Carla Science
Magmatismo- rochas magmáticas
Diversidade de magmas
A formação de rochas magmáticas relaciona- se com o movimento da litosfera que ocorre nos limites das placas litosféricas. Estes limites tem condições de pressão e temperatura que permitem a fusão de rochas da crusta e manto superior, originando magmas. Por consolidação dessas rochas são geradas rochas intrusivas ou plutónicas, rochas extrusivas ou vulcânicas. Estas rochas dependem do modo como arrefeceram (consolidaram), o modo de consolidação pode ser tanto no interior como no exterior da crusta.
Em regiões tectonicamente e vulcanicamente ativas o aumento da temperatura com a profundidade é muito rápido mas há outras condições que contribuem para a fusão de materiais como a diminuição de pressão e hidratação desses materiais.
Tanto a diminuição de pressão resultante de movimento divergente de placas que ocorre em zonas de rifte quer diminuição de pressão verificada em plumas térmicas conduzem à fusão de rochas originando, assim, magmas.
No caso de fusão por hidratação, a temperatura de fusão ,da rocha, diminui devido à presença de água. A junção de água nos materiais mantélicos muda o ponto de fusão para temperaturas mais baixas que têm como consequência fusão a temperatura inferior àquela que seria prevista. Este processo normalmente ocorre nos limites convergentes das placas. A água é conduzida com sedimentos da placa subdutada. O material menos denso ascende e pode deslocar- se até à superfície (rocha extrusiva) ou pode cristalizar em profundidade originando rochas intrusivas.
Devido à existência de vários tipos de magma o nome das rochas baseiam- se na textura e composição que estas apresentam. Estas características indicam- nos o modo como se formaram mas todas as rochas são resultantes de três tipos de magma: basáltico, andesítico e riolítico.
Fig.1-constituição dos magmas;
consultado em: http://www.colegiovascodagama.pt/ciencias3c/onze/images/tiposmagma.jpg 20-05-2016 13:12
Magmas basálticos: são expelidos em zonas de rifte e de pontos quentes. Este magma é originado a partir da fusão parcial do peridotito que tem constituição equivalente à do basalto só que o peridotito é mais rico em minerais ferromagnesianos. Este tipo de magmas é constituído, principalmente, por 50% e gases dissolvidos como é possível verificar na figura 1. As principais rochas que advém deste tipo de magma são o gabro ( rocha intrusiva) e o basalto (rocha extrusiva).
Magmas andesíticos: este tipo de magmas é formado pricipalmente em zonas de subdução (Fig. 2). A composição destes magmas depende da quantidade e qualidade do material que se encontra no fundo oceânico subductado. Os sedimentos que sofrem subdução (quando a placa uma placa litosférica se movimenta para debaixo da outra) contêm água nos poros e são especialmente ricos em argilas. A constituição deste tipo de magma é essencialmente 60% de sílica e gases dissolvidos.
Como os sedimentos que são fundidos para a formação deste magma contêm água, o ponto de fusão diminui, facilitando a fusão dos materiais.
Este magma quando consolida em profundidade origina rochas denominadas de dioritos e quando consolida à superfície origina rochas denominadas de andesitos.
Magmas riolíticos: originados a partir da fusão parcial das rochas da crusta continental. Este magma é rico em gases pois as rochas da crusta contêm principalmente água (H2O) e dióxido de carbono (CO2).
A formação destes magmas é mais favorável na crusta terrestre onde há colisão de placas que originam cadeias montanhosas.
Este magma é muito viscoso e ao ascender encontra condições diferentes das da sua formação. A partir deste magma podem -se formar granitos (em profundidade) que mais tarde, por erosão das rochas, pode ficar à descoberta.
Fig. 2- zona de subdução;
consultado em: http://w3.ualg.pt/~jdias/GEOLAMB/GA2_SistTerra/203TectPlacas/Convoceancont.jpg a 20/05/2016 às 15: 38
Fig. 3- esquema dos três tipos de magma;
consultado em: http://www.colegiovascodagama.pt/ciencias3c/onze/images/magn.png 20-05-2016 15:57
Consolidação de magmas
Numa rocha magmática a formação de minerais depende das temperaturas a que este cristaliza. Durante a consolidação do magma, ocorrem processos de cristalização de alguns componentes magmáticos originando minerais.
Formação de minerais:
Os principais fatores que condicionam a formação de cristais são: agitação do meio de formação, tempo, espaço e temperatura. Quanto mais lento, mais espaço disponível e meio calmo mais perfeitos serão os cristais.
