biologia geologia (10º ano) a geologia, os geÓlogos e … filea geologia, os geÓlogos e os seus...
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A GEOLOGIA, OS GEÓLOGOS E OS
SEUS MÉTODOS
Biologia – Geologia (10º ano)
As rochas, arquivos que relatam a história da Terra
Ciclo das rochas
As rochas - arquivos que relatam a história da Terra
A Terra tem cerca de 4.600 M.a. … e desde então
sofreu várias alterações. Julga-se ainda que as
formas mais modernas de Homo sapiens só surgiram
há 120.000 anos …
Então como é que sabemos o
que aconteceu no planeta antes
de nós próprios existirmos? …
As rochas - arquivos que relatam a história da Terra
Grand Canyon, USA – “páginas de um belo livro de histórias”
Cada rocha
tem uma
história para
contar …
As rochas - arquivos que relatam a história da Terra
Sobre…
Os seres vivos que existiram no passado
e que nelas ficaram preservados (fósseis);
Os fenómenos geológicos e ambientes
que existiram na altura em que essas
rochas foram formadas;
O campo magnético terrestre.
As rochas - arquivos que relatam a história da Terra
Opps… Já nem
me lembro de
nada sobre
rochas…
Sólidos naturais
constituídos por
minerais Granito Xisto
Tipos de Rochas
De acordo com a sua génese (modo de formação) as rochas podem ser
classificadas em TRÊS grandes grupos:
• Resultam da solidificação do magma, no interior ou à superfície da Terra.
ROCHAS MAGMÁTICAS
• Formam-se a partir de outras no interior da Terra, por vezes a profundidades consideráveis, onde as condições de pressão e temperatura são elevadas.
ROCHAS METAMÓRFICAS
• Formam-se a partir do desgaste de outras e à superfície da Terra onde as condições de pressão e temperatura são diminutas.
ROCHAS SEDIMENTARES
Basalto, granito, …
Xisto, mármore, …
Areias, calcário, …
Objectivos:
- Identificação de rochas;
- Classificação de rochas por tipos;
- Observação de características e texturas das amostras.
Rochas Magmáticas ou Ígneas
Mistura complexa de material rochoso
fundido (“derretido”); apresenta uma
componente gasosa. O magma pode ainda conter material sólido (se o ponto
de fusão desses materiais forem superiores à
temperatura desse magma)! Quando o magma ascende
à superfície durante uma erupção passa a designar-se
por lava (esta contém menor teor em gases).
ROCHAS INTRUSIVAS OU PLUTÓNICAS
• Resultam do arrefecimento e solidificação do magma em profundidade.
ROCHAS EXTRUSIVAS OU VULCÂNICAS
• Resultam do arrefecimento e solidificação do magma à superfície.
ignis = fogo
Rochas Magmáticas ou Ígneas
Magma
rocha
encaixante
Se o magma não ascender e
não for expelido através de
uma erupção vulcânica irá
arrefecer lentamente, em
profundidade …
O que as distingue?
Se o magma for menos denso que as
rochas encaixantes tenderá a subir e
a ser expelido – aí o arrefecimento
será rápido e brusco!
Rochas Magmáticas ou Ígneas
• Arrefecimento lento do magma em profundidade
• Há tempo para os cristais / minerais se poderem desenvolver (bem visíveis à vista desarmada)!
Rochas Intrusivas
ou Plutónicas
• Arrefecimento rápido do magma à superfície
• Não há tempo para os cristais / minerais se poderem desenvolver (muito pequenos ou invisíveis à vista desarmada).
Rochas Extrusivas
ou Vulcânicas
Basalto – rocha negra,
compacta, por vezes com pequenos
mas visíveis minerais de olivina
Granito – Rocha de cor clara
com minerais bem visíveis (quartzo,
feldspatos, micas)
Rochas Magmáticas ou Ígneas
Por vezes o arrefecimento do magma é
tão brusco que não há formação de
verdadeiros minerais. Apenas se está
na presença de uma massa amorfa ou
vítrea (sem organização espacial dos
átomos).
