INTRODUÇÃO A GEOLOGIA

E PALEONTOLOGIA

INTRODUÇÃO

GEOLOGIA é o estudo da composição da estrutura e dos fenômenos genéticos

formadores da crosta terrestre, assim como do conjunto geral de fenômenos que agem não somente sobre a superfície, como também em todo o interior do nosso planeta.

A geologia estuda e procura determinar cronologicamente a evolução geral, as modificações estruturais, geográficas e biológicas ocorridas na história da Terra. Já a geologia ambiental - consiste no estudo dos equilíbrios e desequilíbrios geológicos decorrentes da relação que existe entre o homem e a superfície terrestre, assunto cuja importância vem crescendo dia-após-dia ao longo dos últimos anos.

Os conhecimentos sobre como a Terra funciona podem causar uma modificação real nas relações que cada pessoa tem com o ambiente. Ao invés de uma visão utilitária e imediatista da Natureza e de seus recursos, a pessoa consciente do significado dos processos naturais sente que faz parte da Natureza e passa a ter um cuidado maior em suas atividades cotidianas. Todas elas interferem nos processos naturais e trazem consequências desejáveis ou indesejáveis, em prazos mais longos ou mais curtos. Antes de tratar de questões ambientais globais como poluição, efeito estufa, aquecimento global e diminuição da camada de ozônio, processos que fazem parte do cotidiano das crianças podem ter um efeito educativo maior na medida em que têm um sentido prático e imediato.

Na superfície da Terra, ou seja, no ambiente onde hidrosfera, atmosfera, biosfera e litosfera interagem, ocorrem os chamados processos geológicos de superfície. Todos podem ocorrer fisicamente (nas partículas) ou quimicamente (nos materiais dissolvidos na água):

• Intemperismo, que transforma as rochas duras em grãos soltos; • Erosão, ou seja, a retirada do seu local de formação; • Transporte (pela água, na forma de rios, enxurradas, ou mesmo nos oceanos, pelas

ondas, marés e correntes, vento ou geleiras); • Sedimentação, que ocorre quando o agente de transporte não tem mais energia

para continuar a carregar o material. No decorrer do longo tempo geológico - 4 bilhões e 600 milhões de anos, a idade da

terra - os processos naturais foram acontecendo e deixando marcas em rochas e em demais formações geológicas. Temos no Brasil algumas grandes bacias sedimentares, que receberam sedimentos erodidos a partir de áreas mais altas. É o caso da Bacia do Paraná, da Bacia do Parnaíba, da Bacia Amazônica e de outras bacias menores. Como a sedimentação nessas bacias ocorreu durante muito tempo, as camadas inferiores foram suficientemente soterradas para que se transformassem em rocha dura: as rochas sedimentares.

CAMPOS DA GEOLOGIA O geólogo pode trabalhar só em escritórios ou laboratórios, mas normalmente sua

atividade alterna períodos no campo com períodos no escritório, o que permite uma saudável mudança de rotina. O trabalho de campo é mais cansativo, mas propicia um contato íntimo e agradável com a natureza. Um dos seus principais trabalhos é o mapeamento geológico, atividade típica dessa profissão. Nele, o geólogo percorre a área a ser mapeada, geralmente de carro, mas também a pé (quando há locais de difícil acesso, quando a área a ser mapeada é pequena ou quando o trabalho é de muito detalhe). À medida que percorre essa área, ele vai descrevendo as rochas que encontra, coletando amostras e fazendo suas anotações na caderneta de campo. No final do trabalho, o geólogo elabora o mapa geológico, onde estão representados os diferentes tipos de rocha e as relações entre eles, documento este muito útil para diversas finalidades, até mesmo fora da Geologia.

De posse de um mapa geológico, o geólogo pode definir as áreas mais favoráveis para fazer pesquisa mineral, ou seja, para procurar um bem mineral em particular. Se ele

quiser encontrar carvão, por exemplo, vai pesquisar onde há rochas sedimentares, nunca em rochas ígneas ou metamórficas.

Outro trabalho importante é em Hidrogeologia, setor em que o geólogo faz pesquisa para encontrar água subterrânea. Como as águas superficiais são cada vez mais poluídas e, em certas regiões (como o Nordeste do Brasil), muito escassas, é importante abrir poços tubulares para aproveitar a água do subsolo.

Nas minas, o trabalho do geólogo também é importante, porque, embora o minério já tenha sido ali encontrado, é preciso definir bem seu volume e sua distribuição. À medida que ele vai sendo extraído, podem surgir locais onde se esperava que ele existisse mas não existe, ou, ao contrário, pode aparecer em locais onde não se esperava. Essa pesquisa de detalhe é, portanto, importante para orientar a lavra.

A área de Geotécnica é um amplo campo de trabalho para o geólogo, pois inclui a construção de estradas, túneis, viadutos, barragens, edifícios, etc. Aí, é importante o trabalho do geólogo junto com o engenheiro civil, porque ele vai dizer se o solo é adequado à construção daquelas obras e o que deve ser feito para garantir a estabilidade das construções.

No sensoriamento remoto, os geólogos utilizam recursos como fotografias aéreas, imagens de satélite e de radar para mapeamento geológico, de solos, de vegetação, de áreas cultivadas, etc.

Na Geoquímica, o geólogo planeja (e, às vezes, executa) a coleta de amostras de solo, rocha, água e sedimentos de corrente (areias do fundo dos rios), e determina onde esse material deve ser coletado. De posse dessas amostras, ele as manda para o laboratório para determinar que porcentagem possuem do elemento químico que está procurando ou para ver quais elementos químicos são nelas mais abundantes. Com isso, obtém dados que permitem dizer, com maior ou menor certeza, se há, na área estudada, uma jazida.

Na Geofísica, os geólogos e físicos medem propriedades como o magnetismo, densidade, propriedades elétricas ou radioatividade das rochas para detectar presença de minérios, principalmente de minerais metálicos (ferro, manganês, cobre, chumbo, zinco, ouro, molibdênio etc.).

A Geologia Marinha é uma área de trabalho relativamente nova. Esse ramo da Geologia estuda as variações do nível do mar e o relevo do assoalho oceânico. O CECO (Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica), da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, é o mais avançado centro de pesquisa nesta área, em toda a América Latina, com nível de mestrado e doutorado.

A sondagem não é um ramo da Geologia, mas é um método de pesquisa que exige conhecimento bem especializado. Ela compreende a perfuração de poços com diâmetros variam entre 2,5 e 75 cm, e profundidades que podem ir bem além de 1.000 m (estas comuns na pesquisa de petróleo), para coleta de amostras do subsolo ou para a produção de água, petróleo ou gás.

Uma área de trabalho nova e muito ampla que se abriu para os geólogos é a Geologia Ambiental. Trabalhando com técnicos de outras profissões, os geólogos atuam na prevenção de enchentes, escorregamentos de terra e erosão; na escolha de locais para instalação de depósitos de lixo, cemitérios, aeroportos, núcleos residenciais, fábricas, etc; na detecção e delimitação de áreas poluídas no subsolo; na delimitação de áreas de preservação ambiental, como parques, nichos ecológicos, florestas, nascentes de rios, locais de interesse arqueológico, etc.; na delimitação também de áreas impróprias para a construção, como encostas de alta declividade e áreas de solo instável; no planejamento da expansão urbana; na solução de conflitos causados pela mineração em áreas urbanas (pedreiras, por exemplo); na elaboração de planos diretores municipais; etc. É, portanto, um vasto campo de atuação que está se abrindo.

Dentro da pesquisa mineral, a pesquisa do petróleo é uma área muito especializada, que exige intenso treinamento. É atendida por empresas como a Petrobrás e, ao contrário da Geologia Ambiental, oferece oportunidades em áreas mais restritas do país. Geólogos que preferem ficar na cidade podem trabalhar em laboratórios, descrevendo amostras de rocha ao microscópio; ministrando aulas em universidades; fazendo estudos de Economia Mineral; etc.

ORIGEM DO UNIVERSO

A Teoria do Big-Bang admite que o Universo tem uma idade limite, da ordem de 15 ou 20 bilhões de anos e, portanto, existe um instante inicial em que o Universo foi criado. Segundo essa teoria, há 15 ou 20 bilhões de anos uma fabulosa quantidade de energia estava localizada em uma esfera de diâmetro inferior a 1cm, denominada ovo cósmico ou singularidade. Num dado instante (t = 0), toda essa energia, em rápida expansão, criou o Universo que se dilatou e se resfriou uniformemente.

15 bilhões de anos

• Big Bang - Grande Explosão 13 bilhões de anos

• primeiras galáxias 8 bilhões de anos

• Via Láctea 4,6 bilhões de anos

• Sistema Solar

SISTEMA SOLAR O sistema solar nasceu a partir de uma gigantesca nuvem de gás e poeira. Essas

nuvens giram ao redor de um único ponto, de maior gravidade, onde se localizará no futuro a estrela (Sol). Por efeito dessa rotação, a nuvem vai ganhando a forma de um globo que concentra em seu núcleo, a maior parte da massa e poeira. Esse disco torna-se cada vez maior, mais quente e se condensa cada vez mais. O calor que isso resulta, dá inicio à transformação do hidrogênio em hélio. Através desse processo, em que é liberado energia, desencadeia-se uma série de reações termonucleares que ativam o núcleo da nuvem surgindo assim, uma estrela.

Enquanto tudo isso ocorre no núcleo, na parte mais externa, as nuvens também se condensaram até formar pequenas massas. Essas massas se transformam nos planetas, todas elas presas pela força maior do Sol, girando ao seu redor. Todo esse processo, que deu origem ao sistema solar, demorou aproximadamente 5 bilhões de anos.

PLANETAS DO SISTEMA SOLAR

• Planetas Internos - situam-se mais perto do sol e são rochosos e menores em tamanho.

� Mercúrio, Vênus, Terra e Marte • Planetas Externos

� Gigantes: Júpiter, Saturno Urano e Netuno. � Plutão é um pequeno corpo congelado de metano, água e rocha.

• Cinturão de asteróides separa planetas internos e externos.

O Planeta Terra

A Terra é um planeta pequeno e sólido que gira em torno do Sol (raio equatorial de 6.378,2 Km). Uma grande parte da Terra é coberta pelos mares e oceanos– é a chamada hidrosfera. A camada mais externa, a atmosfera, é formada por gases. O oxigênio existente na atmosfera e a água líquida tornam possível a vida em nosso planeta. Essa vida, representada pelos seres humanos, animais e vegetais, forma a biosfera.

A parte sólida da Terra é a litosfera ou crosta terrestre. Ela recobre tanto os continentes quanto o assoalho marinho e, de acordo com sua constituição, é dividida em sial

(composta basicamente de silício e alumínio, encontrada nos continentes) e sima (composta de silício e magnésio, encontrada sob os oceanos). No interior da Terra acredita-se que existam duas camadas formadas por diferentes materiais rochosos: o manto e o núcleo, constituído basicamente de níquel e ferro (nife).

A datação radiométrica permitiu aos cientistas calcular a idade da Terra: Há bilhões (cinco ou mais) de anos, a Terra era uma bola de fogo, constituída de elementos incandescentes. Pouco a pouco, nosso planeta começou a esfriar. Esse "pouco a pouco" levou bilhões de anos. A superfície terrestre solidificava-se lentamente, e emanava gases e vapores provenientes das rochas. A atmosfera apareceu, e espessas camadas de nuvens, que envolveram a Terra, escureceram-na por completo, e o resfriamento prosseguiu por milhões de anos. Só o fogo dos vulcões e as fortes descargas de eletricidade, acumulada no ar, iluminavam as trevas. Um dia, a condensação do vapor provocou a queda de chuvas torrenciais; dilúvio que durou séculos. As depressões da crosta terrestre foram submersas: formaram-se mares e oceanos que à princípio ferviam; e colunas de vapor pairavam sobre eles. Depois, o borbulhar cessou mas as águas permaneceram escaldantes.

