Geologia - Rochas, minerais e fósseis

Geologia - Rochas, minerais e fósseis

(Parte 4 de 4)

A dureza poderia ser definida como a capacidade de um mineral de resistir à abrasão de outros materiais. Em geral, o grau de dureza é bastante alto em minerais com estruturas internas compactas, nas quais os átomos se encontram o mais próximos possível uns dos outros e onde os elos em forma de andaime entre os átomos são muito fortes.

O diamante, a mais dura das substâncias naturais, é uma forma de carbono que tem tanto uma estrutura interna muito compacta quanto elos muito fortes entre os cristais. A grafita – uma outra forma (alotrópica) de carbono, quimicamente idêntica ao diamante – é mais mole e fraca que o diamante porque seus átomos estão dispostos em camadas que podem ser deslocadas umas das outras com relativa facilidade.

A dureza de um mineral não é necessariamente a mesma em todas as direções. A bela gema azul de cianita, por exemplo, tem dureza 4 quando riscada no sentido da superfície dos cristais, mas uma dureza 7 quando riscada na transversal.

Escala de Mohs

Infelizmente, medir a dureza dos minerais não é a melhor forma de defini-los, embora o método seja útil para descrevê-los. A Escala de Mohs é apenas um meio grosseiro e instantâneo de comparação entre minerais, não uma medição cientificamente precisa. Mas, apesar das limitações, a Escala de Mohs continua sendo perfeitamente adequada e o método mais comum para uso geral.

A ESCALA DE MOHS – A escala de dureza proposta e desenvolvida pelo cientista alemão Friedrich Mohs (1773-1839) vai de 1 a 10. Os minerais de número superior arranham qualquer mineral de número inferior – quanto mais alto o número, mais duro o mineral.

1

Talco – o mais mole dos minerais, pode ser arranhado por todos os outros e também com a unha

1-2

Covelita, grafita, ouro-pigmento, realgar

2

Gipsita – pode ser arranhada com a unha, mas com certa dificuldade. Outros minerais de dureza semelhante são: antimonita, enxofre, giz

2-2,5

Argentita, autunita, bismuto, clorita, cinábrio, torbernita, ulexita. A unha humana atinge 2,5

2,5-3

Biotita, bournonita, calcosita, crocoíta, galena, lepidolita, moscovita, ouro, pirargirita, prata, proustita, serpentina

3

Calcita – pode ser arranhada por uma moeda de borda afiada. Outros minerais de dureza semelhante são: anglesita, bornita, enargita

3-3,5

Adamita, antimonita, baritina, celestina, cerusita, descloizita, milerita, motramita

3,5-4

Aragonita, arsênico, calcopirita, cobre, cuprita, dolomita, esfalerita, estilbita, estrengita, estroncianita, mimetita, piromorfita, pirrotita, rodocrosita, tetraedrita, vavelita, wurtzita

4

Fluorita – pode ser facilmente arranhada com a lâmina de uma faca. Outros minerais de dureza semelhante são: libetinita, malaquita, manganita

4-4,5

Apofilita, colemanita, scheelita, volastonita

4,5-5

Cabazita, platina, siderita, variscita

5

Apatita – pode ser arranhada com dificuldade por uma ponta de aço. Outros minerais de dureza semelhante: dioptásio, hemimorfita, pectólita

5-5,5

Analcita, datolita, goetita, lápis-lazúli, monazita, titanita, turquesa, volframita

5,5-6

Arsenopirita, cobaltita, escapolita, hornblenda, ilmenita, lazulita, leucita, lolingita, natrolita, opala, sodalita, tremolita, uraninita, vilemita

6

Feldspato – arranha o vidro com facilidade. Outros minerais de dureza semelhante são: diopsídio, ortoclásio, rodonita, skutterudita

6-6,5

Albita, benitoíta, magnetita, marcassita, nefrita, pirita, pirolusita, prenita, tantalita

7

Quartzo – pode arranhar muitas substâncias com facilidade. Outros minerais de dureza semelhante são: cassiterita, clinozoisita, epídoto

7-7,5

Almandina, danburita, estaurolita, turmalina

7,5-8

Berilo, fenacita

8

Topázio – arranha o quartzo facilmente

8-8,5

Crisoberilo, espinélio, topázio

9

Coríndon – arranha facilmente o quartzo e o topázio

10

Diamante – a mais dura substância natural

Clivagem

A clivagem é a tendência que têm os minerais de se partir em certas direções. A facilidade da clivagem varia muito de mineral a mineral. Utilizamos quatro graus de clivagem: perfeita, distinta, indistinta, inexistente. A direção da clivagem é sempre paralela à face cristalina possível ou existente. Entre os minerais que têm clivagem perfeita estão a barita, a calcita, a clorita, o diamante, a galena, a hemimorfita, a rodonita e o topázio.

