Baixe livro de geologia e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Agronômica, somente na Docsity! ELEMENTOS DE GEOLOGIA CLARISMAR DE OLIVEIRA CAMPOS ELEMENTOS DE GEOLOGIA CLARISMAR DE OLIVEIRA CAMPOS Engo. Agro. Dr. Professor concursado PETROLINA, PE JULHO, 2009 temperatura, idade etc. Sabe-se que a vida de uma estrela é muito longa, bilhões de anos, e o grande número delas faz com que seja possível verificar a existência de muitas delas em diferentes fases de evolução estelar, desde a sua formação até o seu desaparecimento ou a sua transformação em outro objeto diferente no Universo. Quando perguntamos como foi criado o Universo, uma das respostas mais comum é que foi criado por Deus, ora isso é o óbvio do óbvio, o ser estudioso necessita de um embasamento científico, de leitura, para colocar em prática o seu lado crítico criador, para responder a essa pergunta, para tanto, nesta apostila, tanto na parte escrita, como nas sugestões de leitura, o discente poderá criar o seu embasamento para responder e esta questão e outras muito interessantes. Para os cientistas realizarem a reconstituição da história da Terra, eles se baseiam nos estudos das rochas e dos fósseis. O estudo dos fósseis, isto é, dos restos ou vestígios de seres orgânicos - vegetais ou animais - que deixaram suas marcas nas rochas sedimentares da crosta terrestre, permite aos estudiosos saber também sobre o passado da Terra, para tanto os especialistas criaram uma terminologia apropriada. A paleontologia. Uma das grandes preocupações da humanidade é saber a idade da Terra, esse tema tem acompanhado os cientistas por muitos séculos e a primeira tentativa, foi baseada nas observações contidas na paleontologia, entretanto, ficava muito empírico visto não possuir uma base científica consistente, apesar de ser aceita pelo mundo científico. Com o avanço da ciência, com o conhecimento sobre a radioatividade, tornou-se possível a determinação do tempo que leva para dar- se a transmutação de um elemento em outro, o que se dá pela mudança do número atômico, com perda de elétrons, mais partículas do próprio núcleo do átomo e energia, sob a forma de radiações, com esses avanços científicos, os cientistas podem, hoje, fazer a datação dos principais eventos da Terra. O conhecimento das principais características do Sol, Lua e da Terra, são importantes para o desvendamento sobre a evolução da vida e das transformações por que passou e passa o nosso planeta. A meteorologia é uma ferramenta importante para melhor entendermos o nosso planeta, ensina quais aparelhos utilizamos e como tomar os dados, saber conviver com as adversidades é muito importante, principalmente no nosso semi- árido, onde impera a indústria da seca. O autor SUMÁRIO ASSUNTOS PÁGINA Apresentação 5 CAPITULO I Noções de geologia, teorias sobre o universo, gênese da terra, paleontologia, processos de datação, astros, movimentos da terra e meteorologia. 7-31 CAPITULO II Estrutura da terra; processos endógenos e exógenos; tectônica de placas e deriva continental; terremotos / ondas sísmicas; vulcões; magma e vulcanismo; produtos vulcânicos; vulcanismo e seus efeitos no meio ambiente; vulcanismo e seus benefícios; formação das montanhas. 32-57 CAPITULO III Minerais e rochas; estrutura cristalina; principais minerais; argilominerais; importância do conhecimento; rochas ígneas ou magmáticas; rochas sedimentares; rochas metamórficas 58-69 CAPITULO IV Solo, fatores de formação do solo, perfil do solo, cassificação brasieira de solos, frações do solo, atividades das partículas do solo, textura do solo, estrutura do solo, cálculos analíticos interpretações. 70-79 CAPITULO V Excursão, uma prática pedagógica na aprendizagem 80-86 CAPITULO I NOÇÕES DE GEOLOGIA, TEORIAS SOBRE O UNIVERSO, GÊNESE DA TERRA, PALEONTOLOGIA, PROCESSOS DE DATAÇÃO, ASTROS, MOVIMENTOS DA TERRA E METEOROLOGIA. APRESENTAÇÃO Da mesma forma que podemos dividir a nossa vida em etapas, infância, juventude, maturidade e velhice; a existência da Terra também pode ser dividida em vários momentos. Quanto a formação da Terra a teoria mais aceita hoje, é chamada de acreação, que com o acumulo destas partículas de diversos tamanhos, formaram planetésimos, protoplanetas e planetas. A Terra primitiva era muito quente, devido a liberação de energia cinética durante seu crescimento, decadência de elementos radioativos em seu interior. O derretimento parcial do interior da Terra permitiu que o ferro e o níquel mais densos ficassem no centro, formando um núcleo metálico. O magma rico em sílica subir até a superfície para formar um oceano de magma. O material restante entre o núcleo e o oceano de magma formou o manto. O oceano de magma teria esfriado para formar uma camada de crosta basáltica como está presente em baixo dos oceanos hoje. A crosta continental seria formada depois. Esse período é chamado de Éon Pré- Cambriano, compreendendo cerca de 4/5 da história da Terra. As rochas que restam desse tempo são principalmente cristalinas, isto é, formadas diretamente por resfriamento e solidificação do magma e por sedimentos consolidados, que foram submetidos a altas pressões e temperaturas, adquirindo consistência semelhante à das rochas cristalinas primitivas. Do ponto de vista geológico, nesse período ocorreu o resfriamento da Terra e os minerais solidificados formaram as primeiras rochas magmáticas. No Proterozóico, ocorreu a primeira “crise de poluição” , visto que há aproximadamente 2,2 bilhões de anos atrás, em diversas partes da Terra encontrou-se evidências da presença de óxidos de ferro em paleossolos (solos antigos), onde ocorrem “camadas vermelhas” que contêm óxidos de ferro, apontando um aumento razoavelmente rápido nos níveis do oxigênio. O oxigênio no Arqueano representava menos de 1% dos níveis atuais, mas há aproximadamente 1,8 bilhão de anos, os níveis de oxigênio aumentaram, atingindo cerca de 10% acima dos níveis atuais. O Éon Fanerozóico, graças aos inúmeros tipos de sedimentos que se originaram nas várias partes do mundo, devido o trabalho das águas, dos ventos, das geleiras e dos próprios seres vivos sobre as rochas do Pré-Cambriano, desgastando-se, UNIVERSO A Astronomia nos ensina que o cosmo é formado por incontáveis estrelas, planetas, asteróides, etc. formando as galáxias. Neste mundo inimaginável observamos que os astros dispõem-se de uma maneira ordenada, seguindo hierarquias. As estrelas agrupam-se primeiramente em galáxias, cujas dimensões são da ordem de 100.000 anos-luz de forma elíptica ou espiral. A estrutura interna das galáxias pode conter mais de 100 bilhões de estrelas de todas as dimensões, com incontáveis particularidades, podendo citar como exemplo os quasars, objetos com dimensões ao nosso sistema solar, contendo imensa quantidade de energia (possivelmente Rádio) que brilha com grande intensidade. Cada quasars é provavelmente o núcleo de uma galáxia remota, observa-los significa testemunhar os primeiros tempos do Universo. As galáxias podem conter enormes espaços interestelares de baixa densidade, mas também regiões de densidade extrema, os buracos negros, que podem sugar qualquer matéria, em virtude de sua gigantesca força gravitacional, nem mesmo a luz consegue escapar dos buracos negros. Quem olha para o céu numa noite escura sem o auxílio de um telescópio pode ver até 6 mil estrelas brilhando, parece muito mais não é, os astrônomos presumem a existência de pelo menos 100 bilhões de galáxias, cada uma contendo outros inimagináveis 100 bilhões de estrelas, profundamente afastadas no espaço e no tempo. Esses astros vão entrando em colapso lentamente como conseqüência de sucessivas explosões cósmicas e o material de sua composição acaba se espalhando pelas galáxias. O Universo conhecido se encontra projetado num disco de 40 bilhões de anos luz de diâmetro, as galáxias por sua vez, se agrupam formando os aglomerados, que podem conter algumas dezenas a alguns milhares de galáxias. A Via Láctea pertence ao Grupo Local, que inclui também a galáxia de Andrômeda (M 31) e as Nuvens de Magalhães (M 33) ou Nebulosa do Triângulo, com um diâmetro de cerca de 150 milhões de anos-luz, estando afastadas da Via Láctea por 2,2 e 2,3 milhões de anos-luz, respectivamente. A nossa Via Láctea é uma galáxia do tipo espiral, tem cerca de 100 mil anos-luz de diâmetro, sendo constituída por 250 bilhões de estrelas.O o nosso Sol está localizado em braço periférico da galáxia, chamado de Orion, com diâmetro de 7 mil anos-luz. O Sol se move a 250 quilômetros por segundo e desde que surgiu, até agora, ele deu 23 voltas em torno do centro da Via Láctea A Via Láctea possui também um núcleo, onde aparecem os agrupamentos das estrelas jovens. Para compreender o Universo que habitamos, devemos fazer um passeio até os limites do que foi observado pela ciência, podemos ter como ponto de partida o sistema solar, onde estão a Terra e os outros planetas, a partir daí, a viagem se dá por etapas, em primeiro lugar, a Galáxia em que se encontra o Sol e seus planetas e as estrelas e constelações próximas; em seguida, a Via Láctea, depois o chamado Grupo Local ( o aglomerado de galáxias formada pela Via Láctea e suas vizinhas), o Superaglomerado Local a que pertence o Grupo Local e, finalmente, os limites do Universo observável pelos instrumentos mais sofisticados de medição. As observações astronômicas nos conduzem a pelo menos duas reflexões para os temas da origem do Universo e da matéria nele concentrada: Uma visão retrospectiva, onde a observação das feições mais distantes nos leva à informações de épocas passadas, são as observações das regiões no limite do observável, que refletem eventos há vários bilhões de anos. Uma visão comparativa, que possibilita a reconstrução do ciclo de evolução estelar, visto existir uma grande diversidade de tipologia nas estrelas, em relação à sua massa, tamanho, cor temperatura, idade etc. Sabe-se que a vida de uma estrela é muito longa, bilhões de anos, e o grande número delas faz com que seja possível verificar a existência de muitas delas em diferentes fases de evolução estelar, desde a sua formação até o seu desaparecimento ou a sua transformação em outro objeto diferente no Universo. Para entender a evolução sobre a evolução do Universo, devemos recorrer a vários cientistas em diversas épocas, vejamos como se avançou neste campo: A hipótese de Laplace ( 1796 ) Foi elaborada em 1796, essa teoria foi aprimorada com o tempo, hoje em dia, grande parte dos astrônomos procura unir a teoria de Laplace com o Big-bang, que explica a origem do Universo. Sistema estático ( 1937 ) Albert Einstein, quando formulou a Teoria da Relatividade, trabalhava com a concepção de que o universo era estático, ou seja não se expandia, isso levado por suas crenças cristãs. A teoria era tão boa que contrariava matematicamente a concepção errônea de seu criador. As equações de Einstein apontavam justamente o contrário. O universo só poderia se expandir, e violentamente. Seus cálculos só davam certo levando em conta um universo em movimento. Einstein contornou momentaneamente o problema criando a “constante cosmológica”, uma variável que, encravada nas equações, conseguia fecha- las para os cálculos num universo estático. Mais tarde Einstein confessou ao físico George Gamow que “ a introdução da constante cosmológica foi o maior erro de sua vida. Sistema aberto ( 1929 ) Quase uma década após a publicação da Teoria da Relatividade, o físico americano Edwin Hubble (1889-1953) em 1929, propôs o modelo de universo em expansão. Não era preciso uma anti-gravidade para evitar o deslocamento das galáxias. Einstein, então entendeu qual era o problema de suas equações. A Teoria da Relatividade reproduzia as leis do universo com tal clareza que bastou desprezar a “constante cosmológica” para que suas regras fizessem sentido outra vez. Hubble inferiu daí que um dia as galáxias estiveram unidas num único ponto, surgindo daí a idéia do Big-Bang, a explosão criadora do universo. Também surgiu uma dúvida: quando isso ocorreu? Hubble calculou a idade do cosmo em dois bilhões de anos, número impossível pois já se conheciam na época rochas terrestres com o dobro dessa idade ( o sistema solar tem 4,6 bilhões de anos ). Para descobrir a idade correta, faltava aos astrônomos a tecnologia para medir as distâncias e a velocidade de afastamento das galáxias. Passados 70 anos, oito anos de trabalho intenso do telescópio espacial Hubble, chegou-se ao resultado. O Big Bang foi há 15 bilhões de anos, anunciaram solenemente na revista Science pesquisadores de universidades dos EUA, da Austrália e da NASA. Tão importante quanto essa descoberta foi a constatação de que, em vez de desacelerar, a expansão está acelerando. Conclui-se daí que, num futuro remoto, digamos, daqui a meio trilhão de anos, mesmo os telescópios mais potentes serão incapazes de focalizar as galáxias vizinhas da Via Láctea. A prova do Big bang, só ocorreu em 1965 por Arno Penzias e Robert Wilson do laboratório Bell (Estados Unidos) – Prêmio Nobel, 1978 (Radiação de fundo). A descoberta dos ruídos remanescentes da grande explosão aconteceu por acaso em 1964, numa montanha do Estado americano de Nova Jersey, os astrônomos Arno Penzias e Robert Wilson passaram a primavera de 1964 tentando medir a intensidade das ondas de rádio emitidas por uma galáxia. Dispunham da mais moderna tecnologia da época, desenvolvida pela empresa telefônica americana Bell, que instalou para a dupla uma potente antena na montanha. A experiência não dava certo devido a um estranho zumbido, de origem não identificada. Durante semanas, Penzias e Wilson tentaram, sem sucesso, isolar a antena do persistente sinal de microondas. Precisavam ter a segurança de que os sinais que captavam vinham todos do espaço, mas não conseguiam se livrar do fraco som que não se alterava com a mudança de posição da antena. Após várias tentativas, revisão do material, lá estava de novo o barulho. Um amigo da dupla sugeriu que se procurasse ajuda da Universidade de Princeton, onde uma equipe de físicos desenvolvia estudos teóricos sobre a universo após o Big Bang. A evidência mais forte de que a radiação captada por Penzias e Wilson eram os ecos do Big Bang veio com a medição do comprimento de onda, idêntico ao que os cientistas de Princeton haviam calculado para as radiações da explosão, 15 bilhões de anos atrás. O ruído foi batizado de “radiação cósmica de fundo”. Sistema cíclico ( 2002 ) “ O Universo se destrói e se refaz em implosões e explosões separadas por trilhões de anos”. Big Bangs (grandes explosões) e Big Crunchs (grandes implosões), essa é a teoria de Paul Steinhart (físico de Princeton) e Neil Turok (matemático de Cambridge), vejamos como os mesmos estão tratando do assunto. O Universo, tal qual é conhecido, vai terminar em um colapso, a causa é uma misteriosa energia que hoje está acelerando a expansão do cosmo. Eles propõem um novo modelo cosmológico que derrubaria, de uma vez, a idéia de um único Big Bang e o processo eterno de expansão. Em cosmologia, inflação é o que teria feito o Universo se espalhar rapidamente, poucos instantes após seu surgimento, evitando uma implosão logo após a explosão inicial. O conceito é crucial para a versão mais aceita da teoria do Big Bang, mas Steinhardt e Turok o descartam em seu novo modelo. A nova teoria propõe que o “Universo seja cíclico, ou seja, composto por seqüências intermináveis de Big Bangs (grandes explosões) Big Crunchs (grandes implosões), que nunca tiveram um início e nunca terão um fim”. O que impulsiona o Universo rumo à expansão em seu novo modelo é uma entidade misteriosa chamada de “energia escura”. O nome vem do fato de os físicos já saberem, por observação, que ela está lá hoje, mas não terem a menor idéia do que a produz. A tal energia escura é uma pedra no sapato dos defensores do Big Bang único e do chamado Universo inflacionário. Embora o enigma não derrube a teoria, a verdade é que ela nunca previu que essa aberração existiria. Foi por falta de evidência definitiva sobre a existência dessa forma energética misteriosa que físicos italianos, com base em análises do eco do Big Bang (a radiação cósmica de fundo), afirmaram há dois anos que o Universo iria se expandir para sempre, por falta de massa para impedir a expansão. A única força conhecida capaz de causar um Big Crunch, a gravidade, não seria forte o suficiente para fazer o serviço. Atualmente a energia escura está acelerando a expansão cósmica, o que corrobora a idéia de que o universo nunca acabará numa implosão, mas, dizem os autores, no futuro distante, daqui a trilhões de anos, ela terá o efeito inverso. Para eles, a energia escura esteve atuando desde o início do atual ciclo do Universo, o nosso Big Bang não teria sido o primeiro, de acordo com eles, aumentando a expansão. Isso aconteceu durante os últimos 15 bilhões de anos e deve continuar por outros trilhões, até que tudo já tenha sido dissolvido no vácuo. Até mesmo os buracos negros, objetos com maior concentração de massa de que já se teve notícia, acabariam esfarelados pela ação da energia escura. Nesse momento, segundo suas previsões matemáticas, a energia escura viraria a casaca e passaria a aglutinar os corpos, vez de separa-los. A matéria continuaria voltando a se compactar, até se concentrar em um único ponto. Depois da implosão, um novo Big Bang ocorreria e o ciclo começaria de novo. “ Parece que temos agora duas possibilidades dispares”, escreveu a dupla na conclusão de um artigo publicado ontem eletronicamente pela Science (www.sciencex press.or). “ Um Universo com um início definido e um Universo feito e refeito para sempre. O árbitro definitivo