Aos poucos, as rochas esfriaram e o mar arrefeceu, tornando possível o aparecimento das primeiras vidas aquáticas. Mais tarde, a vida surgiu também na terra firme, com ocorrência de plantas e animais superiores.

A Terra apresenta um conjunto de condições únicas e extraordinárias que favorecem a existência e a estabilidade de muitas formas de vida, como as bactérias que foram encontradas em rocha com 3.500 milhões de anos. A temperatura da superfície é suficientemente baixa para permitir a existência de água líquida e vapor d’água na atmosfera, responsável pelo efeito estufa regulador da temperatura, que permite a existência da biosfera

A aparência de nosso planeta sofre constantes transformações. Algumas das mudanças ocorrem de forma repentina e violenta, como no caso dos terremotos e das erupções vulcânicas. Outros processos duram milhões de anos e são capazes de deslocar continentes, erguer montanhas e mudar completamente o aspecto da superfície da Terra. Além disso, a ação das águas dos rios, das chuvas e dos mares, as geleiras e os ventos modificam profundamente o relevo terrestre.

Origem e Evolução da Terra Estima-se que a formação do Sistema Solar teve início há seis bilhões de anos,

quando uma enorme nuvem de gás que vagava pelo Universo começou a contrair. A poeira e os gases dessa nuvem se aglutinaram pela força da gravidade e, há 4,5 bilhões de anos, formaram várias esferas que giravam em torno de uma esfera maior, de gás incandescente, que deu origem ao Sol. As esferas menores formaram os planetas, dentre os quais a Terra. Devido à força da gravidade, os elementos químicos mais pesados como o ferro e o níquel, concentraram-se no seu centro enquanto os mais leves, como o silício, o alumínio e os gases, permaneceram na superfície. Estes gases foram, em seguida, varridos da superfície do planeta por ventos solares.

Assim, foram separando-se camadas com propriedades químicas e físicas distintas no interior do Globo Terrestre. Há cerca de 4,4 a 4,0 bilhões de anos, formou-se o NÚCLEO - constituído principalmente por ferro e níquel no estado sólido, com raio de 3.700 km. Em torno do núcleo, formou-se uma camada - o MANTO - que possui 2.900 km de espessura, constituída de material em estado pastoso, com composição predominante de silício e magnésio.

Em torno de 4 bilhões de anos atrás, gases do manto separam-se, formando uma camada de ar ao redor da Terra - a ATMOSFERA. Finalmente, há aproximadamente 3,7 bilhões de anos, solidificou-se uma fina camada de rochas - a CROSTA. A crosta não é igual em todos os lugares. Debaixo dos oceanos, ela tem mais ou menos 7 km de espessura e é constituída por rochas de composição semelhante à do manto. Nos continentes, a espessura da crosta aumenta para 30-50 km, sendo composto por rochas formadas principalmente por silício e alumínio e, por isso, mais leves que as do fundo dos oceanos.

CARACTERÍSTICAS DO PLANETA TERRA Estrutura Interna da Terra O interior da Terra, assim como o interior de outros planetas terrestriais, é dividido

por critérios químicos em uma camada externa denominada de crosta ou litosfera e sendo composta de silício, um manto altamente viscoso, e um núcleo que consiste de uma porção sólida envolvida por uma pequena camada líquida. Esta camada líquida dá origem a um campo magnético devido a convecção de seu material, eletricamente condutor.

O material do interior da Terra encontra frequentemente a possibilidade de chegar à superfície, através de erupções vulcânicas e fendas oceânicas. Muito da superfície terrestre é relativamente novo, tendo menos de 100 milhões de anos; as partes mais velhas da crosta terrestre têm até 4,4 bilhões de anos.

Figura 1 - Estrutura interna da Terra:

o modelo clássico de primeira ordem, em camadas concêntricas, obtida a partir das ondas sísmicas. Mantêm-se as divisões na devida escala, exceto para as crostas e a zona de baixa velocidade.

Camadas terrestres, a partir da superfície: a) Litosfera (de 0 a 60,2km) b) Crosta (de 0 a 30/35 km) c) Manto (de 60 a 2900 km) d) Astenosfera (de 100 a 700 km) e) Núcleo externo (líquido - de 2900 a 5100 km) f) Núcleo interno (sólido - além de 5100 km) Tomada por inteiro, a Terra possui aproximadamente seguinte composição em

massa: 34,6% de Ferro 29,5% de Oxigênio

15,2% de Silício 12,7% de Magnésio 2,4% de Níquel 1,9% de Enxofre 0,05% de Titânio O interior da Terra atinge temperaturas de 5.270

K. O calor interno do planeta foi gerado inicialmente durante sua formação, e calor adicional é constantemente gerado pelo decaimento de elementos radioativos como urânio, tório e potássio. O fluxo de calor do interior para a superfície é pequeno se comparado à energia recebida pelo Sol (a razão é de 1/20k).

As características do interior da Terra foram obtidas através de ondas sísmicas geradas por grandes terremotos. Os dois modos principais de propagação das vibrações sísmicas são as ondas P (longitudinal) e S (transversal). Junto à superfície da Terra, propagam-se também as ondas superficiais: onda Rayleigh (C), que é uma combinação de ondas P e S onde cada partícula oscila num movimento elíptico, e ondas Love, com oscilação horizontal transversal.

A velocidade de propagação das ondas P é maior que a da S. Vale salientar também que as ondas S não se propagam em meios líquidos e gasosos, apenas nos sólidos.

A Crosta Terrestre A crosta (que forma a maior parte da litosfera) tem uma extensão variável de acordo

com a posição geográfica. Em alguns lugares chega a atingir 80 km, mas geralmente estende-se por aproximadamente 30 km de profundidade. É composta basicamente por silicatos de alumínio, sendo por isso também chamada de Sial.

Existem basicamente tipos de crosta, sendo a oceânica (5-10Km) e a continental (30-80Km), sendo bastante diferentes em diversos aspectos. A crosta oceânica, devido ao processo de expansão do assoalho oceânico e da subducção de placas, é relativamente muito nova, mais densa, menos espessa e mais jovem que a continental. Normalmente é formada por uma camada homogênea de rochas basálticas.

A crosta continental é composta de rochas sedimentares até as rochas metamórficas, tendo espessura média entre 30 a 80km nas regiões tectonicamente estáveis (crátons), e entre 60 a 80km nas cadeias montanhosas como os Himalaias e os Andes. A fronteira entre o manto e crosta é denominada de descontinuidade de Mohorovicic (ou Moho). Como o próprio nome indica, esta fronteira é descontínua, variando em espessura e distância da superfície. Esta distância varia de entre 5 km a 10 km no fundo dos oceanos a cerca de 35-40 km abaixo dos continentes, podendo atingir 60 km sob as cordilheiras e montanhas mais elevadas. Já a espessura varia de 0,1 km até alguns quilômetros.

Seção da crosta continental e oceânica

Manto O Manto constitui 83% do volume e 65% da massa interna de nosso planeta. Situa-

se abaixo da crosta entre 60 e 3.000 km de profundidade e apresenta-se em estado pastoso (material magmático). Sua temperatura varia entre 1.200ºC a 3.700ºC. Nesta camada são encontrados compostos de silício, ferro e magnésio (SiMa). Também pode ser encontrado silicatos e óxidos de ferro e magnésio.

Este material magmático está sempre em movimentação - são as correntes convectivas, que podem ser ascendentes (do manto para a crosta) e descendentes (da crosta para o manto), que resultam das diferenças de temperatura entre as camadas internas da Terra e por sua vez influem nos deslocamentos das placas tectônicas e nos agentes internos do relevo (tectonismo, vulcanismo e abalos sísmicos).

O manto divide-se em duas partes: o superior e o inferior (em contato com o núcleo externo). O seu material é o magma. Um dos metais encontrados no manto superior é a olivina, que se transforma em espinélio nas profundezas do manto inferior, ao descer por correntes convectivas descendentes e gerando terremotos profundos.

Núcleo A massa específica média da Terra é de 5.515 quilogramas por metro cúbico,

fazendo dela o planeta mais denso no Sistema Solar. Uma vez que a massa específica do material superficial da Terra é apenas cerca de 3000 quilogramas por metro cúbico, deve-se concluir que materiais mais densos existem nas camadas internas da Terra (devem ter uma densidade de cerca de 8.000 quilogramas por metro cúbico). Em seus primeiros momentos de existência, há cerca de 4,5 bilhões de anos, a Terra era formada por materiais líquidos ou pastosos, e devido à ação da gravidade os objetos muito densos foram sendo empurrados para o interior do planeta (o processo é conhecido como diferenciação planetária), enquanto que materiais menos densos foram trazidos para a superfície. Como resultado, o núcleo é composto em grande parte por ferro (80%), e de alguma quantidade de níquel e silício. Outros elementos, como o chumbo e o urânio, são muitos raros para serem considerados, ou tendem a se ligar a elementos mais leves, permanecendo então na crosta.

O núcleo é dividido em duas partes: o núcleo sólido, interno e com raio de cerca de 1.250 km, e o núcleo líquido, que envolve o primeiro. O núcleo sólido é composto, segundo se acredita, primariamente por ferro e um pouco de níquel. Alguns argumentam que o núcleo interno pode estar na forma de um único cristal de ferro. Já o núcleo líquido deve ser composto de ferro líquido e níquel líquido (a combinação é chamada NiFe), com traços de outros elementos. Estima-se que realmente seja líquido, pois não tem capacidade de transmitir as ondas sísmicas. A convecção desse núcleo líquido, associada a agitação causada pelo movimento de rotação da Terra, seria responsável por fazer aparecer o campo magnético terrestre, através de um processo conhecido como teoria do dínamo. O núcleo sólido tem temperaturas muito elevadas para manter um campo magnético, mas provavelmente estabiliza o campo magnético gerado pelo núcleo líquido.

Evidências recentes sugerem que o núcleo interno da Terra pode girar mais rápido do que o restante do planeta, a cerca de 2 graus por ano.

Magma e Lava Magma é rocha fundida, localizado normalmente dentro de uma câmara de magma,

debaixo da superfície da Terra. Essa complexa solução de silicatos a alta temperatura, entre 650 e 1200 graus Celsius, é ancestral de todas as rochas ígneas, sejam elas intrusivas ou extrusivas. O magma permanece sob alta pressão e, algumas vezes, emerge através das fendas vulcânicas, na forma de lava fluente e fluxos piroclásticos. Os produtos de uma erupção vulcânica geralmente contêm gases dissolvidos que podem nunca ter alcançado a superfície do planeta. O magma se acumula em várias câmaras de magma, situadas no interior da crosta terrestre, cuja localização resulta em leves alterações na sua composição.

Lava é rocha em fusão que um vulcão expele durante uma erupção. Enquanto ainda sob a superfície da terra, a rocha em fusão, quando ainda no interior da terra e com a sua constituição original (rocha e gases), é denominada magma. Lava solidificada é conhecida como rocha ígnea extrusiva, embora o termo escoada lávica refira-se à formação rochosa endurecida. Devido à sua elevada temperatura, normalmente entre os 600 ºC e os 1250 ºC, a lava pode ser bastante fluída.

