resumos de geologia 10º ano

10º ano - resumos Programa I - A geologia, os geólogos e os seus métodos II - A Terra, um planeta muito especial III - Compreender a estrutura e a dinâmica da geosfera

I - A geologia, os geólogos e os seus métodos. Terra e os seus subsistemas Conceito de Sistema – Qualquer porção do Universo, constituída por massa e energia, com diferentes componentes em interacção de um modo organizado. Neste contexto podemos considerar a Terra um sistema.

Quais as características do sistema Terra? Temos vários tipos de sistemas:   

Sistema isolado – não existe permuta de matéria e energia através das suas fronteiras. Na Natureza não existem sistemas completamente isolados. Sistema fechado – ocorre intercâmbio energético através dos seus limites, mas não há permuta de matéria. Sistema aberto – ocorre intercâmbio de energia e de matéria através das respectivas fronteiras.

Terra é um sistema fechado pois não existe troca de matéria com o exterior. Por sua vez recebe energia do Sol e liberta energia proveniente da desintegração de elementos radioactivos e do calor interno remanescente da origem da Terra.

Subsistemas terrestres No sistema Terra podem considerar-se 4 subsistemas:  Hidrosfera  Atmosfera  Geosfera  Biosfera    

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A hidrosfera é constituída pelos reservatórios de água no estado liquido que existem na Terra: oceanos, lagos, rios… A Atmosfera é constituída por gases dispostos em camadas A biosfera é constituída pelo conjunto de seres vivos que povoam a Terra integrados nos seus respectivos meio abiótico Geosfera é constituída pela parte sólida da Terra como as rochas e minerais.

Como explicas o aparecimento de oxigénio na atmosfera? A capacidade de alguns seres fotossintéticos realizarem a fotossíntese deverá ser a origem do aparecimento do oxigénio. As bactérias cianobactérias foram os primeiros seres vivos a realizar este processo. Sabe-se que o ozono (O3) constitui uma das camadas da atmosfera actual que é essencial para a vida na Terra. Tendo em atenção que 4 O2 2 O3 + O2, fomula uma hipotese explicativa para o aparecimento desta camada. Quando a atmosfera atingiu uma concentração suficientemente elevada de oxigénio livre (cerca de 10% da actual) foi possivel formar-se a camada de ozono (O3). Os sistemas considerados são enormes reservatórios de matéria e de energia, que interagem e permanecem em equilíbrio – são sistemas abertos. Qualquer alteração provocada num destes subsistemas afectará os outros desencadeando mudanças até que um novo equilibrio seja estabelecido. Conceito de Ecossistema – É um conjunto formado por seres vivos, pelo meio que aqueles ocupam. Exemplos de interacções entre subsistemas Subsistemas Atmosfera

Hidrosfera

Biosfera

Ex. de interacções Biosfera

Fotossíntese – as plantas retiram da atmosfera CO2 e libertam O2 Respiração celular

Hidrosfera

Ciclo da água

Geosfera

Erupções vulcânicas Desintegração dos elementos radioactivos

Biosfera

Ciclo da água Acção do Homem – emissão de poluentes para os rios

Geosfera

Ciclo da água – infiltração da água nos subsolos

Geosfera

Formação do carvão mineral

A Terra é um Sistema Fechado Tem implicações: a quantidade de matéria é finita e limitada. Os materiais poluentes resultantes da actividade h humana acumula-se com consequências Catastróficas. Qualquer alteração num dos subsitemas afecta necessariamente todos os outros.

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Rochas Rochas importantes Rocha

Minerais importantes

Minerais acessórios

Granito

Quartzo, feldespato potássico e plagioclase

Mica branca e preta

Basalto

Tiroxina e plagioclase

Olivina e anfibula

Calcario

Calcite

Mármore

Calcite

Rochas sedimentares Conceito de rocha – unidade estrutural da Geosfera constituída por um ou vários minerais associados. Conceito de Mineral – é um corpo sólido, natural, inorgânico, de estrutura cristalina e com composição química fixa ou variável dentro de certos limites. Na génese das rochas sedimentares ocorrem fundamentalmente duas fases:  Sedimentogénese  Diagénese A sedimentogénese é um conjunto de processos que intervêm na formação de sedimentos. Processos que ocorrem na sedimentogénese  Meteorização – alterações das rochas por acção de agentes externos Física – havendo desintegração mecânica das rochas Ou Química – havendo transformação de minerais noutros, mais estáveis.  Erosão – Remoção pela água ou pelo vento dos materiais resultantes da meteorização das rochas.  Transporte – Os materiais resultantes da meteorização são, em regra, transportados pela água ou pelo vento para outros locais.  Sedimentação – ocorre quando o agente transportador perde energia e os sedimentos se depositam. Diagénese – conjunto de processos físico e químicos que intervêm após a sedimentação e pelos quais os sedimentos se transformam em rochas sedimentares coerentes e consolidadas. Processos que ocorrem durante a diagénese  Compactação – compressão de sedimentos pelas camadas superiores.  Cimentação – preenchimento de espaço entre os sedimentos por novos minerais que resultam da precipitação.

Rochas Magmáticas Conceito de magma – São misturas complexas de rochas fundidas. Normalmente o magma é menos denso do que as rochas existentes. Quando o magma solidifica origina rochas magmáticas. Há 2 tipos de rochas magmáticas: As rochas intrusivas são aquelas em que o magma solidifica no interior da Terra. Ex. Granito. As rochas extrusivas são aquelas que o magma solidifica á superfície ou próximo dela. Ex. o Basalto. Nas rochas Magmáticas, a formação de minerais resulta do arrefecimento do Magma:  Arrefecimento rápido – não há condições para se formarem cristais bem desenvolvidos.  Arrefecimento lento – há condições para se formarem cristais bem desenvolvidos. Tipos de magmas   

Basálticos Andesíticos Riolíticos

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Basálticos - Expelido nos riftes. Quando solidifica em profundidade - Gabro Quando solidifica à superficie - Basalto

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Andesíticos - Forma-se em zona de subducção (oceanica - continental) Quando solidifica em profundidade - diorito Quando solidifica à superficie - Andesito

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Riolíticos - Fusão parcial do crosta (continental - continental) Quando solidifica em profundidade - Granito Quando solidifica à superficie - riólito

Textura das rochas magmáticas 

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Tem textura granular é quando os minerais distinguem-se uns dos outros, em cristais relativamente desenvolvidos. Características das rochas intrusivas. Textura agranular são quando não se destinguem os minerais e os cristais são microscópicos. Características das rochas extrusivas.