será a natureza”. superfície. Movimentos enérgicos de convecção provocavam ainda freqüentes rupturas, explosões, formação de inúmeros vulcões, derrames de magma sobre grandes áreas da superfície, por cima de rochas já solidificadas. Esses movimentos de convecção, ainda subsistem hoje, só com velocidades centenas de vezes menores: naquela época, as velocidades de revolvimento desse magma semilíquido, altamente viscoso, eram da ordem de alguns metros por ano. O núcleo central, já estava constituído em 75%. Há cerca de 3,8 bilhões de anos, começavam a formar-se as primeiras placas continentais, constituídas de rochas mais leves flutuando como uma espuma sobre as rochas pesadas do magma. Do ponto de vista geológico, nesse período ocorreu o resfriamento da Terra e os minerais solidificados formaram as primeiras rochas magmáticas. Atualmente a rocha mais antiga descoberta é uma rocha metamórfica da Formação Acosta do Canadá de 3,8 a 4,0 bilhões de anos, embora grãos do mineral Zircão, de rochas da Austrália ocidental foram datadas de 4,1 a 4,2 bilhões de anos. No Arqueano a atmosfera era muito diferente da que respiramos hoje, sendo composta principalmente por metano, amônia e de outros gases que seriam tóxicos a maioria da vida em nosso planeta. Também nessa era, a crosta da terra esfriou e as rochas e placas continentais começaram a se formar. Durante o Arqueano a vida apareceu primeiramente no mundo. Nossos fósseis mais antigos datam de aproximadamente 3,5 bilhões de anos e são constituídos de microfósseis e bactérias. De fato, toda a vida por mais de um bilhão de anos era formada essencialmente por bactérias. Surgimento de rochas magmáticas e metamórficas. Segundo o professor Kei Sato da USP, “os moradores de Brumado, Ba. vivem no lugar mais antigo da América do Sul – e um dos mais velhos do mundo. As rochas de seu solo, os granitos usados em suas construções e sobre os quais a população assentou as fundações de suas casas solidificaram-se entre 3,8 e 3,5 bilhões de anos”. No Proterozóico, período da história da Terra que começou há 2,5 bilhões de anos e terminou por volta de 570 milhões de anos. Muitos dos eventos da história da Terra e da vida ocorreram durante essa era. Foi nesse intervalo que ocorreu a primeira “crise de poluição” , visto que há aproximadamente 2,2 bilhões de anos atrás, em diversas partes da Terra encontrou-se evidências da presença de óxidos de ferro em paleossolos ( solos primitivos – antigos ), onde ocorrem “camadas vermelhas” que contêm óxidos de ferro, apontando um aumento razoavelmente rápido nos níveis do oxigênio. O oxigênio no Arqueano representava menos de 1% dos níveis atuais, mas há aproximadamente 1,8 bilhão de anos, os níveis de oxigênio aumentaram, atingindo cerca de 10% acima dos níveis atuais. Acredita-se que esse aumento tenha decorrido do surgimento dos primeiros seres fotossintetizantes, cuja atividade biológica pode ter contribuído para esse evento. Com os achados arqueológicos das libélulas gigantes (meio metro de envergadura) em Bolsover, Inglaterra e através de outros experimentos com animais, o cientista Robert Berner, da Universidade de Yale (livro Oxygen-The molecule that made the world, Nick Lane, Oxford University Press, Reino Unido, 2002 ), provocou uma revolução ao defender sua tese de qmentares, formação dos escudos cristalinos (Brasileiro e Guiano ). Formação das jazidas e minerais metálicos. Formação das Serra do Mar e da Mantiqueira. O Éon Fanerozóico é o mais recente, sendo representado por uma vasta gama de registro fóssil. É também o intervalo no qual nos encontramos agora. Quase todo o conhecimento paleontológico provém deste bloco. O Fanerozóico representa um período relativamente breve, em relação à idade da Terra e do universo, de pouco mais de meio bilhão de anos. Constitui a idade da vida animal e multicelular na Terra. Durante este período de tempo organismos multicelulares deixaram um registro fóssil detalhado e construíram complexos ecossistemas e construíram complexos ecossistemas e diversificadas espécies. O termo Fanerozóico geralmente é aplicado para o Paleozóico, Mesozóico e Cenozóico. Isto contrasta com o Pré-Cambriano que durou muito mais tempo, mas foi caracterizado por micro-organismos que geralmente não deixaram fósseis. Com a descoberta no Pré-Cambriano superior (Vendiano / Ediacariano) de formas de vida complexas o termo Fanerozóico perdeu muito de seu significado, mas ainda pode ser usado para definir o período do desenvolvimento e evolução dos grupos como artrópodes, moluscos, vertebrados, etc. Neste Éon, torna-se muito mais fácil reconhecer as diferentes eras, subdivididas em diferentes períodos, graças aos inúmeros tipos de sedimentos que se originaram nas várias partes do mundo, devido o trabalho das águas, dos ventos, das geleiras e dos próprios seres vivos sobre as rochas do Pré-Cambriano, desgastando-se, transportando-as e redepositando-as em diferentes condições e locais do planeta. Os fósseis encontrados em cada um desses sedimentos permitem não só caracterizar sua formação como também estabelecer sua idade aproximada. PALEONTOLOGIA Da mesma forma que podemos dividir a nossa vida em etapas, infância, juventude, maturidade e velhice; a existência da Terra também pode ser dividida em vários momentos. Para tanto os especialistas criaram uma terminologia apropriada. A paleontologia ( do grego palaiós = antigo, ontos = ser e logos = estudo ) é a ciência que estuda os fósseis. Para os cientistas realizarem a reconstituição da história da Terra, eles se baseiam nos estudos das rochas e dos fósseis. O estudo dos fósseis, isto é, dos restos ou vestígios de seres orgânicos (vegetais ou animais) que deixaram suas marcas nas rochas sedimentares da crosta terrestre, permite aos estudiosos saber também sobre o passado da Terra. Por exemplo, as espécies animais e vegetais que existiram em épocas passadas e as variações do clima, pois cada animal ou vegetal apresenta um tipo de estrutura para cada tipo de clima. Hoje, modernamente, após a descoberta da meia vida dos elementos, ou seja dos processos de transmutação, é possível fazer-se a datação através do C 14 , bem como através da meia vida do Urânio, servindo assim como ferramenta para datação das rochas e minerais que existem na Terra. Para um maior entendimento, criou-se unidades de intervalo de tempo para se determinar as diferentes fases da história geológica de nosso planeta. Convencionou-se subdividir a história da Terra em dois grandes blocos temporais, conhecidos como Éons. ÉON PRÉ-CAMBRIANO O mais antigo, é o Éon Pré-Cambriano, que representa o período no qual o nosso planeta se forma, assim como também compreende a origem da vida. É também o mais longo, ocupando aproximadamente 90% da história geológica. No entanto, dadas as características desse intervalo, o registro é extremamente raro e fragmentado, seja porque os fósseis teriam sido destruídos em conseqüência dos fenômenos vulcânicos e químicos muito intensos. Esse bloco é, por isso, denominado Azóico e compreende cerca de 4/5 da história da Terra. As rochas que restam desse tempo são principalmente cristalinas, isto é, formadas diretamente por resfriamento e solidificação do magma e por sedimentos consolidados, que foram submetidos a altas pressões e temperaturas, adquirindo consistência semelhante à das rochas cristalinas primitivas. Esse Éon, estende-se desde a formação da Terra até cerca de 570 milhões de anos. Há cerca de 4,3 bilhões de anos, o panorama terrestre era o seguinte: o manto solidificava-se rapidamente em conseqüência das grandes perdas de calor para o espaço através da superfície. Movimentos enérgicos de convecção provocavam ainda freqüentes rupturas, explosões, formação de inúmeros vulcões, derrames de magma sobre grandes áreas da superfície, por cima de rochas já solidificadas. Esses movimentos de convecção, ainda subsistem hoje, só com velocidades centenas de vezes menores: naquela época, as velocidades de revolvimento desse magma semilíquido, altamente viscoso, eram da ordem de alguns metros por ano. O núcleo central, já estava constituído em 75%. Há cerca de 3,8 bilhões de anos, começavam a formar-se as primeiras placas continentais, constituídas de rochas mais leves flutuando como uma espuma sobre as rochas pesadas do magma. ÉON FANEROZÓICO O Éon Fanerozóico é o mais recente, sendo representado por uma vasta gama de registro fóssil. É também o intervalo no qual nos encontramos agora. Quase todo o conhecimento paleontológico provém deste bloco. O Fanerozóico representa um período relativamente breve, em relação à idade da Terra e do universo, de pouco mais de meio bilhão de anos. Constitui a idade da vida animal e multicelular na Terra. Durante este período de tempo organismos multicelulares deixaram um registro fóssil detalhado e construíram complexos ecossistemas e construíram complexos ecossistemas e diversificadas espécies. O termo Fanerozóico geralmente é aplicado para o Paleozóico, Mesozóico e Cenozóico. Isto contrasta com o Pré-Cambriano que durou muito mais tempo, mas foi caracterizado por micro-organismos que geralmente não deixaram fósseis. Com a descoberta no Pré-Cambriano superior (Vendiano / Ediacariano) de formas de vida complexas o termo Fanerozóico perdeu muito de seu significado, mas ainda pode ser usado para definir o período do desenvolvimento e evolução dos grupos como artrópodes, moluscos, vertebrados, etc. Neste Éon, torna-se muito mais fácil reconhecer as diferentes eras, subdivididas em diferentes períodos, graças aos inúmeros tipos de sedimentos que se originaram nas várias partes do mundo, devido o trabalho das águas, dos ventos, das geleiras e dos próprios seres vivos sobre as rochas do Pré-Cambriano, desgastando-se, transportando-as e redepositando-as em diferentes condições e locais do planeta. Os fósseis encontrados em cada um desses sedimentos permitem não só caracterizar sua formação como também estabelecer sua idade aproximada. ERAS Siluriano : Série Trombetas, São Francisco ou Bambui, Vaza Barris, Jacadigo. Formação do Rio Pardo e Iapó. Devoniano: Série Paraná. Formação da Serra Grande, Pimenteiras, Cabeças, Longa, Tombador. Grupo Maecuru e Curuá. Carbonífero: Série Tubarão e Aquidauana. Formação Piauí, Montte Alegre, Nova Olinda e Itaituba. Permiano: Série Estância e Passa Dois. Formação de Pedra do Fogo e Sepetuba MESOZÓICO A Era Mesozóica durou mais de 160 milhões de anos, tendo englobado 3 grandes períodos : Triássico, Jurássico e Cretáceo. Durante este tempo, muitas formas modernas de plantas, invertebrados e peixes evoluíram. O Trássico viu o aparecimento de muitos grupos de invertebrados modernos, e em terra os répteis arcossauros substituíram os terapsideos e répteis mamaliformes. Nos oceanos ictiossauros ficaram tão grandes quanto baleias. O Jurássico viu a primeira grande diversificação dos dinossauros. Os mamíferos eram minúsculos. Plantas como samambaias, cicas e coníferas caracterizaram a paisagem. O período Cretáceo viu o surgimento das plantas com flores, pássaros verdadeiros, uma diversificação dos peixes e o aparecimento de tipos novos de dinossauros. O clima esfriou e dinossauros evoluíram em continentes diferentes. Em terra, dinossauros eram os animais dominantes, enquanto os oceanos foram povoados por répteis marinhos e os pterossauros dominaram os ares. O clima mundial era quente e tropical, com mares rasos que cobriam muitas massas continentais. No começo do Mesozóico, todos os continentes do mundo estavam unidos no supercontinente Pangéia, no qual se quebrou em Laurásia no norte e Gondwana ao Sul. No final da era a maior parte dos continentes já tinham se separado na forma atual. O final do Mesozóico foi marcado por um grande evento de extinção em massa, possivelmente derivado de um grande cataclisma global. Dinossauros, Pterossauros e diversos grupos de invertebrados, entre outros, desapareceram do planeta. Do ponto de vista geológico, intensa atividade vulcânica era verificada, início da separação dos continentes, formação do petróleo e formação de bacias sedimentares. Caracterizou-se pelos derrames basálticos na Região Sul, formando um planalto arenito-basáltico. No Triássico tivemos as Formações Roraima, Sucunduri, Prainha, Motuca Sambaiba e a Séries Perecis e São Bento. No Jurássico tivemos as Formações de Uberaba e Caiuá. Já no Cretáceo tivemos a formação da Série Acre, Itanajuri, Rio do Peixe, Araripe, Sergipe, Alagoas, Bahia, Jatubá, Urucula, Santa Teda. Formação dos Grupos Apodi, Codó, Grajaú, Serra Negra, Iguatú, Itamaracá, Gramame, Estiva, Itapicuru, Japoatã, Bauru e Algodões. CENOZÓICO Durante os mais de 70 milhões de anos da Era Cenozóica o mundo assumiu sua forma moderna. A maioria dos invertebrados, peixes, répteis modernos já existiam, mas mamíferos, pássaros, protozoários e ainda plantas com flores evoluíram e se desenvolveram durante este período de forma nunca vista. A Era Cenozóica é dividida em dois períodos muito desiguais, o Terciário (que compõe quase todo o Cenozóico) e o Quaternário que ocupa somente os últimos dois milhões de anos. Durante o Cenozóico a fragmentação das massas de terra continental que iniciou no Mesozóico continuou até sua configuração atual. O clima mundial era tropical morno em seu início, semelhante ao encontrado no Mesozóico. Esse primeiro intervalo viu a diversificação de muitos mamíferos e pássaros. A maioria dos continentes estavam isolados através de mares rasos, e linhagens diferentes de mamíferos evoluíram em cada um, mamíferos estes que ainda incluíram muitas formas gigantes semelhante aos rinocerantes atuais, os uintatérios da Ásia e América do Norte, brontotérios e arsinotérios africanos. Haviam enormes pássaros carnívoros não voadores, os diatrymídeos da Laurásia e o Sul com os forusracídeos. Todos estes animais viviam em florestas tropicais. Os crocodilianos sobreviveram aos dinossauros e a extinção do Cretáceo. Nos mares apareceram as primeiras baleias dentadas arcaicas. Protistas marinhos (foraminíferos) do tamanho de lentilhas evoluíram durante o Eoceno. Bivalves e moluscos gastrópodes eram basicamente os mesmos até hoje. Os nautilóides experimentaram a última radiação evolutiva moderada no Terciário. Formas transitivas ancestrais de cefalópodes modernos evoluíram. Equinodermos, corais, briozoários, insetos e esponjas eram basicamente modernos. Formigas eram até mesmo mais numerosas do que hoje. A partir da segunda metade do Terciário um esfriamento drástico no clima da Terra é fator marcante, possivelmente causado pela ascensão do Himalaia. Durante o período Quaternário o clima frio continuou resultando numa série de idades do gelo com períodos mornos. Evoluem mamíferos modernos e plantas com flores, como também muitos mamíferos estranhos. O evento mais surpreendente foi o surgimento e ascensão das gramíneas. Isto conduziu à evolução de animais adaptados a vida nas savanas e pradarias. Os cavalos e animais de pasto conquistaram uma história de sucesso durante esse período. Ainda havia, porém muitos animais de floresta.Os mastodontes viveram em todos os continentes menos na Austrália. Muitos mamíferos estranhos, litoptenos, notoungulatos, boriaenídeos evoluíram em isolamento na América do Sul antes de uma ponte de terra que permitiu uma invasão das formas do norte. Em quanto isso surgem os primeiros hominídeos nas savanas da África, os australopitecíneos. Os oceanos estavam habitados por baleias modernas que tinham substituído as baleias dentadas arcaicas. O período Quaternário viu a flora e a fauna de insetos ser essencialmente moderna. Contudo muitos tipos de mamíferos extintos ainda existiam, e geralmente de grande porte, tendo sobrevivido até a última glaciação do Pleistoceno. O final dessa época é marcado pelo último grande evento de extinção antes do início de nossa era. A chamada megafauna pleistocênica desapareceu, dando lugar á formas modernas conhecidas. Do ponto de vista geológico nessa era houve a formação das Cordilheiras atuais: Alpes, Andes, Himalaia, Rochosas (Terciário). Intensas glaciações na América do Norte, chegando até a região dos Grandes Lagos. No Brasil houve a formação das bacias sedimentares terciárias e quaternárias (Pantanal, Amazônica etc). Atividade vulcânica e formação de ilhas vulcânicas (Arquipélago de Fernando de Noronha, Ilha de Trindade etc.). Formação de Boa vista, aluviões, terraços fluviais, mangues, recifes de corais, recifes de arenito, dunas, restingas. No Terciário tivemos a Formação Barreiras, Pebas, Puçá, Pirabas, Manaus, Rio Branco, Ramon, Alter do Chão, Serra do Martins, Camassari e Itaboraí. ÉON > ERA > PERÍODO > ÉPOCA > IDADE ÉON ERAS PERÍODOS ÉPOCAS ESCALA ( ANOS ) É O N F CENOZÓICA Quaternária Terciária Holoceno ( Neolítico ) Pleistoceno ( Paleolítico ) Plioceno Mioceno Oligoceno Eoceno Paleoceno 11.000 1.500.000 12.000.000 28.000.000 40.000.000 60.000.000 75.000.000 A N E MESOZÓICA Cretáceo Jurássico Triássico 145.000.000 185.000.000 220.000.000 R O Z Ó I C O PALEOZÓICA Permiano Carbonífero Devoniano Siluriano Ordoviciano Cambriano Superior Inferior 280.000.000 315.000.000 345.000.000 395.000.000 440.000.000 500.000.000 570.000.000 ÉON PROTEROZÓICA Superior Média Inferior 1.000.000.000 1.800.000.000 2.500.000.000 PRÉ- CAM ARQUEANA OU ARQUEOZÓICA Superior Inferior 3.300.000.000 4.000.000.000 BRIA NO AZÓICA OU HADEANA 5.000.000.000 PROCESSOS DE DATAÇÃO Uma das grandes preocupações da humanidade é saber a idade da Terra, esse tema tem acompanhado os cientistas por muitos séculos e a primeira tentativa, foi baseada nas observações contidas na paleontologia, entretanto, ficava muito empírico visto não possuir uma base científica