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FUNDAMENTOS
 DE GEOLOGIA




    1ª Edição - 2008
SOMESB
        Sociedade Mantenedora de Educação Superior da Bahia S/C Ltda.
                                                      William Oliveira
                                                            Presidente
                                                       Samuel Soares
                                    Superintendente Administrativo e Financeiro
                                                     Germano Tabacof
                                  Superintendente de Ensino, Pesquisa e Extensão
                                           Pedro Daltro Gusmão da Silva
                      Superintendente de Desenvolvimento e Planejamento Acadêmico
                                                       André Portnoi
                                           Diretor Administrativo e Financeiro



                                  FTC - EAD
            Faculdade de Tecnologia e Ciências - Educação a Distância
                                             Reinaldo de Oliveira Borba
                                                          Diretor Geral
                                                        Marcelo Nery
                                                      Diretor Acadêmico
                                               Roberto Frederico Merhy
                                       Diretor de Desenvolvimento e Inovações
                                                         Mário Fraga
                                                       Diretor Comercial
                                                    Jean Carlo Nerone
                                                    Diretor de Tecnologia
                                                       Ronaldo Costa
                                      Gerente de Desenvolvimento e Inovações
                                                          Jane Freire
                                                      Gerente de Ensino
                                        Luis Carlos Nogueira Abbehusen
                                             Gerente de Suporte Tecnológico
                                                      Osmane Chaves
                                       Coord. de Telecomunicações e Hardware
                                                        João Jacomel
                                       Coord. de Produção de Material Didático



                               MATERIAL DIDÁTICO
                     Produção Acadêmica  Produção Técnica
                                            Jane Freire                 João Jacomel
                                        Gerente de Ensino               Coordenação

                                Ana Paula Amorim                        Carlos Magno Brito Almeida Santos
                                                 Supervisão             Revisão de Texto

                                    Letícia Machado                     Angélica de Fátima Silva Jorge
                                   Coordenação de Curso                 Editoração

               Profª Drª Iracema Reimão Silva                           Angélica de Fátima Silva Jorge
                                                     Autoria            Ilustrações



                                                             Equipe
 André Pimenta, Antonio França Filho, Angélica de Fátima Jorge, Alexandre Ribeiro, Amanda Rodrigues,
   Bruno Benn, Cefas Gomes, Cláuder Frederico, Francisco França Júnior, Herminio Filho, Israel Dantas,
Ives Araújo, John Casais, Márcio Serafim, Mariucha Silveira Ponte, Tatiana Coutinho e Ruberval da Fonseca
                                                     Imagens
                                          Corbis/Image100/Imagemsource
                                                         copyright © FTC EAD
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                                                     www.ead.ftc.br
SUMÁRIO


     A DINÂMICA INTERNA E OS MATERIAIS TERRESTRES _________ 7

     PROCESSOS INTERNOS E TEMPO GEOLÓGICO _______________________ 7

ESTRUTURA INTERNA DA TERRA   ______________________________________________ 7

TECTÔNICA DE PLACAS______________________________________________________ 10

DEFORMAÇÕES GEOLÓGICAS: FALHAS E DOBRAS    ________________________________ 17

TEMPO GEOLÓGICO   ________________________________________________________ 20

ATIVIDADE COMPLEMENTAR _________________________________________________ 24


     MINERAIS E ROCHAS _______________________________________________ 25

CICLO DAS ROCHAS / MINERAIS FORMADORES DAS ROCHAS ________________________ 25

ROCHAS ÍGNEAS ___________________________________________________________ 33

ROCHAS SEDIMENTARES _____________________________________________________ 48

ROCHAS METAMÓRFICAS ____________________________________________________ 53

ATIVIDADE COMPLEMENTAR _________________________________________________ 56



     A DINÂMICA EXTERNA DO PLANETA __________________________ 57

     OS PROCESSOS SUPERFICIAIS _______________________________________ 57

INTEMPERISMO ____________________________________________________________ 57

EROSÃO__________________________________________________________________ 62

MOVIMENTOS DE MASSA   ____________________________________________________ 67

RECURSOS HÍDRICOS SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEOS   _____________________________ 69