Quando é expelido da chaminé vulcânica solidifica devido à diminuição da sua temperatura, tornando-se uma rocha magmática extrusiva. Entretanto, a lava pode fluir por muitos quilômetros antes de se solidificar formando uma escoada lávica. Uma escoada lávica ativa refere-se a uma escoada lávica que possui ainda rocha fundida.

CLASSIFICAÇÃO GEOQUÍMICA DOS ELEMENTOS As diretrizes da geoquímica moderna tratam de mostrar onde se podem encontrar os

elementos e em que condições. Ex.: Lantânio e potássio encontram-se juntos; telúrio e tântalo “fogem” um do outro. Alguns, embora presentes, estão dispersos como o rubídio no potássio e gálio no alumínio. Háfnio e selênio não são formadores de acumulações e às vezes, se acham tão dispersos na natureza que seu percentual na composição das rochas é ínfimo. Outros elementos como chumbo e ferro durante seu processo de deslocamento experimentam uma parada e formam combinações capazes de acumularem-se com facilidade (Antonello, 1995).

A geoquímica estuda as leis da distribuição e migração dos elementos em condições geológicas definidas marcando seu percurso e exploração das jazidas minerais.

Goldschmidt foi o primeiro a acentuar a importância da diferenciação geoquímica primária dos elementos, classificando-os da seguinte maneira:

Siderófilos: com afinidade pelo ferro metálico; ex.: Cr, V, Co, Ni. Calcófilos ou sulfófilos: com afinidade pelo sulfeto, ex.: Pb, Zn, Cu, Ag, Hg, Bi, Sb,

Se, Fe, S, As. Litófilos: com afinidade pelo silicato, ex.: O, Si, Al, Na, K, Ca, Mg. Atmófilos: com afinidade pela atmosfera, ex.: O, C, gases nobres, N. Alguns elementos mostram afinidade por mais de um grupo, pois a distribuição de

qualquer elemento depende, em certo grau, da temperatura, pressão e ambiente químico, como um todo.

TECTÔNICA GLOBAL Os movimentos tectônicos alteram a distribuição das terras, mares, montanhas e

vales. Por serem de longa duração, embora em geral muito lentos, esses movimentos

podem formar grandes bacias sedimentares ou elevadas cadeias de montanhas. São classificados em verticais ou epirogenéticos e tangenciais ou orogenéticos, os

quais originam, respectivamente, falhamentos e dobramentos. No século XX, novas teorias tectônicas revolucionaram as concepções tradicionais

sobre os movimentos da crosta terrestre. Apresentada em 1912, a teoria da deriva continental cedeu terreno ao longo do século à teoria da tectônica de placas. Tida como a teoria fundamental da geologia e da geomorfologia modernas, a tectônica de placas, formulada no fim da década de 1960, surgiu dos estudos dos deslocamentos continentais, terremotos e cinturões vulcânicos, assim como do alargamento dos assoalhos marinhos.

Teoria da deriva continental Foi o alemão Alfred Wegener, astrônomo e meteorologista, quem formulou a teoria

da deriva continental. Wegener imaginou que os continentes atuais estiveram anteriormente unidos num único supercontinente ao qual deu o nome de Pangéia (em grego, "tudo terra"). O cientista alemão não tinha, entretanto, provas totalmente convincentes de suas teorias. Os argumentos usados por Wegener para basear sua tese de que os continentes se

moviam nos oceanos incluíam a correspondência entre os contornos dos continentes de um e de outro lado do Atlântico, o que permitiria encaixá-los como peças de um quebra-cabeças; a significativa quantidade de indicadores fósseis na África e na América do Sul anteriores ao período terciário; análises das semelhanças entre as estruturas geológicas dos dois continentes; e a reconstituição de antigos climas em diversos lugares do globo.

Pangea - nome dado ao continente que, segundo a teoria da Deriva continental, existiu até 200 milhões de anos, durante a era Mesozóica. A palavra origina-se do fato de todos os continentes estarem juntos (Pan) formando um único bloco de terra (Geia). A parte correspondente à América do Sul, África, Austrália e Índia, denomina-se Gondwana. E o resto do continente, onde estava a América do Norte, Ásia e o Ártico se denomina Laurásia. O mar que os envolvia se denomina Pantalassa.

As teorias de Wegener encontraram poucos seguidores. Faltaram-lhe os avanços

científicos do século XX para confirmar a existência inicial de um único continente, dividido depois em vários pedaços, que teriam sido impulsionados pela crosta oceânica recém-formada e deslizado como balsas sobre o manto superior.

Tectônica de placas O geólogo americano Harry Hammond Hess expôs, em 1960, uma teoria da

renovação constante dos assoalhos oceânicos, baseada em fundamentos essencialmente geológicos, que justificaria o afastamento dos continentes. As idéias de Hess partiam da existência de muito poucas rochas com mais de cem milhões de anos no fundo dos oceanos, o que o levou a acreditar que os sedimentos mais antigos foram empurrados para baixo.

A superfície do planeta não é uma placa imóvel, como se supunha no passado. Hoje, acredita-se que a camada superficial da Terra, a litosfera, com 50 a 150km de espessura, seja formada por um conjunto de cerca de vinte placas. A litosfera desliza sobre uma camada de rocha mais plástica, parcialmente derretida, conhecida como astenosfera.

Impulsionadas por forças ainda não inteiramente conhecidas, as placas se movem na superfície da Terra e interagem umas com as outras. Um dos mais importantes princípios da teoria da tectônica de placas é que cada placa se move como uma unidade distinta em relação às outras.

A região interna das placas permanece indeformada, mas suas bordas sofrem vários dos principais processos que modelam a superfície terrestre, como abalos sísmicos, vulcanismo e movimentos orogênicos. De acordo com a teoria da tectônica de placas, as placas da litosfera são constituídas de crosta continental e/ou oceânica, e suas bordas não coincidem normalmente com os limites entre oceanos e continentes. A placa do Pacífico, por

exemplo, é totalmente oceânica, mas a maioria das grandes placas contém continentes e oceanos.

O contato entre placas pode ser divergente, convergente ou de transformação. No fundo dos oceanos, entre duas placas divergentes, localizam-se as cristas médio-oceânicas, que formam enormes cadeias de montanhas e vales, epicentros de terremotos submarinos. Ao longo dessas cristas estende-se uma fenda profunda através da qual ascende o magma proveniente do manto. Esse material faz aumentar a superfície do assoalho oceânico graças ao acréscimo de faixas paralelas de rochas magmáticas de ambos os lados das cristas.

A contínua formação de crosta oceânica produz um excesso que deve ser absorvido em outro lugar. Isso ocorre nas bordas de duas placas convergentes, quando uma delas "mergulha" sob a outra, e o excesso se funde com o interior do manto a profundidades de 300 a 700km. Essas regiões, onde a crosta oceânica mergulha para dentro do planeta, são denominadas zonas de subducção. Quando a colisão entre placas ocorre no oceano, produzem-se arqueamentos das bordas das placas, acompanhados de abalos sísmicos e atividade vulcânica. Isso dá origem às chamadas ilhas em arco, dispostas em semicírculo, como as ilhas vulcânicas do Caribe, Japão, Filipinas e Java.

No terceiro tipo de limite entre placas, as falhas de transformação e zonas de fratura, uma placa se move lateralmente com relação à outra, sem criar ou destruir crosta, mas provocando fortes terremotos. Esse é o caso, por exemplo, da falha de San Andreas, na Califórnia, costa oeste dos Estados Unidos.

O oceano Atlântico está situado sobre o cruzamento de quatro grandes placas: a norte-americana, a sul-americana, a eurasiana e a africana. A placa eurasiana mostra simultaneamente um deslocamento para leste e outro para sul. A placa africana apresenta um pequeno movimento em direção ao norte. Disso resulta que África e Eurásia entram progressivamente em colisão e tendem a comprimir o mar Mediterrâneo.

Os dois subcontinentes americanos se afastam da Eurásia e da África ao deslizarem sobre a crosta oceânica que surge na crista médio-oceânica atlântica. Ao mesmo tempo, no oceano Pacífico, outras placas oceânicas se deslocam em sentidos opostos umas às outras e se chocam com a vertente ocidental da América. Como consequência, ao longo da costa oeste do continente americano, essas placas se fundem numa extensa fossa. Esse movimento de subducção explica a formação das montanhas Rochosas e da cordilheira dos Andes, assim como os fenômenos vulcânicos e sísmicos da costa oeste do continente.

As placas tectônicas apresentam uma densidade menor (em média 2,8) que a do magma (em média 3,2) e por isso as placas “flutuam” no magma da astenosfera que é tão quente (geralmente mais de 1.000ºC) que se apresenta derretido, portanto quase líquido, mas muito viscoso.

Como todo líquido quente, o magma gira e ao girar empurra as placas em um certo sentido. Então, elas podem se chocar. Os dois processos vão provocar resultados diferentes na superfície terrestre.

Uma grande parte da atividade vulcânica e dos abalos sísmicos mais fortes (terremotos) estão localizados nas bordas das placas tectônicas.

TERREMOTOS Um sismo, também chamado de terremoto, é um

fenômeno de vibração brusca e passageira da superfície da Terra, resultante de movimentos subterrâneos de placas rochosas, de atividade vulcânica, ou por deslocamentos (migração) de gases no interior da Terra, principalmente metano. O movimento é causado pela liberação rápida de grandes quantidades de energia sob a forma de ondas sísmicas.

Geração de terremoto a. Crosta submetida a tensões compressivas b. Acúmulo de tensões => deformações camadas c. Após limite de resistência das rochas => rupturas

A interferência do homem pode gerar sismos:

• Explosões nucleares • Injeção de água e gás no subsolo • Extração de fluídos do subsolo, • Alívio de carga em minas a céu aberto • Enchimento de reservatórios artificiais (barragens hidroelétricas)

Distribuição Geográfica dos Sismos Os sismos ocorrem sobretudo nas zonas situadas no rebordo das placas tectônicas,

que são zonas de intensa atividade sísmica. São frequentes tanto nos limites divergentes como nos limites convergentes.

A zona onde a atividade sísmica é mais intensa é no Círculo de fogo do Pacífico ou zona circum-pacífica, que passa por toda a zona montanhosa do continente americano (Andes, Montanhas rochosas e ilhas Aleutas) e o lado ocidental do oceano (Japão, Filipinas, Nova Guiné, ilhas Fiji, Nova Zelândia). É nesta zona que ocorrem 80% dos sismos a nível mundial.

5.3. Tsunami A palavra “tsunami” vem do japonês "tsu" (porto, ancoradouro) e "nami" (onda, mar)

VULCANISMO

Vulcanismo são os fatos e os fenômenos geográficos relacionados com as atividades

vulcânicas, através dos quais o magma do interior da terra chega à superfície. Nos pontos de contato entre diferentes placas, onde a crosta terrestre é menos estável, ocorrem erupções vulcânicas. As erupções vulcânicas formam o edifício vulcânico, que é uma montanha onde se distinguem a cratera e a chaminé vulcânica.

É preciso lembrar que as erupções vulcânicas não ocorrem só na terra. Ocorrem também nos oceanos. São as chamadas erupções submarinas. A pouca profundidade, elas são explosivas. Nesse caso, cinzas e fragmentos de lava atingem grande altitude e se tornam visíveis acima do nível do mar.