consistente, apesar de ser aceita pelo mundo científico. Para se ter uma idéia, os Hindus consideram a Terra como eterna. Em 1654 um arcebispo Irlandês calculou, baseando-se em dados bíblicos, a idade da Terra de 4.004 anos a. C, tendo a Terra se formado no dia 26 de outubro, as 9 horas. A desmistificação desse assunto deu-se pela abnegação de muitos cientistas ao longo do tempo, como Bacquerel em 1896 que utilizando sulfato duplo de potássio e uranila, conseguiu a impressão de chapas fotográficas. O casal Marie e Pierre Curie em 1898, utilizando sais de Urânio verificaram a propriedade de impressão de chapas fotográficas, dando início assim ao processo da fotografia, esse casal verificou ainda que as impureza do Urânio eram mais radiativas que o próprio Urânio, o Polônio era 400 vezes mais radioativo que o Urânio A Lua é o único satélite natural da Terra, e acompanha o nosso planeta em seu deslocamento em torno do Sol, possui um diâmetro de 3.476 Km., massa de 7,343.1025g , estando distante da Terra entre 363.000 a 406.000 Km. Com média de 384.000 Km. É o único satélite no sistema solar, que possui massa solar superior a 1%. A Lua como a Terra, executa dois movimentos simultâneos, o primeiro de translação, onde descreve uma órbita elíptica em torno da Terra, onde os pontos máximos de aproximação e afastamento dos dois corpos recebem os nomes de perigeu e apogeu, respectivamente. O movimento de translação é realizado em 27 dias, 7 horas e 43 minutos. O segundo movimento, de rotação, é executado no mesmo intervalo de tempo, por essa coincidência, a Lua tem sempre a mesma face voltada para a Terra. A órbita lunar é oblíqua em relação à elipse que a Terra descreve em torno do Sol, com isso impede seu alinhamento exato com esse astro. O alinhamento Lua-Sol só ocorre quando se cruzam ambas as órbitas de translação e provoca eclipses do Sol, em fase de lua nova e lua cheia. Um fato de extrema importância quanto ao movimento de translação, é que em cada mês a face da Lua gira aproximadamente 80 à direita e à esquerda, com relação ao seu eixo central, isso porque o plano do equador lunar forma um ângulo aproximado de 60 40` com o plano da órbita. A superfície lunar está diretamente exposta aos raios X e ultravioleta, procedentes do Sol, essas radiações não afetam sua conformação, entretanto, podem provocar alterações em suas propriedades ópticas, essa informação é importante fonte de pesquisa pois remontam à história primitiva do sistema Terra-Lua. Enquanto descreve sua órbita elíptica em torno da Terra, a Lua pode ser vista da Terra sob diferentes aparências, que denominamos de fases, e isso é devido o satélite ser um corpo não-luminoso, ou seja reflete a luz solar com ângulos de incidência variáveis; num dado momento, o Sol ilumina apenas a metade da superfície da Lua, a outra metade permanece escura e não pode refletir luz. No início do ciclo lunar, o satélite se encontra aproximadamente entre o Sol e a Terra e seu lado noturno se volta para o planeta, é a fase da lua nova; prosseguindo seu percurso, a porção iluminada alcança a metade do disco lunar, dando-se a fase de quarto crescente; na terceira fase, é a lua cheia, toda a face voltada para a Terra reflete a luz do Sol, a região iluminada se reduz gradualmente no quarto minguante, até o reinício do ciclo, como a lua nova. Em relação ao Sol, o ciclo lunar dá origem a um período sinódico ( compreendido entre duas conjunções sucessivas do Sol e da Lua ) de 29 dias, 12 horas e 44 minutos, como a órbita lunar é excêntrica, a duração do mês sinódico não é constante, variando em cerca de 13 horas. Do ponto de vista geológico, a Lua exerce uma função importante para com a Terra, devido aos movimentos das marés, o nível das águas dos oceanos e mares da Terra se modifica em função da situação da Lua no firmamento, ocasionando um movimento lento e contínuo de modelagem do nosso planeta, classificado de epirogenético. A origem do fenômeno é a atração gravitacional que a Lua exerce sobre as águas, de maneira que, quando o satélite se encontra no ponto de maior altura na abóbada celeste, atrai os oceanos e provoca a maré alta ou preamar; quando se encontra no horizonte, dá-se a situação contrária e as águas se afastam do litoral, caracterizando a maré baixa. A TERRA Uma característica marcante da Terra é a presença da água na forma líquida, essencial não só para a vida dos animais, bem como para os vegetais, além de que para os processos geológicos de intemperismo, erosão, transporte e deposição, que moldam o nosso planeta. O Planeta Terra é o terceiro do sistema solar em ordem de distância do Sol e o quinto em tamanho. Pode ser descrita como uma esfera dotada de uma crosta rochosa, litosfera, parcialmente recoberta de água, hidrosfera, e envolvida por uma camada gasosa a atmosfera. O interior do planeta é dividido em camadas alternadas, sólida e pastosa, sendo: manto, núcleo externo e núcleo central. A força centrífuga de seu movimento de rotação em torno do próprio eixo torna a Terra mais volumosa no equador e achatada nos pólos. Seu eixo de rotação apresenta uma inclinação de 230 27 ´ 30” em relação ao plano da eclíptica. A área total da Terra é de aproximadamente 509.600.000 Km2 , sendo que 29% são sólidos, e o restante são ocupados por oceanos, mares, logos e rios. A densidade média da Terra é de 5,5 g/cm3 , possui um volume de 1,08 bilhão de Km3 e massa de 6 sextilhões de toneladas ( 6.1027 g ). O campo gravitacional da Terra se manifesta como uma força que atua sobre um corpo livre em repouso e faz com que ele se desloque na direção do centro do planeta. A gravidade da Terra não tem valor fixo, ocorrendo variações de acordo com a latitude, em virtude da imperfeita esfericidade do planeta e do movimento de rotação. A aceleração média da gravidade ao nível do mar é de 980 cm/s2 , mas esse valor pode variar de 978 cm/s2 na linha do equador até 983 cm/s2 nos pólos, como a gravidade normalmente não é medida ao nível do mar, é necessário fazer reduções em seu valor à medida que aumenta a altitude. A força gravitacional da Terra mantém a Lua em órbita ao redor do planeta e também produz marés lunares, deformações que se manifestam na forma de protuberâncias na superfície lunar. Devido ao seu magnetismo, a Terra se comporta como um gigantesco ímã cujos pólos diferem em poucos graus dos pólos geográficos. A existência desse campo magnético pode ser facilmente comprovada pela orientação que ele exerce sobre as agulhas imantadas, mais de 90% do campo magnético terrestre é gerado pela eletricidade existente no núcleo externo, evidências indicam que em intervalos de tempo ( centenas de milhares de anos ), a direção do dipolo se inverte, ou seja, o norte se transforma em sul. O campo magnético da Terra se estende por uma área do espaço, chamada de magnetosfera, começando por cerca de 140 Km da superfície terrestre, nessa área o planeta, captura partículas eletricamente carregadas ( elétrons e prótons de alta energia), provenientes do Sol. Se não existisse a magnetosfera, as partículas bombardeariam a superfície do planeta e destruiriam a vida. As altas concentrações dessas partículas capturadas nessa área, formam os cinturões de radiação de Van Allen, que exercem importante papel em vários fenômenos geofísicos, como por exemplo as auroras polares. MOVIMENTOS DA TERRA Já foram identificados mais 30 movimentos, e medidos, entretanto os mais conhecidos são o de rotação e translação. Vejamos alguns exemplos: ROTAÇÃO O movimento de rotação, no sentido Oeste- Leste, é o que se realiza ao redor de um eixo que atravessa os pólos, é o giro que o nosso planeta faz ao redor de si mesmo. Uma rotação completa da Terra dura 23 horas 56 minutos e 4 segundos e causa a sucessão dos dias e das noites. A velocidade é de 1.667 Km por hora. O eixo terrestre fica ligeiramente inclinado 230 27` 30``. Os dias, as noites e os diferentes horários (fusos horários), são conseqüência desse movimento. TRANSLAÇÃO Também é chamado de orbital ou de revolução, é o que a Terra executa ao redor do Sol, no período de um ano sideral, ou 365 dias mais 5 horas, 48 minutos, aproximadamente. É o giro que a Terra realiza ao redor do Sol, seguindo uma órbita elíptica, à velocidade média de 106.920 Km por hora. A principal conseqüência do movimento de translação ( e da inclinação do eixo da Terra ) são as estações do ano: Primavera, Verão, Outono e Inverno. Além disso, por sobrar 5 horas e 48 minutos, ao final de 4 anos, teremos 24 horas, que corresponde a um dia, gerando de 4 em 4 anos, o ano bissexto, em fevereiro. As estações do ano distribuem-se em épocas diferentes nos dois hemisférios. De 21 de dezembro a 20 de março, Inverno no hemisfério norte e Verão no hemisfério sul; de 21 de março a 20 de junho, Primavera no hemisfério norte e Outono no hemisfério sul; de 21 de junho a 22 de setembro, Verão no hemisfério norte e Inverno no hemisfério sul e de 23 de setembro a 20 de dezembro, Outono no hemisfério norte e Primavera no hemisfério sul. Equinócio e Solstício, são as datas do início de cada estação. Equinócio significa dia e noites iguais, os raios solares ficam perpenticulares à linha do equador, iluminando igualmente os dois hemisférios. O Solstício significa dia e noite desiguais. O movimento de translação é a origem do movimento aparente do Sol, de Oeste para Leste, no plano da eclíptica. PRECESSÃO DOS EQUINÓCIOS Foi descoberto por Hiparco no século II a. C a explicação do fenômeno só surgiu, porém no século XVII, foi quando Isaac Newton demonstrou que o Sol e a Lua exercem, sobre as regiões equatoriais da Terra, uma atração em virtude da qual o eixo do planeta, na rotação, descreve um movimento cônico ( como o de um pião ). Esse movimento ocorre a uma velocidade de 50 segundos por ano e se completa em aproximadamente 26.000 anos. A precessão dos Equinócios provoca alteração nas coordenadas das estrelas e na duração das estações. NUTAÇÃO Foi descoberto no século XVIII, por James Bradley e consiste numa leve oscilação do eixo terrestre em torno de sua posição média, o que se traduz numa irregularidade no movimento de precessão dos equinócios. A nutação é causada por alterações na relação entre o plano orbital da Lua e o da Terra, que levam a uma variação da influência da Lua sobre a precessão dos equinócios. Essa oscilação se completa em aproximadamente 18 anos e 7 messe. DESLOCAMENTO PARA O ÁPEX A Terra e todo o sistema solar, executa um movimento de translação para um ponto da esfera celeste denominado Ápex, que fica entre as constelações de Hércules e da Lira. O movimento tem uma velocidade aproximada de 20 Km/ segundo, em conseqüência, as estrelas pertencentes às constelações de Hercules e Lira parecem afastar-se radialmente a partir do ápex. VARIAÇÃO DA OBLIQUIDADE DA ECLÍPTICA Movimento de balanço que o eixo da Terra faz, chegando a um máximo de 240 e mínimo de 220 . Hoje o eixo da Terra está inclinado 230 27` em relação ao eixo da aclíptica, decrescendo 47`por século. VARIAÇÃO DA EXCENTRICIDADE ORBITAL O movimento de revolução da Terra às vezes é mais achatado e outras vezes mais circular. Há 108 mil anos, era 3 vezes mais achatado do que hoje. DESLOCAMENTO DA LINHA DAS ÁPSIDES A rotação da linha das apsides, no sentido direto, isto é, de Oeste para Este. MOVIMENTO HELIOCÊNTRICO OU REAL Kepler descobriu que os planetas descrevem órbitas elípticas. Os planetas exercem uns sobre os outros atrações que vão refletir em perturbações, descrevendo órbitas não constantes. MOVIMENTOS DAS PLACAS TECTÔNICAS Estes blocos movimentam-se constantemente, seus limites não coincidem com os dos continentes. As regiões de formação de cordilheiras e enorme concentração de vulcões representam os lugares de colisão, seccionamento das placas, devido a seu deslocamento horizontal. MOVIMENTOS VIBRATÓRIOS São movimentos oriundos naturalmente do interior da Terra, ocasionado pelas altas temperaturas, pressões, movimentos orogenéticos e epirogenéticos. matéria orgânica que é o alimento desses seres, isso vai possibilitar uma grande evolução. Dessa forma a vida pôde evoluir para suas formas mais complexas e superiores os seres HETERÓTROFOS que dependem dos AUTÓTROFOS para sobreviver. Os AUTÓTROFOS produzem oxigênio quando se alimentam, os HETERÓTROFOS produzem gás carbônico ao respirar. O gás carbônico é necessário para a vida dos AUTÓTROFOS e assim por diante, criando a nossa atmosfera como ela é hoje, além dos seres vivos que se desenvolveram dentro dela. Além disso o oxigênio tem outra função importante, nas partes mais altas da atmosfera transforma-se em Ozônio ( O3 ), um gás semelhante a ele. O Ozônio tem a qualidade de impedir que as radiações ultra violetas ( UV) vindas do espaço atinjam a Terra. Como esses raios são muitos nocivos à vida, a formação de uma camada de ozônio no alto da atmosfera promove o desenvolvimento de inúmeros seres. GÁS CARBÔNICO O gás carbônico completa a ação do oxigênio, os processos de respiração dos seres vivos queimam os nutrientes liberando gás carbônico, água e calor. Quem realiza esse trabalho são os seres heterótrofos. O gás carbônico volta para os seres autrótofos que o utilizam no seu processo alimentar, liberando o oxigênio na FOTOSSÍNTESE. A palavra fotossíntese pode então ser definida como a produção de oxigênio a partir da luz e do gás carbônico. O gás carbônico também contribui para o equilíbrio da temperatura da Terra, ele forma uma camada que deixa entrar as radiações infra vermelhas ( raios infra vermelhos ) do Sol, mas não deixa que elas retornem ao espaço, aquecendo a Terra e tornando possível a vida. DIVISÃO DA ATMOSFERA Divide-se em camadas com características e funções diferentes, são as seguintes: • TROPOSFERA ( + 12 Km ) É a primeira camada e vai até a altura de 12 Km. Nessa faixa é onde ocorre os fenômenos de formação da chuva, nuvens e ventos. Ocorre as correntes de ar, tanto horizontal como vertical. Relativamente é pequena, sua parte superior é muito fria, com temperatura abaixo de 500C, onde caracteriza-se pelo pico das montanhas com gelo e as neves perpetuas. É composta de oxigênio, gás carbônico, nitrogênio, hélio etc. É nessa camada que circula os aviões. • ESTROTOSFERA ( + 12 a 80 Km ) A característica marcante é que o ar apresenta movimentos horizontais em estratos. Vale a pena frisar que a camada de ozônio ( O3 ), protege os seres biológicos da Terra dos raios ultra violetas. É composta de Ozônio, Hélio, pouco Oxigênio e Hidrogênio. • IONOSFERA (+ 80 a 600 Km) Encontra pequenas quantidades de Hidrogênio, Hélio e Nitrogênio, onde seus átomos são eletrizados pela ação dos raios ultra violetas procedentes do Sol. Esses átomos eletrizados recebem o nome de íons de onde veio o nome dessa camada. É nessa camada onde ocorre a difusão de ondas de rádio. • EXOSFERA ( + 600 a 1.600 Km ) É a camada mais alta, também chamada de Espaço, nos protege contra os meteoritos, pois quando entram em contato com os gases da ionosfera se tornam incandescentes, reduzindo-se a pó, caindo sobre a Terra. Essa camada é composta de Hidrogênio. É nessa camada que circula os satélites artificiais. A ÁGUA ( H2 O ) Ao conjunto de águas chamamos de hidrosfera, que visto pelo lado de fora, o Planeta Terra, deveria se chamar ÁGUA, com algumas ilhas de terra firme , pois cerca de 2/3 da sua superfície são dominados pelos oceanos, os pólos e suas vizinhanças são cobertos pelas águas sólidas das geleiras. A pequena quantidade de água restante divide-se entre a atmosfera na forma de nuvens e vapor, o sub-solo os rios e lagos. Calcula-se em cerca de 1.350.000.000 Km3 o volume total de água na Terra. DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NA TERRA (%) OCEANOS ................................. 97,57 GELEIRAS .....................................1,81 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS.............0,61 RIOS E LAGOS ...........................0,014 ATMOSFERA (nuvens e vapor)...0,001 ÁGUA SALGADA .........................99,38 ÁGUA DOCE ................................0,62 A água é a substância mais abundante na biosfera, é o solvente natural, sendo encontrada no estado sólido, nas geleiras; líquido nos rios, lagos e oceanos e gasoso na atmosfera; isso depende da temperatura, do calor e da energia fornecida pelo Sol. A água está em constante movimento na biosfera, esse movimento chama-se ciclo da água. A água aquecida pelo Sol evapora-se, passando à atmosfera, o vapor se resfria e se condensa formando nuvens, a água é então devolvida `superfície da Terra, na forma de chuvas, neblinas, neve ou granizo. No solo parte da água infiltra-se pelo terreno, sendo então absorvida pelas raízes das plantas, outra parte escorre para abastecer rios, lagos e mares. As plantas por sua vez transpiram, liberando água em forma de vapor através das folhas, esse fenômeno chama-se EVAPOTRANSPIRAÇÃO e tudo começa novamente, num ciclo interminável. PONTOS FORTES Nesta unidade o aluno(a) deverá dominar: • Como calcular um ano-luz • Como calcular a transformação do Hidrogênio em Hélio • Como se forma a chuva e cálculos de pluviosidade • Conceituar a hipótese de Laplace, a descoberta de Edwin Hubble, o erro de Albert Einstein e a nova teoria de Paul Steinhart. • Definição de geologia ( histórica e dinâmica ) • Movimentos da Terra ( dominar no mínimo 5 ) • Fazer uma bibliografia correta (livro ) • Teoria da acreação • Formação da Terra ( Gênese) • Éon pré-cmbriano • Éon Fanerozóico • Divisão da atmosfera • Processos de datação • Como se formam os elementos químicos • Como se formaram as estrelas • Como se formaram os planetas do sistema solar • Qual é a idade da Terra e do Sistema Solar PARA MAIOR ENRIQUECIMENTO INTELECTUAL O aluno(a) deverá consultar, fazer resumo, síntese das seguintes bibliografias complementares: HAWKING, Stephen. O universo numa casca de noz. São Paulo.: Mandarim. 