As rochas Magmáticas podem fornecer informações sobre como se formaram, quais os materiais que a constituem e se solidificam à superfície ou em profundidade.

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Rochas Metamórficas Conceito de metamorfismo – é um conjunto de processos geológicos que leva a formação de rochas metamórficas. Esses processos envolvem transformações físicas e químicas sofridas pelas rochas quando são submetidas a altas temperaturas e elevadas tensões. Estas alterações ocorrem no estado sólido, pois a pressão é superior à temperatura. Factores de metamorfismo – Temperatura, pressão, fluidos e tempo. A textura das rochas metamórficas podem ser não foliadas ou foliadas. O xisto, o gnaisse e a ardósia são tipo de rochas foliadas enquanto o mármore é não foliada. As rochas metamórficas podem se formar em diferentes realidades. Podem-se formar a partir do metamorfismo regional ou metamorfismo de contacto. Conceito de metamorfismo regional – ocorre quando as rochas estão submetidas a tensões e temperaturas muito elevadas. Estas regiões correspondem a zonas de colisão de massas continentais. Ex. O gnaisse e o Xisto. Conceito de metamorfismo de contacto – quando uma intrusão magmática se instala entre rochas preexistentes, e o calor proveniente do magma pode metamorfizar as rochas encaixantes.ex. calcário em contacto com o magma forma calcário.

Ciclo das Rochas (pag.30) Conceito de ciclo das rochas – conjunto de transformações do material rochoso no descurso das quais as rochas são geradas, destruídas e alteradas por processos devidos à dinâmica interna e externa da Terra.

Datação da idade das rochas pela idade relativa Conceito de idade relativa – processo de datação que permite avaliar a idade de uma rocha em relação à outra. Exemplos:  Fosseis de idade – são aqueles que existiram durante um curto espaço de tempo e teve uma ampla distribuição geográfica.  Principio da sobreposição – Numa sequência não deformada de rochas sedimentares o estrato mais antigo é o que está por baixo. – Lei de stenon.  Princípio da identidade paleontológica – Estratos com o mesmo tipo de fosseis apresenta a mesma idade.  Princípio da intercepção ou corte – Estruturas geológicas que intersectam outras são mais recentes do que estas.  Principio da inclusão – Um fragmento incorporado num outro é mais antigo que este.

Datação absoluta Conceito de datação absoluta – consiste em determinar a idade de uma rocha através da desintegração regular de isótopos radioactivos naturais.

O tempo necessário para que se dê a desintegração de metade dos nº de átomos iniciais - isotopos pais - em átomos mais estáveis - isotopos filhos- designa-se por semivida. A datação radiométrica é só utilizada em datação de rochas magmáticas pois os outros tipos de rochas existem a partir de outras já existentes. Este método e difícil uma vez que as concentrações de isótopos radioactivos presentes nas rochas são mínimas e difíceis de avaliar com precisão. Outro e que o isótopo pai pode se juntar a outro isótopo após a sua formação.

Eras da Terra    

Pré-câmbrico Era paleozóica Era mesozóica Era cenozóica A terra deve ter aparecido à 3800 M.a. Os dinossauros desapareceram no fim da era mesozóica.

A terra, um planeta em mudança "Como explicas a extinções em massas como a dos dinossauros?" As explicações podem ser: Catastróficas – as grandes alterações ocorridas à superfície da Terra foram provocadas por catástrofes não cíclicas, pontuais e dirigidas. Uniformitaristas - são fenómenos que actuaram no passado e que actuam presentemente. Os uniformitaristas têm os seguintes princípios:  Princípio do actualismo ou das causas actuais;  As leis naturais são constantes no tempo e no espaço;  As mudanças geológicas são cíclicas;  Principio do gradualismo. Neocatastrofismo – Aceita os pressupostos do Uniformitarismo, mas atribui também um papel importante aos fenómenos catastróficos.

Mobilismo geológico A teoria da deriva continental foi descoberta por Wegener em 1912. Este apoiava a hipótese de os continentes estiveram unidos, a cerca de 225 M.a. num super continente chamado Pangeia e rodeado só por um oceano chamado Pantalassa. Os argumentos para esta teoria são: Geológicos – na semelhança de algumas camadas rochosas com a mesma idade em certas regiões de vários continentes actualmente distantes; Paleontológicos – testemunho de fosseis, como o glossopteris, que aparecem exclusivamente em África, na América do Sul, na Índia, na Austrália e na Antárctida.

Geográficos – o traçado complementar das costeiras de continentes hoje separados, por exemplo, a África e a América do Sul; Paleoclimáticos – a existência de vestígios de depósitos glaciários na África do Sul e Índia. Wegener não conseguiu explicar:  A razão da fractura de Pangeia;  O movimento dos fragmentos resultantes.

Correntes de convecção As investigações prosseguiram e anos mais tarde, por Holmes, sugere uma solução em que no manto existe correntes de convecção. Células de convecção é um circuito de subida de fluido quente e descida de fluido frio. Conceito de litosfera – zona rígida constituída pela crosta terrestre e pelo manto rígido da astenosfera. Ex. crosta oceânica é constituída por basalto. No Rift que é uma zona divergente, existe formação de crosta enquanto nas zonas de subducção existe destruição de crosta. Existe três tipos de limites: Limite divergente – situa-se nas dorsais oceânicas e são zonas onde é gerada crusta oceânica, originando a expansão dos fundos oceânicos. Limite convergente – Corresponde a zonas de fossas em que a placa oceânica mergulha sobre a outra e aqui se verifica destruição de crosta. Limite conservativo – situa-se nas falhas onde as placas litosféricas deslizam lateralmente uma em relação à outra, sem acréscimo e sem destruição de crusta.

II - A Terra, um planeta muito especial

Composição do sistema Solar O sistema solar é constituído pelo Sol e pelos corpos que se movem em torno deste incluindo planetas e cometas.