A maiores profundidades, a pressão da água oceânica não permite erupções explosivas. Nos dois casos, a água faz as lavas esfriarem rapidamente. Nas áreas onde ocorreram erupções vulcânicas, formam-se planaltos basálticos. É por isso que geralmente essas áreas são densamente povoadas.

Os solos que resultam da decomposição das rochas vulcânicas são muito férteis. O que sempre atraiu o ser humano em sua luta pela sobrevivência.

Distribuição geográfica dos vulcões pelo mundo: Círculo de fogo do pacífico: concentra cerca de 80% dos vulcões e forma um alinhamento que vai desde a Cordilheira dos Andes até as Filipinas, passando pelas Costas Ocidentais da América do Norte e pelo Japão. Círculo de fogo do Atlântico: abrange a América Central, Antilhas, Açores, Cabo Verde, Mediterrâneo, Cáucaso e Porção Oriental da África.

Posicionamento tectônico dos vulcões Como a crosta terrestre é formada por Placas Tectônicas de composições distintas,

estas estão constantemente em movimento e produzem instabilidades na crosta e grande atividade vulcânica.

Os diferentes limites entre estas placas geram processos tectônicos distintos, cada um responsável por um processo vulcânico, que por sua vez demarcam os grandes acidentes da litosfera. A localização destas linhas de vulcões é classificada em função dos movimentos gerados pelo deslocamento destas placas, e baseado neste contexto de placas tectônicas, Wilson (1989) definiu quatro regiões distintas para a geração de magmas:

A - Margens de Placas Destrutivas (Placas Convergentes) B - Margens de Placas Construtivas (Placas Divergentes) C - Vulcanismo Intraplaca Continental D - Vulcanismo Intraplaca Oceânica

Produtos da atividade vulcânica Os produtos formados pelas atividades vulcânicas podem ser divididos em 3 grupos,

classificados segundo a composição química, mineralógica e propriedades físicas. Distinguem as lavas, os materiais piro-clásticos, e os gases vulcânicos.

As lavas são porções líquidas de magma, em estado total ou parcial de fusão, que atingem a superfície terrestre e se derramam. Quanto mais básicas, mais fluídas serão estas lavas.

Os depósitos piroclásticos dizem respeito a fragmentos de rochas diretamente ligados com o magma ejetado na forma de um spray, ou com a fragmentação das paredes das rochas pré-existentes (câmaras magmáticas). De acordo com o tamanho podem ser classificados como do tipo bloco, bomba, lapilli, cinzas ou pó. Os gases vulcânicos podem ocorrer antes, durante e após os períodos de erupção. Estes gases são formados a base de hidrogênio, cloro, enxofre, nitrogênio, carbono e oxigênio. O magma contém dissolvida grande quantidade de gases, que se libertam durante uma erupção.

Os gases saem através da cratera principal ao longo de fumarolas que podem se formar em diferentes partes do cone vulcânico, ou a partir de fissuras. Em terrenos vulcânicos atuais, é comum a presença de gêisers, formados pelo aquecimento da água de subsuperfície pelo alto gradiente térmico da região, e que surgem como erupções periódicas de água e gases aquecidos

Vulcanismo no Brasil No Brasil, não existe nenhum vulcanismo ativo, mesmo em tempos geologicamente

recentes. O território nacional não foi afetado por nenhuma atividade vulcânica durante os últimos 80 milhões de anos.

O vulcanismo mais recente foi o responsável pela formação de diversas ilhas do Atlântico brasileiro, como Fernando de Noronha, Trindade e Abrolhos.

No fim da era Mesozóica, o Brasil foi afetado por atividades vulcânicas de caráter alcalino-sódico, com ampla distribuição. São representantes deste vulcanismo as intrusões alcalinas de Lajes (SC), Poços de Caldas (MG), Jacupiranga (SP), Araxá (MG) e Itatiaia (RJ). Ainda na era Mesozóica, no período Cretáceo, a América do Sul, em especial o Brasil, foi palco de uma das maiores atividades vulcânicas do tipo fissural que se conhece no planeta. Todo o sul do país, incluindo áreas do Uruguai, Argentina e Paraguai, foi atingido por este super vulcanismo denominado vulcanismo de platô. O processo abrangeu mais de um milhão de quilômetros quadrados e constituiu num dos maiores episódios geológicos de todos os tempos

As rochas vulcânicas que integram este extenso conjunto de derrames estão agrupadas geologicamente sob a denominação de Formação Serra Geral.

MINERALOGIA Conceitos

Mineral: é um elemento ou composto químico, resultantes de processos inorgânicos, de composição química e estrutural definida, encontrados naturalmente na crosta da Terra. Ex. diamante, quartzo e feldspato.

Rocha: é um agregado natural formado de um ou mais minerais característicos. As rochas são classificadas segunda a sua origem em três tipos: ígnea ou magmática, metamórfica e sedimentar. Ex. granito, gnaisse, basalto e arenito.

Minério: agregado de um ou mais minerais de interesse econômico, normalmente associado à ganga (sem valor econômico). A partir de um minério pode-se extrair, com proveito econômico, um ou mais metais ou substâncias úteis. Ex. itabirito (hematita e quartzo) obtém-se o ferro.

Gema: nome empregado para todos os minerais ornamentais. Corpo geológico: são massas individualizadas de minerais agregados. Jazidas minerais: são corpos geológicos economicamente aproveitáveis de

qualquer bem mineral. Mineralogia: estuda os minerais desde sua ocorrência até sua análise. Petrografia: estuda as rochas, sua constituição e classificação. Petrologia: estuda a gênese ou origem das rochas. Geoquímica: abrange o conhecimento da abundância dos elementos químicos na

Terra, como sua distribuição e as leis que governam. A mineralogia estuda os minerais cientificamente envolvendo o conhecimento da

estrutura interna, composição, propriedades físicas e químicas, modo de formação, ocorrência, associações e classificação.

Atualmente existem cerca de 3.500 nomes de minerais. Novos minerais tem sido acrescentados a esta lista cada ano. São minerais que foram descobertos através de técnicas analíticas novas, tais como microanálise e microssonda eletrônica. Muitos minerais têm sido retirados das listas de minerais existentes pois métodos modernos de estudos mostraram que as substâncias consideradas como minerais individuais são associações ou misturas de minerais (Antonello, 1995).

Mais ou menos 20 minerais mais comuns são responsáveis por mais de 95% de todos os minerais na crosta continental e oceânica. Eles estão contidos em quase todas rochas. Os silicatos são os mais abundantes .

As características principais de qualquer mineral são sua estrutura cristalina e sua composição química, levando em consideração o conteúdo químico permitido pela substituição de átomos de um elemento pelos de outro numa dada estrutura. Por exemplo, o valor de muitos minerais, origina-se do fato de conterem um metal que é um constituinte acessório e não essencial. Ex.: tório na monazita, prata na tetraedrita. Nestes casos, um conhecimento do mecanismo pelos quais os constituintes chegaram a estar presentes, pode ser de grande significação econômica.

Usamos uma vasta quantidade de minerais e produtos de minerais na nossa sociedade. Embora a maioria das pessoas não se dê conta, a mineração ou mais especificamente os produtos que ela gera, está presente em praticamente todas as etapas do seu cotidiano, do momento em que elas se levantam ao instante em que se deitam. Virtualmente tudo que usamos tem conexão forte com os minerais.

Por vezes ele é usado em sua forma natural por ter propriedades valiosas. Ex.: diamante por sua beleza e pela sua extrema dureza. Em outras ocasiões, os minerais possuem componentes químicos de grande valor. Ex.: calcopirita (CuFeS2) consiste em 34% de cobre e o mineral é coletado para se recuperar este metal valioso (Antonello, 1995).

Os minerais não são considerados meramente como objetos de beleza ou como fonte de material econômico. Eles podem ser “chaves” para o entendimento das condições nas quais eles e as rochas foram formadas. O estudo dos minerais pode indicar importantes informações sobre as condições físico-químicas de regiões da Terra que não são acessíveis a observação e mensuração direta (manto e núcleo).

PROPRIEDADES DOS MINERAIS As propriedades dos minerais são controladas pela sua composição e estrutura

cristalina. A composição pode ser definida através de métodos de análises químicas. Uma vez que a composição foi definida, a fórmula química pode ser calculada pelo balanceamento do número de cátions e ânions.

A determinação da estrutura do cristal é feita através de métodos de observação indireta, principalmente através da difratometria de raios-X (DRX). A DRX é uma das técnicas mais importantes na identificação dos minerais, qualquer mineral pode ser identificado através desta técnica.

Por causa, de propriedades facilmente determinadas, tais como, dureza e cor, são controladas pela composição e estrutura do cristal, em muitos casos é possível usar uma combinação de propriedades simples para identificar um mineral.

As características mais usadas na identificação dos minerais são: cor, brilho, hábito (formato dos cristais), dureza, clivagem, fratura, densidade, magnetismo.

Classificação Química dos Minerais

Na natureza, os minerais cristalizam-se a partir de soluções de composição

complexa, sendo oferecidas, por conseguinte, amplas oportunidades para a substituição de um íon por outro. Resulta disto, que, praticamente, todos os minerais apresentam variação na sua composição química, conforme a localidade de procedência e entre uma e outra espécie.

A composição química é a base para a classificação moderna dos minerais. De acordo com este esquema, dividem-se os minerais em classes dependendo do ânion ou grupo aniônico. A composição pode ser definida através de métodos de análises químicas.

Elementos nativos: encontram-se como minerais sob forma não combinada no estado nativo. Ex. Au, Ag, Pt, Hg.

Sulfetos: consistem em combinações de vários metais com o S2. Ex.: Galena, PbS. Pirita - FeS2, cúbico, D=5,0 (Densidade), d=6 (dureza), cor dourada e traço preto. Sulfossais: os minerais compostos de Pb, Cu ou Ag em combinação com S, Sb, As

ou Bi. Ex. Cu3AsS4. Óxidos: contém um metal em combinação com o O2. Ex.: hematita Fe2O3; Quartzo - SiO2, hexagonal, D=2,65, d=7, cores variadas e fratura conchoidal. Hematita - Fe2O3, hexagonal, D=5,26, d=6, traço vermelho. Ilmenita - FeTiO3, hexagonal, D=4,7, d=5,5, traço cinza. Pirolusita - MnO2, tetragonal, D=4,75, d=2, traço preto. Hidróxidos: óxidos minerais contendo água ou hidroxila (OH-) como radical

importante. Ex.: brucita Mg(OH)2. Haletos: cloretos, fluoretos, brometos e iodetos naturais. Ex.: fluorita CaF2, halita

NaCl. Carbonatos: incluem os minerais com o radical (CO3)2. Ex.: calcita CaCO3. Calcita - CaCO3, hexagonal, D=2,71, d=3, três clivagens perfeitas. Aragonita - CaCO3, ortorrômbico, D=2,95, d=3,5, duas clivagens perfeitas. Dolomita - (CaMg)(CO3)2, hexagonal, D=2,85, d=3,5, três clivagens perfeitas. Nitratos: contém o radical NO3

-1. Ex.: KNO3. Boratos: contém o radical BO3. Ex.: bórax Na2B4O7.10H2O. Fosfatos: contém o radical (PO4)

-3. Ex.: apatita Ca5(FCl)(PO4)3, hexagonal, D=3,2, d=5, clivagem fraca.