2001. 215 p. il. ISBN 85-354-0231-4. VENEZIANO, G. O enigma sobre o início do tempo. Scientific American Brasil, São Paulo: Ediouro, n. 25, p.40-49, 2004 (junho) CAPOZZOLI, U. No coração quente do cosmos. Scientific American Brasil, São Paulo: Ediouro, n. 1, p.28-29, 2002 (Dezembro). CALDWELL, R.R.; KAMIONKOWSKI, M. Ecos do big bang. Scientific American Brasil, São Paulo: Ediouro, n. 1, p.30-37, 2002 (Dezembro). BENNETT, C. L.: HINSHAW, G. F.; PAGE, L. Uma nova cartografia. Scientific American Brasil, São Paulo: Ediouro, n. 1, p.38-39, 2002 (Dezembro). OSTRIKER, J. P.; STEINHARDT. O Universo quintessencial. Scientific American Brasil, São Paulo: Ediouro, n. 1, p.40-49, 2002 (Dezembro). PEEBLES, P. J. E. O sentido da moderna cosmología. Scientific American Brasil, São Paulo: Ediouro, n. 1, p.50-51, 2002 (Dezembro). MAGUEIJO, J. Um plano B para o cosmos. Scientific American Brasil, São Paulo: Ediouro, n. 1, p.52-53, 2002 (Dezembro). HOLTZ, A. As melhores respostas da ciência para as perguntas mais fundamentais que existem. Sapiens, São Paulo; n.1, p.24-31. 2004 (Setembro). Procurar filosofar sobre as questões: • Qual a idade do Universo • Qual é o futuro do Sistema Solar, e do próprio Universo • Quem somos • De onde viemos • Para onde vamos onde o material magmático que se encontra no interior da Terra, abaixo das placas tectônicas, emergem para a superfície, dando muitas vezes a esses locais a forma de cone. Vulcões destoem vulcões criam. Este é um paradigma que, somente quem vive próximo a eles pode entender muito bem, e por isso mesmo continuam vivendo próximo deles apesar do eminente perigo de uma repentina erupção ou de sismos. Em conseqüência de poderosas erupções, os vulcões causam profunda impressão no homem desde os primórdios da humanidade, vem fornecendo farto material para inúmeras crenças entre os vários povos da antigüidade e que persistem até hoje em algumas populações, principalmente entre as que vivem próximo aos vulcões. Ao longo do tempo a humanidade tem estado atenta a esta poderosa força da natureza ESTRUTURA DA TERRA Sabemos que o raio terrestre mede aproximadamente 6.370 Km, e até hoje o homem só conseguiu perfurar 12 Km da crosta terrestre em Kola, Rússia. Isso nos remete as pesquisas geológicas de métodos indiretos, de percussão, semelhantes aos usados na medicina, para identificar os ruídos produzidos. Realmente, as vibrações sonoras sofrem variações de velocidade, dependendo da densidade do meio em que percorrem. Para conhecer a natureza das matérias que preenchem as várias camadas interiores, podemos lançar de uma explosão de dinamite, que seguida de análise das vibrações, permitem apenas o conhecimento suficiente para localizar jazidas petrolíferas. Para o conhecimento das grandes profundidades os cientistas recorrem aos movimentos tectônicos ou seja aos “tremores de terra”, que através de sismógrafos, medem sua intensidade e localização da origem. Quando ocorre um tremor, os sismógrafos espalhados pelo globo terrestre, registram os dados, sobre o tempo despendido pelas ondas sísmicas ao atravessarem o globo, permitindo traçar a “tomografia sísmica da Terra”, demonstrando que o nosso planeta possui as seguintes unidades principais: crosta, manto e núcleo. Vejamos no quadro abaixo algumas características: A crosta perfaz 0,7% da massa total da Terra, é composta de rochas relativamente leves, como o granito que contém feldspato, quartzo ( Silício ), mica e alumínio. É a sede dos fenômenos geológicos relacionados à dinâmica interna. O manto é constituído de rochas bem mais pesadas, como os basaltos, predominando o magnésio, ferro e silício. O núcleo, é muito mais pesado, sendo constituído quase que exclusivamente de ferro. Quando medimos a velocidade de propagação das ondas sísmicas através da crosta, estas podem chegar a aproximadamente 6,0 Km/ s, chegando a 7,0 Km/s na porção inferior, onde se inicia o basalto. Entre 30 e 40 Km de profundidade, embaixo dos continentes, encontra-se uma camada de descontinuidade, também chamada de “camada de Mohorovicic (Moho), sendo o término da crosta e início do manto. O manto é dividido em duas partes: Manto superior e Manto inferior. O Manto superior possui uma profundidade de 670 Km e a velocidade das ondas sísmicas é de aproximadamente 8,1 Km/s. Ao final existe uma brusca elevação da velocidade das ondas, passando a 13,7 Km/s, mantendo-se até os 2.890 Km, onde termina o manto inferior e se inicia o núcleo. No núcleo a velocidade cai, podendo ser reconhecidas duas camadas sucessivas, a mais externa é líquida, indo até 5.100 Km que forma um grande oceano de ferro líquido, a outra camada, mais interna, denominada de grão, é sólida e constituída de ferro puro. DIVISÃO SUB-DIVISÃO (Alttura/Prof. Km) CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Exosfera (600 a 1600) Hidrogênio Gasosa ATMOSFERA Ionosfera (80 a 600) Hidrogênio, Hélio e Nitrogênio Gasosa Estratosfera (12 a 80) Ozônio, Oxigênio, Hélio e Hidrogênio Gasosa Troposfera (0 a 12) Oxigênio, Hélio, Gás Carbônico, Nitrogênio Biosfera Ecossistemas terrestres Ecossistemas aquáticos Sólidos, líquidos coloidais CROSTA Hidrosfera Carbono, H2O, O2 Óxidos, Silicatos Monte Evereste- 9.000m Fossa Filipinas- 11.000m OU Crosta Superior (Sial) (-15 a –25 ) Silício, Alumínio, Ferro, Cobre, Chumbo etc. Sólido LITOSFERA Crosta Inferior (Sima ) (-25 a – 75 ) Silicatos de Ferro Magnésio Sólido ASTENOSFERA (- 700 ) Silicatos ( Mg2 , Fe2 , SiO4 , Sulfetos, Óxidos Pastosa MANTO SUPERIOR (- 1.200 ) Silicatos ( Mg2 , Fe2 , SiO4 , Sulfetos, Óxidos Sólido MANTO INFERIOR (-2.800 a -2.900) Silicatos, Sulfetos e Óxidos Pastosa NÚCLEO (NIFE) (- 6.370 ) Liga de Ferro e Níquel Estado de Fusão sólido radioatividade, Paleoclimatologia, Geologia Marinha e Paleontologia, entre outros, constituem as bases do modelo hoje admitido de tectônica de placas. Esta teoria procura demonstrar que a superfície semi-rígida da crosta sofre movimentos sobre uma porção inferior, quente e fluída, denominada astenosfera. Como conseqüência desses movimentos, as rochas superficiais sofrem deformações produzindo estruturas características, conhecidas como produtos do tectônismo. O fenômeno da tectônica de placas processa-se em escala global, mas encontra-se evidenciando segundo direções preferenciais ou regionais. Estas placas são rígidas e indeformáveis por si sós mas descrevem movimentos laterais (deriva) e periodicamente pequenos movimentos verticais. Como conseqüência dos movimentos laterais, surgem, nos limites externos das placas, uma série de deformações, resultantes de colisões. As regiões limítrofes das placas vêm a ser a causa da distribuição das zonas de terremotos, vulcanismo e falhamentos em toda superfície da Terra, incluído as ilhas e regiões submarinas. MOSAICO DE PLACAS Desde os últimos 180 milhões de anos (quando se iniciou a separação entre América e África), este processo realiza-se periodicamente, de modo que as rochas basálticas do fundo dos oceanos têm idades crescentes, a partir do centro das cordilheiras mesoceânicas, em direção aos continentes, como revelam os dados radiométricos. Entre as conclusões desse estudo estão dois fatores importantes: o material recolhido data dos primórdios do atlântico, e a idade foi estimada entre 145 e 155 milhões de anos (período Jurássico Superior ). A velocidade de distanciamento dos continentes foi também estimada e descobriu-se que durante milhões de anos ela foi de 6 cm/ano, para depois decrescer, atingindo a taxa anual de 2 cm/ano. Mostrou-se também que desde os seus primórdios o Oceano Atlântico, naquela região (Cordilheira mesoatlântica ), recebia correntes marítimas frias provenientes das regiões polares. Isso se tornou evidente a partir dos depósitos de plancton encontrados nos sedimentos coletados no fundo. A expansão do assoalho oceânico leva consigo os continentes, que pertencem a cada placa móvel, produzindo a deriva continental. Como conseqüência deste movimento, enquanto duas placas se afastam por crescimento do assoalho, na margem oposta de uma delas poderá processar-se a colisão por aproximação com a placa adjacente. Quando duas placas colidem, uma delas poderá mergular por baixo da outra até penetrar na astenosfera, onde será consumida. Este fenômeno chama-se subducção. Todo o globo encontra-se dividido em seis placas principais (e outras menores), que descrevem lentos movimentos segundo direções própprias, produzindo em seus limites adjacentes vários tipos de contatos: quando as placas têm sentido contrário é gerado simultaneamente novo material cortical, de natureza básica, originado do manto e que vai preencher o espaço criado pelo afaastamento. Nos contatos onde as placas colidem por movimentos de sentido oposto, na chamada zona de subducção, uma das placas desaparece em direção ao interior da astenosfera, enquanto a outra deforma-se e ergue-se, formando as grandes cadeias de montanhas. Outro tipo de contrato possível entre as placas é o de deslizamento lateral de uma em relação à outra, como se fossem falhas de rejeito horizontal. Neste caso, ocorrem as chamadas falhas de transformação, onde, ao contrário dos outros casos, não há criação ou destruição de material. Constituem notáveis exemplos de zonas de falhas de transformação a falha de Santo André, na Califórnia, e a falha de Anatolian, na Turquia. O Brasil encontra-se sobre a placa sul-americana, cujos bordos leste encontram-se na cadeia mesoatlântica e oeste, na Cordilheira do Pacífico. EVIDÊNCIA DA DERIVA CONTINENTAL Até o início do Jurássico (cerca de 180 milhões de anos), as placas encontravam- se reunidas num único continente denominado Pangéia. A Pangéia constituiu no passado uma massa de terra única, rodeada por um oceano irregular, chamado pantalassa, que foi o ancestral do Oceano Pacífico. O ancestral do Mediterrâneo, o Tétis formava na época uma grande baía que separava parcialmente a África da Eurásia. A existência do pangéia terminou no final do Jurássico, quando, mais ou menos ao norte do equador, houve rompimento do continente, dividindo-se inicialmente em dois, formando a Laurásia e a Gondwana. Da Laurásia faziam parte a América do Norte e a Eurásia. O continen,te de Gondwana era constityído pelo agrupamento da América do Sul, Africa, Antártida, Austrália e India. As evidências geológicas de que os continentes do Hemisfério Sul formaram o continente da Gandwana são há tempo conhecidas. Entre elas, são notáveis os depósitos de tilitos, provenientes da glaciação permocarbonífera que atingiu a América do Sul, África, Austrália, Índia, Madagascar e Antártida, simultaneamente. ARGUMENTOS DA DERIVA CONTINENTAL • A distância global dos sistemas de montanhas na superfície terrestre e das fraturas oceânicas e cordilheiras vulcânicas associadas sugerem que sua origem está ligada aos deslocamentos sofridos por porções da superfície (Placas). • A distribuição dos vulcões, terremotos (falhamentos associados), que se encontram alinhados por distâncias de milhares de quilômetros, sugere movimentação em grande escala de material proveniente do interior da crosta (Iavas) que se valeu das linhas de ruptura (falhas) para chegar à superfície. • Sobre os oceanos há uma capa de sedimentos relativamente delgada, cuja deposição se inicio quando os continentes começaram a separar- se (Cretáceo) . • Todas as ilhas oceânicas e vulcânicas são recentes, ou seja, de idade posterior ao início da migração dos continentes. • Quando uma rocha vulcânica ou sedimentar contém partículas de ferro, este fica magnetizado segundo a direção e polaridade do campo magnético da época (diferente do atual). Isto demonstra que a posição polar variou no tempo, ou, mais especificamente, que os continentes mudavam-se descrevendo trajetória próprias. A interpretação é que as trajetórias de cada continente com relação ao pólo são diferentes porque se movem independentemente. • As margens dos escudos entre os continentes apresentam as mesmas idades. As margens' do Escudo Africano têm a mesma idade das margens do Escudo do Nordeste brasileiro. TERREMOTOS / ONDAS SÍSMICAS TERREMOTOS São vibrações naturais da crosta terrestre que se propagam por meio de ondas. Admite-se que a causa principal dos grandes terremotos seja devido ao esforço das placas que se movem em direções preferenciais e que com o progresso do esforço, a energia vai sendo acumulada, até que se rompa a resistência das rochas. TERMO SISMOLOGIA (Robert Mallet,1858) Mais de 1 milhão de perturbações sísmicas por ano. No Japão um observatório registra em média 200.000 abalos sísmicos por ano. Brasil nossa área é tectonicamente estável, devido a cicatrização da crosta no período 0 0 1 FPré- Cambriano. O país fica em cima de uma grande e única placa tectônica, entretanto, no território nacional, as falhas são pequenas rachaduras causadas pelo desgaste na placa tectônica, que levam a pequenos abalos. Alguns estados sofrem com a abrangência da Placa de Nazca que ao encontrar a Placa Sul-Americana, no litoral do Peru, invade o continente. O Nordeste é uma das regiões mais sujeitas a terremotos no Brasil, com magnitude média de 3,5 graus na escala de Richter. A cidade de Caruaru, por exemplo, registra uma das maiores quantidades de tremores de terra, devido a cidade estar localizada bem no meio de uma falha geológica, denominada de cisalhamento Pernambuco-Leste, falha esta que estende-se de Recife à Arcoverde, com aproximadamente 254 Km. Foram cadastrados no Brasil até 1922, trinta e três abalos: 11 em MG, 6 em MT, 2 na BA, RN, PE e GO; 1 em SP, ES, CE, PA, RS e RJ. SERRO ( MG) em 1872 "Mortes sem conta, casas destrui das e soterradas, morros alui dos, valles revolvidos, criações levadas pela enchente ... tendo o phenomeno começado por dous grandes estrondos, quase juntos e logo a terra estremeceo, como abalada em seus fundamentos, começando 15 minutos depois a inundação, com a subida das águas do rio a 60 palmos acima do nível natural...". • Região Amazônica - 30 no decorrer da metade do Século XX. Em 1983 uma abalo com 5,5 graus na escala de Richeter. • Em 1690 em Manaus um tremor com mais de 300 léguas; • Em 1972 - Niterói, Campos, Cachoeiro do Itapemirim e Vitória; • Em 1980 - Pacajus (CE ) - uma morte e muitos feridos( 5,2 graus escala de Richeter) • Em 1986 - João Câmara ( RN) 5,1 na escala Richter. • Em 1955, no Mato Grosso, chagando a 6,6 graus na escala de Richeter. • Em 1955, no Espírito Santo, com 6,6 graus na escala de Richeter. TERREMOTOS CÉLEBRES • 1755 EM Lisboa - 60.000 mortes (Igreja e Porto, ondas de 15m). Estendeu-se por toda Espanha, Marrocos - 1/3 da Terra sentiu o abalo produzido por este terremoto. • 1811 no Vale do Mississipi - Comprimento de 240 Km por 55 Km. Afundou de 1 a 3m. • 1906 - São Francisco, Califómia (Próximo a falha Santo André). • 1908 - Messina (Itália), destruiu as cidades de Messina e Reggio ( 80.000 mortes). 1923 - Tóquio -140.000 mortes • 1960 - Marrocos - 20.000 mortes • 1972 - Nicaraágua - 50.000 mortes • 1970 - Peru - 50.000 mortes. O terremoto ( 9 graus na escala Richeter) mais intenso dos últimos 40 anos, aconteceu em 26 de dezembro de 2004, com epicentro na costa da Ilha de Sumatra, na Indonésia, provocou uma série de ondas gigantes que chegaram de surpresa em pelo manos 12 países do sudoeste asiático e que mataram cerca de 280 mil pessoas deixando 5 milhões à mercê der algum tipo de auxílio. A energia foi tão forte que o terremoto chegou a modificar a inclinação do eixo de rotação do planeta em cerca de 2 milésimos de segundo, o que corresponde a 5 a 6 centímetros em linha reta. Para se ter uma idéia, a energia total liberada pelos tsunamis no sudoeste asiático foi de 5 megatons, mais de duas vezes a energia explosiva usada na Segunda Guerra Mundial, contando as duas bombas atômicas. Até no Brasil, alguns “efeitos” foram sentidos, pois duas estações maregráficas do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística detectaram alterações do nível do mar nos dois dias seguintes ao terremoto. No caso deste fenômeno, o movimento das placas tectônicas causou o forte terremoto e uma fenda de 1.000 Km no fundo do mar, a 40 Km de profundidade da superfície e a 10 Km sob a costa oceânica, resultando ainda corresponde a um abalo fraco, já o valor 7 é destrutivo. Vejamos alguns exemplos: • *São Francisco ( 1906 ) - 8,25 (energia de 20 trilhões de k W /h; • Tóquio ( 1923 ) - 8,1 ( energia de 16 trilhões de quilowatt-hora); • Lisboa ( 1755) ( 350 trilhões de kW/ h). * Energia produzida por queda de um bloco granítico de 26 bilhões de toneladas, caindo de 280 Km de altura. ONDAS SÍSMICAS São propagações de energia em forma de ondas. Os terremotos produzem 3 tipos de ondas. I - Primárias ( prima) = P 2 - Secusdária ( secunda) = S 3 - Longas ou de Superficie = L PRIMÁRIA • Ondas longitudinais de pequena amplitude. • Quando passam de uma camada de menor densidade para outra de maior densidade, a sua velocidade aumenta. • Quando penetra numa camada líquida sua velocidade diminui, podendo sofrer refração e reflexão • Velocidade de 5,5 a 13,8 Km/s. SECUNDÁRIA • São transversais • Não se propagam através de líquidos • Velocidade de 3,2 a 7,3 Km/s. LONGAS OU DE SUPERFÍCIE • Ondas de grande comprimento • Propagam-se na crosta terrestre somente quando as ondas P e S a atinge. • Lentas, velocidade entre 4 e 4,4 Km/ s. IMPORTÂNCIA DO ESTUDO 1 . Monitorar os terremotos e abalos sísmicos. Os 3 tipos de ondas chegam a um sismógrafo em tempos diversos, fornecendo a localização do foco do terremoto e dados da superfície. 