu na época dos dois primeiros Simpósios Nacionais de Ensino de Geologia, 1980 e 81) houve uma busca de referências que discutissem o caráter científico do conhecimento geológico (p.ex.: Albritton Jr. 1963, Potapova 2008, Kedrov 1968).

Como percebemos mais tarde, a década de 1960 foi especialmente frutífera para tal reflexão. Poderíamos alinhar muitas mudanças do fazer geologia daquela época, mas talvez seja mais fácil perceber as mudanças a partir de um quadro do presente.

Hoje interpretamos a Geologia sob o enfoque da Ciência do Sistema Terra, mas quais são os traços cruciais dessa abordagem ambiental? Sobre quais mudanças das práticas dos profissionais se assenta esse modo de ver a Terra? Dispomos de instrumentos que permitem “ver” a Terra inteira (dispositivos de sensores remotos geram e integram informação em múltiplas escalas, de regionais a globais), apoiados nesses instrumentos podemos ter um quadro das mudanças naturais, aquelas produzidas pelas atividades sócio-culturais e econômicas, bem como diversas inter-relações. Aplicamos a teoria de sistemas para tratar fenômenos terrestres, operamos com a ideia de que os processos naturais são complexos, difíceis de prever e, ao mesmo tempo, aplicamos diversos modelos matemáticos para prever o futuro curso de desenvolvimento do planeta. Explicamos parcela significativa da longa história da Terra apoiados em uma teoria integradora e global (tectônica de placas).

Todos esses instrumentos, tomados por nós quase como constatação da situação de hoje, não eram disponíveis aos geólogos da década de 1950. Seus estudos e pesquisas eram fundamentalmente regionais e limitados aos continentes. O sucesso de descobertas de jazidas minerais importantes encobria a dificuldade de tratar a Terra como um todo. Sérios problemas ambientais encontravam-se restritos aos países centrais (que passaram pela primeira e segunda revoluções industriais nos séculos XVIII e XIX). A teoria explicativa mais geral (teoria geossinclinal, oriunda de estudos norte-americanos e europeus da segunda metade do século XIX) explicava como grandes bacias sedimentares se transformavam em cordilheiras continentais (ver Gonçalves 1990).

Os principais fenômenos de formação da crosta terrestre continental, metamorfismo e formação de granitos e, de outro lado, erosão e formação de rochas sedimentares podiam ser explicados pelos estudos regionais apoiados na teoria geossinclinal. O ciclo das rochas e o conhecimento dos recursos minerais e energéticos gerados pelos processos geológicos garantiam o sucesso dessa teoria. Ao mesmo tempo, a descoberta de enormes jazidas minerais nas décadas de 1960 e 70 (p.ex., Carajás), apoiados no conhecimento geológico tradicional, encobria inúmeras dificuldades instrumentais (sobretudo teóricas e conceituais). Um exemplo paradoxal desses problemas era os limites da Prospecção Mineral (ver Teixeira e Beisiegel 2006).

Apesar disso, simultaneamente, um conjunto de descobertas iluminava insuficiências tanto do conhecimento da Terra, quanto de seu ensino.

O levantamento sobre a topografia do fundo oceânico, avanços da Geofísica (sísmica e magnetometria), descrição de bacias sedimentares alongadas que não se transformariam em cordilheiras – todos eles decorrentes de avanços militares ligados à Segunda Guerra Mundial – trouxeram desafios teóricos para os quais a teoria geossinclinal deixava de fornecer explicações satisfatórias.

Dentro desse contexto científico, a teoria da tectônica de placas adquiriu importância e foi apresentada como explicação integradora e global, capaz de dar conta da geologia dos continentes e do fundo oceânico, com potencial de inovar e influenciar todas as áreas específicas do conhecimento geológico. Ao longo do tempo, sobretudo a partir da década de 1980 quando tectônica de placas já possuía um aceite quase unânime, se interconectou ao conhecimento do manto, ou seja, a antiga Geologia continental e associada aos estudos da crosta terrestre perdeu lugar para a recuperação da Terra como entidade e unidade de estudo.