Origem do Sol e dos planetas Temos várias teorias: A Teoria de Buffon em que acreditava que um cometa teria chocado com o sol. A teoria de Chamberlain que apoiava a intervenção de uma estrela intrusiva que atraia pela força gravítica parte do sol e que o material ter-se-ia condensado e formado os planetas, mas foi abandonada pois era pouco provável passar outra estrela perto do Sol. No caso da teoria nebular a velocidade da rotação do sol deveria ser maior e os gases deveriam ter se espalhado pelo Universo e não condensando formando planetas. Na teoria nebular reformulada verificamos que houve colisões entre partículas, que se juntaram e teriam formado corpos rochosos como os planetesimais. Os cometas e asteróides são restos dos planetesimais. O aumente destes corpos fez com que pudessem reter uma atmosfera. Os planetas telúricos teriam aparecido nas zonas mais densas do disco-planetário, isto é, mais próximo do sol. Os grandes planetas encontram-se mais afastados do sol e isto devido às radiações solar. Devido ao afastamento destes planetas os gases como o Hidrogénio e o hélio passaram ao estado sólido. Os planetas que se encontram mais próximos do sol são constituídos por materiais com ponto de fusão mais elevado por isso são mais pequenos e formados por silicatos e ferro e possuindo uma atmosfera pouco densa. Os planetas mais afastados do sol, os planetas gasosos, condensam-se a baixas temperaturas e são ricos em elementos voláteis. São formados por materiais pouco densos, pobres em silicato e ferro sendo a sua constituição parecida com a do Sol.

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A teoria nebular reformulada é valida pois: Observamos uma idade idêntica para todos os corpos do sistema solar; A regularidade das orbitas planetárias em que são quase complanares, formando um disco; os movimentos dos planetas nas suas orbitas são todos no mesmo sentido; o sentido da rotação entre planetas é igual excepto Vénus e úrano; e que os planetas mais perto do sol são mais densos que os planetas afastados assim apoiando esta teoria.

Composição do sistema solar O sistema solar é composto pelo sol, por planetas, cometas, asteróides e outros corpos de pequenas dimensões. O sistema solar encontra-se na galáxia Via Láctea, no enxame local e super enxame virgem. Planeta clássico – é um corpo celeste com orbita em volta do sol. Tem massa suficiente para que a sua gravidade seja suficiente para que o corpo assuma uma forma quase esférica e que atraia corpos celestes para a sua superfície. São chamados planetas telúricos àqueles que têm semelhanças com a Terra.

Planetas anões – são aqueles que tem massa suficiente e gravidade suficiente para que o corpo tenha uma forma quase esférica mas não tem gravidade suficiente para atrair corpos celestes para si. Asteróides – são corpos de pequenas dimensões. Têm normalmente um diâmetro de 1 km em que os maiores asteróides são asteróides diferenciados. Geralmente movem-se na orbita entre Marte e Júpiter. Cometas – são corpos de pequenas dimensões com orbitas muito excêntricas relativamente ao sol. Deve-se á influência dos planetas. São os corpos mais primitivos do sistema. Um cometa é formado por um núcleo constituído por gases congelados que ao passar pelo sol, a radiação solar faz sublimar o gelo da superfície do núcleo formando uma cabeleira. Forma-se ainda uma cauda que é constituída pelos gases e pelas poeiras libertadas do núcleo. Meteoróides que ao caírem na superfície terrestre chamam-se meteoritos. Estes podem-se classificar em três formas:  Sideritos que são constituídos por elevadas percentagens de ferro níquel.»7.  Aerólitos são também conhecidos por pétreos pois são constituídos por minerais que podemos encontrar nas rochas terrestres. São constituídos por baixas percentagens de ferro e é formado essencialmente por silicatos. Densidade cerca de 3,4.  Sedirólitos – formados por 50% de ferro e 50% de silicatos. Densidade cerca de 5,5.

A Terra e a acreção/ diferenciação Acreção é um processo em que os planetesimais se aglutinam para formar planetas. A diferenciação é quando há uma divisão do interior do planeta em camadas concêntricas. Os materiais mais densos afundam-se para o interior do planeta e os menos densos afloram onde arrefecem e dão origem à crusta.

A Terra e os outros planetas telúricos Os planetas telúricos são formados por materiais sólidos, núcleo metálico, têm um diâmetro inferior ou igual ao da terra, as atmosferas são pouco extensas relativamente ao respectivo planeta, possuem poucos satélites. Os planetas gasosos são formados essencialmente por gases, têm diâmetros maiores que os telúricos, têm um pequeno núcleo, têm muitos satélites. A Terra é um planeta geologicamente activo pois apresenta dinâmica interna e externa. Dinâmica interna - a energia provem da energia proveniente da origem do planeta ( acreção e compressão) ; desintegração dos elementos radioactivos; contracção gravitacional. Exemplo: sismos, vulcões e placas litosféricas

Dinâmica externa: a energia provem do sol; queda de meteoritos; actividade vulcânica. Exemplo: pelo vento, erosão, correntes marítimas. Marte e Mercúrio são planetas geologicamente inactivos.

A Lua A lua é constituída por mares e continentes. Os continentes são as áreas mais claras com um relevo mais acidentado, apresenta mais crateras e é constituído essencialmente por feldspatos. Os mares são de cor mais escuros, tem um relevo mais plano, tem muito poucas crateras de impacto e constituído por basalto. Os continentes reflectem mais luz do que os mares. Os mares lunares são originários de impactos meteoriticos que consequentemente resultam fenómenos de vulcanismo. Com a subida de lava que preencheu as depressões resultantes do impacto, a lava solidificou formando os mares. A lua e formada por rególitos que são materiais soltos e de cor acinzentada juntamente com esférulas resultante s do arrefecimento de rocha fundida após o impacto meteorítico. Na terra existe rochas que têm cerca de 3800 milhões de anos. Como o sistema poderá ter-se formado à 4600 anos e a Terra não tem resisto desse tempo pois a terra está em constante actividade e apagou entre “” . A lua por sua vez que preserva marcas ocorridas antes da formação dos continentes constitui um instantâneo fotográfico daquilo que a terra seria naquele determinado tempo.