2. Prova de que a Terra é constituída por uma série de capas concêntricas e materiais diferentes. 3. Descoberta de que o núcleo da Terra está em estado de fusão. 4. Descoberta de água e petróleo VULCÕES Vulcão é uma abertura na superfície de um 0 0 1 Fplaneta (ou na crosta terrestre litosfera), através do qual o material magmático (lava, gases, cinza, etc.) oriundos de camadas profundas é lançado à superfície. Forma de relevo, em geral montanha de forma cônica, edificado pelas lavas expelidas do interior da Terra por um conduto ou chaminé. Popularmente é uma montanha que expele ou já expeliu material magmático. A Terra ainda é um planeta jovem, que apresenta constantes modificações em sua crosta, provocada por fenômenos geológicos naturais internos. Atualmente, sabe-se que erupções vulcânicas são meios naturais através dos quais os materiais em estado pastoso, que se encontram no interior da Terra, chegam até a superfície. Os vulcões nada mais são do que chaminés onde o material magmático que se encontra no interior da Terra, abaixo das placas tectônicas, emergem para a superfície, dando muitas vezes a esses locais a forma de cone. Vulcões destoem vulcões criam. Este é um paradigma que, somente quem vive próximo a eles pode entender muito bem, e por isso mesmo continuam vivendo próximo deles apesar do eminente perigo de uma repentina erupção ou de sismos. Em conseqüência de poderosas erupções, os vulcões causam profunda impressão no homem desde os primórdios da humanidade, vem fornecendo farto material para inúmeras crenças entre os vários povos da antigüidade e que persistem até hoje em algumas populações, principalmente entre as que vivem próximo aos vulcões. Ao longo do tempo a humanidade tem estado atenta a esta poderosa força da natureza. Os Romanos atribuem os eventos vulcânicos a Vulcano, deus do fogo e da metalurgia. No ano de 79 d.C. a erupção do Monte Vesúvio destruiu as cidades Romanas de Pompéia e Herculano. Uma das mais espetaculares erupções vulcânicas registrada pela história, ocorreu em 1883 com a explosão do Krakatoa, no estreito de Sonda perto da ilha de Java. O mais recente exemplo é a dramática erupção do Monte Santa Helena, em 1980, na Cascade Range (cadeia de montanhas) no Estado de Washigton nos Estados Unidos. LOCALIZAÇÃO DOS VULCÕES Os vulcões resultam do levantamento das camadas internas da crosta por movimentos no interior da Terra. Estão concentrados nas chamadas zonas oro- genéticas modernas, ou simplesmente Circulo do Fogo, que Compreende o litoral Pacífico da América, litoral Pacífico da Ásia e da Oceania, além de um semi circulo que vai desde a América Central, atravessando o atlântico, sul da Europa e Ásia, até se encontrar com o sudeste asiático. Pelo que podemos notar, existe visível relação entre os vulcões e os contornos das placas tectônicas, pois as fraturas resultantes dessas deformações podem facilitar o aparecimento de vulcões, visto que, as forças vulcânicas se manifestam principalmente ao longa do encontro delas e, esta mobilidade das placas permite a subida de massas magmáticas às zonas mais próximas da superfície. Existem duas grandes e principais áreas onde está concentrada a maior parte dos vulcões. São elas: Círculo de Fogo do Pacifico - concentra- se cerca de 800/0 dos vulcões e forma um alinhamento que vai desde o sul da Cordilheiras dos Andes (Chile) até as Filipinas, passando pelas costas ocidentais da América do norte e pelo Japão. Círculo de Fogo do Atlântico - abrange a América Central, Antilhas (Caribe), Açores, Cabo Verde, Mediterrâneo e Cáucaso. São raras as atividades vulcânicas no interior dos continentes, exceto na África, que é atravessada de norte ao sul por uma faixa de vulcões ativos. Todavia, mesmo aí, podemos constatar a presença de fraturamento causada pela placa Africana. Quase todos os 500 a 600 vulcões ativos no mundo estão localizados em bordas de placas convergentes. Estes são os vulcões nos quais ocorrem erupções. No entanto, a maior parte dessa atividade incessante passa despercebida porque no fundo dos oceanos, onde o magma do manto superior sobe e se deposita no solo oceânico, adicionando matéria na crosta. TIPOS DE VULCÕES Ativo: quando encontramos nele material incandescente, gases, poeiras e alta temperatura. Muitas vezes podemos encontra-los em pleno estado de erupção ou parcialmente dormentes. Nos vulcões ativos podem ocorrer erupções a qualquer momento, como também explosões e abalos sísmicos Adormecidos: são aqueles nos quais se encontram temperatura mais elevada no interior de suas crateras, porém não se tem registros de erupções, abalos sísmicos, explosões ou outras manifestações a vários anos. Inativos; são aqueles onde hoje podemos perceber por meio visual sua forma cônica de vestígios de material vulcânico encontrados no local e nas proximidades de que ali já foi um vulcão; Porém por meio de análise descobrimos que o conduto de material está totalmente petrificado, não se registra abalos sísmicos, explosões ou qualquer outro vestígio arqueológico de sua atividade a centenas ou milhares de anos. MAGMA E VULCANISMO MAGMA A palavra magma provém do grego e refere- se originalmente a uma massa ou pasta, como a utilizada no preparo do pão. Na geologia, magma é qualquer material rochoso fundido, de consistência pastosa, que apresenta uma mobilidade potencial, e que, ao consolidar, constitui as rochas ígneas (ou magmáticas). O magma que extravasa à superfície, formando os derrames vulcânicos, recebe a denominação mais específica de lava, uma vez que, durante o processo vulcânico, sofre algumas importantes modificações físico-químicas ( devolatilização, reações de oxi-redução), que a diferenciam do magma retido e cristalizado em profundidade. Magmas apresentam altas temperaturas, da ordem de 700 a 1.200 oC, e são constituídos por: a) uma parte líquida, representada pelo material rochoso fundido; b) uma parte sólida, que corresponde a minerais já cristalizados e a eventuais fragmentos de rocha transportados em meio à porção líquida; e b) uma parte gasosa, constituída por voláteis dissolvidos na parte líquida, predominantemente H2O e CO2 Esses componentes ocorrem em proporções variáveis em função da origem e evolução dos magmas. A consistência física é função de diversos parâmetros: composição química, grau de cristalinidade ( em que proporção o magma contém já cristalizado), teor voláteis dissolvidos e a temperatura em que se encontra. Esta consistência física, que implica maior ou menor facilidade de fluir sob tensões cisalhantes, é definida pela viscosidade, medida em poises. Magmas pouco viscosos, logo mais fluidos, como os basálticos ( viscosidade aproximada de 10 2 a 103 poises), extravasam com facilidade, e formam corridas de lava , como as do Havaí. Magmas mais viscosos, como os riolíticos ( viscosidade aproximada de 10 6 a 107 poises), têm dificuldade até mesmo para extravasar, formando freqüentemente “rolhas” que entopem os condutos vulcânicos, o que provoca aumento de pressão por conta do magma e gases que vão se acumulando abaixo do edifício vulcânico. ORIGEM DOS MAGMAS Os magmas se originam da fusão parcial de rochas do manto na Astenosfera, ou do manto superior ou crosta inferior na litosfera. A fusão pode ser provocada pelo aumento da temperatura, por alívio da pressão confinante a que estão submetidas estas rochas, por variações no teor de fluidos ou, como ocorre mais comumente, por uma combinação desses fatores. CONSTITUINTES DOS MAGMAS A composição de um magma depende de vários fatores: a) da constituição da rocha geradora; b) das condições em que ocorreu a fusão desta rocha e da taxa de fusão correspondente; e b) da história evolutiva deste magma do seu local de origem até o seu sítio de consolidação. O Magma tem, majoritariamente, composição silicática, em consonância com a composição predominante da crosta e do manto terrestre; porém, magmas carbonáticos e sulfetados também são conhecidos. Os principais componentes do magma silicático na Terra são, além de O e Si, o Al, Ca, Fe, Mg, Na, K, Mn, Ti e P. A composição química de rochas e magmas é indicada, por convenção com elementos constituintes apresentados na forma de óxidos. A variação composicional dos magmas, assim como das rochas ígneas, é descrita principalmente por seu teor de sílica, que indica a porcentagem em peso de SiO2. O espectro composicional dos magmas silicáticos é muito amplo, e praticamente contínuo em termos do teor de sílica; porém, dois tipos de magmas se destacam amplamente pela sua abundância na crosta terrestre: são o magma granítico, com teores de sílica superiores a 66%, e o magma basáltico, com teores de sílica entre 45 e 52%. Alguns pesquisadores acrescentam um terceiro tipo de magma, o viscosas que as lavas basálticas. Apresentam temperaturas entre 800 e 1.000 oC e a rocha vulcânica formada possui cor clara a avermelhada. A baixa fluidez das lavas riolíticas leva geralmente a um acúmulo rochoso que pode alcançar dezenas ou até centenas de metros de espessura, tornado comuns as explosões. As lavas de composição andesítica possuem conteúdo de sílica intermediário entre o s basaltos e riolitos. FRAGMENTOS VULCÂNICOS Correspondem aos vulcanoclastos e piroclastos. Os primeiros englobam os fragmentos vulcânicos formados pela erosão. Já o termo piroclasto refere-se aos materiais lançados na atmosfera por erupção explosivas. Esses produtos recebem o nome de tefra. O material particulado mais fino é constituído por cinzas e poeira, podendo formar espessos pacotes, em geral nas proximidades do vulcão. Todavia, a ação dos ventos pode transportar as partículas a enormes distâncias. O lapilito é geralmente formado pela colagem de cinzas. São gotas de lavas maiores que cinzas, cuja morfologia indica sua formação em estado plástico. Podem ter o tamanho de uma bola de tênis. Em função da intensidade dos ventos e do caráter muito fluido da lava, os lapilli podem ser alongados a até fiapos , como fios de cabelos.. As bombas representam os fragmentos vulcânicos ( em estado plástico) com aparência retorcida, resultantes da consolidação durante a sua trajetória no ar. Existem registros de bombas com dezenas de m3 lançadas a mais de 10 Km do vulcão. Eventualmente, a superfície externa das bombas apresentam-se com rachaduras, em função da expansão dos gases internos dal lava, formando uma textura superficial denominada “crosta de pão”. Já os blocos são constituídos por fragmentos angulosos de lavas consolidada ou da rocha encaixante do conduto, lançados à atmosfera. DEPÓSITOS PIROCLÁSTICOS O termo piroclástico deriva do grego pyros ( fogo) e klasto (quebrado). Os materiais piroclásticos são constituídos por materiais soltos ou misturas de cinzas vulcânicas, bombas e gases, produzido durante erupções violentas de gases. Tais produtos podem ser classificados em: juvenil ( fragmentos solidificados do próprio magma), b) não juvenil ( fragmentos originados da parede da cratera, do conduto magmáticos ou quebra de rochas preexistentes; c) fragmentos de origem diversa associadas a partículas ou gotas de lava. As brechas vulcânicas representam os produtos piroclásticos de granulação mais grossa, sendo constituídos por fragmentos angulosos de material preexistente ou do próprio derrame, cimentado numa matriz também grosseira. Os depósitos de queda piroclástica recebem o nome de tufos vulcânicos. São constituídos por fragmentos menores numa matriz de granulação fina. Os depósitos de fluxo piroclástico são misturas de fragmentos, partículas de rocha e gases quentes que, independentemente da granulação, movem-se pelo seu próprio peso, condicionadas à declividade do terreno. A emulsão de gases superaquecidos é tal que a resistência ao atrito entre as partículas é reduzida ao mínimo. Com isso, forma-se um fluído denso, cuja zona superior torna-se menos densa à medida que as partículas caem sobre a superfície do terreno. As temperaturas envolvidas são muito variáveis, de 900 oC até inferiores a 100 oC GASES E VAPORES VULCÂNICOS Durante uma erupção ou a partir de sistemas hidrotermais associados a câmaras magmáticas subsuperficiais, os gases e vapores dissolvidos no magma são liberados para a atmosfera. O mais abundante é o vapor de água ( 75 a 95%). O transporte desses gases na atmosfera se dá em aerosóis ( uma solução coloidal em que a fase dispersora é gasosa e a de dispersa é sólida ou líquida) pela absorção dos compostos em camadas, ou ainda na forma de partículas microscópicas de sal. Os compostos gasosos de S, Cl, F, por sua vez, reagem com a água , originando ácidos nocivos para os olhos, pele e sistema respiratório. Mesmo quando em baixas concentrações podem destruir a vegetação e corroer metais. FUMAROLAS E FONTES TÉRMICAS Estas exalações de gases e vapores se dão através de pequenos condutos e podem continuar por décadas ou mesmo séculos após erupção vulcânica. Pode, ser tanto primárias (gases do próprio magma que pela primeira vez são liberados em superfície) ou secundárias, quando ocorre a interferência com a água subterrânea. Nas fumaralas, os elementos mais comuns que entram na composição dos gases são hidrogênio, nitrogênio, carbono e oxigênio. Estes elementos podem ocorrer na sua forma elementar ou combinados como H2O, H2S, CO, CO2, (NH4)+, SO2, SO3, CH4, etc. A composição dos gases vulcânicos pode variar em função das temperaturas envolvidas (800oC a 100oC) e do conteúdo em minerais dissolvidos. Eventualmente, elementos como flúor, estanho, molibdênio, urânio, tungstênio, prata, mercúrio e ouro se associam aos gases, podendo se concentrar principalmente em veios nas rocha encaixante, por conta do resfriamento do vapor d’água e sua interação com o ar. Desse modo, vários depósitos de interesse econômico podem ocorrer em fumarolas. GÊISERES E FONTES TÉRMICAS Gêiseres são jatos de água quente e vapor em rupturas de terrenos vulcânicos. Estes jatos ocorrem em intervalos de tempo regulares e com grande força, freqüentemente acompanhados por um som ruidoso.. Uma das feições características dos gêiseres são os terraços, formados por sedimento de origem química. Este material encontra-se nas rochas ou no solo, somo resultado da precipitação de minerais dissolvidos à medida que ocorre a evaporação ou resfriamento. Os terraços podem ter natureza silicificada ou cálcica. Nos campos de gêiseres, padrões únicos de vida animal e vegetal desenvolvem-se ao redor das fontes e águas térmicas, mesmo nos intervalos mais rigorosos. Lagos de água quente, surgentes das profundezas vulcânicas, apresentam colorações curiosas, onde as variações de tons azul, verde e amarelo-marrom refletem o crescimento vigoroso de diferentes tipos de micróbios, bactérias, cianobactérias e algas, em função das temperaturas. Além dos gêiseres podem ocorrer papelões de lama quente borbulhante. O Parque Nacional Yellowstone (Oeste dos EUA) possui a maior concentração mundial de feições hidrotermais e cerca de duas dezenas de gêiseres. PLUMAS HIDROTERMAIS SUBMARINAS Trata-se de fontes térmicas surgentes na crosta basáltica pelas quais fluidos minerais são expelidos. A ação contínua do processo hidrotermal edifica “chaminés”. As maiores podem atingir mais de 10 m de altura e 40 cm de diâmetro, sendo denominadas black smokers, por expelirem fluidos de cor negra com alta temperatura. As chaminés menores recebem o nome de white smokers, sendo cacterizadas por fluidos de cor esbranquiçada e menor temperatura. Depósitos de sulfetos metálicos submarinos, associados às fontes termais em sistemas vulcânicos de rifts meso-oceânicos, ocorrem no arquipélago de Galápagos e no Mar Vermelho. Perfurações revelam teores elevados em Fe, Cu e Zn na lama recuperada, sugerindo sua associação às atividades de plumas hidrotermais. A decantação de partículas finas, dissolvidas na água surgente a altas temperaturas, se dá pelo choque térmico com água fria das profundezas oceânicas. Muitas dessas concentrações polimetálicas contêm metais preciosos e semipreciosos, porém os custos de recuperação são ainda demasiadamente altos para viabilizar o aproveitamento comercial. OUTROS FENÔMENOS VULCÂNICOS Lahars: As erupções explosivas podem depositar enormes quantidades de cinzas e outros fragmentos vulcânicos sobre os flancos dos vulcões. Os lahars são formados quando da ocorrência repentina de grandes volumes de água, devido a chuvas torrenciais, derretimento de gelos e/ ou neve acumulados no topo do vulcão, ou mesmo pela ruptura de barragens naturais. Essas águas se misturam com o material vulcânico inconsolado, criando fluxos de lama que se movimentam por gravidade. Enquanto nos rios é a água que carrega os fragmentos, nos lahars é a abundância de material sólido que gera o movimento. Cerca de 40% em peso dos constituintes dessa mistura são cinzas vulcânicas e fragmentos de rocha, tornando-se densa e viscosa com a consistência da massa de concreto. Com tal, formam espessos depósitos que incluem grandes blocos arredondados, fragmentos vulcânicos e lama endurecida e também podem incluir pedaços de árvores, se o fluxo tiver atravessado uma floresta. É justamente através da determinação da idade desses restos de árvores que é possível saber quando ocorreu o fenômeno – um dado importante para se estimar a taxa de freqüência de lahars relacionados à reativação de um vulcão. Avalanches: São movimentações superficiais de grandes massas de neve, gelo, solo ou rochas, ou uma mistura destes materiais, que se tornaram eventualmente instáveis por diferentes causas. Esses fluxos de detritos podem ser gerados por abalos sísmicos que normalmente precedem uma erupção, ou até mesmo chuvas muito intensas, aliados a uma forte