Obsidiana ou
Vidro vulcânico rocha
magmática do tipo vulcânico ou
extrusivo
Rochas Magmáticas ou Ígneas
A identificação das rochas magmáticas tem por base a análise da
composição química da rocha, bem como da sua cor e textura…
Tamanho, forma e arranjo dos
minerais na rocha
TEXTURA FANERÍTICA ou
GRANULAR
TEXTURA AFANÍTICA ou
AGRANULAR TEXTURA VÍTREA
Minerais de grande dimensão Minerais de pequena dimensão ou
invisíveis à vista desarmada
Não se conseguem identificar
minerais
Rochas Magmáticas ou Ígneas
Calçada dos Gigantes (Irlanda) – cerca de 40 000 colunas
prismáticas de basalto indicam que ocorreu uma erupção
vulcânica. Neste caso particular, a lava arrefeceu rapidamente
em contacto com o mar e adquiriu aquelas formas.
Se existem granitos … podemos inferir
que existiam bolsas de magma em
profundidade. o qual cristalizou
lentamente! A erosão das rochas
subjacentes permite o seu afloramento!
Rochas Magmáticas ou Ígneas
… e uma erupção
vulcânica permite-nos
conhecer e estudar
directamente o interior da
Terra! Através do estudo
das rochas magmáticas
podemos inferir
informações relativamente
à composição química do
magma!
Rochas Magmáticas ou Ígneas
Ilha da Madeira – paisagem basáltica
Serra da Estrela – paisagem granítica
Rochas Metamórficas
Quando uma rocha fica sujeita a pressões e temperaturas
elevadas, torna-se instável e sofrerá profundas transformações
físicas e químicas (mas sempre com a manutenção do estado sólido!!!!)
Este processo pode ocorrer a profundidades
variáveis na crosta da Terra e implica um
rearranjo da forma e orientação dos minerais
constituintes das rochas e, muitas vezes, a sua
alteração! Podem formar-se novos minerais
(recristalização)
Gnaisse
Rochas Metamórficas
CALOR
PRESSÃO / TENSÃO
TEMPO
FLUIDOS DE
CIRCULAÇÃO
Quebra ligações químicas entre
átomos
Reorienta os minerais
Permite a troca de alguns átomos
dos minerais por outros…
A zona mais superficial do nosso planeta está
fragmentada em placas tectónicas. E estas
movem-se, ainda que lentamente!
Existem placas tectónicas continentais
(como a euro-asiática) e ôceânicas (como a placa
do pacífico).
… e estas placas, durante o seu
movimento, podem colidir ou
afastar-se umas das outras.
Quando duas placas continentais
colidem, formam-se grandes
relevos (cadeias montanhosas).
Quando a colisão ocorre com
uma placa oceânica (mais
densa), esta irá “mergulhar”
(subducção), afundando-se no
sentido do interior da Terra!
http://www.seed.slb.com/flash/science/features/earth/livingplanet/plate_boundaries/en/in
dex.html?width=570&height=475&popup=true
Durante a subducção, a placa que “afundou” irá fundir e, por isso, formam-
se vulcões!
Rochas Metamórficas
A B
C
Em que locais será
provável que
ocorram fenómenos
de metamorfismo?
Nas zonas de subducção (onde
ocorre a formação de magma
devido às elevadas temperauras e
onde a pressão é considerável) –
local A
Nas zonas onde se estão a
formar montanhas (onde a
pressão é enorme e a temperatura é
elevada devido ao atrito) – local B
Rochas Metamórficas – tipos de metamorfismo
Perto de intrusões magmáticas (bolsas de
magma), as rochas que lhe estão próximas
(rochas encaixantes) são alteradas (mas não
chegam a fundir) devido ao calor que lá
se faz sentir. Alguns fluidos quentes que
existem na zona podem também
contribuir para a ocorrência de
transformações mineralógicas.
O tipo de rocha encaixante, a a quantidade de
fluidos e a temperatura são factores determinantes
do tipo de rocha metamórfica que se irá formar!
Rochas Metamórficas
Auréola de metamorfismo
Zona nas imediações da intrusão magmática que irá sofrer
metamorfismo
Mármore
Corneana
Quartzito
Rochas Metamórficas – tipos de metamorfismo
Por exemplo, em zonas de colisão de placas
tectónicas onde ocorre a formação de montanhas e
dobras, a existência de elevadas pressões e
temperaturas também provoca alterações nos minerais
das rochas …
Gnaisse Xisto
Rochas Metamórficas – as características
A maioria das rochas metamórficas
apresenta texturas características!