Face da Terra – continentes e fundos oceânicos Áreas continentais Escudos – são vastas extensões em que afloram rochas muito antigas desgastadas pela erosão. Plataformas estáveis – correspondem a zonas dos escudos que não afloram. Estão cobertas por sedimentos de origem marinha que foram depositados no decurso de subida do nivel das águas do mar. Cinturas orogenias recentes – enormes cadeias montanhas alongadas resultantes de colisões continente - continente ou continente - oceânica. Áreas oceânicas No domínio continental Plataforma continental - faz parte da crosta terrestre continental e prolonga-se sob o mar . Talude continente – representa o limite da parte imersa do domínio continental. No domínio oceânico Planícies abissais – vastas planícies no fundo oceânico. Dorsais oceânicas - lava que se eleva e que no meio se encontra o rifte. Rifte - De onde se expele o magma.

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Intervenções do Homem nos subsistemas terrestres A interferência humana tem vindo a produzir efeitos cada vez mais vastos e com impactos ambientais cada vez mais profundos no planeta, tanto a nível local como a nível global. Uma das preocupações que actualmente inquieta a Humanidade são as altas taxas de crescimento populacional. O cenário de um aumento crescente da população humana no planeta implica o aumento da procura de alimento, água, energia, ou seja, de todos os recursos naturais que a Terra dispõe o que leva a um aumento do impacte humana ao nível do ambiente. A geosfera é um dos subsistemas em que os efeitos são particularmente visíveis, visto ser aí que o ser humano vai procurar muitos dos seus recursos naturais de que necessita. Entende-se por recurso natural qualquer bem com utilidade para o desenvolvimento, sobrevivência e bem estar da sociedade extraído da Terra. O aumento da população mundial e o desenvolvimento tecnológico e económico são factores que influenciam a degradação ambiental, que significa perda de espaços naturais. As sociedades humanas recorrem a um vasto conjunto de materiais geológicos que se encontram no subsolo ou à superfície, denominados recursos minerais. As actividades humanas originam, a um ritmo crescente, novos produtos necessitando de matéria prima e de uso de energia. Como resultado da exploração e da utilização dos recursos, surge a poluição. A poluição é uma alteração indesejável ao nível dos diferentes subsistemas terrestres, provocada por acção humana, através da introdução directa ou indirecta de substancias, vibrações, calor ou ruído no ar, na água ou no solo, susceptíveis de prejudicar a saúde humana ou a qualidade do ambiente. Os efeitos globais da poluição detectados recentemente são o efeito de estufa e a redução da camada de ozono que podem originar impactes que afectam o clima e o equilíbrio global do planeta. Os recursos naturais podem se classificar como renováveis e não renováveis. Entendese por recurso renovável o que é ciclicamente reposto no meio num intervalo de tempo compatível com a vida humana. Enquanto que o recurso não renovável tem um processo que demora milhões de ano, sendo gasto mais rapidamente pelo homem do que é reposto pela natureza. Apesar de a água ser um recurso renovável, ela é escassa e está sujeita a enormes pressões antrópicas. Da água doce disponível cerca de 30% pertence ao domínio das águas subterrâneas. A formação de onde é possível extrair água de forma economicamente rentável designase aquífero. Uma elevada extracção de água em aquíferos costeiros pode provocar o avanço da água salgada, transformando a água doce contida no aquífero em água salobra, tornando-a imprópria para consumo humano. Considera-se risco geológico a um sistema complexo de processos geológicos cujas alterações são susceptíveis de acarretar prejuízos directos ou indirectos a uma dada população.

A geomorfologia é a ciência que estuda e interpreta as formas de relevo terrestre e os processos responsáveis pela sua modelação. O ordenamento do território é, fundamentalmente, a gestão da intervenção homem/ espaço natural.

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Desenvolvimento sustentável é um modelo que satisfaz as necessidades do presente sem comprometer a possibilidade de gerações futuras satisfazerem as suas próprias necessidades. O modelo de desenvolvimento sustentável tem como base as seguintes premissas: Dependência do fornecimento externo contínuo de energia solar; Uso racional da energia e da matéria, privilegiando a conservação em oposição ao desperdício; Controlo da poluição, diminuindo a produção de resíduos que são absorvidos pelo ambiente; Promoção da reciclagem e da reutilização dos materiais; Controlo do crescimento populacional, com perspectivas de estabilização da população; Ordenamento do território. Actualmente, um dos problemas que enfrentam as sociedades dos países mais desenvolvidos é o grande aumento da produção dos resíduos sólidos urbanos. A reciclagem é uma forma de valorização dos resíduos na qual se recuperam ou regeneram diferentes matérias para a produção de novos produtos. Conservação do património geológico consiste na implantação de estratégias que permitam a conservação de elementos geológicos que possuem inegável valor cientifico, pedagógico, cultural, turístico chamado geossítios. Recurso não renovável – tipo de recurso natural em que o processo de reposição na natureza demora milhões de anos. Recurso natural – tipo de recurso em que o processo de reposição ocorre num curto espaço de tempo. Combustível fóssil – foram formados a milhões de anos a partir de restos de seres vivos que sofreram transformações em condições particulares. Desenvolvimento sustentável – modelo de desenvolvimento em que consiste que as sociedades humanas devem satisfazer as suas necessidades no presente sem comprometer a capacidade de as gerações futuras satisfazerem as suas necessidades. 

III - Compreender a estrutura e a dinâmica da geosfera Métodos para o estudo do interior da geosfera Existem métodos directos e métodos indirectos.

Métodos directos 

Estudo da superfície visível - conhecimento mais ou menos das rochas e minerais que afloram ou que é possível ver directamente em cortes de estradas, de túneis, etc.

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Exploração de jazigos minerais efectuada em minas e escavações - fornece dados directos até profundidades que oscilam entre os 3 a 4 km.

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Sondagens - perfurações que envolvem equipamentos adequados que permitam retirar colunas de rochas (carotes) correspondentes a milhões de anos de história.