inclinação do relevo vulcânico. CARACTERÍSTICAS DOS PRODUTOS VULCÂNICOS Morfologia de um vulcão É comum pensarmos que a lava chega à superfície sempre através de edifícios cônicos perfeitos, a exemplo do monte Fuji no Japão ou monte Osorno no Chile, o que não é verdade. Muitas vezes, a erupção se dá através de fissuras profundas na crosta que alcançam a região onde o magma está acumulado. Estas fendas podem ter poucos metros de largura e alguns quilômetros de comprimento, como as que existem na ilha vulcânica da Islândia. As formas topográficas vulcânicas dependem da composição química, do conteúdo de gases, da viscosidade e temperatura das lavas. Lavas pouco viscosas constituem edifícios vulcânicos com flancos suaves, ou ainda derrames extensos e espessos. Já as lavas muito viscosas não fluem com facilidade, o que resulta em edifícios com flancos íngremes constituídos, em geral, pelo material fragmentado por explosões. O ambiente superficial é também um dos fatores que controla o modo de acumulação do material vulcânico. O ambiente superficial é também um dos fatores que controla o modo de acumulação do material vulcânico. O vulcanismo submarino em grande profundidade, por exemplo, não é explosivo porque a alta pressão da água impede a formação e expansão de vapor. Como a água resfria a lava mais rapidamente que o ar, a pilha de lava é geralmente mais íngreme que o perfil das acumulações de lava acima do nível do mar. Cratera: Esse termo é uma tradução literal do grego krater, que significa um vaso de boca larga. A cratera representa o local de extravasamento do magma e demais produtos associados. A chaminé, ou conduto magmático, liga a câmara magmática em profundidade com a cratera. Com o passar do tempo, as paredes da cratera podem desmoronar, causando o seu parcial preenchimento.. A cratera do monte Etna ( Sicília – Itália), por exemplo, está atualmente a 800 m de profundidade em relação ao topo e possui 300 m de diâmetro. Eventuais cones satélites podem aparecer nos flancos do vulcão, por um desvio do conduto ou à medida que a chaminé e/ou a Apesar de sabermos que as mudanças climáticas estão associadas à variabilidade natural dos processo atmosféricos, pelo menos dois outros parâmetros – a revolução industrial e os vulcões- têm adicionado enorme quantidades de material particulado e gases à atmosfera. Há evidencias de eu as erupções vulcânicas afetam o comportamento do clima em curtos períodos de tempo e possivelmente influenciam as alterações de longa duração, inclusive no aquecimento global. Isto poderia causar no futuro, por exemplo, o degelo das calotas polares com conseqüente subida do nível dos oceanos, trazendo efeitos catastróficos para habitantes de cidades como Rio de Janeiro, Buenos Aires, Tóquio, Los Angeles e Nova Iorque, entre tantas outras situadas em litorais. Entretanto , a reconhecida abundância do CO2 nos gases vulcânicos não é suficiente para contribuir significativamente para o efeito estufa. Enquanto os vulcões produzem cerca de 110 milhões de toneladas de CO2 por ano, as atividades industriais adicionam à atmosfera em torno de 10 bilhões de tonelada por ano. O maior impacto dos gases vulcânicos se dá pela liberação de cinzas e SO2. Este gás transforma-se em ácido sulfúrico pelos raios solares que interagem com o vapor de água da estratosfera para então formar camadas de aerosóis. Essa camadas são constituídas também por pequenas partículas e/ou gotícolas, com diâmetro inferior a 1 micrômetro ( 0,001mm), por sal marinho e poeira silicática de origem diversa ( marinha, erupção vulcânica, incêndios florestais, grandes tempestades de poeira, fumaça industrial, etc.). As camadas de aerosóis resistem em suspensão na estratosfera por muito tempo após as partículas de cinza terem se depositado na Terra, u a vez que em altitudes muito elevadas não há nuvens e chuva para uma lavagem mais rápida e efetiva. Observações meteorológicas comprovam que essa s camadas, entre altitudes de 15 e 30 Km, interceptam a luz solar, aquecendo a estratosfera e diminuindo a temperatura da superfície terrestre e da própria atmosfera. VULCANISMO E SEUS BENEFÍCIOS As milhares de mortes e os danos materiais causados pelo vulcanismo contrapõem-se aos seus benefícios, a exemplo dos recursos minerais de origem hidrotermal, como também os bilhões de toneladas de lavas e cinzas vulcânicas que são transformados, ao longo do tempo, em solos muito férteis, por conta da presença de nutrientes como Fe, S, Na e K e ainda outros, como na ilha vulcânica de Java. Outros produtos de erupções podem ser utilizados comercialmente como aditivos ao cimento, abrasivos, como ingredientes da industria farmacêutica e na produção de sabão e materiais de limpeza. O aproveitamento de campos geotérmicos ilustra também outra importante contribuição do vulcanismo, ainda mias por ser uma fonte energética inesgotável na escala humana de tempo. A existência desses campos de dá nas proximidades de copos ígneos subsuperficiais, em meio a rochas com alta porosidade e permeabilidade, situação essa que favorece a circulação de grandes quantidades de água subterrânea. O enorme calor associado ao processo magmático aquece a água eventualmente aprisionada nas rochas encaixantes, devido a camadas rochosas impermeáveis sobrepostas. Desse modo, campos geotérmicos subsuperficiais com fluidos superaquecidos ( água e vapor, ou somente vapor) são formados, os quis, uma vez perfurados, permitem o escape extremamente veloz dos fluidos. Essas fluidos podem gorar turbinas e gerar energia elétrica, a qual é considerada “limpa” em comparação com a termoeléctrica e nuclear. FORMAÇÃO DAS MONTANHAS Geologicamente designa-se de montanhas, apenas as que formam uma região elevada, cuja estrutura montanhosa corresponde a um geossinclinal emerso. GEOSSINCLINAL É um conceito complexo e está ligado a forças orogenéticas de grandes intensidades e raio de ação. Além de que envolve a pré-disposição de uma região propícia a receber sedimentos no fundo do mar até o soerguimento desses sedimentos e sua transformação em cadeia de montanhas. São as seguintes as forças orogenéticas • Vulcanismo • Terremotos • Falhamentos • Dobramentos Montanha não é apenas uma forma de relevo ou de altitude, mas uma estrutura que apresenta uma relação entre a estrutura das rochas e a sua origem. São montanhas: Os Alpes Os Cárpatos As Montanhas rochosas O Himalaia Os Andes A Serra do Espinhaço Os Apeninos O Cáucaso Não são montanhas: A Serra da Mantiqueira A Serra do Mar A Borborema Fora desse conceito técnico, é possível encontrar outras elevações, maiores ou menores, das mais diversas origens: Morro, Serrote, Alto (Alto do Mário), Serra da Santa, Serra da Batateira, Serra das Russas, etc... Essas cadeias de montanhas estão ligadas ao TECTONISMO OROGENÉTICO DO CENOZÓICO (60.000.000 anos). Já as serras do Espinhaço, Mar, Mantiqueira e Borborema, tiveram sua origem no pré- cambriano (mais de 2.500.000.000 de anos), agora já aplainadas pela erosão. Analogias significativas das cadeias de montanhas: a) Os materiais que formam essas cadeias de montanhas foram todos originariamente depositados no fundo do mar. b) A extensão das cadeias de montanhas é muito menor do que quando eram fundo de mar. Isto indica que a crosta terrestre sofreu um deslocamento horizontal e um enrugamento. c) As cadeias de montanhas têm todas uma construção bilateral, isto é, as dobras têm sempre duas direções opostas mas não necessariamente simétricas. d) A zona central é mais sujeita à ação magmática e ao metamorfismo. e) A distribuição geográfica das cadeias de montanhas mostra que elas são em geral compostas por arcos suaves, sucessivos, estreitos e muito longos. f) Finalmente, é importante assinalar que as cadeias de montanhas derivam de um geossinclinal cuja evolução é encontrada nas cadeias de montanhas com características e analogias próprias. Todo geossinclinal está localizado próximo a uma região continental, chamada plataforma ou antepais, que é formada devido a erosão, onde os rios carrearão os sedimentos para os oceanos. A velocidade máxima da sedimentação é de cerca de 1 metro em 30.000 anos, onde a espessura dos sedimentos pode chegar a até 12.000 metros, diminuindo para as bordas. Devido a acumulação dos sedimentos, onde os rios podem jogar os sedimentos na plataforma ou nas fossas oceânicas, vai depender do tipo de "canhão" (falha geológica que o suposto rio está encobrindo), assim é que via de regra, forma-se uma subsidência, própria de cada geosinclinal. O acúmulo dos sedimentos forma isostasia ( cotas) que a medida que vão se acumulando provocam o magnetismo. FASES I- PRÉ-OROGÊNICA É realizada em mar raso, com sedimentação terrígena e calcárea intensiva e a correspondente subsidência; vulcanismo básico. II - FASE OROGENÉTICA INICIAL Subsidência e sedimentação localmente aceleradas, sedimentação de flysch (terrígena superior). Algumas partes já aparecem acima do nível do mar. III - FASE OROGENÉTICA PRINCIPAL Dobramentos intensos, e o magmatismo é agora de caráter ácido intrusivo. Terras já totalmente levantadas. É depositada a formação lagunar nas depressões restantes. IV - FASE PÓS-OROGENÉTICA Atividades magmáticas intermediárias e básicas. Movimentos isostáticos, sedimentação molássica. Se abandonarmos o conceito técnico de montanha exposto anteriormente, poderemos encontrar elevaçõrs ou conjunto de elevações não ligados a um geossinclinal, e sim com a gênese relacionada a fenômenos geológicos de outra natureza. MONTANHAS DE ORIGEM VULCÂNICA A erupção de material magmático em muitas regiões ocorre em pontos fixos por muitas vezes e o acumulo desses materiais vulcânicos dar início a um elevado monte em forma de cone. Com o passar de muitas erupções esse cone pode chegar a muitos metros de alturas. As vezes predominam lavas, outras vezes o material piroclástico predomina em outros existe uma combinação de lava e tufo. Esta combinação forma quase sempre uma montanha de fácil e rápido processo de erosão. Contudo não importando de qual desse modos seja formado essas formações podem ter duração efêmera. Em pouco tempo a erosão as dilapida, pois os materiais magmáticos tem composição química com fácil decomposição e ainda são muito porosos. O Chimboraza e o Acomcágua, nas Cordilheiras dos Andes, são famosos por suas imensas alturas. Acham-se contudo localizados sobre regiões soerguidas. MONTANHAS ORIGINADAS POR EROSÃO Regiões aplainadas ou mesmo originalmente planas podem sofrer a ação de forças epirogenéticas que determinam seu levantamento sem deformações tectônicas consideráveis. O desgaste de regiões aplainadas geralmente ocorre por rios que durante milhares de anos a cortam e no seu curso levam detritos. Este desgaste provoca desmoronamento de barreiras e sucessivos deslizes de detritos e desgastes do solo. Com isso ocorre que com regressão destas etapas, forma-se elevações isoladas de topo plano, denominadas mesas. Existem ainda elevações produzidas pela erosão diferencial em corpos mais resistentes, dentre os mais comuns são as intrusões magmáticas. FORMAÇÃO DE MONTANHAS DOR FALHAMENTO São varias as possibilidades da formação de elevações por falha. Podendo verificar-se a elevação de blocos numa região baixa, ou o abatimento em áreas elevadas formando as fossas tectônicas, ou ainda pode dar-se o levantamento geral de blocos, uns mais que os outros, como também o abaixamento irregular. As montanhas de falhamentos são caracterizadas pelo deslocamento principal no sentido vertical. Muito embora não haja evidências de grandes deslocamentos produzidos por falhas, as configurações do terreno e as inúmeras zonas milionizadas são sugestivas da ocorrência deste fenômeno. FORMAÇÃO DE MONTANHAS POR DOBRAMENTO As cadeias de montanhas formadas por dobramento têm várias características em comum. Assim, grandes massas sedimentares marinhas, às vezes com intercalações magmáticas, que ocupam hoje uma área cuja extensão é Processo Produtos ObservaçõesComponent es Rochas Erupção Efusiva Derrame de lava Lava Rocha vulcânica Material fundido contendo cristais e bolhas de gás Queda piroclástica Poeira/cinza fina Tufo fino Partículas menores que 0,062mm Cinza Grossa Tufo Grosso Partículas entre 2 e 0,062mm Lapilli; Lapillito Partículas entre 64 e 2 mm Erupção explosiva Bombas Aglomerados Fragmentos plásticos > 64mm Blocos Brecha piroclástica Fragmentos rígidos > 64mm Fluxo piroclástica Púmice (fragmentos com granulação de cinzas a bloco, rico em vesículas); Ignibritos Emulsões gasosas superaquecidas com fragmentos de púmice ou escória ( dimensões entre lapilli e Bomba), cristais de cinza, e fragmentos do conduto e/ou de rochas preexistentes, em matriz vítrea. Escó Brecha de Escórias Fenômenos vulcânicos associados Blocos e cinzas Brechas de blocos e cinzas Fluxo de lama Lahar Laharito Fluxo viscoso de lama com fragmentos inconsolados de variadas dimensões, originados do retrabalhamento de depósitos de encostas vulcânicas por chuvas, degelo e/ou tremores de Terra. Avalanche Semelhantes aos fluxos de lama, porém com matriz mais grossa ( menor teor de lama) Gêiseres; fumarola Emanações gasosos e fluídos contendo minerais dissolvidos CAPITULO III MINERAIS E ROCHAS; ESTRUTURA CRISTALINA; PRINCIPAIS MINERAIS; ARGILOMINERAIS; IMPORTÂNCIA DO CONHECIMENTO; ROCHAS ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS; ROCHAS SEDIMENTARES; ROCHAS METAMÓRFICAS MINERAIS E ROCHAS Quando apanhamos um punhado de terra ou solo, estamos pegando minerais. eles estão presentes em todos os solos e em todas as rochas ou pedras. No Paleolítico, onde se deu o surgimento do homem, prolongando-se até 18.000 anos a. C, idade da pedra lascada, o homem possuía poucos conhecimentos sobre a natureza. Já no Neolítico, idade da pedra polida, o homem descobriu como controlar o fogo e pôde trabalhar os metais. Há 5.000 anos descobriu-se o cobre, o estanho e dessa mistura veio a produzir o bronze. E só após 4.000 anos, o homem descobriu o ferro, que lhe deu maior poder, em relação à natureza. A descoberta de outros minerais combinados com o ferro, formando ligas, deram origem à vários tipos de aços . (manganês, níquel, cromo, vanádio, molibdênio, tungstênio e outros). MINERAL É um elemento ou um composto químico, via de regra, resultante de processos inorgânicos, de composição química geralmente definida e encontrado na crosta terrestre. Os minerais, em geral são sólidos, somente a água e o mercúrio apresentam-se no estado líquido, em condições normais de pressão e temperatura. MINERAIS MAIS USADOS Ferro, cobre, estanho, chumbo, alumínio, manganês, ouro, prata, platina, urânio, petróleo, água, etc. Na natureza os minerais não surgem em estado puro, mas associados a outros minerais. para extrair o mineral que se deseja, é necessário beneficiá-lo , ou seja, apurá-lo ou separá-lo do minério em que ele se encontra MINÉRIO É um mineral, ou associação de minerais, que pode ser explorado do ponto de vista comercial. Exemplos: Ouro .......... Au Quartzo ....... SiO2 Prata........... Ag Talco ...........Si6 O20 ( OH)4 Mg6 Cobre ......... Cu Ferro .......... Fe PRINCIPAIS MINERAIS Ao todo são conhecidos mais de três mil minerais. A tabela a seguir mostra os principais constituintes mineralógicos das rochas da crosta terrestre. MINERAL PERCENTAGEM feldspato 59,5 quartzo 12,0 piroxênios e anfibólios 16,8 micas 3,8 outros 7,0 QUARTZO ( SIO2 ) Um dos últimos minerais a se formar, na consolidação do magma, é o único a resistir ao intemperismo. Adapta-se aos interstícios deixados entre os demais minerais, só forma cristais bem desenvolvidos quando tem oportunidade de crescer em cavidades ou fraturas. Cor branca ou incolor, mas também em inúmeras outras variedades, como roxa, amarela, vermelha, preta, etc. Brilho vítreo, transparente ou opaco dureza 7 . densidade 2,65 fratura concóide VARIEDADES : Ametista – roxa Citrino-amarela Cristal de rocha- hialino ( transparente ) Calcedônea – cinza / castanha Ágata – cinza É encontrado nas rochas ígneas, sedimentares e metamórficas. É usado nas telecomunicações, fabricação de vidro, etc. FELDSPATOS São os constituintes mais importantes na formação de rochas ígneas e os minerais mais abundantes na crosta terrestre podem apresentar cristais mistos de três componentes: feldspato potássico, sódico e cálcico. A coloração dos feldspatos é sempre clara: branca, cinza, rosa ou levemente avermelhada. dureza = 6 - não risca o vidro Muito suscetíveis à alterações, perdem cor, dureza e com isso tornam-se pulverulento, friável e depois argila. PIROXÊNIOS E ANFIBÓLIOS E PERIDOTOS Normalmente constituem a maior parte dos componentes escuros (máficos) das rochas (minerais pretos, verde-escuros, verdes azuis etc.) Pela presença de cátions de Fe. Mg. São susceptíveis à alteração em clima úmido, com a formação de minerais argilosos, mica, cloritas, talco, serpentinas e liberação de hidróxidos de ferro e manganês, conferindo cores aos solos. Ferro = coloração avermelhada. Exemplo: Piroxênios – são silicatos de Mg, Ca e Fe, com ou sem Al2 O3 e Fe2 O3. A cor é preta a verde-escura. O exemplo mais comum é a augita. Anfibólios – são parecidos com os piroxênios, entretanto possuem OH na sua constituição. O Anfibólio mais comum é o hornblenda. Peridotos (olivinas) – sua distinção dos piroxênios e anfiólios é difícil. Parecem-se com vidro de garrafa comum (verde-garrafa) MICAS Grupo de minerais caracterizados por uma ótima clivagem laminar e boa elasticidade. Distinguem-se 2 variedade principais. Muscovita (mica branca) usada na indústria elétrica como isolante. Biotita (mica preta), constituinte comum de granitos. OUTROS Clorita – Silicato de Fe, Mg e Al. Cor esverdeada ou