Fratura e ruptura

A clivagem é diferente da fratura. A clivagem só acontece ao longo das linhas da estrutura cristalina, mas a fratura pode ocorrer no sentido transversal. Outro efeito, chamado ruptura, ocorre quando os planos da estrutura não são paralelos. Neste caso, a estrutura do mineral afetado é frágil e se parte de modo desigual em direções diferentes. Muitos minerais têm fratura e clivagem, mas alguns só têm a fratura.

Usamos quatro graus de fratura para descrever os minerais: irregular, desigual, concóide (semelhante a uma concha) e lascado ou denteado (com superfícies recortadas, irregulares).

Nunca se deve esquecer que, a exemplo do que ocorre com a dureza, até certo ponto a clivagem é melhor para descrever os minerais do que para defini-los em termos estritamente científicos.

Formações de sílica geotermais

O magnetismo é uma força que tanto pode atrair para perto quanto afastar para longe certas substâncias. Há vários minerais magnéticos e um dos mais comuns é a magnetita. Conhecida também como pedra-ímã, a magnetita ocorre em rochas ígneas e metamórficas no mundo todo.

Pólos magnéticos

Uma das propriedades mais importantes dos materiais magnéticos é a formação de dois pólos. Um é chamado “pólo norte”, o outro “pólo sul”. Pólos iguais (norte e norte; sul e sul) forçam o afastamento mútuo, ao passo que pólos opostos atraem-se. Se você pegar dois pedaços de rocha naturalmente magnética, como a magnetita (óxido de ferro), elas se atraem ou se repelem, dependendo das extremidades que forem postas juntas. A regra é: pólos iguais repelem; pólos diferentes atraem.

Essa regra continua valendo independentemente de como você divida a substância magnética. Se, por exemplo, você partir um magneto em dois pedaços, terá não um magneto quebrado e sim dois magnetos, cada qual com um pólo norte e um pólo sul próprios. Se em seguida você partir os dois, terá quatro magnetos e assim sucessivamente.

Kakadu – Austrália

A radioatividade natural dos minerais

Alguns elementos químicos que compõem os minerais e as gemas nem sempre são estáveis, e podem partir-se espontaneamente nas partículas atômicas constituintes. Quando isso ocorre, são emitidas várias formas de radiação. Esse fenômeno importante foi descoberto recentemente.

Radioatividade

Um dos fatos mais importantes para se ter em mente, em relação à radioatividade natural, é que ela não é influenciada por mudanças químicas ou por quaisquer mudanças normais no ambiente do material na qual ocorre. A radioatividade é muito diferente de qualquer reação que se possa obter por aquecimento, por exemplo, ou por qualquer outra forma de reação química.

A radioatividade pode ser definida como desintegração espontânea de certos núcleos atômicos. (O núcleo é a parte central do átomo, a que contém a maior parte de sua massa.) Sempre que ocorre radioatividade, ela é acompanhada pela emissão de partículas alfa (núcleos de hélio), partículas beta (elétrons) ou radiação gama (ondas eletromagnéticas curtas).

Minerais radioativos são os que contém elementos químicos instáveis ou variedades raras e instáveis de certos elementos que ocorrem mais comumente em forma estável. Esses minerais decompõem-se naturalmente e, quando isso acontece, liberam enormes quantidades de energia em forma de radiação. A taxa de decomposição natural varia de elemento para elemento e o tempo que leva para que metade dos átomos de qualquer elemento radioativo se desintegre é conhecido como sua meia-vida. O processo de desintegração prossegue e não se encerra após uma meia vida. Depois de transcorridas duas meias-vidas, restará ¼ do elemento original; depois de três períodos, restará 1/8; depois de quatro períodos, 1/16, e assim por diante.

Isótopos

Os núcleos atômicos de um determinado elemento nem sempre têm a mesma composição. Essas variantes do mesmo elemento básico são conhecidas como radioisótopos ou isótopos, simplesmente. Embora as variantes tenham o mesmo número de prótons da forma básica do elemento, têm um número diferente de nêutrons.

Tudo isso é extremamente útil para os geólogos porque, uma vez que a duração da meia-vida de um elemento tenha sido descoberta, é muito simples calcular a idade das rochas circundantes pelo grau de decomposição encontrado nos elementos radioativos que contêm.

Cajamarca – Peru

Gemas animais

Algumas das mais belas e valiosas preciosidades da Terra não são originárias de rochas, mas de organismos vivos, tanto vegetais como animais. As descritas a seguir são algumas das mais conhecidas.