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Magmas e xenólitos - Os vulcões lançam para o exterior materiais oriundos de profundidades horrendas que podem atingir os 200km ou mais. São como janelas para o interior do planeta. Embora a composição do magma não seja igual à do manto que a originou podemos concluir outros componentes como referir as condições a que são sujeitos. Xenolitos são rochas magmáticas com fragmentos que foram transportados a quando o magma subiu e ficaram implantados na rocha.

Métodos indirectos 

Planetologia e astrogeologia - O estudo de meteoritos podem determinar a composição interna dos planetas e visionar através dos satélites o diâmetro da Terra e de outros planetas

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Gravimetria - é determinada pela força que a Terra exerce sobre um corpo. Pode ser calculada através de gravimetros. A superfície da Terra não é regular levando a diferentes dados de zona para zona. Para compararmos a força da gravidade em diferentes pontos da Terra é necessário introduzir correcções relativas: _ latitude _ altitude _ presença de acidentes topográficos Após a introdução destes dados seria de esperar que a força gravítica fosse igual para toda a superfície. Quando tal não acontece, as variações são designadas como anomalias gravimétricas.

Aplicando o método gravítico sobre a superfície terrestre é possível identificar a presença de materiais mais ou menos densos no interior da crusta, pois eles são as causas das anomalia gravimétricas. Quando existe rochas salinas ou domas salinos incrustados nas rochas encaixantes, regista-se como uma anomalia negativa pois o sal tem uma baixa densidade. Aos domas salinos estão associados jazigos de petróleo. Quando pelo contrário se encontra um jazigo mineral mais denso que as rochas encaixantes, regista-se uma anomalia positiva.

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Densidade e massa volúmica - esta é calculada indirectamente por aplicação de leis.

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Geomagnetismo - A terra tem um campo magnético natural que é responsável pela orientação da agulha magnética da bússola. Linhas de força do campo magnético passam através do planeta e estendem-se de um pólo magnético para o outro. Um corpo magnetizado fica alinhado paralelamente às linhas de força do campo magnético e orienta-se de acordo com a direcção dos pólos magnéticos. Certas rochas, como o basalto, são ricas em minerais ferromagnéticos, como, a magnetite. Durante o arrefecimento do magma, os cristais podem ficar magnetizados instantaneamente quando a temperatura desce abaixo de um certo valor, chamado ponto de Curie ( 585° C para a magnetite). Os cristais de magnetite funcionam como imanes, com uma polaridade paralela à do campo magnético terrestre na altura da sua formação, conferindo à rocha uma polaridade idêntica. Mesmo que o campo magnético mude , posteriormente, os cristais ferromagnéticos incluídos na rochas conservam a sua polaridade. Este campo magnético que fica registado designa-se por campo paleomagnético e o estudo dos campos paleomagnéticos designa-se paleomagnetismo. O estudo das propriedades magnéticas de lavas solidificadas mostram que o campo magnético tem mudado periodicamente a sua polaridade, ou seja o Pólo Norte magnético, que está actualmente próximo do pólo Norte geográfico - polaridade normal - já esteve, no passado, próximo do pólo Sul geográfico - polaridade inversa. A mudança de uma polaridade normal para uma polaridade inversa designa-se por inversão do campo magnético terrestre. O campo magnético medido sobre os fundos oceânicos resulta do campo magnético actual e do campo fossilizado no basalto. Nas zonas com polaridade idêntica à actual há sobreposição de dois campos magnéticos, o da Terra actual e o fossilizado na rocha, o que faz surgir uma anomalia positiva. Nas zonas com polaridade inversa surge uma anomalia negativa. Conclusão: Pode-se considerar que o paleomagnetismo fornece inúmeras informações sobre o passado da Terra: _ regista inversões da polaridade do campo magnético terrestre; _ apoia a hipótese da deriva continental e da formação dos fundos oceânicos a partir do eixo das dorsais.

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Sismologia - estudo do comportamento das ondas sísmicas.

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Geotermismo - A Terra é uma gigantesca máquina térmica. A principal fonte de energia interna é a desintegração de elementos radioactivos que se encontram nas rochas. Além desta ainda existe no interior da Terra energia térmica remanescente da formação do planeta. Determinações feitas em minas e em sondagens mostram que a temperatura terrestre aumenta com a profundidade. Denomina-se gradiente geotérmico a quantificação da variação da temperatura com a profundidade, ou seja, o aumento da temperatura por quilometro de profundidade. O numero de metros que é necessário aprofundar para a temperatura aumente 1° C denomina-se grau geotérmico. O gradiente geotérmico, porém, não é uniforme. Este vai diminuindo com a profundidade, ou seja, o aumento da temperatura faz-se de modo mais lento. Se assim não fosse, o núcleo encontrava-se a altas temperaturas onde estas fundiam todo o tipo de material fazendo com que o núcleo não fosse sólido. O calor interno da Terra é o motor da actividade do nosso planeta e vai-se libertando continuamente através da superfície. A dissipação de calor é permanente e denominase fluxo térmico (quantidade de energia térmica libertada por unidade de tempo). Porem, não nos apercebemos dessa libertação do calor interno devido à baixa condutividade térmica da crusta terrestre, que determina uma dissipação extremamente lenta.

Vulcanologia O vulcanismo é uma manifestação do geodinamismo interno, constituindo mecanismo central da evolução da Terra. Uma erupção vulcânica é caracterizada, geralmente, pela extrusão de materiais no estado de fusão ígnea, a lava, pela emissão de gases e, muitas vezes, pela expulsão de materiais sólidos de dimensões variadas. Um vulcão é uma estrutura natural através da qual materiais com origem no interior do planeta, são libertados à superfície. A vulcanologia é a ciência que estuda as actividades vulcânicas.  

Podemos considerar dois tipos de vulcanismo: Vulcanismo tipo central Vulcanismo fissural

Vulcanismo do tipo central Este tipo de vulcanismo está associado a vulcões de tipo cónico em que a libertação de materiais ocorre numa zona restrita. Devido às elevadas temperaturas, o magma é menos denso do que as rochas e sobe, acumulando-se em espaços no interior da crusta que constituem as câmaras magmáticas.

Constituição de um vulcão tipo central

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O cone vulcânico é o resultado da acumulação de materiais em torno da abertura pela qual foram expelidos o que faz com que o cone vulcânico vá adquirindo dimensões cada vez maiores.