A forma dos cristais é dependente das condições envolventes mas a estrutura cristalina é consatante e independente dessas condições.
A estrutura cristalina não é nada mais nada menos do que a formação de fiadas de partículas ordenadas em diferentes direções do espaço. Estas fiadas definem uma rede em que existem unidades de forma paralelipipédica que constituem a malha elementar ou motivo cristalino, unidades que se repetem.
A estrutura cristalina implica uma disposição de átomos ou iões que formam uma rede tridimensional que segue um modelo geométrico regular e característico da espécie mineral. A interação de partículas tende a criar uma estrutura ordenada em que as ligações entre elas sejam numerosas e fortes.
Fig. 4- malha elementar;
consultado em: http://2.bp.blogspot.com/_dWNjPOC9Ys4/S9ytPdIi0iI/AAAAAAAAAQ0/yuRSitxCeyI/s1600/4.JPG a 20/05/2016 às 16.29
As propriedades como a clivagem, condutividades de calor e até as diferenças de dureza dependem das forças que ligam as partículas entre si.
O estado cristalino constitui a organização normal de todos os corpos sólidos, desde que as condições ambientais o permitam.
Por vezes as partículas não chegam a ocupar posições para o arranjo regular, não atingindo o estado cristalino. Assim, a estrutura fica desordenada apesar de apresentar rigidez. A matéria nestas situações, tem estrutura amorfa ou vítrea. Este estado é parecido ao líquido daí os materiais em estado amorfo se comportarem como um líquido viscoso.
Isomorfismo: minerais quimicamente diferentes com estrutura, interna e externa, parecida.Os minerais que contêm esta propriedade são chamados de estruturas isomorfas.
Polimorfismo: minerais com a mesma composição química mas com redes cristalinas diferentes. Temos come exemplo deste processo o diamante e a grafite devido aos diferentes arranjos de átomos que os constituem. Para a formção destes cristais há influência de temperatura e pressão.
Como já foi referido acima, exitem três tipos de rocha diferentes que podem originar várias famílias de rochas magmáticas. A partir de um só magma pode- se originar diferentes rochas devido à solidificação que a rocha pode sofrer podendo originar diferentes associações de minerais. Como a cristalização desses materiais ocorre a várias temperaturas, durante o processo de formação criam- se diferentes associações de cristais e magma residual. A composição deste o magma muda conforme a temperatura baixa, podendo assim, originar várias rochas a partir do mesmo magma. Então conclui- se que há diferenciação magmática pelo processo de cristalização fracionada.
Bowen investigou a formação de cristais especialmente a ordem de cristalização e de como varia a composição. Este defendeu que havia duas séries de reações: série dos minerais ferromagnesianos ou série descontínua e série das plagiocalses ou série contínua. Estes processos apenas ocorrem com o arrefecimento do magma.
Durante o arrefecimento, na série descontínua, os primeiros minerais a se formar são as olivinas porque o seu ponto de fusão é elevado. Depois cristalizam- se as piroxenas, as anfíbolas e biotite. Quando há formação das olivinas também se forma a anortite de série contínua. Quanto menor a temperatura de formação menor é a rede cristalina da anortite podendo haver substituição dos átomos da cálcio por sódio originando plagioclases mais ricas em sódio. Esta substituição é contínua dependendo da composição do magma inicial.
A temperaturas mais baixas o magma residual forma feldspato potássico, moscovite e quartzo.
Se as olivinas, piroxenas e plagioclases se separem do restante magma forma- se gabro.
O magma residual fica rico em sílica, alumínio e potássio pois os seus restantes constituintes já se esgotaram. Este magma pode adquirir uma estrutura física diferente que pode resultar na formação de granito, neste caso o magma originário do granito é resultante de diferenciação magmática de um magma basáltico.
Segundo Bowen, magma basáltico pode produzir vários magmas principalmente riolítico mas apenas 10% de um magma basáltico pode diferenciar- se de magma riolítico. Sabendo que a formação de granitos apenas ocorre na crusta continental e que a sua foramação está relacionada com magma basáltico estes também deveriam de existir na crusta oceânica. Daqui concluimos que que a maioria dos granitos resultam de magmas riolíticos originários da fusão de rochas da crusta continental.