Âmbar

O âmbar é uma resina viscosa, castanha ou amarelada, liberada (“secretada”) pelas coníferas e depois fossilizada. Pode conter coisas como insetos, folhas, etc., que ficam presas na sua resina pegajosa antes que ela se solidifique. Entre as inúmeras coisas já encontradas dentro de fragmentos de âmbar estão bolhas de ar, folhas, pinhas, pedaços de madeira, insetos, aranhas e até rãs e sapos. As bolhas de ar empanam o brilho do âmbar; sendo em geral removidas através de tratamento térmico. Ao contrário, muitos dos corpos estranhos mencionados aumentam de modo considerável o valor da peça, especialmente se dentro dela estiver uma espécie rara ou extinta.

O melhor e mais valioso âmbar é transparente, e fragmentos extremamente polidos são usados para fazer amuletos e contas. Quando friccionado, o âmbar dá origem à eletricidade estática.

Os principais depósitos de âmbar no mundo são encontrados no litoral norte da Alemanha: o âmbar pode ser levado pelas águas, do leito do mar Báltico até as praias da Grã-Bretanha. Eis outros lugares em que o âmbar é encontrado: Myanma (ex-Birmânia), Canadá, República Tcheca, República Dominicana, França, Itália e Estados Unidos.

Âmbar

Coral

As mais grandiosas estruturas criadas por seres vivos não são de autoria do homem, mas sim de organismos minúsculos que se unem, formando os recifes de coral.

O coral é constituído por esqueletos de animais marinhos chamados pólipos de coral, pertencentes à classe zoológica anthozoa. Estes pólipos têm corpos ocos e cilíndricos, e, embora algumas vezes vivam sozinhos, são com maior freqüência encontrados em grandes colônias, onde se desenvolvem, um em cima do outro, acabando por constituir grandiosas formações geográficas, como os recifes de coral e atóis. Esses esqueletos são formados de carbonato de cálcio (rocha calcária), que com o passar dos anos se torna maciço.

O coral pode existir apenas em águas com temperatura acima de 22°C – embora a maior parte deles seja encontrada em águas tropicais, há alguns nas regiões mais quentes do mar Mediterrâneo. Pode ser azul, rosa, vermelho ou branco. O coral vermelho é o mais valioso, e há milhares de anos é usado em jóias.

Recife de Coral

Marfim

O marfim é uma espécie de dentina que forma as presas de grandes animais selvagens – especialmente dos elefantes, mas também de hipopótamos e javalis. Os mamíferos marinhos como o cachalote, o narval, o leão-marinho e a morsa também são capturados por causa dele. O marfim tem cor branca cremosa, é um material raro e bonito, e, embora seja muito utilizado em decoração desde o começo da humanidade – uma peça de presa de mamute entalhada, encontrada na França, tem mais de 30 000 anos -, houve nos últimos 50 anos uma mudança radical de atitude em relação ao esse tipo de exploração dos animais para o benefício e prazer do homem. Muitos que antes teriam cobiçado peças de marfim agora são estimulados a usar alguns de seus muitos substitutos, como o marfim vegetal, osso, chifre e jaspe. No entanto, apesar da conscientização cada vez mais generalizada a respeito do problema, e da legislação internacional que protege os animais sob ameaça de extinção, os elefantes continuam a ser caçados em muitas regiões da África e da Índia por caçadores clandestinos de marfim, e ainda correm perigo de extinção.

Pérola

As pérolas são formadas por ostras e mexilhões de água doce como um tipo de proteção contra parasitas ou grãos de areia que penetram em suas conchas, causando irritação.

Ao se iniciar o processo de irritação, uma camada de tecido – “manto” – entre a concha e o corpo do molusco secreta camadas de carbonato de cálcio.

Essas secreções – que de início têm o nome de nácar ou madrepérola – circundam o corpo estranho invasor, e vão construindo sobre ele uma casca que endurece com o passar dos anos: esse processo protege o molusco contra o intruso, fornecendo ao homem uma das suas mais preciosas riquezas, a belíssima pérola.

As pérolas podem ser redondas ou irregulares, e são brancas ou negras. As pérolas naturais são originárias do golfo Pérsico, do golfo de Manaar, que separa a Índia do Sri Lanka e do mar Vermelho. As pérolas de água doce são encontradas nos rios da Áustria, França, Alemanha, EUA (Mississipi), Irlanda e Grã-Bretanha (Escócia).

As pérolas cultivadas – isto é, pérolas cuja produção é artificialmente induzida pela inserção deliberada de uma pequena conta que incita a ostra a criar uma pérola – são produzidas principalmente no Japão, onde as águas rasas do litoral propiciam condições ideais para isso.

Azeviche

O azeviche é uma variedade de carvão, e como tal foi formado há milhões de anos, originário da madeira imersa em água estagnada e depois comprimida e fossilizada por camadas posteriores do mesmo material e de outros, que se acumularam por cima dele.

Sabe-se que o homem extrai o azeviche desde 1400 a.C., e durante a ocupação da Grã-Bretanha os romanos davam-lhe tanto valor que muitos carregamentos desse material eram freqüentemente enviados para Roma.