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Como se formam as caldeiras vulcânicas? As caldeiras vulcânicas formam-se quando ocorre um abatimento das rochas que suportam o vulcão, na sequência de fortes erupções em que grande quantidade de materiais é rapidamente expelida, originando-se assim uma depressão, aproximadamente circular, onde se pode acumular águas das chuvas e formar posteriormente lagoas.

Tipos de lavas 

Classificação da lava segundo: Percentagem de sílica (SiO2) Lava básica  SiO2 < 50% Lava intermédia 50% < SiO2 < 70 % Lava ácida SiO2 > 70 % Grau de viscosidade Lava

Viscosa

Fluida

Temperatura

T - 800°C Prox. De solidificação

T - 1500° C

Sílica

Grande quantidade De sílica ( ácida)

Pequena quantidade de Sílica ( básica)

Gases

elevada dificuldade em Libertas gases

Facilidade em libertar gases

A viscosidade da lava determina as características da erupção vulcânica.  

Lavas fluidas - permitem que os gases se escapem suavemente e deslocam-se rapidamente formando rios de lava. Estão associados a erupções efusivas. Lavas viscosas - retêm os gases, fluem mais lentamente podendo mesmo solidificar na própria cratera/ chaminé formando uma espécie de rolha que impede a libertação de gases, pelo que a pressão aumenta no interior do aparelho vulcânico desencadeando explosões. Estão associadas a erupções explosivas. Tipo de solidificação de lavas fluidas

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Lavas encordoadas ou pahoehoe - lembra cordas e está contorcida em pregas ou dobras. Lava escoriáceas ou aa - esta é extremamente rugosa, irregular e formada por fragmentos porosos. Lavas em almofada ou pilow-lava - formam-se nas erupções subaquáticas. Tem um aspecto em forma de almofada. Tipo de solidificação de lavas viscosas e fenómenos associados

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Agulhas vulcânicas - lava que solidifica na chaminé Doma ou cúpula - lava que solidifica na cratera. Nuvens ardentes - cinzas mais gases.

Materiais expelidos durante uma erupção vulcânica 

Piroclastos (materiais sólidos) - são fragmentos de lava solidificada/ rocha encaixante que são projectados durante a erupção. Piroclastos de fluxo - deslocam-se ao longo das vertentes do cone, envoltos em gás. Piroclastos de queda - projectados para o ar que acabam por cair. Cinzas - diâmetro < 2mm Lapilli ou bagacina - 2 mm _ 64 mm Bombas - > 64 mm

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Gases - Monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapor de água e compostos de enxofre Lava.

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Tipo de erupções vulcânicas 

Explosivas Lavas ácidas e viscosas; Formação de nuvens ardentes; Formação de domas/ agulhas; Ausência de escoadas de lava ou muito curtas; Cone alto de vertentes íngremes.

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Efusiva Lavas básicas e fluidas (pobre em sílica); Escoadas de lava/ rios de lava; Cones baixos de base larga; Normalmente não há emissão de piroclastos.

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Mista Alternância de uma fase explosiva com uma fase efusiva Cone com camadas alternadas de lava e piroclastos.

Vulcanismo fissural Este tipo de vulcanismo está associado à expulsão da lava através de fendas alongadas, que, por vezes, atingir vários quilómetros de comprimento. As erupções fissurais estão caracteristicamente associadas a magmas basálticos. Quando ocorrem ao nível dos continentes, a lava espalha-se, formando mantos basálticos. Vulcanismo residual Fenómenos de vulcanismo residual:  nascentes termais ( fonte de libertação de águas rica em minerais) Origem _ arrefecimento e consequente condensação do vapor de água; _ infiltração e acumulação de água em rochas purosas em elevadas temperaturas Fumarolas (emissão de gases) Sulfataras - emissão de gases ricos em enxofre Mofetas - predomínio de CO2 e CO Geiseres - repuxos intermitentes de água quente sob pressão, que se observa em zonas vulcânicas, muitas das vezes acompanhados de ruídos.

Vulcanismo e tectónica de placas A distribuição do globo não e uniforme. Há zonas de grande actividade que contrastam com outras, na actualidade não há manifestações vulcânicas. A consulta de uma carta de distribuição dos vulcões evidencia dois factos: A actividade vulcânica coincide essencialmente com a zona de fronteiras entre placas. O tipo de actividade vulcânica depende do contexto tectónico. Tipos de vulcanismo em função da localização tectónica Vulcanismo de subducção - A colisão de duas placas ( oceânica/ oceânica) ou ( oceânica/ continental) obriga ao mergulho da placa mais densa, originando uma zona de subducção. A partir de certa profundidade, as condições de pressão e de temperatura induzem à fusão de alguns materiais da placa em subducção, formandose o magma. O magma pode ascender originando erupções vulcânicas.

Este tipo de vulcanismo representa cerca de 80% dos vulcões activos actualmente. Exemplo: Ao longo do pacifico encontra-se o "anel de fogo", que é a cintura do pacifico. Vulcanismo de vale de rifte - O afastamento das placas tectónicas originam sistemas de fissuras na crusta, com milhares de km, através dos quais o magma ascende à superfície. Geralmente estes magmas originam erupções mistas ou efusivas. Este tipo de vulcanismo representa 15% dos vulcões activos. Exemplo: Crista média-oceânica; Rift Valley Africano Vulcanismo intraplacas - Explica a existência de ilhas vulcânicas no interior de placas oceânicas (ex. Havai) e de alguns vulcões isolados no interior dos continentes (ex. África continental). Este tipo de vulcanismo representa 5% dos vulcões activos. Vulcanismo intraplacas A este tipo de vulcanismo estão associados os pontos quentes. Os pontos quentes são centros de actividade vulcânica frequente, passada ou presente, que está relacionada com as plumas térmicas. As plumas térmicas são longas colunas de material quente e pouco denso, provavelmente oriundas da zona de fronteira entre o manto e o núcleo que sobem até à base da litosfera. Em sequência da subida, o material experimenta um descompressão, o que pode levar à sua fusão, originando uma fonte de magma que vai penetrar através da litosfera e derrama a superfície formando grandes mantos basálticos. Devido ao movimento da placa sobre o ponto quente pode originar um vulcão activo pois o magma continua a sair. Como a placa está sempre a mover-se, esse vulcão vai-se afastando do ponto quente até extinguir-se e formar-se outro vulcão sobre o ponto quente. Forma-se uma cadeia de ilhas. Exemplo - Cadeia do imperador e a cadeia do Havai.

