Aula Prática – Grutas de Naica

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Os Megacristais de Selenite da Serra de Naica

A serra de Naica, no Norte do México, formou-se há cerca de 26 M.a., quando uma bolsa

de magma quente se elevou a partir do interior da Terra, até se alojar a cerca de 1140 m

de profundidade, dobrando as rochas carbonatadas. Simultaneamente, a serra foi

impregnada com fluidos de elevada temperatura ricos em minerais, levando à instalação

de filões de sulfuretos de chumbo, de prata e de zinco. Posteriormente, quando os fluidos

hidrotermais começaram a arrefecer, instalaram-se filões de quartzo, de calcite e de

anidrite. Há cerca de 1 a 2 M.a., forças tectónicas deram origem a fissuras e a fraturas

relacionadas com as três principais falhas que ainda hoje controlam a ascensão dos fluidos

termais. Estes fluidos, altamente mineralizados, conduziram ao desenvolvimento de grutas.

A Figura 1 representa esquematicamente um corte da serra de Naica, estando assinaladas

as grutas, os corpos de minérios e as falhas. Durante um período de cerca de 500 mil

anos, à medida que a temperatura baixava e ocorria a dissolução lenta da anidrite –

mineral semelhante ao gesso, mas desprovido de moléculas de água, ou seja, um sulfato

de cálcio anidro –, foram-se formando grandes cristais de selenite, uma variedade de

gesso. O desenvolvimento destes cristais no interior das grutas foi possível devido a um

mecanismo baseado na diferença de solubilidade entre o gesso e a anidrite a uma

temperatura estável de 58 ºC, como está esquematizado na Figura 2. Na serra de Naica,

no século XIX, teve início a exploração mineira de uma das mais importantes jazidas

mundiais de sulfuretos de chumbo, de zinco e de prata. De modo a permitir os trabalhos

de mineração em zonas antes inundadas, tem sido feito o bombeamento de água para a

superfície, possibilitando também a exploração agrícola na região.

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Propriedades do mineral selenite

Composição química - CaS04-2(H20)

Cor - branca ou incolor

Densidade - 1.5 a 2

Diafaneidade - transparente a translúcida

Fratura – fibrosa

Hábito (forma) - cristal perfeito (prismático

tabular)

Dureza – 2

Risca – branca

Clivagem - perfeita numa das faces

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cristal - crystal - porção de matéria sólida, limitada ou

não por faces planas, cuja estrutura interna se

caracteriza pela repetição periódica de um motivo

(composto por átomos) nas três direções do espaço.

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A formação e desenvolvimento de cristais implicam determinadas

condições do meio.

Os movimentos das partículas dependem não só das condições

internas inerentes à própria natureza das substancias que

cristalizam mas também fatores externos.

Os principais fatores externos que condicionam a formação de

cristais são:

• a agitação do meio em que se formam;

• o tempo; o espaço disponível;

• e a temperatura.

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Quanto mais calmo estiver o meio, quanto mais lento for o

processo e quanto maior for o espaço disponível, mais

desenvolvidos e perfeitos são os cristais obtidos.

As partículas vão-se organizando ordenadamente nas diferentes

direções do espaço, o que determina um crescimento harmónico.

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Abbé Haüy

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A forma dos cristais é dependente das condições envolventes,

mas a estrutura cristalina é constante e independente dessas

condições.

A estrutura cristalina é formada por fiadas de partículas

ordenadas ritmicamente segundo diferentes direções do

espaço. Essas fiadas definem, assim, uma rede em que

existem unidades de forma paralelepipédica que constituem

a malha elementar ou motivo cristalino, unidades essas que

se repetem.

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A estrutura cristalina implica, pois, uma disposição

ordenada dos átomos ou iões, que formam uma rede

tridimensional que segue um modelo geométrico regular e

característico de cada espécie mineral.

A interação das partículas tende a criar uma estrutura

ordenada em que as ligações entre elas sejam tão

numerosas e fortes quanto possível.

Nos cristais, cada partícula é um átomo ou ião que ocupa

uma posição de modo a ordenar-se no espaço segundo

uma rede própria, ficando depois a oscilar em torno da

sua posição de equilíbrio.

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Propriedades como a clivagem, condutibilidade calorífica

e mesmo as diferenças de dureza verificadas em

diferentes direções numa mesma face de um cristal são

facilmente explicadas à luz da teoria reticular.

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Essas propriedades dependem das forças que ligam as

partículas entre si.

Um mineral cliva mais facilmente segundo planos ligados

por forças mais fracas e estes são sempre para elos uns

aos outros.

A forma poliédrica é, geralmente, uma consequência do

arranjo interno das partículas.

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Em grande parte dos cristais, essa forma poliédrica

não é visível.

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Um homem, submetido a aquecimento prévio

de 45ºC na Gruta de Naica, ingere gelo

picado, em intervalos regulares. Os gráficos

relacionam a temperatura da pele, a

temperatura interna e a sudorese nesse

homem, nas condições dadas.

Com base nos dados desses gráficos, é

correto afirmar que...

a) ... a elevação da sudorese provoca um

arrefecimento da pele.

b) .. a redução da temperatura interna

provoca redução da temperatura da

pele.

c) ... a redução da temperatura interna

ocorre simultaneamente com o aumento

da taxa de sudorese.

d) .. o aumento da temperatura da pele

ocorre no momento da ingestão do gelo.

(Selecione a opção correta.)

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Um mamífero que esteja num ambiente frio e húmido, para regular a sua temperatura

corporal, recorrerá a diversos mecanismos. Explique o processo que permite efetuar

essa regulação.

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3. Na área do Pantanal no Brasil, os jacarés aquecem-se ao sol nas margens dos rios

durante o dia e, como a água arrefece mais lentamente do que a terra, submergem à

noite. Essa estratégia dos crocodilos está relacionada com o facto de eles...

a) ... serem ectotérmicos e por isso utilizarem o calor resultante da atividade metabólica

durante a noite.

b) ... serem ectotérmicos, dependendo de fontes externas de calor para a regulação da

temperatura corporal.

c) ... dependerem da água para a fecundação e para o desenvolvimento dos seus ovos.

d) ... apresentarem o corpo revestido por um tegumento que funciona como superfície

respiratória durante a noite e evita a dessecação durante o dia.

e) ... não terem pulmões com uma superfície suficiente para uma troca gasosa eficiente,

necessitando de realizar a absorção de oxigénio a partir da água do meio.

(Selecione a opção correta.)