Sulfatos: contém o radical (SO4)-2. Ex.: barita BaSO4;

Gipsita - CaSO4 2H2O, monoclínico, D=2,32, d=2, fratura fibrosa. Anidrita - CaSO4, ortorrômbico, D=2,98, d=3, três clivagens perfeitas. Tungstato: contém o radical WO4. Ex.: sheelita CaWO4. Silicatos: radical (SiO4)

-4, formam a classe química máxima entre os minerais, contém vários elementos, dos quais os mais comuns são o Na, K, Ca, Mg, Al e Fe em combinação com Si e O formando estruturas químicas complexas.

Ortoclásio - KAlSi3O8, monoclínico, D=2,27, d=6, "K-feldspato").

Anortita - CaAl2Si2O8, triclínico, D=2,76, d=6, "Ca-feldspato" ou plagioclásio) Micas - muscovita - KAl2(AlSi3O10)(OH)2, monoclínico, D=2,88, d=2,5, mica branca;

Biotita - K(Mg,Fe)2(AlSi3O10)(OH)2, monoclínico, D=3,2, d=2,5, mica preta. Piroxênios - aegirina (NaFeSi2O6, monoclínico, D=3,5, d=6,5, piroxênio

verde/castanho). Anfibólios - tremolita (Ca2Mg5Si8O22(OH)2, monoclínico, D=3,2, d=6, anfibólio verde

claro). Argilo-minerais - Caulinita (Al2Si2O5(OH)4, triclínico, D=2,6, d=2).

Propriedades Físicas

As propriedades físicas dos minerais são determinadas pela composição química e

estrutura cristalográfica. Hábito - é a forma externa do mineral. Os planos de um cristal são expressões

externas exatas da organização interna dos átomos. Tipos de hábito: acicular, laminar, colunar, fibroso, botroidal, tabular, micáceo etc,

Clivagem - é a tendência de um mineral se quebrar ao longo de planos preferenciais. Clivagem perfeita ou boa (2 ou 3 direções), moderada, irregular etc. Tais planos são controlados pela estrutura cristalina e pelas ligações químicas. Ex. micas uma direção e K-feldspato duas direções.

Fratura - é a forma como um mineral quebra. Os principais tipos de fraturas: conchoidal (quartzo), plana e irregular.

Dureza - resistência (relativa) que um mineral oferece ao ser riscado com outro mineral ou com um objeto qualquer. Esta associada à estrutura cristalina e ao arranjo dos átomos (ligações). A dureza de um mineral é uma propriedade importante e pode ser avaliada de acordo com a Escala de Dureza de Mohs (relativa) (Tabela V.1).

Tenacidade resistência que o mineral oferece à deformação. Termos utilizados para

descrever a tenacidade dos minerais: quebradiço, maleável, dúctil, flexível etc. Magnetismo é a propriedade de alguns minerais de serem atraídos pelo imã. Ex.

magnetita e pirrotita. Densidade ou peso específico é o peso de um mineral comparado com o peso do

mesmo volume de água (adimensional). Minerais com átomos agrupados densamente apresentam densidades mais elevadas. Quartzo D = 2,65, calcita D =2,75, magnetita D = 5,2.

Propriedades Ópticas

Cor é o comprimento de onda luminosa refletida ou transmitida; opaco, transparente

e translúcido; idiocromático, alocromático, pleocroísmo, dicroísmo; iridescência, opalescência etc.; hialino, vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, violeta etc.

Traço é a cor do traço deixado pelo mineral após riscar a superfície de uma placa de porcelana. Ex. hematita (vermelho), pirita (preto) e quartzo (branco).

Brilho é a intensidade da reflexão da luz. O brilho do mineral pode ser vítreo, resinoso, sedoso, adamantino, metálico etc.

Propriedades Químicas

Polimorfismo - diferentes minerais com a mesma fórmula química, porém formas

cristalinas diferentes. Calcita (CaCO3, hexagonal) e Aragonita (CaCO3, ortorrômbico). Isomorfismo - minerais de composição química diferente, porém análogas, com a

mesma estrutura cristalina. Plagioclásios (Ca,Na-feldspatos, triclínicos).

ROCHA ROCHA é umas associação de minerais que por diferentes motivos geológicos

acabam ficando intimamente unidos. Embora coesa e muitas vezes dura, a rocha não é homogênea, podendo ser subdividida em todos os minerais constituintes

Ciclo das rochas As rochas são corpos sólidos formados através da agregação de materiais minerais,

podendo tais corpos, em sua formação, serem formados de um tipo ou de vários tipos de minerais. Na verdade, todas as rochas originaram-se em estado ígneo, sob elevadas temperaturas. No exterior da crosta terrestre, as rochas em estado ígneo são ejetadas através dos vulcões . Tal material resfria, formando corpos sólidos de formas variáveis. No entanto, as rochas sofrem processos contínuos de desgaste, através de condições diversas, como as intempéries. O tipo de rocha formado a partir de agentes de desgaste consiste nas chamadas rochas sedimentares.

O desgaste que as rochas originais sofrem as reduz gradualmente em partículas que acabam juntando-se a outros ciclos naturais (são carregadas pelos rios , neste caso fatalmente desembocando nos oceanos , e ainda carregados pelos ventos e chuvas). Através de milhares e milhares de anos, as partículas da rocha original desgastada, tendo sido depositadas sobre o solo em camadas, vão sendo empurradas para as camadas mais interiores através da constante pressão. Por fim, tais partículas terminam por retornar ao meio onde as rochas encontram-se em estado líquido, fundindo-se novamente, sendo reformuladas e retornando a todo este ciclo descrito.

Classificação genética das rochas Há basicamente três tipos de rochas: as rochas ígneas, que praticamente derivam os

demais tipos, são ejetadas em estado líquido, das camadas mais profundas da Terra até o exterior da crosta terrestre, através dos vulcões (em estado líquido, as rochas são chamadas magma); as rochas sedimentares, que são formadas através do desgaste das rochas ígneas já resfriadas, em milhares e milhares de anos, acumulando-se em camadas (exemplo: arenito, normalmente acumulado em regiões costeiras, assim como os terrenos costeiros argilosos, formados de areia e pedra; acúmulos de pedra calcária); as rochas metamórficas que possuem formação originada através da composição entre vários tipos de rochas, tendo sofrido conjuntamente a ação de altas temperaturas ou pressões (exemplo: mármore).

Ígneas ou magmáticas As rochas magmáticas são originadas a partir da consolidação do magma, sendo

que através de sua textura pode-se determinar as condições geológicas em que estas rochas se formaram. Ao saber a textura, consegue-se determinar o tamanho e a disposição dos minerais que compõem a rocha.

Quando a consolidação do magma ocorre dentro da crosta terrestre, de modo que o resfriamento seja lento dando condições para que os cristais se desenvolvam sucessivamente, as rochas originadas deste processo são denominadas rochas plutônicas. A textura deste tipo de rocha é geralmente equigranular fanerítica, significando que os minerais que a constituem, possuem uma boa formação e um tamanho considerável.

Em condições onde ocorra o extravasamento do magma na superfície, passando do estado líquido para o gasoso num pequeno intervalo de tempo, as rochas originadas serão denominadas rochas vulcânicas ou extrusivas, cuja textura será vítrea, como consequência do pequeno intervalo de tempo que impossibilita a cristalização dos minerais. Caso o início da cristalização ocorra dentro das câmaras magmáticas, os cristais serão transportados pelo magma até a superfície, e com a alta variação de temperatura existente entre as câmaras e a superfície, a lava se consolidará muito rapidamente e formará um tipo textura denominado de textura porfirítica. Pode-se ainda ocorrer um tipo de textura denominado vesicular. A textura vesicular aparece quando da lava são liberados gases na forma de bolhas, que posteriormente ficam retidas pela consolidação da própria lava.

Dá-se a denominação pegmatitos a rochas que foram originadas a partir de um magma que possui uma grande quantidade de gases e elementos voláteis. O magma nestas condições se apresentara numa forma bastante fluída e possibilitará a formação de cristais cujo tamanho chega a ser bastante elevado.

As rochas podem ser consideradas ácidas, básicas ou neutras. Isto está diretamente relacionado com o teor de silício que a rocha apresenta em sua composição. Falamos em rochas ácidas quando os teores de silício forem superiores a 65%, havendo a formação de silicatos e de cristais de quartzo. As rochas neutras são aquelas cujo o teor de silício vai de 52 a 65%. E por fim temos as rochas básicas onde o teor de silício vai de 45 a 52%, não havendo a formação de quartzo.

Rochas sedimentares Rochas sedimentares ou estratificadas são formadas pelo agrupamento de

sedimentos. Esses sedimentos são pedaços de outras rochas que se soltam com a ação do vento, da temperatura, da água ou de geleiras. Esses sedimentos podem variar de tamanho de uma partícula de poeira até pedras de vários metros. Normalmente são varridos para dentro dos rios que os transportam pelo seu leito e finalmente são depositados em lagos ou no mar. Os sedimentos podem ser também restos de plantas e animais. Nesse caso são chamados fósseis. Uma camada inferior de sedimentos sofre pressão das camadas superiores com sedimentos mais recentes. Com o tempo, essa pressão é suficiente para compactar os sedimentos. Com a ação de material mineral dissolvido, que serve como um cimento, formam-se as rochas sedimentares. As rochas sedimentares cobrem de 70% a 75% da superfície da Terra.

Rochas sedimentares oferecem informações sobre a história do ambiente em que se encontram. O xisto é constituído por minúsculos grãos de lama e argila e só pode se formar em águas calmas ou no fundo do mar. Por outro lado as rochas calcárias são formadas próximo de recifes de coral ou onde há movimento nas águas, que trazem os sedimentos, como praias, canais de rios. É importante lembrar que onde existiu um mar, pode hoje não existir mais.

É bem fácil de reconhecer uma rocha sedimentar. Além de serem compostas de sedimentos, são formadas por camadas, daí serem também conhecidas como rochas estratificadas. Um excelente lugar para ver essas camadas bem claramente é no Grand Canyon nos EUA, formado pelas rochas calcárias arenito e xisto.

As rochas sedimentares podem ser divididas em duas categorias principais: as que se formam de partículas minerais que se desprendem da Terra e são transportadas pelo vento, pela água ou pelo gelo, e as que se formam devido à precipitação química dos minerais, à transformação de matéria orgânica em rocha ou à evaporação de água contida nos minerais. Dentro da primeira categoria podem ser incluídas as rochas piroclásticas, que também são consideradas rochas ígneas, pois embora se originem de vulcões, são fragmentos lançados na atmosfera nas erupções explosivas, e depositados como sedimentos. Rochas sedimentares que se originam da precipitação química de minerais são bastante frequentes em mares e lagos rasos de água quente. Quando a água do mar se torna saturada, começa a depositar os pequenos sedimentos no fundo. Um bom exemplo disso é o sal. Onde o clima é árido, a água é retirada do mar e depositada em salinas onde evapora, deixando para trás o sal. O sal nada mais é do que rocha de mineral halite.

Distribuição Cerca de 3/4 da Terra são cobertos por rochas sedimentares que revestem partes

dos continentes e dos fundos oceânicos. No entanto, estas formam apenas uma película superficial sobre as rochas magmáticas e metamórficas que constituem a maioria do volume rochoso crustal.

Rochas Metamórficas São rochas cuja composição e textura originais foram alteradas pelo calor e pela

pressão existentes nas profundidades da crosta terrestre. O metamorfismo que se produz como resultado tanto da pressão quanto da temperatura recebe o nome de dina-motérmico ou regional. Já o metamorfismo originado pelo calor ou pela intrusão de rochas ígneas recebe o nome de térmico ou de contato.