Do ponto de vista do ensino, a Geologia da década de 1950 e seus campos eram fortemente sistemáticos (ver a diferença entre ciência sistemática e sistêmica em Rojero 2000). A ênfase era vinculada ao conhecimento taxionômico seja nos domínios relativos aos seres vivos (sobretudo na Paleontologia mas com influência na Estratigrafia), seja no funcionamento mecânico do planeta (Reologia, Geologia Estrutural e Geotectônica) ou, ainda, no domínio da natureza da matéria (Mineralogia e Petrologia). O forte olhar classificatório conduzia a ideia de cada jazida mineral importante tinha um caráter único e fornecia poucos elementos que pudessem ser extrapolados como índices para novas descobertas – profissionais atuantes naquela época valorizavam o conhecimento de muitas jazidas minerais como ponto crucial para potencializar novas descobertas. Dessa forma, o ensino de certo modo criava obstáculos ao desenvolvimento do conhecimento e reduzia os recursos conceituais e teóricos para avançar os campos aplicados da Geologia (sobretudo a Prospecção Mineral).

Esses aspectos servem de pano de fundo para tratar de análises que fizemos de livros didáticos.

Adotamos a ideia de que livros didáticos destinados ao ensino superior são veículos importantes do conhecimento e desempenham papel central na formação de futuros profissionais. O ponto chave é que se tornam instrumentos de aculturação de teorias e formas de pensar. Ao nos debruçarmos sobre distintos livros didáticos de Geologia Introdutória tornaram-se claras diferentes Geologias, ou seja, a ciência geológica parecia adquirir distintas concepções, diferentes delimitações e utilizava modos distintos de organizar os argumentos.

Na época, início da década de 1980, apoiados em cerca de 50 títulos diferentes, todos voltados para Geologia Introdutória, pudemos identificar livros de distintas abrangências de conteúdo: Geologia Física (p.ex. Holmes e Holmes 1979), Geologia Ambiental (p.ex., Tank 1973), Geociências (p.ex., ESCP 1973) e Geologia Geral (p.ex. Melendez e Fuster 1973) – um quadro detalhado dessa análise encontra-se em Amaral (1981). Evidentemente alguns títulos expressavam combinações desses assuntos e se apresentavam como híbridos.

Livros de Geologia Física eram estruturados para explicar processos terrestres e seus produtos segundo uma ordenação estrutural: agentes externos e internos. Nos primeiros a energia solar é decisiva, inclui todas as dinâmicas erosivas e deposicionais; nos segundos, o calor interno da Terra é decisivo e engloba terremotos, vulcões, etc. Livros de Geologia Geral, em termos de abrangência, contém todos os tópicos e a organização comuns da Geologia Física, mas acrescentam o tratamento da história da Terra, usualmente na forma de Geologia Histórica (o que aconteceu em cada um dos diferentes períodos do tempo geológico).

Obras de Geociências apresentavam um tratamento que na década de 1960 era novo: examinava a Terra segundo suas esferas materiais (estruturais): crosta terrestre, manto e núcleo; mas acrescentavam assuntos que não eram tratados nos livros de Geologia Geral: hidrosfera, atmosfera e espaço estrelar.

A Geologia Ambiental também era um assunto novo da década de 1960. As formas de organização dos livros variavam muito entre si (apesar dos poucos títulos examinados), a novidade era estudar aspectos aplicados (erosão, perda de solo, contaminação, poluição, etc.) e havia uma organização dos tópicos, uma parte do livro tratava de atividades sociais e econômicas que degradavam o ambiente (p.ex., agricultura, poluição, explosão demográfica), outra parte, explicava fenômenos que afetavam negativamente as atividades humanas (p.ex., terremotos, vulcões). Naquele momento de nosso estudo, já chamava atenção que muitos tópicos de conteúdo tradicionais simplesmente não faziam parte do escopo dos livros de Geologia Ambiental.

O quadro aqui exposto embora seja esquemático, remete a algumas conclusões que tivemos na época: não havia um conteúdo universalmente aceito como aquele que precisava ser ensinado aos alunos de Geologia Introdutória. Independentemente da abrangência, a maioria dos títulos se caracterizava como compêndios que enfatizavam a terminologia e a fragmentação. Muitos autores optaram por construir uma espécie de glossário: o livro era claramente enciclopédico. A maioria das obras não mostrava o dinamismo e do desenvolvimento do conhecimento científico.

A análise conduziu a aceitar uma ideia geral e caricata: a existência de uma espécie de identidade entre livros tradicionais e ensino tradicional. Este assinalado por traços importantes: conteúdo fragmentado, não dialogado, separado dos problemas do cotidiano e da vida, ou seja, em tudo e por tudo distante do que autores como Paulo Freire defendiam.

Tornou-se claro que uma ciência sistemática e taxionômica é absolutamente coerente com a necessidade de domínio da terminologia, ou seja, os alunos deviam aprender a língua da Geologia antes de entender os fenômenos do planeta (Paschoale no Congresso Brasileiro de Geologia apresentou o trabalho Alice no país da Geologia... e o que ela encontrou lá chamando atenção para o ensino apoiado meramente na terminologia).