Rochas Metamórficas
As rochas evidenciam
FOLIAÇÃO Orientação e alinhamento dos minerais
em planos aproximadamente paralelos
Se houve forças, os
minerais vão reorientar-
se… (normalmente numa
direcção perpendicular
ao sentido dessa força)!
A foliação, quando o
metamorfismo afeta rochas com
minerais como as micas, pode
ainda traduzir-se numa
característica/textura muito
própria: a xistosidade!
Planos de fragilidade ao longo dos quais a
rocha costuma fracturar / partir com mais
facilidade. Típico dos xistos.
Rochas Metamórficas
FOLIAÇÃO
Gneisse – rocha metamórfica
Esta textura é típica
do metamorfismo
regional…PORQUÊ?
É um tipo de metamorfismo que
implica a ocorrência de
deformações, de pressões
orientadas não litostáticas (são
elas que vão reorientar os
minerais)
Rochas Metamórficas
Mármore – rocha metamórfica
O mármore não apresenta uma
textura foliada… Porque será?
O mármore forma-se, normalmente, por
metamorfismo de contacto, onde as forças têm
pouca importância. Este tipo de metamorfismo dá-se
por ação do calor, então os minerais não tenderão
a orientar-se em direções definidas. Além disso é
uma rocha constituída, quase exclusivamente, por
apenas um mineral.
TRILOBITES - Crustáceos marítimos
que dominaram a fauna do planeta
durante a era Paleozóica. Encontram-
se em Canelas (Arouca) algumas das
maiores, mais raras e até únicas
espécies no mundo!
As rochas magmáticas formam-se a partir
de magma em fusão – seria impossível que
qualquer resto de ser vivo resistisse a
semelhantes temperaturas…
Por outro lado, na génese das rochas
metamórficas entram “em jogo” forças – só
raramente (e se o metamorfismo for de
baixo grau) os fósseis se conseguem
preservar intactos após submissão a
tamanhas pressões…
Rochas Sedimentares
As Rochas Sedimentares são as mais comuns
e são essencialmente formadas à superfície
terrestre (baixas pressões e temperaturas) a
partir de outras pré-existentes.
Os sedimentos são os precursores
das rochas sedimentares e
encontram-se na natureza sob a
forma de pequenas partículas, como
areias, fragmentos de carapaças de
seres vivos, etc…
Resultam do desgaste das
rochas
Rochas Sedimentares
Desgaste das rochas (inclui fenómenos de meteorização e erosão)
Transporte
Sedimentação
Diagénese ou Litificação (inclui fenómenos de compacção e cimentação e
permite converter sedimentos soltos em rochas
consolidadas)!
SE
DIM
EN
TO
GÉ
NE
SE
(pro
cess
o d
e f
orm
açã
o e
dep
osi
ção d
e s
ed
iment
os)
Rochas Sedimentares
METEORIZAÇÃO As rochas pré-existentes que afloram à
superfície ficam agora expostas a condições
bem diferentes daquelas a que foram
geradas – tornam-se instáveis e, sujeitas ao
contacto com a atmosfera, biosfera e
hidrosfera irão alterar-se fisicamente
(desagregando-se originando detritos ou
clastos) e quimicamente (formando novos
minerais mais estáveis e dissolvendo-se
parcialmente na água circulante).
A meteorização não implica qualquer
transporte de material
SEDIMENTOGÉNESE
1 – DESGASTE DAS ROCHAS
Rochas Sedimentares
EROSÃO Os materiais resultantes da meteorização
(grandes, pequenos ou dissolvidos em água) são
removidos da rocha original.
A erosão implica transporte de material
As rochas foram
desgastadas e
desagregadas!
SEDIMENTOGÉNESE
1 – DESGASTE DAS ROCHAS
Rochas Sedimentares
EROSÃO Os materiais resultantes da meteorização (quer sejam fragmentos grandes, quer pequenas
partículas dissolvidas em água) são removidos
– muitas vezes para sítios bem longínquos!
A erosão implica transporte de material
As rochas foram
desgastadas e
desagregadas!