Minimização de riscos vulcânicos - prevenção e previsão Não é possível evitar uma erupção vulcânica mas pode-se por vezes, prever-se. A vigilância de um vulcão permite detectar fenómenos precursores que põem de sobreaviso em relação a uma erupção iminente.

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Diferentes maneiras que permitem fazer a vigilância de vulcões: Detectar deformações no cone vulcânico, através de aparelhos que medem a inclinação. Detectar a variação da distância entre dois pontos específicos. Determinar variações do campo magnético. Registar sismos utilizando uma rede se sismógrafos. Registar a variação da temperatura das fumarolas, de fontes termais, da água e de lagos próximos. Detectar variações súbitas da temperatura do solo nas proximidades. Analisar a composição química dos gases libertados. Detectar variações das forças gravíticas.

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Vulcanismo, fonte de recursos naturais Apesar dos desastres e da destruição que um vulcão pode causar, o vulcanismo também tem os seus aspectos positivos. Em primeiro lugar fornecem dados importantes do interior da Terra, e pode ter contrapartidas económicas que se vão diversificando: Utilização agrícola dos solos, que são muito férteis devido a deposição de cinzas vulcânicas; Explorações de vários produtos mineiros, como o enxofre, cobre, ferro, platina e diamantes. Interesse turístico, atraindo todos os anos centenas de milhares de pessoas. Aproveitamento da energia geotérmica. Nas regiões de vulcanismo activo podem existir aquíferos e nascentes termais que podem ter variadas utilizações: Aquecimento de habitações, piscinas ou estufas. Produção de energia eléctrica através do vapor de água.

Sismologia A sismologia estuda os fenómenos relacionados com os sismos. Sismo - Movimento vibratório brusco, causado por ondas que se geram na maioria das vezes devido a um libertação súbita de energia em zonas instáveis da Terra - na crosta ou na parte superior do manto. Causas dos sismos _ sismo de colapso - devem-se ao abatimento de grutas ou de desprendimento de massas rochosas. _ sismos vulcânicos - estão relacionados com o movimento de massas magmáticas normalmente antes de uma erupção vulcânica. _ sismos tectónicos - estão relacionados com o movimento de placas litosféricas. Efeitos dos sismos Efeitos directos - Falhas, deslizamentos, vibrações Efeitos indirectos - Tsunamis, deslizamentos, inundação, incêndios. Frequentemente um sismo é precedido por uma sucessão de pequenos abalos, designados por abalos premonitórios, que poderão querer anunciar a possível ocorrência de um sismo violento. Após o abalo principal, considerado como o mais forte, ocorrem sismos de menor magnitude, designados por réplicas.

Sismos tectónicos Os sismos tectónicos são gerados pela rotura das rochas quando estas estão sob acção de fortes tensões tectónicas devido ao movimento das placas litosféricas. Teoria do ressalto elástico

A teoria que melhor explica a ocorrência de sismos. Segundo esta teoria, as rochas estão permanentemente sob a acção de forças tectónicas. As tensões que se acumulam , deformam os materiais rochosos, enquanto a sua elasticidade o permitir. Quando a tensão ultrapassa a capacidade de resistência/ deformação das rochas, elas fracturam libertando a energia acumulada que se propaga sob a forma de ondas sísmicas, originando um sismo. Tipo de forças Compressivas - os materiais são comprimidos (a distância entre as partículas tende a diminuir). Distensivas - levam ao alongamento dos materiais aumentando a distância entre as particulas. Cisalhamento - os materiais são sujeitos a esforços que provocam alongamentos numa direcção e compressão noutra, ou seja, perpendicular à anterior. Conceitos sísmicos

Sismogramas - um sismograma é, na ausência de qualquer vibração, constituído por duas rectas, contudo, estas quase nunca são obtidas pelo facto da Terra estar em constante movimento.

Ondas sísmicas Ondas P - Primárias Caracterizam-se pela vibração das partículas que se dão paralelamente à direcção de propagação, produzindo-se uma serie de impulsos alternados de compressão e de distensão através das rochas ocorrendo como tal uma variação de volume. Propagam-se quer nos sólidos, quer nos líquidos e são mais rápidas que as ondas S. Ondas S - Secundárias As partículas vibram num plano perpendicular à direcção de propagação, ocorre uma alteração na forma dos materiais mas não no volume e apenas se propagam em meios sólidos. São um pouco mais lentas do que as ondas P.

Ondas superficiais As ondas L não se propagam nos líquidos tal como as S, varrem a superfície terrestre horizontalmente da direita para a esquerda com movimentos de torção que atacam os alicerces dos edifícios; as ondas de rayleigh agitam o solo segundo uma trajectória elíptica semelhante à das ondas do mar e propagam-se nos sólidos e líquidos. Factores que condicionam a velocidade de propagação das ondas sísmicas Se o interior da Terra fosse homogénea, a energia sísmica propagar-se-ia com a mesma velocidade em todas as direcções. Não sendo o caso, na geosfera a velocidade de propagação das ondas sísmicas internas ( P,S) depende das propriedades físicas das rochas que atravessam nomeadamente da: _rigidez _densidade _imcompressibilidade A velocidade das ondas (P e S) calcula-se aplicando as seguintes formulas: VP = √ k+4/3 r d

VS = √ r d

r = rigidez - propriedade que confere à matéria uma forma definida d = densidade - concentração de matéria num dado volume ; d = m/ v k = imcompressibilidade - avalia a resistência de um corpo sólido à variação de volume em função da pressão. Da análise das formas conclui-se: _ Quanto maior for a rigidez dos materiais maior é a velocidade de propagação das ondas sismicas e vice-versa. _ Quanto maior for a densidade, menor a velocidade das ondas sísmicas, e vice-versa. _ No caso das ondas P a sua velocidade depende ainda, na razão directa do valor da imcompressibilidade. A rigidez de um meio liquido é nula por isso substituindo o r por zero, verificamos que a velocidade da onda S nos líquidos é zero, ou seja, não se propaga nos líquidos. Como também verificamos na formula para as ondas P, a passagem destas por um meio liquido faz com que a velocidade diminua, e vice-versa.