amarelada. Ocorre em rochas metamórficas, como cloritaxistos e micaxistos. Granada – Composição variada (almandina (vermelha castanha) Fe3 Al2 (SiO4)3. Outros tipos de granada podem conter Mg, Ca e Mn. Nefelina – NaAlSiO4, contendo sempre potássio na sua composição. Turmalina – é muito comum em rochas ígneas, metamórficas. É um silicato de boro e alumínio. A coloração pode ser preta, verde, vermelha ou azul. Calcita – CaCO3 de cor branca, rósea, cinza, amarela. Efervesce com HCL. Mineral mais comum das rochas metamórficas. É o mineral que forma o mármore. Dolomita – CaMg(CO3)2 de cor branca, cinza-amarelada. Efervescente com HCl quente. Usada para fabricação de cal, ou como corretivo da acidez do solo. Gipsita – CaSO4.2H2O de cor branca. É usada na fabricação do gesso e incorporada ao cimento na proporção de 2% Caulim – Al2O3.2SiO2.2H2O de cor branca ou ligeiramente amarelada é deco0mposição dos feldspatos. Usado como matéria-prima da porcelana Magnetita – Fe3O4 (72% Fe) de cor preta Hematita – Fe2O3 (70% Fe) de cor preta e cinza escuro. Ocorre também como pigmento vermelho nos sedimentos e solos. É o mineral mais importante para o Brasil. Limonita – Fe2O3 + NH2O (60% Fe) de cor castanha a preta. Proveniente da decomposição de Hematita e Magnetita. Pirita – FeS2 (46,6% Fe e 53,4% S) de cor amarela dourada. Importante matéria-prima do ácido sulfúrico. Calcopirita – CuFeS2 (35% Cu, 30% Fe e 35% S) de cor amarela-dourada. Mínério de cobre. Galena – PbS (86,5% de Pb, 13,5% S) de cor branca-chubo. Associa-se comumente à blenda. É o mais importante minério de chumbo. Blenda ou Esfalerita – ZnS (67% Zn e 35% S). Ocorre em filões com galena e pirita. É o mais importante minério de zinco. ARGILOMINERAIS Argila é toda partícula mineral com diâmetro inferior a 0,004mm. Esse grupo de minerais compreende um bom número de espécies com características físicas e química bem diferentes. Provém normalmente da alteração dos feldspatos, piroxênios e anfibólios. A maior parte das argilas é constituída por argilominerais – silicatos hidratados de alumínio com vários tipos de cátions (K, Mg, Fe, Na, Ca, NH4, H) ou ânios (So4 – Cl – P2O5 – N2O3) possíveis em estrutura. Não existe argila pura Comumente chamados de barro, que não é composto unicamente por minerais argilosos, de modo geral, é constituído por proporções variadas de argilominerais, hidróxidos de Fe, Al, Mn, etc. Partículas coloidais orgânicas, areias e silte. IMPORTÂNCIA DO CONHECIMENTO Engenharia Estabilidade de taludes, fundações, pavimentos de estradas, pontes, edificações. A expansão de algumas argilas quando molhadas requer precauções. Agronomia Os estudos de solo, pedologia e fertilidade permite aos técnicos a fazerem plantações corretas, visto que as argilominerais permitem a fixação ou liberação de uma série de elementos (cátions e ânios), favorecendo trocas iônicas com fertilizantes e cedendo nutrientes às plantas. Cerâmica O uso de argila (barro) na fabricação de produtos de uso doméstico e de fibra ótica. Geologia Interessam as condicionantes da formação das diversas espécies, devido a sua importância econômica. ROCHAS ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS As rochas Ígneas ou Magmáticas, originam- se a grandes profundidades, na parte inferior da crosta ou na porção superior do manto. O magma é uma mistura física e químicamente complexa que pode ser definido assim: Magma é um fluido natural muito quente predominantemente constituído por uma fusão de silicatos e mostrando proporções variadas de água, elementos voláteis ou de cristais em processo de crescimento”. COMPONENTES FÍSICO-QUÍMICO fase líquida mantida em fusão pela temperatura elevada, constituída por uma solução complexa com grande número de componentes, predominando os silicátos. fase gasosa, mantida em solução por pressão, constituída por h2o e quantidades menores de co2, hcl, hf, so2 etc. fase sólida, formada por cristais de composição silicática, em fase de crescimento ou de natureza residual, assim como de fragmentos de rocha. COMPOSIÇÃO QUÍMICA Composição Mineralógica e Química QUÍMICO Quantidade total de sílica da rocha Rochas ácidas - mais de 65% de sio2 Rochas intermediárias - 65- 55% de sio2 Rochas básicas - 55- 45% de sio2 Rochas ultrabásicas - menos de 45% de sio2 COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA Os minerais mais importantes são: quartzo, feldspato (alcalinos, plagioclásios), ferromagnesianos (anfibólios e piroxênios) e a biotita. os dois primeiros são claros e os dois últimos escuros, conforme a predominância dos mesmos, a cor das rochas pode variar entre cores claras e escuras, naturalmente com todos os graus possíveis de gradação e com tonalidades particulares com tons rosados, avermelhados, acizentados, esverdeados etc. PRINCIPAIS ROCHAS ÍGNEAS Granito Rocha ígnea, intrusiva, encontrada em batólitos, stockes e outras massas muito grandes de rocha. fanerítica, granulação média a grossa, cores rosadas, esbranquiçadas, acinzentadas, sempre com bastante quartzo e feldspato alcalino. no brasil,a serra da mantiqueira, a serra do mar e as serras que nos separam das guianas, são alguns exemplos. Riolito É a variedade efusiva do magma granítico, avermelhada a acinzentada Sienito Rocha ígnea, cores eventualmente mais escuras que o granito. o mineral escuro é o anfibólio e o feldspato é predominantemente alcalino. Diorito Rocha intrusiva, cores escuras, praticamente sem quartzo e com muito feldspato. Andesito variedade aparentada com o diorito, escura, ocorre sob a forma de diques. Gabro Rocha ígnea, plutônica, cores muito escuras, não possui quartzo, sendo formado predominantemente por feldspato Diabásio Ocorre sob a forma de diques e sil, rocha similar ao gabro Basalto É a variedade efusiva do diabásio e recobre extensas áreas da região sul do Brasil, onde representa a rocha ígnea mais importante. as cores escuras podem variar do vermelho- escuro ao preto. ROCHAS SEDIMENTARES Ao longo das transformações das rochas (ver intemperismo), sob a influência dos agentes externos, constitui o ciclo exógeno de transformações, através do qual se formam as rochas sedimentares. Como foi visto, este ciclo começa pelo intemperismo, o qual decompõe químicamente ou desintegra mecanicamente as rochas antigas transformando-as em sedimentos e solos. LITIFICAÇÃO OU DIAGÊNESE É o endurecimento das camadas arenosas. o processo, ocorre com o passar do tempo e a evolução geológica, e as novas camadas de sedimentos vão se acumulando sobre as mais antigas e assim vão se criando espessas formações de sedimentos. VÁRIAS MANEIRAS ocorrência por compactação de sedimentos argilosos ocorrência por compactação de sedimentos arenosos sedimentos químicos (ca, k, mg, etc), sofrem fenômenos de cristalização que dão origem a novas rochas muito duras. Rochas sedimentares clásticas, que basei- se na granulometria. PROCESSOS DE LITIFICAÇÃO COMPACTAÇÃO Redução volumétrica, causada principalmente pelo peso das camadas superpostas e relacionada com a diminuição dos vazios, expulsão de líquidos e aumento da densidade da rocha. é o fenômeno típico das sedimentos finos, argilosos. CIMENTAÇÃO Deposição de minerais nos interstícios do sedimento Produzido a colagem das partículas constituintes. RECRISTALIZAÇÃO Mudanças na textura por interferência de fenômenos de crescimento dos cristais menores ou fragmentos de minerais até a formação de um agregado de cristais maiores. é um fenômeno mais comum nos sedimentos químicos. ROCHAS SEDIMENTARES MAIS COMUNS CONGLOMERADOS ( psefitos ) - tamanho superior a 2 mm de diâmetro. Clastros são angulosos - rocha denomina-se brecha Clastros são arredondados - varios TILITOS Origem ligado ao gelo, caracterizam-se por apresentar clastos de tamanho extremamente variável, desde poucos centímetros até vários metros ( matações ). DIAMICTITOS Os diamictitos são encontrados como corpos de diferentes espessuras e formas. o tamanho médio dos clastros é pequeno, entretanto pode-se encontrar megaclastos de 2 a 3m de diâmetro. via de regra, apresentam-se em planos de estratificação. ARENITOS ( PSAMITOS ) Podem ser definidos como toda rocha cujos constituintes tenham tamanho entre 2 e 0,062 mm de diâmetro ( quartzo é predominante ). PELITOS Os sedimentos têm tamanho inferior a 0,062 mm de diâmetro. - Siltitos - 0,062 a 0,004 mm - Argilitos - menor que 0,004 mm ROCHAS CARBONÁTICAS São sedimentos de origem clástica ( baseia- se na granulometria ), orgânica ou química ( precipitação ), cujo componente principal é o carbonato de cálcio . PRINCIPAIS TIPOS Calcários Bioconstruidos São rochas resultantes de colônias de corais ealgas calcários bioacumulados São provenientes do transporte e deposição de organismos e restos de suas carapaças. podem ser divididos em: Calciruditos - fragmentos superiores a 2 mm de diâmetro Calcarenitos- fragmentos entre 0,062 e 2 mm Calcipelitos - fragmentos inferiores a 0,062 mm. ROCHAS DE ORIGEM QUÍMICA São formadas de substâncias em soluções iônicas ou coloidal através de processos químicos variados e se depositam por evaporação e precipitação. Exemplo: sal e gipsita Sedimentos carbonáticos Deposição de cálcio e magnésio Ex. calcários ( dolomiticos e calcíticos ) Sedimentos Ferríferos Deposição de hidratos férricos coloidais Ex. jaspelitos ferríferos ( mato grosso ) itabiritos ( minas gerais ) Sedimentos Salinos ou Evaporitos São depósitos de cloreto de sódio, potássio, sulfatos, carbonatos, boratos e outros sais. Sedimentos silicosos São depósitos de sílica ( calcedônea ) São depósitos de quartzo ( silex ) Rochas Sedimentares Orgânicas Se formam pela acumulação de matéria orgânica, com sedimentos argilosos ou de calcário. Exemplo: turfa, carvão e petróleo. Outros exemplos ESTRATIFICAÇÃO PLANO-PARALELA A deposição dos minerais produzem seqüencias alternadas denominadas de estratos ou camadas ou ainda lâminas (camada fina). Estratificação cruzada Marcas de ondas Gretas de contração Fósseis ROCHAS METAMÓRFICAS A palavra metamórfica vem de metamorfose, que quer dizer transformação”. As rochas metamórficas originam-se da transformação de outras rochas (magmáticas e sedimentares), quando submetidas a certas condições de pressão, calor e umidade. Imagine uma rocha magmática, por exemplo, que afundou na crosta terrestre, além de receber fortes pressões das camadas superiores, essa rocha será submetida ao intenso calor liberado pelo magma. essa rocha, então, terá sua estrutura alterada, isto é, os minerais que a formam serão ordenados ou arranjados de maneira diferente. a rocha, portanto, sofrerá uma transformação ou metamorfose. A base de todo o processo metamórfico reside no fato de que os minerais têm certas condições físico-químicas de sobrevivência, mudando-se essas condições ( pressão, temperatura etc), o mineral passa a uma nova forma estável. Todas essas transformações ocorrem no estado sólido (achatamento dos cristais), ou seja, a rocha não passa por uma fase de fusão. AMBIENTES METAMORFICOS Metamorfismo Regional Desenvolve-se em regiões que sofreram tectonismo intensivo, isto é, compressões e dobramentos de extensas áreas da crosta, onde ocorrerem grandes pressões e temperaturas elevadas. Ex. grandes cadeias montanhosas, fazendo parte dos escudos cristalinos, também chamados de maciços antigos, a serra do mar é um exemplo Metamorfismo de Contato contexto, no Brasil, utilizou-se os estudos dos solos através da metodologia americana e francesa por várias anos, até que em 2000 num esforço conjunto da EMBRAPA e Universidades foi publicado o estudo dos nossos solos. FATORES DE FORMAÇÃO DO SOLO ( PEDOGÊNESE ) SOLO► f ( clima, biosfera, rocha, relevo, tempo etc ) ORIGEM DOS MATERIAIS • Rochas ígneas • Rochas sedimentares • Rochas metamórficas RELEVO • Zona de exportação Relevos acidentados, remoção e transporte de material • Zona de passagem • Zona de acúmulos CLIMA • Temperatura • Precipitação pluviométrica • Vento ORGANISMOS • Cobertura vegetal • Fauna • Homem TEMPO • Idade • Maturidade QUANTO MAIOR O NÚMERO DE HORIZONTES E MAIOR SUA ESPESSURA, MAIS MADURO É O SOLO. O solo é um indivíduo tridimensional e independente da paisagem. Representa ele a resultante da ação ativa do clima e dos organismos sobre o material de origem, durante determinado espaço de tempo em determinado relevo. O solo é tridimensional, pois possui volume dado pelas duas dimensões superficiais, que lhe conferem uma área superficial, e por uma dimensão vertical, que lhe confere profundidade. Este volume é limitado acima pela atmosfera, lateralmente por áreas geladas, rochosas, águas profundas, enfim por tudo que não constitua solo, e, abaixo, estende-se até um limite ainda não estabelecido precisamente, sobre o qual há muita polêmica. Consideraremos a rocha consolidada como limite inferior do solo. Os solos além de volume, apresentam também anisotropia, isto é, suas propriedades físicas, químicas e mineralógicas, assim como suas características morfológicas, não são idênticas em todas as direções, fatos esses que se traduzem no aparecimento dos vários horizontes componentes dos perfis dos solos – anisotropia vertical e na existência de solos diferentes entre si – anisotropia horizontal. Apesar dessa individualização, os solos não se apresentam como entidades discretas na paisagem, claramente separadas umas das outras, como entre as espécies animais e vegetais, mas sim transicionando, entre si, gradativamente, sendo raramente encontrados limites abruptos entre eles. Assim, apresentam-se formando um contínuo na paisagem, onde diferentes solos, apesar da individualidade, apresentam algumas características iguais ou muito semelhantes, entre si. Isso possibilita agrupa-los em classes homogêneas segundo determinadas características e, portanto, ordena-los de acordo com normas elaboradas. Possibilita, enfim, classifica-los. Em resumo, o solo do ponto de vista pedológico, é considerado como um sistema disperso constituído ao longo do seu perfil, de três fatores: sólida, líquida e gasosa. A fase sólida é pouco variável, enquanto as fases líquida e gasosa variam constantemente, de acordo com as interferências atmosféricas As fases líquidas e gasosa ocupam os poros do sistema disperso solo, compondo assim a sua porosidade total, e são essencialmente interdependentes, variando sempre em função inversa uma da outra. INTEMPERISMO A porção externa e superficial da crosta é formada por vários tipos de corpos rochosos que constituem o manto rochoso. Estas rochas estão sujeitas a condições que alteram a sua forma física e composição química. Onde os fatores responsáveis pela alteração, ou seja meteorização, são provocados por agentes de ordem física, química e biológico, agindo isoladamente ou em associação. Duas fases são importantes no processo de meteorização, a física e a química, que são a desintegração e a decomposição, respectivamente. A desintegração é a ruptura das rochas inicialmente em fendas, progredindo para partículas de tamanho menores sem no entanto, haver mudança na composição. Já a química poderemos destacar os seguintes aspectos: INTEMPERISMO QÍMICO ▼ A ÁGUA CARREGA DA ATMOSFERA ▼ O2 , CO2 , NITRITOS , NITRATOS ▼ AÇÃO CORROSIVA ▼ ATACA AS ROCHAS ATRAVÉS DE PPROCESSOS ▼ HIDRÓLISE , OXIDAÇÃO , HIDRATAÇÃO E CARBONATAÇÃO Hidrólise Os íons da água combinam-se com os compostos, formando novas substâncias. Ex. Feldspatos são pouco estáveis e sofrem a ação desse ataque. K Al Si3 O8 + H2 O ► H Al Si3 O8 + KOH feldspato água ácido aluminico silisico hidróxido de potássio SAL ÁCIDO + BASE Hidratação Certos minerais podem adicionar moléculas de água à sua composição formando novos compostos. Como conseqüência, os minerais têm os seus volumes aumentados. TENCIONAM-SE --- DIMINUI A COESÃO ▼ DESINTEGRAÇÃO DAS ROCHAS Ex. Anidrita ( Ca SO4 ) ► Gipso ( Ca SO4 . 2H2 O ) Hematita ( Fe2 O3 ) ► Limonita ( Fe2 O3 . 2 H2 O ) Oxidação Os minerais se decompõem pela ação oxidante do O2 e do CO2. ÁGUA + MINERAIS + O2 + CO2 ► HIDRATOS ÓXIDOS CARBONATOS Ex. Minerais que possuem íons de Fé+++ ( Pirita, Micas e Olivinas ). Quando a Pirita é oxidada, o Fé++ passa a Fé+++ forma Limonita liberando enxofre que combinando com água produz ácido sulfúrico. PIRITA + ÁGUA ► LIMONITA ( FeS2 ) H2O Fe2 O3 . 