SEDIMENTOGÉNESE
1 – DESGASTE DAS ROCHAS
Rochas Sedimentares
O agente transportador
(água, vento) irá transportar os
detritos até que tenha energia
para tal. Quando o agente
transportador perder a
dinâmica, os materiais irão
depositar-se (sedimentos)…
O transporte é o
processo físico
responsável pela
deslocação dos detritos!
SEDIMENTOGÉNESE
2 – TRANSPORTE
Rochas Sedimentares
SEDIMENTOGÉNESE
2 – TRANSPORTE
A velocidade do agente transportador e o tempo a que as partículas ficam
sujeitas a esse mesmo transporte determina o seu tamanho, bem como o seu
grau de “polimento”/arredondamento…!!!
Rochas Sedimentares
SEDIMENTOGÉNESE
2 – TRANSPORTE
Rochas Sedimentares
SEDIMENTOGÉNESE
3 – SEDIMENTAÇÃO
Deposição dos sedimentos
nas chamadas bacias de
sedimentação – este
processo é determinado pela
força gravítica e pela perda
de capacidade de transporte
dos agentes responsáveis por
esse processo.
O ouro, por apresentar uma
densidade elevada, tende a
depositar-se nas secções mais a
montante dos rios …!
Rochas Sedimentares
SEDIMENTOGÉNESE
3 – SEDIMENTAÇÃO
É durante este processo que
podem também depositar-se
restos de organismos ou das
suas actividades (vão originar
fósseis - são contemporâneos da
rocha que os contém).
A sedimentação ocorre maioritariamente em meio
aquático, é também em meio aquático que é mais
provável a ocorrência de fósseis (os restos mortais
não estão sujeitos às instáveis condições
climatéricas ou à ação de outros animais)!
Rochas Sedimentares
Objectivos:
- Compreender o processo de sedimentação;
- Compreender o conceito de estrato e suas características;
- Distinguir estrato de xistosidade
Rochas Sedimentares
A ordem de sedimentação é
condicionada pelas
dimensões e pela densidade
dos sedimentos!
Primeiro depositam-se os mais
densos e maiores e depois os
mais pequenos e leves!
Formar-se-ão (desde que não ocorram perturbações)
ESTRATOS (camadas sobrepostas, paralelas e
horizontais que se distinguem pela espessura, dimensão
e coloração).
Rochas Sedimentares
A homogeneidade de cada estrato implica que os materiais disponíveis e
as condições de sedimentação se tenham mantido sempre constantes!
Rochas Sedimentares
Cada estrato é limitado superiormente por uma zona chamada teto e
inferiormente por uma chamada muro
Rochas Sedimentares
Mas nem sempre a estratificação (presença de estratos) típica das rochas
sedimentares surge horizontalmente…
Em sedimentos fluviais e eólicos são
frequentes casos de estratificação
entrecruzada. Este tipo de
estratificação revela uma variação na
intensidade e/ou na direcção do
agente de transporte.
Se a direcção ou a velocidade da
corrente se altera, também a
orientação dos estratos subsequentes
muda relativamente aos estratos
inferiores.
Rochas Sedimentares
Após o desgaste (por erosão e meteorização),
transporte e sedimentação, os
sedimentos continuam soltos.
4 – DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO
Conjunto de processos físico-químicos que
permite “converter” sedimentos soltos em rochas
consolidadas! Nem todas as rochas
sedimentares passam por este processo (Ex:
areias)
Rochas Sedimentares
DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO
(Do gr. líthos, «pedra» +facère, «fazer») Durante a diagénese os sedimentos
irão sofrer algumas mudanças …
Se a sedimentação for contínua, os sedimentos vão ocupando posições cada vez mais
profundas e, por isso, os estratos mais inferiores vão experimentando um aumento
gradual de pressão – ainda que não se atinjam valores que causem metamorfismo!!!)
Rochas Sedimentares
DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO
Cada novo estrato que se forma
sobrepõe-se e comprime o estrato que
lhe está abaixo – progressivamente vai
ocorrendo um afundamento.
(obviamente, isto trará consequências…)
Rochas Sedimentares
DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO
inclui 2 etapas …
COMPACTAÇÃO (e desidratação)
CIMENTAÇÃO
Rochas Sedimentares
DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO
COMPACTAÇÃO ou compacção
Devido à compressão pelas camadas superiores,
o volume dos espaços vazios entre os sedimentos
(poros) diminui; ocorre também a perda da água
que se encontrava nesses espaços!