Determinação do epicentro de um sismo Intensidade sísmica e magnitude Intensidade de um sismo A intensidade do sismo é um parâmetro qualitativo correspondendo aos efeitos produzidos e sentidos à superfície (construções, nos terrenos, nas pessoas). A intensidade do sismo depende, entre outros factores: _ Material rochoso (litologia) _ Tipos de construção _ A distância epicentral

_ Quantidade de energia libertada _ Material de construção (anti-sísmico ou não) _ pânico das pessoas Para avaliar a intensidade de um sismo numa determinada área recorre-se entre outros à escala de Mercalli modificada. Isossistas - linhas que unem pontos de igual intensidade sísmica. Magnitude de um sismo O valor da magnitude de um sismo representa a ordem de grandeza da energia libertada no hipocentro. Para avaliar a magnitude recorremos à escala de richter. Esta escala é aberta, portanto não é possível determinar um limite máximo de graus.

   Sismos e tectónica de placas Os limites das placas tectónicas são os locais mais propícios para a ocorrência de sismos. Sismos intraplacas - Estes ocorrem no interior das placas tectónicas, sendo muitas vezes consequentemente da existência de falhas activas. Sismos interplacas - São os que ocorrem nas zonas de fronteira de placas, verificandose uma maior ocorrência nas zonas de colisão. As grandes zonas sísmicas no Globo Terrestre Cintura mediterrâneo - asiática Zona de dorsas oceânicas Cintura circumpacífica Tsunamis Quando o epicentro de um sismo com o foco pouco profundo se localiza no oceano, pode originar uma onda marinha gigante, designada por tsunami ou raz de maré. No momento em que ocorre a libertação de energia, o fundo oceânico é sacudido devido ao movimento ao longo da falha e ocasiona a compressão da massa de água, fazendo com que o nível do mar suba e originando uma vaga designada por tsunami.

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Ondas sísmicas e descontinuidades internas Superfícies de descontinuidade - interface no interior da geosfera que separa duas zonas cujos materiais constituintes apresentam composição e propriedades físicas distintas. Como já foi referido a energia libertada no hipocentro gera ondas sísmicas que se propagam em todas as direcções através do globo terrestre. Quanto mais distante estiver a estação sismológica do epicentro mais profundamente mergulham as ondas a que a ela chegam. Estudos indicam que a velocidade das ondas internas S e P aumentam com a profundidade. Como explicar essa variação de velocidade? A pressão a que os materiais terrestres estão sujeitos, tanto mais elevada quanto maior for a profundidade, provocando rearranjos dos materiais que determinam um aumento da densidade e da rigidez. À semelhança dos raios luminosos as ondas sísmicas também se reflectem e refractam. Podemos assim definir 3 formas de desenvolvimento de uma onda sísmica: Onda directa - onda inicial com origem no hipocentro; não interage com nenhuma superfície de descontinuidade não sofrendo nem reflexões nem refracções significativas. Ondas reflectivas - onda que se propaga a partir de um superfície de descontinuidade em sentido contrário e no mesmo meio que a onda inicial se estava a propagar. Ondas refractadas - onda que se propaga a partir de uma superfície de descontinuidade para um segundo meio podendo alterar a sua trajectória e velocidade. Descontinuidade de Mohorovicic - separa a crosta do Manto Astenosfera - zonas de baixas velocidades sísmicas. Descontinuidade de Gutenberg - faz a separação entre o manto e o núcleo externo Descontinuidade de Lehmann - faz a separação entre o núcleo externo e o núcleo interno.

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Modelo segundo a composição química Este modelo está de acordo com a composição da Terra.

Zonas Crusta

composição Continental

Oceânica

Manto

Superior

inferior

Núcleo

Externo

Diversidade de rochas: magmáticas, sedimentares e metamórficas formando a zona superficial Zona mais superficial: basalto Zona mais inferior: gabro

Espessura / limites Da superfície à descontinuidade de mohorovicic - 30 a 40 km. Fundos oceânicos até a descontinuidade de mohorovicic - 5 a 10 km

Essencialmente peridotito, rocha ultrabásica rica em olivina e piroxenas.

Desde a descontinuidade de Mohorovicic até cerca de 660 km.

Minerais mais densos do que a olivina e a piroxena.

Desde 660 km até 2883 km( descontinuidade de Gutenberg)

Ferro e cerca de 12 % de níquel, sílica, enxofre, potássio

Desde a descontinuidade de Gutenberg até a descontinuidade de

Densidade média 2.7

3.0

3,3

5,5

9,9 a 12,2

Lehmann(5140 km) Interno

Ferro e 10% a 20% de níquel

Desde a descontinuidade de Lehmann até ao centro

12,6 a 13,0

Modelo segundo as propriedades físicas Este modelo está de acordo com as propriedades físicas. Zonas Litosfera

Propriedades físicas (rigidez) Continental

Materiais sólidos e rígidos

Oceânica

Materiais sólidos e rígidos

Limites/Espessura (média) Espessura entre a superfície até cerca de 250 km Desde os fundos oceânicos até 100 km.

Astenosfera

Materiais globalmente sólidos, mas menos rígidos, com comportamento plástico e deformável

Desde a base da litosfera até uma profundidade ainda discutível. Consideram até 660 km.

Mesosfera

Materiais sólidos e rígidos

Desde a base da astenosfera até 2883 km

Materiais líquidos

Desde 2883 km até 5140 km

Materiais sólidos e rígidos

Desde 5140 km até ao centro

Endosfera

Núcleo externo Núcleo interno

Camada D Na transição do manto para o núcleo admite-se a existência de uma zona muito activa, ainda enigmática. A camada D tem espessura variável, podendo atingir, em algumas zonas, uma espessura de 100 km a 200 km e marca a interface entre zonas. Actualmente algumas investigações admitem que a camada D será a fonte das plumas térmicas.