Diferenciação magmática:
Fig. 5- Diferenciação magmática;
consultado em: http://image.slidesharecdn.com/magmas-110320132551-phpapp02/95/magmas-6-728.jpg?cb=1300628424 a 20/05/2016às 18:19
Diversidade de rochas magmáticas:
Rochas magmáticas são agregados naturais, coerentes de vários minerais que são conservados pelas suas propriedades que resultam da consolidação de magmas. Como estas rochas são muitos diversificadas a sua classificação baseia- se na composição mineralógica e na sua textura.
composição mineralógica- os minerais que se destacam são os silicatos e como o oxigénioexiste em abundância este provoca variações nos minerais e estes passam a óxidos.
O óxido mais abundante é óxido de silício. Devido à percentagem de sílica existem 3 tipos de magmas:
Fig. 6- acidez dos magmas;
consultado em: http://gracieteoliveira.pbworks.com/f/1329258339/Sem%20t%C3%ADtulo.jpg a 20/05/2016 às 18:42
A tonalidadedas rochas permite- nos uma noção mineralógica das mesmas. Os minerais mais claros e pouco densos como quartzo,feldspato são denominados por minerais félsicos. Os minerais de tonalidade mais escura são ricos em ferro como biotite, piroxenas e olivinas são denominados por minerais máficos.
Quando os minerais félsicos encontram- se em maioria, essas rochas são claras, chamam- se rochas leucocratas. Estas rochas são resultantes de magmas ácidos.Se os minerais mais abundantes numa rocha forem máficos, estas tem cor escura e são básicas denominam- se melanocratas se forem de cor intermédia estas são mesocratas.
Textura:aspeto da rocha depende das dimensões, forma e arranjo de minerais. A viscosidade e tempo de arrefecimento são importantes no tamanho dos cristais presentes na rocha.
Textura fanerítica (granular): cristais bem desenvolvidos e vistos a olho nu. Tipo de característico de rochas intrusivas.
Textura afanítica (agranular): minerais de pequenas dimensões. Neste caso não são visíveis a olho nu e assim a rocha parece homogénea. Esta textura verifica- se mais em magmas que sofreram um rápido arrefecimento.
Passados milhares de anos há alterações significativas nos materiais geológicos. As rochas estão sujeitas a transformações em consequência de intensos que atuam sobre elas.
A energia interna da Terra provoca deformação da litosfera sendo responsável pela formação de cadeias montanhosas. Em consequência dos movimentos da litosfera provocam forças tectónicas que tem tendência a provocar deformações em materiais rochosos como falhas e dobras.
Um corpo que sofre força externa tende a manifestar força externa tende a manifestar força interna, cuja tendência é manter ou restaurar a forma original, então o corpo encontra- se sobre um estado de tensão (força exercida por unidade de área).
Um estado de tensão pode ter duas componentes tensão normal e tensão cisalhante (tensão de corte). A tensão normal é orientada perpendicularmente ao plano e a tensão cisalhante de orientação paralela a esse plano. As tensões normais são compressivas ou distensivas quando a resultante das forças é convergente ou divergente.
A deformação pode dar- se com alteração no volume ou na forma. A deformação é resultado da aplicação de um campo de tensões durante um grande intervalo de tempo.
Deformação das rochas:
Fig. 6- estados de tensão;
consultado em: http://s196.photobucket.com/user/Inibace_2007/media/estados-rochas.png.html 20/05/2016 21:55
As rochas encontram- se no estado sólido à temperatura ambiente. No entanto há rochas que nos mostram que já estiveram em condições de temperatura, mais próximos do estado de fusão do que do sólido.
O comportamento dos materiais quando submetidos a estados de tensão pode ser elástico ou plástico.
comportamento elástico: deformação é reversível consoante a tensão aplicada. Quando acaba o estado de tensão o material recupera o estado inicial.
comportamento plástico: acima do limite de elasticidade (ponto de cedência) alteração de forma ou volume dos materiais mantêm- se permanente. Em determinadas condições ambientais as rochas atingem o limite de resistência máxima entrando em rutura.
Geralmente as rochas que se encontram a pequenas superfícies de pouca profundidade tem comportamento elástico seguido de rutura. A deformação ocorre em regime frágil. A profundidades elevadas as rochas tendem a adotar um comportamento plástico e a deformação ocorre em regime dúctil.
As dobras e falhas são resultantes de deformação dos materiais quando estes são sujeitos a tensões durante um longo período de tempo.
falhas: superfícies de fratura onde ocorreu movimento entre 2 blocos. De acordo com o movimento entre os blocos da falha (teto e muro) esta pode ser normal, inversa e de desligamento.
dobras: tipo de deformação que se traduz por encurvamento das camadas que antes eram planas. Estas podem ser classificadas consoante a sua orientação. Podem apresentar uma abertura voltada para baixo, antiforma, abertura voltada para cima, sinforma, ou abertura lateral, dobra neutra.