Rochas Sedimentares
DIAGÉNESE OU LITIFICAÇÃO
CIMENTAÇÃO Algumas substâncias dissolvidas na água (sílica,
carbonato de cálcio, óxidos de ferro) existente entre os
sedimentos podem precipitar e, gradualmente,
vão ocupar os pequenos espaços vazios que
possam ainda existir, formando um cimento que
irá unir os sedimentos.
ROCHA CONSOLIDADA!
Rochas Sedimentares
75 % das rochas que afloram à superfície e que se encontram a cobrir parte dos fundos
oceânicos são sedimentares! Ainda assim, o seu volume é muito reduzido quando comparado
com o volume ocupado em toda a crusta pelos outros tipos de rochas! É que as rochas
sedimentares são muito difíceis de preservar (estão em permanente desgaste por estar à superfície).
Rochas Sedimentares
Detríticas
(consolidadas ou não consolidadas)
Formadas por detritos de outras rochas.
Ex: conglomerados, brechas, argilas, areias, arenitos…
Quimiogénicas
Resultam da precipitação de substâncias que
estavam dissolvidas na água.
Ex: calcário travertino, evaporitos (sal-gema e gesso),
http://www.youtube.com/watch?v=FpYEs1fp1qc
Rochas Sedimentares
Biogénicas - Formadas pela deposição de restos de organismos …
Ex: diamotitos, carvões, calcário conquífero
Rochas Sedimentares
Como era o ambiente
de sedimentação e
qual o agente de
transporte …
Que seres vivos
existiram no passado e
qual a sua idade …
Idade relativa das
rochas
Estudo das rochas
que deram origem
aos sedimentos
Pegadas de Hadrosaurios, uma espécie de
dinossauro que viveu há 70 milhões de anos,
foram encontradas em uma área protegida da
província argentina de Rio Negro, 1.100 km ao
sul de Buenos Aires…
Rochas Sedimentares
No processo de formação das rochas sedimentares
intervém a hidrosfera, a atmosfera, a biosfera e a
geosfera!
CICLO DAS ROCHAS “Na natureza nada se perde, tudo se transforma”.
Lavoisier
Uma rocha sujeita a
condições diferentes
daquelas a que se formou
irá sofrer alterações (na
textura, no tipo e orientação dos
minerais, no seu desgaste físico,
na sua fusão, entre outros …)
Conjunto de transformações do material rochoso no qual
rochas são geradas, “recicladas”, destruídas e alteradas
devido à dinâmica interna e externa da Terra!
CICLO DAS ROCHAS
Rochas sedimentares que fiquem
sujeitas ao peso das rochas
suprajacentes (peso dos estratos que lhe estão
por cima) , vão afundando e aquecendo
progressivamente! Se os valores de
pressão e temperatura ultrapassarem
os limites da diagénese entramos no
domínio do metamorfismo e irão
ocorrer alterações nos minerais e na
textura da rocha (no estado sólido) - ela
transformar-se-á numa rocha
metamórfica!
CICLO DAS ROCHAS
Se os valores de pressão, e principalmente
de temperatura, continuarem a aumentar, a
rocha irá fundir (domínio do magmatismo)!
Do arrefecimento desse magma acabarão
por formar-se rochas magmáticas (extrusivas ou intrusivas, dependendo da velocidade
de arrefecimento).
CICLO DAS ROCHAS
Magmatismo e metamorfismo são processos de dinâmica interna
A partir dos 10-12 km de profundidade e dos 300 – 350 ºC as rochas sedimentares já começam a
sofrer metamorfismo …!!!
As rochas sedimentares antes de serem convertidas em magmáticas passam primeiro pelo domínio do
metamorfismo, pois o aumento da temperatura é crescente e progressivo!
Qualquer rocha, se exposta à superfície
(por erosão ou movimentações tectónicas) ficará
expostas aos agentes atmosféricos: formar-
se-ão detritos, sedimentos e … rochas
sedimentares!