Apesar de haver um mainstream, alguns títulos de Geociências perseguiam outros conteúdos, menos classificatórios, mais próximos à valorização de raciocínios para identificar fontes de energia, fluxos de energia e matéria, dinâmicas bi-direcionais (dependentes das quantidades e fluxos de matéria e energia), alguns deles já usavam o nome sistema e teoria de sistema, outros, embora desenvolvessem o argumento sistêmico optaram por omitir esse termo.

Por outro lado, a literatura sobre Geologia como ciência aclarava uma série de aspectos subsumidos nas alternativas seguidas pelos livros didáticos, ou seja, os livros didáticos podiam ser associados a distintas concepções de objeto de estudo, método e alcance do conhecimento geológico.

No final da década de 1950, parcela dos geólogos estava profundamente envolvida em uma discussão eminentemente positivista em torno da pergunta: Geologia é, ou não, ciência?

Naquela época, as grandes referências de ciências naturais e experimentais eram a Física e a Química. Estas usavam largamente a linguagem matemática, adotavam raciocínios indutivos e dedutivos; rejeitavam procedimentos analógicos e comparativos. Nada era mais distante da Geologia que timidamente adotava alguns modelos matemáticos, largamente utilizava o pensamento analógico, comparativo e histórico.

O esforço de delimitar a Geologia entre as ciências naturais e experimentais implicava tentar comparar procedimentos geológicos com o método indutivo-analítico da Física (ver p.ex. Kitts 1977). Um congresso para discutir o caráter científico da Geologia foi realizado em 1960. Trouxe uma série de contribuições interessantes para nossa reflexão. Albritton Jr. (1963) reuniu em um volume essas contribuições e, para nós, chamou especialmente atenção o artigo de Georges G. Simpson.

Simpson (1963) utiliza sua experiência como paleontólogo para mostrar que Geologia era reunião de dois diferentes campos, o primeiro estudava fenômenos regulares e universais, imanentes, se aproximava dos métodos e procedimentos da Física. Mas o segundo campo era histórico, configuracional, estudava fatos singulares da história da Terra, portanto suas descobertas não eram generalizáveis. O exemplo do autor é especialmente esclarecedor: o Gran Canyon é um evento absolutamente singular na história da Terra, mas erosão e sedimentação são universais e seguem leis válidas em qualquer parte do universo.

Na época chamou nossa atenção a partição da Geologia. O texto conduzia a inferir que parte da ciência era experimental e pertencia aos cânones das ciências naturais, mas a outra parte (contigencial e histórica) era inerentemente limitada. De fato, não aceitamos com muita facilidade esse argumento porque conduzia à valorização dos aspectos específicos e contigentes (coerentes com um campo de conhecimento limitado ao domínio sistemático).

Explicado de outra maneira: encontramos o argumento que dava suporte teórico para os livros de Geologia Geral (e Geologia Física): processos e produtos podiam ser estudados sem considerar a história geológica, de outro lado, a sequência de fatos singulares tornava-se uma coleção de informações. De certo modo, o enciclopedismo de várias obras didáticas era coerente com essa concepção limitada de ciência geológica.

Um texto de poucas páginas, publicado em inglês em 1968, trouxe uma perspectiva radical para pensar abrangência, metodologia e alcance do conhecimento geológico. Potapova (2008), original em russo de 1963, caracterizava as bases teóricas da Ciência do Sistema Terra. Ao explicar os debates e a insuficiência de uma ciência geológica que considerava a crosta terrestre seu objeto de estudo, utilizando alguns conceitos do materialismo histórico (transformação e contradição), fez uma transposição para definir Geologia como ciência histórica da natureza, ou seja, o conhecimento geológico estudava o problema geral da história do planeta inteiro. A autora caracterizou o intercâmbio de conceitos e explicações de modo sistêmico entre Geologia e as demais ciências que estudam a Terra em suas partes e sobretudo definem as leis naturais válidas para os fenômenos do presente (Física, Química, etc.).