Características de rochas metamórficas • Têm grandes cristais; • Não contêm fósseis; • Mostram relevos e formas suaves.

PROCESSOS GEOLÓGICOS LIGADOS À ÁGUA A ÁGUA Água é a substância mais abundante na superfície do planeta, participando dos seus

processos modeladores pela dissolução de materiais terrestres e do transporte de partículas. É a água que mantém a vida sobre a Terra, pela fotossíntese, que produz biomassa pela reação entre CO2 e H2O.

Praticamente 70% do corpo humano é composto de água. É o melhor e mais comum solvente disponível na natureza e seu papel no intemperismo químico é evidenciado pela hidrólise. Nos rios, a água é responsável pelo transporte de partículas, desde a forma iônica (em solução) até cascalho e blocos, representando o meio mais eficiente de erosão da superfície.

Sob forma de gelo, acumula-se em grandes volumes, inclusive geleiras, escarificando o terreno, arrastando blocos rochosos e esculpindo a paisagem.

Ciclo Hidrológico A água é a única substância que existe, em circunstâncias normais, em todos os três

estados da matéria (sólido, líquido e gasoso) na Natureza. A coexistência destes três estados implica que existam transferências contínuas de água de um estado para outro; esta sequência fechada de fenômenos pelos quais a água passa do globo terrestre para a atmosfera é designado por ciclo hidrológico.

A água da evapotranspiração atinge um certo nível da atmosfera em que ele se condensa, formando as nuvens. Nas nuvens, o vapor de água condensa-se formando gotículas, que permanecem em suspensão na atmosfera. Estas gotículas, sob certas condições, agregam-se formando gotas maiores que precipitam-se, ou seja, chove. A chuva pode seguir dois caminhos, ela pode infiltrar-se e formar um aqüífero ou um lençol freático ou pode simplesmente escoar superficialmente até chegar a um rio, lago ou oceano, onde o ciclo continua. Reservatórios � oceanos � geleiras � rios � lagos � vapor d’água atmosférica � água subterrânea � água retida nos seres vivos

Ação Geológica da Água Entende-se por ação geológica a capacidade de um conjunto de processos causar

modificações nos materiais terrestres, transformando minerais, rochas e feições terrestres. A ação geomórfica é o esculpimento de formas de relevo da superfície terrestre.

Processos aluviais Processos aluviais são caracterizados por erosão, transporte e sedimentação

associados aos rios, leques aluviais e leques deltaicos. A deposição em sistemas de drenagem ocorre principalmente como depósitos

aluviais de rios e leques. Esses depósitos são de grande importância econômica, uma vez que podem hospedar recursos minerais. Seu estudo permite caracterizar a evolução do sistema de drenagem e da própria bacia. � leques aluviais: sistemas fluviais distributários espraiados por dispersão radial no assoalho de uma bacia a partir dos locais de saída de drenagens confinadas em regiões montanhosas � leques deltaicos: são leques aluviais que avançam diretamente para o interior de um corpo d’água.

Dada a grande variabilidade dos fatores que controlam os diferentes tipos de rios e leques aluviais é possível caracterizar vários tipos de modelos deposicionais:

A. SISTEMAS DE LEQUES ALUVIAIS São sistemas baseados principalmente no estudo de leques de regiões áridas e

semi-áridas. São caracterizados por forte escoamento superficial e transporte de clastos de granulação grossa resultantes da desagregação mecânica das rochas. O depósito é desenvolvido em locais de grande declividade e abundante suprimento de detritos, requerendo descargas muito fortes para seu início, condições típicas de climas áridos com longos períodos secos intercalados com chuvas torrenciais.

B. SISTEMA FLUVIAL ENTRELAÇADO Caracterizam-se pelo amplo domínio de carga de fundo de granulação grossa,

grande variabilidade de descarga e facilidade de erosão nas margens. A formação desse sistema se dá pela variação de descarga e grande erosão das margens. Isso possibilita a formação de depósitos de barras longitudinais, os quais obstruem a corrente e ramificam o fluxo.

C. SISTEMA FLUVIAL MEANDRANTE É caracterizado por canais com alta sinuosidade. A migração lateral dos canais

ocorre por meio da erosão progressiva das margens côncavas e sedimentação nos leitos convexos dos meandros. Sua formação ocorre devido ao gradiente extremamente baixo e ao fluxo helicoidal do canal.

D. SISTEMA FLUVIAL ANASTOMOSADO Esses sistemas consistem em um complexo de canais de baixa energia,

interconectados, desenvolvidos em regiões úmidas e alagadas e formando ilhas alongadas e recobertas por vegetação. Ocorrência de turfas (deps. de matéria orgânica) e pântanos (deps. argilosos). São rios sinuosos e relativamente profundos. Porém apresentam pouca migração de canais (meandros) e ausência de barras em pontal, o que os diferencia dos rios meandrantes.

Produtos da ação geológica da água As águas subterrâneas e superficiais são os principais agentes responsáveis pelo

modelado do relevo da superfície da Terra. Como resultado dessa ação tem-se:

Escorregamento de Encostas Movimentação de coberturas como solos ou sedimentos inconsolidados em encostas

de morros que ocorrem em velocidades variáveis (muito rápidos e muito lentos). Voçorocas - Termo de origem tupi guarani “yby” = terra - “sorok” = rasgar, romper Carste e Cavernas Carste: paisagem marcada por rios subterrâneos com cavernas e superfície

acidentada dominada por depressões com paredões rochosos e torres de rochas Relevo cárstico: caracteriza-se por bacias de drenagens centrípetas, que conduzem

a água superficial para sumidouros, conectados com a drenagem subterrânea. Dolinas: são depressões cônicas, circulares na superfície, formadas pela

subsidência lenta ou rápida do terreno, devido ao abatimento do teto de cavernas ou cavidades em profundidade.

Sistema cárstico terrenos constituídos predominantemente por rochas solúveis, principalmente as rochas carbonáticas (calcário, mármore e dolomitos) ou outros evaporitos, como gipsita. As regiões cársticas costumam possuir vegetação cerrada, relevo acidentado e alta permeabilidade do solo, que permite o escoamento rápido da água. Além de cavernas, o carste apresenta diversas outras formações produzidas pela dissolução ou erosão química das rochas, tais como dolinas, furnas, cones cársticos, cânions, vales secos, vales cegos e lapiás.

Ação geológica do gelo As geleiras cobrem apenas 10% da superfície da terra, mas influenciam

profundamente as condições climáticas, a circulação das águas oceânicas e atmosfera terrestre.

• o gelo antártico apresenta alto teor de CO2 e outros gases na nossa atmosfera referentes aos últimos 420.000 anos da Terra

• vive-se hoje uma fase interglacial mas há registro de 7 glaciações (4 somente no período Cenozoico).

O gelo influencia a dinâmica da paisagem movendo-se por gravidade e provocando erosão e deposição de materiais.

Efeito do Gelo Água que penetra nos interstícios da rocha e pode, por abaixamento da temperatura,

congelar. Ao congelar a água aumenta de volume (cerca de 9 %), exercendo, consequentemente, uma pressão enorme que provoca o alargamento das fissuras e a sua desagregação.

PROCESSOS EÓLICOS A ação eólica caracteriza-se pelo movimento de massas de ar na superfície do

Planeta associadas com a dinâmica da circulação atmosférica, sendo aqui incluídos eventos catastróficos como furacões e tornados.

Os processos eólicos se caracterizam por um conjunto de fenômenos de erosão, transporte e sedimentação promovidos pelo vento. A erosão é favorecida pela ausência de vegetação e a sedimentação se dá pela diminuição de energia da massa de ar.

Os processos eólicos estão associados à dinâmica externa que modela a superfície da Terra especialmente DESERTOS que situam-se em regiões de baixas latitudes (< 30o),onde o aquecimento é mais intenso, e a evaporação é maior que a precipitação.

Padrão global de ventos O deslocamento das massas de ar (VENTOS) é o fruto de diferenças de temperatura

e, portanto, de densidades nessas massas. Essas diferenças são geradas pela maior ou menor incidência de energia solar na superfície (latitude e período do ano). As massas de ar caminham das zonas de alta para zonas de baixa pressão.

Registros Produzidos Pelo Vento:

Deflação (remoção da areia); Abrasão (intenso processo de desgaste e polimento de todos os materiais).

Registros Deposicionais: Dunas Estacionárias (ou imóveis): a areia é depositada em camadas que

acompanham o perfil da duna, c/ as partículas sendo retiradas do barlavento (5 a 15o) e depositadas no sotavento (20 a 30º).

Dunas Migratórias: o processo é semelhante, porém há uma forte turbulência no sotavento. A sua migração ocasiona sérios problemas de soterramento e assoreamento nas regiões litorâneas.

INTEMPERISMO E FORMAÇÃO DO SOLO DEFINIÇÃO: Conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao se aflorar na superfície da terra PRODUTOS:

� Rocha alterada � Solo PROCESSOS: � Erosão � Transporte � Sedimentação CONSEQÜÊNCIA: � Aplainamento do relevo

O processo se inicia pela formação das juntas de alívio que ocorre em consequência

da expansão do corpo rochoso sujeito a alívio de pressão pela erosão do material sobreposto. Estas descontinuidades servem de caminhos para a percolação das águas que promovem a alteração química.

TIPOS DE INTEMPERISMOS - INTEMPERISMO FÍSICO: produz agregados soltos - INTEMPERISMO QUÍMICO: transformações químicas de adaptação das rochas e

minerais na superfície terrestre INTEMPERISMO FÍSICO Processos que causam desagregação das rochas, com separação dos grãos

minerais antes coesos e com sua fragmentação, transformando a rocha inalterada em material descontínuo e friável. Fragmentação por ação do gelo: A água líquida ocupa as fissuras da rocha, que posteriormente congelada, expande e exerce pressão nas paredes. Ação do crescimento das raízes: Alarga as fissuras e contribui para a fragmentação das rochas. Fragmentação das rochas: Aumento significativo da superfície exposta

INTEMPERISMO QUÍMICO Quando os minerais afloram à superfície da Terra entram em desequilíbrio e, por

meio de uma série de reações químicas, transformam-se em outros minerais, mais estáveis ao novo ambiente. Principal agente - ÁGUA DA CHUVA.

Os processos podem ser:

Hidratação: As cargas elétricas insaturadas na superfície dos grãos minerais atraem as moléculas de água, que funcionam como dipolos devido à sua morfologia. Dissolução: Transformação total em compostos solúveis. Ex. Terrenos Calcários

Hidrólise: Alteração de um feldspato potássico em presença de água e ácido carbônico, com a entrada de H+ na estrutura do mineral, substituindo K+

Acidólise: Ocorrem em ambientes frios, com a presença de ácidos orgânicos, o que gera PH<5. Na acidólise total, todo o feldspato é solubilizado, gerando solos pobres em argila (solos podzólicos). Oxidação: A alteração intempérica de um mineral com Fe2+ resulta, por oxidação do Fe2+ para Fe3+, na formação de um oxi-hidróxido, a goethita.

TEMPO GEOLÓGICO E PALEONTOLOGIA Escala de tempo geológico representa a linha

do tempo desde o presente até a formação da Terra. Embora devesse servir de marco cronológico absoluto à Geologia, não há concordância entre cientistas quanto aos nomes e limites de suas divisões. Assume-se para a Terra uma idade de mais de 4,5 bilhões de anos. Com base em estudos estratigráficos e geotectônicos de correlação mundial apoiados, em grande parte, nos registros fossilíferos, paleomagnéticos e em datações geocronológicas, este tempo geológico foi dividido em: Eons subdivididos em Eras; estas divididas em Períodos que, por sua vez, são divididos em Épocas as quais são divididas em Idades.