Para determinar a idade das camadas verifica- se que as camadas mais internas (núcleo)da dobra de uma antiforma é ocupada por formações mais antigas, ou seja, uma anticlinal. Se o núcleo for constituído por camadas mais recentes temos uma sinclinal.
Os processos que levam à deformação estão relacionados com a dinâmica da Litosfera onde observamos, dobras e falhas e também alterações mineralógicas e estruturais.
Dobras e Falhas:
Metaformismo
Fig.7- tipos de dobras;
consultado em: http://1.bp.blogspot.com/_B1Pq5wxwFbs/TAwZ37ELeII/AAAAAAAAAKQ/jcKxk47Brpk/s1600/dobras.jpg a 21/05/2016 13:11
Fig. 8- tipos de falhas;
consultado em: https://d1u1p2xjjiahg3.cloudfront.net/e2ef4944-e5a2-43a6-a555-ca5af35fdce6.jpg a 21/05/2016 às 13:14
Metamorfismo é processo geológicoo que consiste num conjunto de transformações mineralógicas, químicas e estruturais que ocorrem no estado sólido, a temperaturas e pressões diferentes dos da sua génese.
Os materiais geológicos tem níveis estruturais diferentes dos da sua formação. As rochas quando expostas a condições termodinâmicas diferentes das da sua origem tornam- se instáveis e por isso sofrem transformações reajustando- se às novas condições.
Para ocorrer metamorfismo temos dois fatores, a tensão e o calor.
Tensão: - litostática: exercida em todas as direções provocando a diminuição de volume;
- não litostática: tensões dirigidas, podendo ser compressivas ou distensivas.
Calor: afeta a mineralogia, textura provocando a formação de rochas metamórficas. Devido à profundidade há aquecimento que funde provocando alterações nos minerais. Deste modo a rocha tende a reajustar- se às novas condições surgindo novas redes cristalinas, aparecendo outros minerais mais estáveis para as novas condições. Este fator também pode ocorer quando ocorrem intrusões magmáticas, pois o magma ascende a crusta e instala- se em rochas supradjacentes, há sobreaquecimeto levan do a um processo metamórfico.
Fluidos: as soluções que reagem com água, ao reagir com as rochas alterando a composição química e mineralógica substituindo minerais já existentes na rocha.
Tempo: fator importante na formação de rochas metamórficas.
As rochas quando expostas a condições diferentes das da sua génese podem sofrer recristalização.
A maneira de distinguir rochas metamórficas de outra rocha é através dos seus minerais característicos. Dos minerais mais carcterísticos temos: Eslaurolite, Clorite, Silimanite, Granada, Cianite, Andaluzite e Epídoto.
Tipos de metamorfismo:
Metamorfismo de regional: está relacionado com a foramção de cadeias montanhosas (orogenia). Este tipo de metamorfismo está relacionado com convergência de placas e que pode ocorrer a elevadas temperaturas epressões. Quando as condições de temperatura ultrapassam os 800ºC ocorrem processos de fusão parcial dando- se a transição de metamorfismo para magmatismo (ultrametamorfismo). As rochas características deste processo são: filitos, ardósia, micaxisto e gnaisse.
Metamorfismo de contacto: ocorre em zonas próximas de rochas intrusivas. Antes das rochas consolidarem, o calor e fluídos libertados pelo magma ao percorrem as rochas encaixantes, irão alterar os minerais existentes na rochha.
As rochas próximas da intrusão são aquecidas e alteradas havendo mudança mineralógica e estrutural denominada de auréola de metamorfismo. O principal factor deste metamorfismo é o calor daí este processo também ser conhecido de metamorfimo térmico. As rochas que se encontram muito perto do corpo intrusivo são as corneanas ( resultantes de metamorfismo de contacto a partir de rochas argilosas)
A variedade de rochas resultantes deste processo dependem do tipo de rocha mãe (protólito), ou seja, natureza da rocha encaixante, os fluídos que nela circulam e a temperatura de fusão.
Durante o metamorfismo são originados novos processosde arranjos mineralógicos.
A textura dos minerais é dada pelo seu tamanho, forma e arranjo dos minerais constituintes. Durante o processo de metamorfismo alguns minerais indicam a atuação de tensões e temperaturas elevadas.