A descrição abrangente constituía a base conceitual da ciência geológica exposta em livros de Geociências: o estudo dos fluxos e balanços de energia e matéria responsáveis pelas transformações terrestres, a descrição e caracterização das esferas materiais da Terra e seu funcionamento no presente (sobretudo atmosfera e hidrosfera) para, depois, servir de fundamento para explicar a história do planeta inteiro (caracterizado pelas esferas rochosas, crosta, manto e núcleo e pelo contexto astronômico) ao se introduzir a escala do tempo geológico, completava o conceito denominado por Potapova (2008) processo histórico-geológico. O processo geológico indicava as tendências de desenvolvimento futuro do planeta e traziam informes que enriqueciam as ciências que estudavam o presente.

O pequeno texto não só fundamentava nosso esforço de conceber a Geologia como uma ciência integradora e global dos estudos da Terra – a nosso ver algo essencial em termos de delimitação de conteúdo para construir um ensino mais dialogado e fornecer ideias contextualizadas da ciência – como afagava nosso ego. Potapova (2008), de modo muito resumido, apresentava a História da Geologia e defendia que sua trajetória foi diferente de outras ciências naturais originadas a partir de estudos analíticos, os estudos da Terra começaram tratando de objetos sintéticos – em termos modernos, podemos interpretar que o conhecimento da Terra é intrinsecamente complexo e integrado e não pode ser reduzido a suas partes, embora haja muitos estudos específicos e analíticos em vários campos de conhecimento (Geofísica, Mineralogia, Paleontologia, etc.). Potapova (2008) concluía que a Geologia era a mais geral das ciências que estudam a Terra e admitia que cada campo particular poderia ter seus estudos mas havia necessidade de manter a institucionalização da Geologia – o texto não é especialmente claro quanto aos problemas científicos e institucionais da União Soviética daquela época, mas o argumento se dirige contra excessiva autonomia da Geofísica, Geoquímica, Paleontologia, etc., nos limites deste texto especulamos que lá houve um fenômeno observado, mais tarde no Brasil, na década de 1980: crescimento de especialização e institucionalização de áreas específicas do conhecimento geológico, p.ex. foram criados cursos de graduação em Geofísica, foram fundadas novas sociedades científicas que institucionalizaram essa especialização (Associação Brasileira de Estudos do Quaternário, Sociedade Brasileira de Geoquímica). Entretanto, o esquema metodológico de Potapova mostrava os grandes grupos de ciências geológicas, dedicadas a compreender o tempo (Estratigrafia), a estrutura (Geologia Estrutural, Geotectônica), a composição material (Mineralogia e Petrologia, Paleontologia).

A aproximação feita por Potapova (2008) revelava a potencialidade integradora de tratar a Terra e o ambiente, indicava que o caminho de avanço para o conhecimento geológico requeria integrar a teoria de sistemas – o que já era feito em alguns livros didáticos de Geociências.

Anguita (1996) observa que o livro de Keneth Hamblin, de 1975, claramente expõe a trilogia: tectônica de placas como paradigma, teoria de sistemas como metodologia, ciências da Terra como ideal.

Potapova (2008) permanece uma autora relativamente desconhecida apesar do caráter sintético de seu artigo. De fato, o que ocorreu foi o avanço do conhecimento geológico que rompeu com os limites da ciência meramente sistemática e voltada para crosta terrestre e recobrou a tradição de tratar o planeta de modo integrado, ou seja, o caminho da Geologia se aproximou das abordagens sistêmicas e da valorizou os campos aplicados do conhecimento (Mineração, Geologia de Engenharia e Ambiental, etc.).

Um autor que também não conheceu o trabalho de Potapova, repetiu parcela de seus argumentos. Frodeman (1995) argumentou que Geologia é uma ciência histórica e isso conduz à particularidade de métodos e argumentos. Claramente os raciocínios indutivo-analíticos são parte dos estudos geológicos mas são organizados e integrados pela abordagem temporal e histórica de desenvolvimento do planeta e de suas partes.

O que passou desapercebido nesse texto inaugural de Frodeman (1995), foi assinalado por Rudwick (1976): o uso da linguagem visual foi incorporado à Geologia quando se tornou ciência moderna e é indissoluvelmente ligada aos procedimentos metodológicos dessa ciência. A linguagem visual (o mapa geológico) é o modo sintético de construir e divulgar teorias, diferentemente do que ocorre na Física na qual a equação corresponde a esta síntese do conhecimento.

Esperamos ter aclarado que o termo Ciência do Sistema Terra é quase o nome fantasia da concepção de Geologia como ciência integradora para estudar a história do planeta. O caminho da Ciência do Sistema Terra abre as possibilidades de estudos ambientais seja para descobrir e caracterizar bens minerais, seja para planejar ou remediar diversos desafios ambientais (erosão, perda de solo, etc.).

Referências citadas

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