Como é muito difícil raciocinar com intervalos de tempo da ordem de milhões de

anos, convertemos a nossa Escala Geológica em um período de apenas 24 horas. Agora, vamos nos imaginar em uma máquina do tempo que pode deslocar-se a uma absurda velocidade de 52.083 anos por segundo... dessa forma, a cada 19,2 segundos percorreremos um milhão de anos.3

"Iniciaremos, assim, a nossa viagem às 0:00 hás, quando a Terra foi formada (há 4,5 bilhões de anos), e vamos nos deslocar para o presente, de baixo para cima na Escala, até o fim do Quaternário, sabendo de antemão que levaremos exatas 24 horas nessa viagem virtual...

• As primeiras 3:44 horas de nossa viagem serão, certamente, as mais

monótonas de todas. Veremos o planeta ser formada a partir de poeira e gás, resultando em uma massa

disforme em ebulição - uma verdadeira visão do inferno (Hadeano), sendo bombardeada por uma incessante chuva de meteoros e cometas. Um importante evento, contudo, justificará a nossa espera, quando uma grande colisão com um planetóide errante arrancará milhões de

pedaços do planeta. Parte desses destroços ficarão em sua órbita e acabarão por juntar-se, formando a nossa Lua.

Gradativamente o planeta perderá calor, permitindo que o vapor de água exalado dos vulcões e oriundos dos cometas forme as primeiras chuvas, de modo que por volta das 4:00 horas já veremos um imenso oceano cobrindo toda a Terra, ainda bastante quente (Arqueano)...

Fique atento agora, pois em algum momento entre as 5 e 6 horas da manhã, acontecerá um milagre: surgirão as primeiras formas de vida (as bactérias)... e que dominarão sozinhas o planeta até as 21:00 horas (fim do Proterozóico).

Até agora estivemos visitando o chamado Pré-Cambriano, que cobriu quase 90% da história da Terra.

• A partir das 21:06 hs não poderemos nem piscar os olhos, pois tudo

começará a acontecer de forma muito rápida. Entramos no Paleozóico (paleo = antigo + zoico = vida), que se estenderá até as 22:28 hs e que, por ter sido tão rico em eventos, teve que ser dividido em 6 períodos bem distintos.

A atividade vulcânica, no Paleozóico, está bem mais amena, alternando-se períodos de calmaria com grandes explosões em todo o planeta.

Os primeiros peixes, esponjas, corais e moluscos surgirão ainda no Cambriano, mas teremos que esperar pelo menos 12 minutos (até o Ordoviciano) para vermos as primeiras plantas terrestres.

O clima irá mudar com tanta frequência que provocará sucessivas extinções em massa de espécies recém surgidas. Como agora as espécies passam a apresentar partes duras (conchas, dentes, etc.), algumas delas poderão ser preservadas como fósseis, possibilitando a sua descoberta e estudo por uma outra espécie ainda muito distante.

Finalmente os continentes serão invadidos por insetos... milhões e milhões de diferentes espécies de insetos, alguns dos quais sobreviverão até o fim da nossa viagem.

Fique atento ao período Devoniano (por volta das 21:50 hs) pois uma grande catástrofe ecológica irá dizimar quase 97% de todas as espécies existentes. Passados mais 10 minutos, no Carbonífero, grandes florestas e pântanos serão formadas e destruídos sucessivamente, formando os depósitos de carvão explorados até hoje.

• Às 22:41 hs entraremos na Era Mesozóica (a era dos repteis) que durará

pouco menos que uma hora (180 milhões de anos). No início do Mesozóico iremos assistir à formação de um supercontinente, chamado

hoje de Pangea, que será depois dividido em dois grandes continentes que passarão a ser conhecidos como Laurásia, ao norte, e Gonduana, ao sul.

Assistiremos, também, ao surgimento de uma imensa variedade de dinossauros, herbívoros em sua maioria, que reinarão no planeta durante mais de 160 milhões de anos.

Por volta das 23:39 hs, porém, um meteoro de pelo menos 15 km de diâmetro irá atingir a atual península de Yukatan (México) jogando bilhões de toneladas de poeira na atmosfera. Uma grande noite irá abater-se sobre o planeta, impedindo a fotossíntese das plantas, que não poderão alimentar os herbívoros, que por sua vez não poderão servir de alimento aos carnívoros...

Pelo menos a metade das espécies existentes irá ser extinta nessa grande catástrofe, inclusive todos os grandes dinossauros, abrindo espaço para que os mamíferos iniciem o seu reinado, que perdurará até os dias atuais...

• Faltando pouco mais que 20 minutos para o fim da nossa viagem entraremos

na Era Cenozóica, e assistiremos à fragmentação dos grandes continentes até a conformação atual.

A América do Sul irá separar-se da África, surgindo o Oceano Atlântico Sul; a Austrália será separada da Antártica e a América do Norte irá separar-se da Europa. Grandes cadeias de montanhas serão formadas nessa deriva continental e novos ecossistemas serão formados e isolados dos demais, permitindo a especialização de algumas espécies...

Por volta das 23:59:57 (150.000 anos atrás), faltando apenas 3 segundos para o término de nossa exaustiva viagem, veremos os primeiros grupos de Homo Sapiens caçando no continente africano. Essa nova espécie sobreviverá à última glaciação e migrará apressadamente para os demais continentes, sem se incomodar com as características particulares de cada ambiente nem com o delicado equilíbrio conseguido ao longo do tempo.

Dominará todas as outras espécies e até mesmo provocará o desaparecimento de algumas delas, e começará a usar a escrita e, portanto, a fazer História, no último décimo do último segundo...

Se for possível desacelerar a nossa máquina do tempo nesse décimo de segundo final, talvez até consigamos ver o mais jovem dos mamíferos criar artefatos capazes de destruir tudo e, milagrosamente, lançar-se em direção ao espaço para deixar as suas primeiras pegadas na Lua..."

O Que é Paleontologia? A Paleontologia é a ciência que estuda os fósseis, ou seja, o vasto documentário de

vida pré-histórica. Paleontologia quer dizer "o estudo da vida antiga", do grego "Palaios= antigo; ontos= coisas existentes; logos= estudo", mas essa é uma definição muito vaga.

A Paleontologia ocupa-se da descrição e da classificação dos fósseis, da evolução e da interação dos seres pré-históricos com seus antigos ambientes, da distribuição e da datação das rochas portadoras de fósseis, etc.

A Paleontologia Moderna é uma ciência dinâmica, com relações com outras áreas do conhecimento, estando preocupada em entender como a evolução física da Terra, em termos das mudanças na sua geografia (paleogeografia), no clima (paleoclima) e nos ecossistemas (paleoecologia), influenciou a evolução das formas de vida pré-históricas. Portanto, a Paleontologia é uma ciência multidisciplinar, relacionada à Geologia, à Biologia (principalmente Zoologia e Botânica), à Ecologia e à Oceanografia, dentre outros campos do conhecimento preocupados em estudar as interações entre os organismos e o meio ambiente. Atualmente, a Paleontologia preocupa-se também com a conservação do patrimônio fossilífero.

As grandes subdivisões da Paleontologia são a Paleozoologia (estudo dos animais fósseis), a Paleobotânica (estudo das plantas fósseis) e a Micropaleontologia (estudo dos microfósseis).

O Paleontólogo é o cientista que estuda a vida pré-histórica, a partir das evidências fornecidas pelos fósseis e pelas rochas. Os Paleozoólogos são os cientistas especializados em Paleontologia de Invertebrados, ramo da Paleozoologia que estuda os animais sem ossos, ou em Paleontologia de Vertebrados, estudando os fósseis de animais com ossos, incluindo o homem fóssil (Paleoantropologia). Micropaleontólogos estudam fósseis microscópicos, ou seja, microrganismos fósseis de parede orgânica (polens) ou mineralizada (foraminíferos).

Fósseis Fósseis (termo latino que significa "ser desenterrado" ou "extraído da Terra") são

restos ou vestígios (traços) de animais, vegetais e de outros microorganismos (algas, fungos e bactérias) que viveram em tempos pré-históricos e estão naturalmente preservados nas rochas sedimentares. Embora exista uma tendência para considerarmos fósseis apenas as ossadas de dinossauros e de outros grandes vertebrados pré-históricos extintos, na realidade, o registro fóssil contém representantes da maioria dos grupos biológicos, incluindo desde o Homem fóssil até aqueles grupos representados por formas de vida microscópica, que só podem ser vistos através do auxílio de instrumentos ópticos.

O termo "fóssil" vem do latim "fossilis", que significa "extraído da Terra". Sendo assim, podemos definir um fóssil como Fósseis Corpóreos, ou restos (ossos, conchas) e Fósseis-traço ou vestígios (pegadas, ovos, tubos, moldes de conchas) de organismos que viveram no passado, dentre outras definições.

A Importância dos Fósseis O que torna a Paleontologia tão interessante é o fato de permitir investigar e, de

certa forma, especular, sobre os seres que viveram há muito tempo atrás. Os fósseis constituem importante evidência do processo evolutivo. Além disso, os fósseis são úteis para o reconhecimento de pacotes de rochas contemporâneos e sua sucessão temporal. Os fósseis permitem também o reconhecimento da distribuição dos antigos mares e continentes (paleogeografia). Fósseis são ferramentas essenciais para a Paleoecologia e reconstrução dos ambientes antigos de sedimentação. Do ponto de vista prático, fósseis são importantes na indústria do petróleo e do carvão etc.

De forma geral, obtêm-se com auxilio dos fósseis: • Datação e correlação das rochas; • Informações sobre biota do passado; • Informações complementares sobre teorias evolutivas; • Informações sobre a geografia passada; • Informações sobre o clima do passado.

Tipos de fósseis Os fósseis são classificados em dois tipos: restos (ou somatofósseis) e vestígios (ou

icnofósseis). Resto: tipo de fóssil que ocorre quando alguma parte do ser vivo é preservada. São

consideradas evidências diretas dos seres vivos. Por exemplo, fósseis de dentes, de carapaças, de folhas, de conchas, de troncos, etc.

Vestígio: tipo de fóssil que ocorre apenas com evidências indiretas dos seres vivos, isto é, resultam de suas atividades biológicas. Por exemplo, estromatólitos, fósseis de pegadas, de marcas de mordidas, de ovos (da casca dos ovos), de excrementos (os coprólitos), secreções urinárias (urólitos), de gastrólitos, de túneis, de galerias de habitação, etc.