Assim, a textura é importante na classificaçãode rochas metamórficas daí usamos o termo foliação (estrutura plana originada durante o metamorfismo e que resulta de um alinhamento de minerais anteriores ao processo metamórfico, como as micas, ou orientação de novos minerais formados no processo de recristalização). Temos três tipos de foliação:
Clivagem- rochas que sofrem deformação em condições de metamorfismo de baixo grau. Esta propriedade está presente em rochas como ardósia e filitos. Os processos metamórficoas levam à orientação paralela de minerais de argila. Esta estrutura permite aparecimento de planos favoráveis à fissilidade (capacidade da rocha divir-se em lâminas).
Xistosidade- grau médio de metamorfismo que leva a processos de recristalização, havendo um maior desenvolvimento de cristais como, micas , feldspatos e quartzo. A sua foliação tem orientação paralela de minerais tabulares e lamelaresem rochas de grão visível. Devido ao grande desenvolvimento de minerais estes são vistos a olho nu.
Bandado gnáissico- foliação efetuada pela diferenciação em bandas devido a tensões tendo grande grau de metamorfismo. Devido à intensa recristalização os minerais vão sendo separados formando-se bandas alternadas destes minerais.
A partir da textura não foliada ou granoblástica podemos ter rochas que sofreram metamorfismo de contacto.
Rochas metamóficas:
Fig. 9- minerais característicos de metamorfismo;
consultado em: http://image.slidesharecdn.com/1-150630063552-lva1-app6891/95/1-75-638.jpg?cb=1435646271a 21/05/2016 às 15:08
Fig.10- tipos de metamorfismo;
consultado em: http://image.slidesharecdn.com/formaoderochasmetamrficas-150412135151-conversion-gate01/95/formao-de-rochas-metamrficas-5-638.jpg?cb=1428846769 a 21/05/2016 às 15:47
Fontes de energia
O ser humano recorre a várias fontes energéticas - combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural), e energias solar, geotérmica, hidroelétrica, eólica e nuclear.
Os combustíveis fósseis são, contudo, a fonte energética mais explorada. A utilização excessiva destes combustíveis como recurso energético acarreta graves problemas ambientais e sociais.
A exploração da energia nuclear como alternativa aos combustíveis fósseis, embora este recurso seja considerado limpo e económico, levanta também alguns problemas, relacionados com o armazenamento de lixos radioativos, poluição térmica e fuga de radiações.
Os problemas relacionados com a produção e consumo de energia continuam por resolver. A procura de novas fontes de energia alternativas intensifica-se, procurando-se adotar fontes energéticas eficazes, renováveis, mais baratas, menos poluentes e menos perigosas para o homem e para o ambiente.
Embora ainda não sejam utilizadas em grande escala, foram encontradas algumas soluções energéticas que passam pela exploração das energias hidroelétrica, eólica, das marés, das ondas, da biomassa, do biogás e solar.
A energia geotérmica, por exemplo, pode ser utilizada como fonte de energia limpa, pois é pouco poluente e é um recurso renovável. No entanto, a sua utilização é rentável apenas em locais onde o potencial geotérmico é elevado.
Recursos minerais:
Os elementos químicos constituem vários minerais que se encontram muito distribuídos pela várias rochas.
Em algumas zonas do nosso planeta encontramos elementos químicos em concentrações maiores das médias da Terra. Á concentração média de um elemento químico existente na Terra chamamos de clarke. Esta exprime- se em partes por milhão(ppm) ou grama por tonelada (g/t). Quando a concentração de um elemento é superior ao clarke temos um jazigo mineral.
As águas superficiais, provenientes essencialmente da pluviosidade, começam a infiltrar-se no solo por acção da gravidade e atingem a zona de saturação das formações geológicas subjacentes, onde se movimenta e onde pode ser armazenada, indo fazer parte das águas subterrâneas.
Denomina-se aquífero, uma formação geológica que permite a circulação e o armazenamento de água nos seus espaços vazios, possibilitando geralmente o aproveitamento desse líquido pelo ser humano de forma economicamente rentável e sem impactes ambientais perigosos.
Aquífero:
Fig. 11- tipo de aquífero;
consultado em: http://www.daebauru.com.br/2014/ambiente/images/aquiferos.jpg 21/05/2016 às 17:30
Fig. 12- aquífero e lençois de água;
consultado em: http://www.fundacaofia.com.br/gdusm/aquifero_img.jpg 21/05/2016 às 17:45
informações retiradas do manual: Terra, universo de vida, 2ª parte- Geologia, SILVA, Amparo Dias da; SANTOS, Maria Ermelinda; GRAMAXO, Fernanda; MESQUITA, Almira Fernandes; BALDAIA, Ludovina; FÉLIX, José Mário