Formação de rochas
magmáticas
Formação de rochas
sedimentares Formação de rochas
sedimentares
Erosão e meteorização
Formação de
rochas
sedimentares
Formação de
rochas
magmáticas
Formação de
rochas
metamórficas
Magma
CICLO DAS ROCHAS
O ciclo das rochas foi proposto pela primeira vez por James Hutton, em Edimburgo, no séc, XVIII !
CICLO DAS ROCHAS
Existirá alguma desvantagem associada ao facto de na Natureza
existir um permanente (ainda que lento) ciclo das rochas …?
Há uma desvantagem
… a transformação
da rochas em
resultado da dinâmica
terrestre, “apaga”
parte da história da
Terra o que irá
condicionar o seu
estudo e
interpretação…!
http://www.youtube.com/watch?v=SSHVUVfwmQg&feature=related
ROCHAS – arquivos que relatam a história da Terra
As rochas não se encontram na natureza todas
divididas e agrupadas: sedimentares aqui,
metamórficas, ali e magmáticas mais além… Ao invés,
elas estão organizadas de acordo com a história
geológica da região onde se situam! E é isso que os
geólogos estudam – os padrões de organização das
rochas para que possam, sempre que possível,
reconstruir o passado da Terra, para também poder
antecipar o futuro.
As rochas formadas à superfície da Terra ou próximo desta podem ser levadas, pela
dinâmica da Terra, para níveis profundos, onde as condições físico-químicas são bem
diversas das que existem à superfície; essas rochas têm então de se adaptar às novas
condições de pressão, temperatura e ambiente químico; deste modo desaparece o
equilíbrio que existia entre os seus primitivos minerais e, para que a rocha volte a
constituir um sistema estável, é necessário que se gerem novos minerais e novas
disposições texturais que assegurem o equilíbrio, em face das novas condições físico-
químicas. As rcohas passam por isso pelo processo de metamorfismo, o qual pode ser de
dois tipos:
- Metamorfismo regional: ocorre em regiões em que as rochas ficam sujeitas a pressões e
a temperaturas muito elevadas, como acontece nas zonas de subducção;
- Metamorfismo de contacto: Quando uma intrusão magmática se instala perto de uma
zona rochosa, essa zona vai ser sujeita a elevadas temperaturas. Neste tipo de
metamorfização, o principal factor é a temperatura que prevalece sobre a pressão.
As rochas sedimentares são um dos três principais grupos de rochas (os outros dois são as
rochas ígneas e as metamórficas) e formam-se por três processos principais: pela deposição
(sedimentação) das partículas originadas pela erosão de outras rochas - rochas sedimentares
clásticas ou detríticas; pela precipitação de substâncias em solução - rochas sedimentares
quimiogénicas; e pela deposição dos materiais de origem biológica - rochas sedimentares
biogénicas.
Os sedimentos e as rochas sedimentares são caracterizados pela presença de estratificação -
que resulta da formação de camadas paralelas e horizontais, pela deposição contínua de
partículas no fundo de um oceano, de um lago, de um rio ou numa superfície continental.
É quando se dá a deposição de sedimentos que ocorre o enterramento de organismos que
poderão originar fósseis. Nos casos em que ocorre boa preservação das evidências orgânicas,
reunem-se geralmente quatro condições:
- enterramento rápido;
- com sedimentos finos;
- em ambiente marinho;
- o organismo contém partes duras.
As rochas magmáticas resultam da solidificação do magma (material rochoso que se
encontra total ou parcialmente fundido, em locais profundos da Terra, o qual tem gases
dissolvidos). Estas rochas podem ser classificadas de:
- Vulcânicas ou extrusivas: se o magma solidifica à superfície, desta forma, a solidificação
é brusca e repentina e formar-se-à uma textura afanítica ou até vítrea (arrefecimento
extremamente rápido);
- Plutónicas ou intrusivas: se o magma solidifica no interior da crusta terrestre, desta
forma, a solidificação dá-se lentamente e a rocha apresentará uma textura fanerítica com
minerais bem visiveis a olho nú!
Os três tipos de rochas referidos podem sofrer alterações
que as transformam em materiais rochosos de natureza
diferente. Ao conjunto de processos associados a essas
transformações, que integra fenómenos contínuos de for-
mação, destruição e reciclagem das rochas, dá-se o nome
de ciclo das rochas.