A beleza do azeviche é acentuada pelo polimento, e por causa de sua cor negra era muito procurado no século XIX para fazer adornos usados em ocasiões de luto. Como o âmbar, o azeviche gera eletricidade estática quando friccionado.

Fósseis

O que são fósseis?

Fósseis são restos preservados de plantas ou animais mortos que existiram em eras geológicas passadas. Em geral apenas as partes rígidas dos organismos se fossilizam – principalmente ossos, dentes, conchas e madeiras. Mas às vezes um organismo inteiro é preservado, o que pode ocorrer quando as criaturas ficam presas em resina de âmbar; ou então quando são enterradas em turfeiras, depósitos salinos, piche natural ou gelo. Entre as muitas descobertas fascinantes feitas em regiões árticas extremamente geladas como o norte canadense e a Sibéria, na Rússia, temos os restos perfeitamente preservados de mamutes e rinocerontes lanudos.

Essas descobertas são excepcionais e, quando ocorrem, chegam às manchetes do mundo inteiro.

A maioria dos fósseis transforma-se em pedra, um processo que leva o nome de petrificação.

De modo geral existem três tipos de fossilização. O primeiro é chamado de permineralização. Isso acontece quando líquidos que contém sílica ou calcita sobem à superfície e substituem os componentes orgânicos originais da criatura ou planta que ali morreu. O processo leva o nome de substituição ou mineralização. Em quase todo o mundo existem ouriços-do-mar silicificados em depósitos de greda; eles constituem um dos principais fósseis que você deve procurar em suas excursões.

Quando o organismo fossilizado contém tecidos moles – carne e músculos, por exemplo -, o hidrogênio e o oxigênio que compunham essa estrutura em vida são liberados, deixando para trás apenas o carbono. Este forma uma película negra na rocha que delineia o contorno do organismo original. Esse contorno chama-se molde, e os moldes de organismos muito delgados, como folhas, por exemplo, são chamados de impressões. Quando pegadas, rastros ou fezes fossilizadas (coprólitos) são assim prensados e preservados chamam-se vestígios fósseis.

As melhores condições para a fossilização surgiram durante sedimentações rápidas, principalmente em regiões onde o leito do mar é profundo o bastante para não ser perturbado pelo movimento da água que há por cima.

Em termos gerais, todo fóssil deve ter a mesma idade do estrato de rocha onde se encontra ou, pelo menos, deve ser mais jovem que a camada diretamente abaixo e mais velho que a camada diretamente acima dele. Existe, porém, um pequeno número de exceções, quando o estrato provém de alguma rocha mais velha e se depositou numa rocha mais nova através de processos de sedimentação ou metamorfose.

Portanto, quando o cientista sabe a idade da rocha é capaz de calcular a idade do fóssil. Talvez o resultado mais espetacular disso tenha ocorrido no século XIX, quando cientistas britânicos descobriram os restos de misteriosas criaturas que, de acordo com os estratos circundantes, teriam forçosamente existido há pelo menos 65 milhões de anos. Esses animais de

aspecto tenebroso – que até então eram completamente desconhecidos do ser humano – foram batizados de “dinossauros”, palavra de origem grega que significa “lagartos terríveis”.

 

          Fóssil não identificado

                                      Peixe

Remoção de fósseis

Em geral os fósseis existentes em rochas são frágeis, farelentos, e passam facilmente despercebidos se você não ficar constantemente de olho neles.

A remoção pode ser longa e trabalhosa, principalmente quando o fóssil é frágil e a rocha na qual se encontra (matriz) é muito dura. Às vezes o fóssil só pode ser separado da matriz com a ajuda de substâncias químicas, como por exemplo quando se usa ácido acético para dissolver o calcário em volta de um espécime silicificado.

Você também terá dificuldade se os fósseis estiverem quebrados, com fragmentos espalhados por todo o sítio. Ainda que seja possível reconstruí-los, será uma tarefa árdua, muito semelhante a montar um quebra-cabeça tridimensionao e – o que é pior – que talvez não esteja nem completo!

Fósseis humanos

Já tivemos muitas descobertas emocionantes de restos humanos fossilizados. A partir desses fósseis os cientistas foram capazes de aprender um bocado a respeito do homem primitivo. A primeira dessas descobertas foi feita em 1856, no vale Neander, próximo a Düsseldorf, Alemanha, quando alguns operários descobriram restos humanos fossilizados de cerca de 120 000 anos. O homem de Neandertal, como ficou conhecido, era de baixa estatura e testa curta, porém seu cérebro tinha um tamanho mais ou menos igual ao do homem moderno. Em 1868, em Cromagnon, França, foram descobertos os restos mais antigos do homem moderno. Esses hominídeos viveram há cerca de 35 000 anos e eram mais altos e mais delicados que o homem de Neandertal.

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