2 H2 O ▼ LIBERA S2 + ÁGUA ► ÁCIDO SULFÚRICO ▼ DISSOLVE OS SAIS Ca , Mg , K, Na ▼ Que são transportados pelos rios até os mares, sob a forma de sulfatos Carbonatação É um processo de decomposição por CO2 , contido na água ( colóides ) forma pequena quantidade de ácido carbônico. Exemplo: H2 O + CO2 ► H2 CO3 ( ÁCIDO CARBÔNICO ) ▼ CaCO3 ( CALCITA ) ▼ CaCO3 + H2 CO3 ► Ca ( HCO3 )2 Calcita Ac. Carbônico Bicarbonato de cálcio CALCÁRIOS, DOLOMITOS, GIPSO, FELDSPATOS, MICAS etc. SÃO SUSCEPTÍVEIS DE LIXIVIAÇÃO. Quando o CO2 escapar, o bicarbonato de cálcio precipita formando os grandes depósitos de rochas ( calcita, dolomitas, gipsitas etc ) e em particular as estruturas das cavernas calcáreas. nulo, certifica o caráter ácrico, e é assim definida: RC = SB + Al3+ F 0 B 8 % de argila x 100 É de grande importância relembrar que os termos eutrófico, distrófico, alumínico e ácrico são relativos ao horizonte diagnóstico de subsuperficie B ou, na ausênia, ao horizonte C; ou no horizonte A nos Neossolos Litólicos ou Regoíticos. DISTRÓFICO Em uma amostra de solo, os cátions de Alumínio e Hidrogênio são maiores que a soma das bases (Cálcio, Magnésio, Potássio e Sódio). Sendo que o Alumínio ocupa menos de 50% da capacidade de troca. EUTRÓFICO Em uma amostra de solo, os cátions de Cálcio, Magnésio, Potássio e Sódio (bases) ocupam mais de 50% da capacidade de troca. Tabela - Valores de saturação por bases (V ), soma de bases (SB), saturação por alumínio (m) e de retenção de cátions ( RC ), relacionados com os termos eutrófico, distrófico, alumínico e ácrico. Interpretação V % Al3+ Cmolc Kg-1 de solo m (%) RC(1) Cmolc Kg-1 de argila Eutrófico F 0 B 3 50 Distrófico < 50 Alumínico F 0 B 3 4 F 0 B 3 50 Ácrico F 0 A 3 1,5 Fonte: Prado, 2003. ( 1 ) Para ser ácrico há necessidade do valor de retenção de cátions ser F 0 A 3 1,5 Cmolc Kg-1 de argila e ser atendida pelo menos uma dessas condições: pH KCl ( 1 N ) F 0 B 3 5, ou ainda se F 0 4 4pH for positivo ou nulo. A Condutividade elétrica do extrato de saturação, tradicionalmente expressa em mmhos/cm, com a adoção do SI, a condutividade elétrica passou a ser expressa em Siemens por metro ( S/ m ). Contudo, a magnitude do valor não foi alterada, ou seja, mmhos/cm=mS/cm=dS/m. A Tabela a seguir, quanto a salinidade e sodicidade dos solos, os limites de classes apresentados servem apenas de referência, já que há diferenças no comportamento das culturas com relação à acidez, à salinidade e a disponibilidade de nutrientes. Tabela .Classificação, índices relacionados com salinidade e modo de recuperação do Solo. Solos C.E1 ( dS / m ) pH em água PST2 Recuperação Normal <4,0 - <15 - Salino >4,0 <8,5 <15 Lavagem dos sais Sódico até 4,0 8,5 a 10,0 >15 Gesso e lavagem Salino-Sódico >4,0 - >15 Gesso e lavagem 1 Condutividade elétrica do extrato de saturação; 2 Porcentagem de sódio trocável. Para acidez, adotam-se as seguintes classes de interpretação do pH em água. Tabela . Classes de interpretação para pH em H2 O. Classes Valores de pH ( 1: 1,25 ) Acidez elevada <5,0 Acidez média 5,0 – 5,9 Acidez fraca 6,0 – 6,9 Alcalinidade fraca 7,0 – 7,8 Alcalinidade elevada >7,8 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS DE ANÁLISE DE SOLO Tabela . Os números fornecidos pela análise química consideram os métodos de análise utilizados nos laboratórios da região semi-árida, coordenados pelo programa de análise da EMBRAPA Solos. Nível K+ Ca2+ Mg2+ Al3+ SB CTC V cmolc/dm3 cmolc/dm3 cmolc/dm3 cmolc/dm3 cmolc/dm3 cmolc/dm3 % Muito baixo <0,08 <26 Baixo 0,08-0,15 <1,6 <0,7 <0,4 <2,6 <4,1 26-50 Médio 0,16-0,25 1,6-4,0 0,7-1,5 0,4-1,0 2,6-6,0 4,1-8,0 51-70 Alto 0,26-0,40 >4,0 >1,5 >1,0 >6,0 >8,0 71-90 Muito alto >0,40 >90 A extração de fósforo é realizada pelo extrator Mehlich-1 em solos ácidos e pelo extrator Olsen em solos alcalinos. Na próxima Tabela são apresentados os limites dos níveis de fósforo, segundo a textura do solo analisado e para a matéria orgânica. Tabela . Limites de interpretação para níveis de fósforo, em solos de textura arenosa e argilosa e para matéria orgânica. Níveis P – solo arenoso P – solo argiloso Matéria orgânica mg / dm3 mg / dm3 g/ kg Muito baixo <6 - - Baixo 6-10 <6 <16 Médio 11-12 6-10 16-30 Alto 21-40 11-20 >30 Muito alto >40 >20 Tabela . Fatores para conversão de unidades antigas em unidades do sistema internacional de unidades. UNIDADE ANTIGA ( A ) UNIDADE NOVA ( N ) FATOR DE CONVERSÃO ( F ) % g/ Kg ; g/dm3 ; g/ L 10 ppm mg/Kg ; mg/dm3 ; mg/ L 1 meq/ 100cm3 mmolc / dm3 10 meq / 100g mmolc / Kg 10 meq / L mmolc / L 1 P2 O5 P 0,437 K2 O K 0,830 CaO Ca 0,715 MgO Mg 0,602 mmho/ cm ds / m 1 FONTE: RAIJ. BERNARDO VAN et. alii. ( IAC ) mmolc = milimol de carga ds / m = deci-siemen por metro ppm = partes por milhão meq / 100 cm3 = miliequivalentes por cem centímetros cúbicos % = percentagem mmolc / dm3 é 10 vezes o cmolc / dm3 1 ppm = 1 mg / dm3 SOCIEDADE BRASILEIRA DE CIÊNCIA DO SOLO SUBSTITUIR meq / 100 cm3 por cmolc / dm3 ( centimol de carga por decímetro cúbico). TABELA .RESULTADOS DE ANÁLISE DE AMOSTRAS DE SOLO Burgierman, Denis Russo; Greco, Alessandro. A era dos gigantes. Sapiens, São Paulo; n. 1, p 51-53. 2004 (Setembro). Governo da Bahia. Empresa de Assistência Técnica e Extensão Rural da Bahia. Recomendações de adubação para o Estado da Bahia. 1a . ed. Salvador, Ba.: EMATERBA, 1980. 89p. il. CDU 631.8. Governo Federal. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Centro Nacional de Solos. Sistema Brasileiro de classificação do solo. Rio de Janeiro, Rj.: EMPRAPA. 4a aproximação. 2002. 166p. il. ( apostila ). Jenny, H. Factors of soil formation. New York: McGraw-Hill, 1941. 281p. Lopes, Alfredo Scheid. Manual internacional de fertilidade do solo. 2a ed. Campinas: POTAFOS, 1998. 177p. il. Malavolta, Eurípides. Manual de química agrícola, adubos e adubação. 2a ed. São Paulo,SP.: Ceres, 1967. 606p. il. 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Clarismar de Oliveira Campos2 , Francisco Santana Nunes2 RESUMO A excursão científica, à Chapada Diamantina, objetivou aferir conhecimentos geológicos, para os alunos da FFPP/UPE. Para os registros geográficos, utilizou-se um GPS 310 (Sistema Global de Posicionamento). Para as outras ocorrências, a câmara fotográfica, posteriormente uma revisão da literatura. Grande parte do Estado da Bahia acha-se contido no Cráton São Francisco, estabilizado no final do Ciclo Geotectônico Transamazônico. O Cráton é envolvido por faixas ou sistemas de dobramentos desenvolvidos durante o Ciclo Geotectônico Brasiliano , sendo representados por seqüências metassedimentares e metavulcano-sedimentares com vergências no sentido cratônico. Após a estabilização cratônica iniciou-se o ciclo de deposição sedimentar do Proterozóico Médio, ocorrendo na Chapada Diamantina, uma seqüência de sedimentos predominantemente carbonato-pelíticos, depositada em ambiente marinho epicontinental, formada por metaconglomerados quartzitos, argilitos, magas e calcários francamente metamorfisados. Palavras Chaves: Bahia, geologia, Chapada Diamantina. ABSTRACT The scientific excursion was intendend for the students from the FFPP / UPE, willing to expand their geological knowledge about Chapada Diamantina. Some tools were used such as GPS 310 (Global System of Positioning) for geographic registers, camera for other occurrences and later a literature review. The major part of Bahia State lies witin the São Francisco Craton, stabilized by the end of the Transamazonic Geotectonic Cycle. The Craton is involved by folding systems, developed during the Brazilian Geotectonic Cycle being represented by sedimentary or metavolcanic-sedimentary sequences with vergences in the cratonic sense. The middle-Proterozoic cycle of sedimentary deposition followed the cratonic stabilization, in the Chapada Diamantina, is a sequence of predominantly lime-pelitical sediments, deposited in epicontinental environment, formed by metaconglomerates, quartzites, clays, marls, and limestones, slightly metamorphosed. Index terms: Bahia, geologic, Chapada Diamantina. __________ 1 – Atividade do Departamento de Geografia e História da FFPP/ UPE. 2 – Eng0 . Agr0 . M. Sc. Douto, Professor de Geologia da FFPP/UPE. BR 203, Km 2. Campus Universitário, Cx postal 66, 56.300-000 Petrolina, PE. Fone 87-3861-4879. 3 - Geógrafo, Advogado, Cel. PM ( Reformado ), Professor da FFPP/UPE. INTRODUÇÃO O Estado da Bahia, situado na região Nordeste do Brasil, é delimitado pelas coordenadas geográficas 80 32’ 00’’ e 180 20’ 45’’ de latitude Sul e 370 19’ 39’’ e 460 34’ 36’’ de longitude Oeste, ocupa uma posição geográfica privilegiada na integração entre as regiões Sul-Sudeste e Norte-Nordeste do País ( Azevedo, 1994 ). A Chapada Diamantina, localizada no centro do Estado da Bahia, como parte importante do escudo continental brasileiro, compreende 33 municípios, com uma superfície de 41.994 Km2 . Inserido na Chapada Diamantina, o Parque Nacional, criado pelo Decreto Federal n0 91.655 de 17.08.85 com área de preservação permanente de 1.520 Km2 pertencente, aos municípios de Lençóis, Andaraí, Palmeiras, Mucugê e Ibicoara. Divide-se em vários sítios ecológicos bem distintos: Morros, Rios, Cavernas, Poços, Pântanos, Cachoeiras e Rios Subterrâneos. Estes sítios abrigam uma das mais ricas biodiversidades do planeta ( Car, 1995). Na área do Parque, várias cidades destacam-se pela sua beleza, onde Lençóis que está cravada no coração da Bahia, cercada por serras, rios,cachoeiras, cavernas, cannyons e pântanos. Lençóis é o portal de entrada para quem busca cultura, lazer, ecoturismo e aventura. Cidade histórica do ciclo do diamante, dista 413 Km de Salvador, possui um estilo arquitetônico colonial, é mística e aconchegante. A cidade possui uma excelente infra-estrutura hoteleira e turística, proporcionando ao visitante segurança, comodidade e qualidade em atendimento. Enfim, a síntese da emoção que o visitante vai experimentar ao conhecer o Parque Nacional da Chapada Diamantina (Guia, 2005). Na Chapada Norte, cortada pela BA-052, a “estrada do feijão” merece destaque a cidade de Morro do Chapéu que, apesar de estar localizada no polígono das secas, tem um clima privilegiado, oferecendo uma ótima potencialidade turística. Nesse município encontra-se o maior orquidário natural do país, sendo descoberto, recentemente, pelo paisagista Burle Marx. É importante destacar a água de suas fontes e cascatas, a Lagoa do Tareco, a Cachoeira do Ferro Doido, a Gruta dos Brejões e o Buraco do Possidônio, dentre outras belezas naturais existentes no município (Bahia, 1978). Recentemente foram descobertas, em Pico das Almas, no município de Rio de Contas, 131 espécies de plantas até antão desconhecidas pela comunidade científica. Os botânicos envolvidos com a descoberta foram unânimes em seus relatos “ a natureza ficou maior, mais bonita e mais complicada com o Pico das Almas. É impressionante descobrir tantas plantas no fim do século XX”. A diversidade de plantas aí existentes pode ser comparada à da Amazônia, e a variedade Pbysocalix scaberrimos só aí é encontrada. O Pico das Almas é considerado uma bomba geradora de espécies, com similaridade apenas nas Regiões do Cabo (África do Sul), Choco (parte ocidental dos Andes, na Colômbia) e no Sudoeste da Austrália (Car, 1995). pretérita pré-gondwânica entre os vários continentes é uma idéia hoje considerada indiscutível. Baseados no conhecimento da sedimentação, tectônica e vulcanismo que ocorre no Mar Mediterrâneo, os autores não concordam com as idéias apresentadas por outros pesquisadores que admitem a sua formação através de um geossinclíneo alpino no sentido clássico. Ainda no mesmo trabalho, observando-se o posicionamento pré-gondwânico, as duas faixas de rochas se encaixam perfeitamente, sendo a faixa africana o prolongaemnto natural, para o Sul, da faixa brasileira. No Brasil, a faixa do Espinhaço apresenta-se sob a forma de S, com mais de 1.000 Km de extensão e direção grosseiramente N-S. A sua ocorrência está limitada pelos paralelos 90 e 210 Sul e pelos meridianos 400 450 Oeste ocupando parte dos Estados de Minas Gerais e Bahia. Na África, a faixa Chela / Namíbia tem direção geral NW-SE e estende-se, de maneira irregular por mais de 1.200 Km. Está limitada pelos paralelos 140 e 260 Sul e pelos meridianos 130 180 Este. Na reconstrução paleogeográfica existem cerca de 500 Km de distância entre os extremos meridional da faixa brasileira e setentrional da faixa africana. Esta lacuna é perfeitamente explicável pelo arqueamento e erosão a que as duas margens continentais foram submetidas durante os estágios iniciais da separação mesozóica dos continentes e pelo retrabalhamento dos geossinclinais do proterozóico superior. Na Fazenda Pratinha, que fica localizada no município de Iraquara, conhecida como “cidade das grutas”, na localidade as coordenadas foram: 120 21` 08`` S e 410 32` 30`` O, a altitude foi de 673 m. Nesta fazenda, dotada de infra-estrutura de hotel, restaurante e artesanato, com motivos regionais, e venda de pedras semi- preciosas, duas particularidades são importantes, o afloramento do Rio Pratinha, que vem subterrâneo desde a sua nascente no Município de Morro do Chapéu, gerando assim um belo balneário. A outra particularidade é a Gruta Azul, cujo nome vem da cor de suas águas azuis - devido a presença de magnésio – cujo horário mais apropriado para verificar o fenômeno é por volta das 15 horas, onde a penetração dos raios solares, em contato com a água dão a sensação de cor azulada. Na gruta o visitante pode apreciar as formações belíssimas de estalactites e estalagmites, além de fazer “flutuação” observando assim os peixes, sedimentos, algas, em ambiente aquático. A rocha predominante nesta área é o calcário, onde o fenômeno ocorre devido um processo químico chamado de carbonatação, que é a decomposição por CO2 , contido na água (colóides) formando ácido carbônico, este vai formar calcita, a calcita vai reagir com mais ácido carbônico e formar o bicarbonato de cálcio. Quando o CO2 escapar, o bicarbonato de cálcio precipita formando os grandes depósitos de rochas ( calcita, dolomita, gipsita etc ) e em particular as estruturas das cavernas calcárias, tais como estalactite, estalagmite. De acordo com Azevedo (1994), compondo a cobertura da área cratônica, ocorre uma seqüência de sedimentos predominantemente carbonato-pelíticos do Proterozóico Superior, denominada Supergrupo São Francisco. Essa seqüência, depositada em ambiente marinho epicontinental, é formada por metaconglomerados, quartzitos, argilitos, margas e calcários francamente metamorfisados. O solo a área é vermelho intenso, classificado como Argissolo (Podzólico), rico em nutrientes para os vegetais. Na propriedade notou-se pequenos campos com irrigação, onde o proprietário Sr. Oliveira nos informou “ nunca fazer adubação” devido a riqueza do solo em macro e micro nutrientes. O Gerente e proprietária da propriedade, nos ofertou um quartzo rutilado. Nos domínios do Grupo Chapada Diamantina, Supergrupo Espinhaço, de idade mesoproterozóica, situam-se inúmeros garimpos de cristal-de- rocha da região Minas do Mimoso, alguns deles com produção de exemplares que se prestam para aproveitamento gemológico. A maior parte dessas mineralizações está encaixada em sedimentos pelíticos com níveis arenosos da Formação Caboclo do referido grupo e, em menor parte, em arenitos finos a médios de aspecto recristalizado, às vezes conglomeráticos, constituintes da Formação Morro do Chapéu. Todas as mineralizações estão em veios quartzosos representando manifestações hidrotermais, tipo filoniano, que cortam ou concordam com as camadas das seqüências sedimentares. Atualmente, tem assumida destacada importância gemológico-comercial os cristais de quartzo com inclusões de rutilo, que ocorrem associados aos quartzos hialinos. Geralmente a extração é de natureza rudimentar, diretamente nos filões, sendo também direcionada para blocos situados em material coluvionar, que incorpora produtos de desagregação desses filões. As mais importantes mineralizações de cristal-de-rocha, com associações de quartzo rutilado, ocorrem nos domínios da cobertura vulcanossedimentar dobrada, mesoproterozóica, da Chapada Diamantina Ocidental, cujos exemplares mais significativos estão agrupados nos jazimentos situados na região de Ibitiara (Couto, 2000). A visita à Gruta da Torrinha, localizada no município de Iraquara, cujas coordenadas foram 120 20` 55`` S e 410 36` 14`` O, a altitude registrada foi de 665m acima do nível do mar. A formação rochosa da área é o calcário, e para confirmação efetuou-se um teste de laboratório, em uma amostra da rocha, onde colocou-se o ácido clorídrico, HCl ( 3 N ) em cima da rocha, se borbulhar é calcária, se não borbulhar é ácida. O teste mostrou que ao contato do ácido com a rocha, esta borbulhou e muito, indicando assim que se tratava de uma rocha calcária. Várias particularidades chamam a atenção nessa gruta, são as formações de espeleotemas raros, tais como a flor de aragonita, formada de carbonato de cálcio, onde desafiando a força da gravidade a estalactite faz uma volta para cima e estabelece a flor na ponta. Outra particularidade são os tubos de órgãos, os cones vulcânicos, e até uma miniatura do Morro do Pai Inácio, ocasionados pela deposição de calcita ou aragonita. Finalizando, no último dia, fez-se uma caminhada, que iniciou-se por um city tour pela cidade de Lençóis, após o grupo dirigiu-se por uma trilha de 4 Km até o Ribeirão do Meio. Durante a caminhada, fomos informados que várias espécies existentes na Chapada Diamantina estão ameaçadas de extinção, tais como o Macaco barbado (Alonatta caraya) e o Beija-flor de gravatinha-vermelha (Angastes lumachaellus). O solo dessa área tinha uma coloração vermelha escura e em alguns trechos podemos ver afloramento de hematita, a vegetação presente era bastante exuberante com espécies da Caatinga e da Mata Atlântica. AGRADECIMENTOS Ao magnífico reitor Professor Emanoel Dias, a Diretora Rosilande Bandeira, pela ajuda de custo, aos guias Bade e Fernando pelo companheirismo e ensinamentos. CONCLUSÕES Pelo que foi visto “in loco”, e com base na literatura, podemos concluir que: • Grande parte do Estado da Bahia acha-se contido no Cráton São Francisco, estabilizado no final do Ciclo Geotectônico Transamazônico, cerca de 1800 a 2000 m.a. O Craton é envolvido por faixas ou sistemas de dobramentos desenvolvidos durante o Ciclo Geotectônico Brasiliano ( 1100 – 450 m. a. ), sendo representados por seqüências metassedimentares e metavulcano- sedimentares com vergências no sentido cratônico. • Após a estabilização cratônica iniciou-se o ciclo de deposição sedimentar do Proterozóico Médio, ocorrendo na região uma seqüência de sedimentos predominantemente carbonato-pelíticos, depositada em ambiente marinho epicontinental, formada por metaconglomerados quartzitos, argilitos, magas e calcários francamente metamorfisados. BIBLIOGRAFIA ALMEIDA, F.F.M. O Cráton do São Francisco. São Paulo. Revista Brasileira de Geociências, São Paulo; v.7, n.4, p. 349-364, 1977. AZEVEDO, H. C. 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