CLASSIFICAÇÃO DOS FÓSSEIS Fósseis: restos ou vestígios de organismos com mais de 1.000.000 de anos; Subfóseis: restos ou vestígios de organismos com menos de 1.000.000 de anos; Dubiofósseis: estruturas que podem ser de origem orgânica, mas cuja natureza

ainda não foi comprovada; Pseudofósseis: estruturas comprovadamente inorgânicas, que se assemelham a

organismos. Icnofóssil: é o resultado da atividade de um organismo, que pode vir a ser

preservado em um sedimento, rocha ou corpo fóssil; Estromatólito: estruturas biossedimentadas formadas através de atividades

microbianas (cianobactérias, algas, fungos) nos ambientes aquáticos. São produtos de atividade biológica de microorganismos, sendo mais próximos aos icnofósseis do que aos fósseis verdadeiros;

Âmbar: substancias resinosas produzidas pro angiospermas e gimnospermas, que

em contato com o ar sofrem polimerização e endurecem. São produzidas como uma forma de proteção à ação de fungos, bactérias, insetos e outros organismos que possam causar danos em seus tecidos. A produção de substâncias resinosas pelos vegetais remonta ao Paleozóico, tendo sido detectado em gimnospermas do Carbonífero;

Fósseis Químicos: designa compostos químicos da geosfera, cuja estrutura básica sugere uma ligação com conhecidos produtos naturais da biosfera. Utiliza-se também o termo "biomarcadores" para designar os fósseis químicos. Os mais estudados são os hidrocarbonetos e, entre eles, os alcanos, hidrocarbonetos aromáticos e seus produtos não-saturados;

Microfósseis: restos fossilizados de organismos invisíveis a olho nu. Encontram-se

nesse grupo alguns protistas (nanofósseis calcários foraminíferos, radiolários, diatomáceas, e dinoflagelados), artrópodes, esporos e grãos de pólen;

Palinomorfos: organismos fósseis encontrados nos resíduos insolúveis, resultantes

de tratamentos físicos e químicos às rochas sedimentares, tais como os pólens, esporos, acritarcos e quitinozoários. Alguns autores englobam ainda algas, dinoflagelados e foraminíferos plactônicos.

TIPOS DE FOSSILIZAÇÃO Os fosseis podem se preservar de diferentes modos, dependendo dos fatores e das

substancias químicas que atuaram após a morte do organismo. Podem-se reunir os tipos de fossilização em dois grandes grupos: Restos e Vestígios.

RESTOS: na maioria das vezes, consistem nas partes mais resistentes dos

organismos, tais como conchas, ossos e dentes, denominadas partes duras. Com a evolução dos conhecimentos, tem-se descoberto, no registro fossilífero, muitas partes moles preservadas, como vísceras, pele, músculos e vasos sangüíneos, que tem contribuído para um melhor conhecimento da anatomia e fisiologia dos organismos fósseis.

As partes duras, devido à sua natureza, têm mais chances de se fossilizarem. Sua composição pode ser de sílica (SiO2), bastante resistente às intempéries, como as espículas de algumas esponjas; de carbonato de cálcio (CaCO3) sob a forma de calcita ou aragonita, das quais são constituídas as placas esqueléticas de equinodermas e conchas de moluscos; de quitina, um polissacarídeo complexo, menos durável do que a maioria dos esqueletos minerais e que compõe o exoesqueleto dos insetos. Mesmo nas rochas mais antigas, são encontradas muitas partes duras que se conservaram sem alterações na sua composição química original. Algumas conchas de moluscos ainda apresentavam traços de sua cor original e com o nacarado perfeito. Devido ao alto grau de intemperismo que atua nas rochas, essas ocorrências no Brasil são raras, mas foram encontradas conchas de gastrópodes cretáceos da bacia do Sergipe que apresentam a coloração original. Podem ser preservados através de vários processos, tais como:

CARBONIZAÇÃO OU INCARBONIZAÇÃO: é um processo onde ocorre a perda

gradual dos elementos voláteis da matéria orgânica (oxigênio, nitrogênio e hidrogênio), onde estes são liberados, ficando apenas uma película de carbono. Esse tipo de fossilização ocorre com maior frequência nas estruturas constituídas por lignina, celulose, quitina e queratina. Apesar das alterações ocorridas na composição química original, muitas vezes a microestrutura fica preservada, permitindo o estudo da anatomia dos vegetais fosseis.

INCRUSTAÇÃO: as substancias transportadas pela água cristalizaram-se na

superfície da estrutura, revestindo-a por completo, preservando assim a parte dura. Esse é o processo de fossilização que ocorre geralmente com organismos mortos em ou transportados para cavernas. Os animais morrem, a parte orgânica desaparece e então os ossos são incrustados de carbonato de cálcio. Além da calcita, outras substancias podem participar desse processo, como a pirita e a sílica.

PERMINERALIZAÇÃO: é um tipo de fossilização bastante frequente. Ocorre quando um mineral preenche os poros, canículas ou cavidades existentes no organismo. Os ossos e troncos de árvores são bastante porosos e bastante suscetíveis a essa forma de preservação. As substancias minerais, como o carbonato de cálcio e a sílica, que são capazes de serem carreadas pela água, penetram nas cavidades lentamente, permitindo muitas vezes que a estrutura original seja preservada.

SUBSTITUIÇÃO: é um processo de fossilização que ocorre quando, por exemplo, o

carbonato de cálcio que constitui as conchas é substituída por sílica, pirita ou limonita, e até mesmo por um novo carbonato de cálcio. Nesses casos, os fosseis são replicas das conchas primitivas. Quando esse processo é muito lento, detalhes das estruturas dos tecidos podem ficar preservados.

RECRISTALIZAÇÃO: ocorre quando há modificações na estrutura cristalina do

mineral original, e a composição química permanece a mesma. Um exemplo é a conversão da aragonita das conchas de moluscos em calcita; a mudança no arranjo cristalino da calcita, de micro para macrocristalina; da opala, amorfa, para calcedônia, criptocristalina. Sempre que ocorre recristalização, há a destruição das microestruturas.

A presença de partes moles é um evento extraordinário. Após a morte, esses

organismos entram rapidamente em processo de decomposição, e dependendo do ambiente, raramente se conservam. Plantas e animais de florestas tropicais, por exemplo, decompõe-se com tanta rapidez, devido à grande quantidade de água e oxigênio disponível no ambiente, que somente em condições muito especiais, como um soterramento rápido, esses organismos podem se fossilizar. Águas ricas em cálcio neutralizam os ácidos dentro dos sedimentos, permitindo que partes moles, como pele, músculos e órgãos internos de vertebrados permaneçam intactos. Alguns exemplos de preservação de partes moles são:

• as ocorrências de nódulos de âmbar contendo insetos, aracnídeos, rãs e outros organismos. O âmbar é uma resina fóssil, proveniente de varias espécies de gimnospermas e angiospermas, encontradas em grande quantidade nos terrenos terciários na costa sul do Báltico e na Republica Dominicana;

• as condições glaciais na Sibéria e no Alasca possibilitaram a preservação de mamutes lanosos e rinocerontes. Esses animais permaneceram congelados desde a última glaciação do Pleistoceno (45 000 anos) e muitos deles ainda apresentam a pele e os músculos em perfeito estado. Seus conteúdos estomacais estavam intactos e com isso foi possível conhecer os vegetais de que eles se alimentam;

• fósseis de preguiças com as partes moles preservadas por dessecação foram encontrados em terrenos pleistocênicos da Patagônia. Este tipo de fossilização ocorre em locais de clima seco e árido onde, após a morte, o animal desidrata rapidamente, ficando protegido do ataque de bactérias. Esse processo de fossilização por desidratação é denominada por alguns autores de mumificação. Outros empregam também essa denominação para os organismos que se preservaram inteiramente, como os mamutes congelados e os insetos conservados em âmbar;

• mamutes lanosos e rinocerontes pleistocênicos conservaram-se em ozocerite, uma parafina natural ou cera fóssil, na região da Galícia, na Espanha;

• vários mamíferos pleistocênicos extintos foram encontrados em lagoas asfálticas nos Estados Unidos e na Polônia. A turfa e o alcatrão, com suas propriedades antisépticas impediram o processo de decomposição, possibilitando a fossilização.

A preservação de partes moles está mais frequentemente associada à mineralização

dos carbonatos, e em menor escala a de sulfetos e fosfatos. Um exemplo é o calcário litográfico do Jurássico da Alemanha, onde o fóssil Archaeopteryx foi encontrado. Outro exemplo de partes moles fosfatizadas é o de lulas do Jurássico da Inglaterra, trilobitas com apêndices completos encontrados no Cambriano da Suécia e cefalópodes do devoniano da Alemanha, que tiveram partes moles inteiramente piritizadas. Entre os melhores casos de fossilização de tecidos está o Folhelho Burgess, Columbia Britânica (Canadá), onde vários

organismos marinhos como algas, esponjas, animais vermiformes e artrópodes ficaram preservados. Outro bom exemplo são organismos da Fauna de Ediacara (Colinas Ediacara, sul da Austrália): esses organismos eram desprovidos de carapaça ou elementos mineralizados, mas eram suficientemente rígidos para deixarem moldes e contramoldes bem preservados em siltitos e arenitos finos. No Brasil, os fósseis da Formação Santana, Cretáceo da bacia do Araripe, apresentam uma numerosa e diversificada fauna de vertebrados, com dominância de peixes, além de vegetais, insetos e outros grupos encontrados em nódulos calcários.

VESTÍGIOS: são evidências da existência dos organismos ou de suas atividades. Os

animais e vegetais que deram origem aos fósseis não se preservaram. Como exemplo tem-se o soterramento de uma concha. Durante esse soterramento, suas cavidades internas são preenchidas pelos sedimentos circundantes. Com o decorrer do tempo, eles são dissolvidos pelas águas percolantes, restando somente o espaço que era ocupado anteriormente pela concha. Ficaram formadas duas impressões, o molde externo, que é a moldagem da superfície externa e o molde interno, que revela a morfologia ou estrutura interna do organismo ou parte dele. Se o espaço formado for posteriormente preenchido por outro mineral, formou-se uma réplica do original, denominado contramolde.

Asas de insetos, folhas de vegetais e outros similares compostos de quitina ou celulose, podem ficar impressos nas rochas. São considerados como positivas quando estão em alto-relevo e negativas, em baixo-relevo. Vestígios de atividades vitais são frequentes no registro sedimentar e sua presença nos sedimentos contribui para inferências paleoambientais. Esses fósseis são denominados icnofósseis, e os mais frequentes são as pistas, tubos ou sulcos produzidos por invertebrados, resultantes de deslocamento no substrato, e as pegadas deixadas por vertebrados nos sedimentos inconsolidados. Há também testemunhos de outras atividades biológicas, como nutrição e reprodução. É difícil reconhecer os autores destas marcas, pois em geral eles não se fossilizam.

Com relação às atividades de nutrição, os mais encontrados são excrementos fossilizados, denominados de coprólitos. Podem ser produzidos por vertebrados ou invertebrados. Seixos, denominados de gastrólitos, são interpretados como as pedrinhas que as aves e alguns répteis têm no aparelho digestivo para auxiliar a digestão. Ovos fossilizados, principalmente de répteis, também têm sido encontrados com frequência. Há ainda outros vestígios menos comuns, mas bastante interessantes, como as marcas de dentada de répteis em conchas de cefalópodes e de mamíferos sobre ossos; sulcos feitos nas rochas pelos bicos de aves; ninhos fossilizados; regurgitos de aves de rapina contendo dentes e ossos de micromamíferos.

Vestígios também foram verificados em Ediacara. Pela primeira vez surgiram marcas nos sedimentos, seguramente feitas por animais diferentes dos preservados como elementos da Fauna de Ediacara. Quase todos esses icnofósseis são traços horizontais e pouquíssimos penetram mais do que superficialmente nos sedimentos (CASSAB, 2004).

Fatores que favorecem a Fossilização:

• Soterramento rápido após a morte; • Ausência de decomposição; • Composição química e estrutural do esqueleto; • Modo de vida; • Condições químicas que imperam no meio.

“O homem torna-se velho rápido e sábio demasiadamente tarde.”