ATIVIDADE COMPLEMENTAR _________________________________________________ 73
SUMÁRIO


     AMBIENTES GEOLÓGICOS __________________________________________ 74

AMBIENTE DESÉRTICOS______________________________________________________ 74

AMBIENTE GLACIAL   ________________________________________________________ 76

AMBIENTE FLUVIAL_________________________________________________________ 77

AMBIENTE COSTEIRO   _______________________________________________________ 79

ATIVIDADE COMPLEMENTAR _________________________________________________ 81

GLOSSÁRIO _____________________________________________________________ 83

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS __________________________________________ 84
Apresentação da Disciplina


  Caro aluno,


   Geologia é a ciência que estuda a Terra: sua origem, seus materiais e suas
transformações. Analisa os processos que operam na superfície e no inte-
rior do planeta e examina os materiais terrestres, sua composição e aplica-
bilidade. A geologia interage com diversas outras ciências como a física, a
química, a biologia, bem como as ciências econômicas e sociais, e busca a
exploração dos recursos naturais de maneira economicamente viável e am-
bientalmente sustentável.
   Esta disciplina é fundamental para o estudo da Biologia, já que a biosfera
e a litosfera, juntamente com a atmosfera e a hidrosfera, formam sistemas
integrados que se influenciam mutuamente. O estudo da formação e evolu-
ção da Terra e dos ambientes terrestres é a base para os estudos dos ecossis-
temas e da evolução das espécies.
  Neste material, vamos tentar apresentar a geologia em seus diversos
aspectos, para que possamos entender melhor o nosso ambiente natural,
aprendendo a valorizar as relações entre o ser humano e a natureza.




                                             Profª Drª Iracema Reimão Silva
A DINÂMICA INTERNA E OS
                                       MATERIAIS TERRESTRES


                                   PROCESSOS INTERNOS E TEMPO
                                   GEOLÓGICO


                              ESTRUTURA INTERNA DA TERRA

      O planeta Terra é um corpo dinâmico composto por diversos sistemas que estão sempre intera-
gindo entre si.
      A hidrosfera, a atmosfera, a biosfera e a terra sólida compõem este corpo dinâmico e as alterações
sofridas em um destes sistemas produz alterações nos demais.
      Podemos imaginar este integração analisando, por exemplo, uma erupção vulcânica:
                                               A partir da erupção vulcânica são lançados blocos de ro-
                                        cha e lava na superfície da Terra. Este material pode obstruir va-
                                        les e criar lagos, modificando o sistema de drenagem da região;
                                              Grandes quantidades de gases e cinzas vulcânicas são lan-
                                        çadas na atmosfera, influenciando na quantidade de energia solar
                                        que chega à superfície da Terra. Isto pode causar uma diminuição
                                        na temperatura do ar devido a pouca quantidade de raios solares
                                        que conseguem atravessar a atmosfera nestas condições;
                                              Esta mudança climática certamente afetará a biosfera,
                                        além disso, muitos organismos e seus habitats podem ser elimi-
                                        nados pela lava ou por cinza vulcânica.


       Em 1864, o escritor Jules Verne imaginou, em “Jornada para o Centro da Terra”, um mundo sub-
terrâneo cheio de serpentes marinhas gigantes e outras grotescas criaturas. Contudo, o que os cientistas
conhecem hoje sobre o interior do planeta está muito longe da fantástica estória de Verne: atualmente
sabe-se que o interior da Terra é formado por rochas e metais, sujeitos a altíssimas temperaturas e pres-
sões, progressivamente mais densos à medida que se chega aos níveis mais profundos.
      Apenas em circunstâncias muito raras (que serão discutidas no próximo item) as rochas de regiões
profundas da Terra chegam à superfície ou próximo
dela. Devido a essa dificuldade, os geólogos tiveram
que utilizar mecanismos ou ferramentas que lhes
possibilitasse inferir a composição interna da terra.             Saiba mais!
A grande ferramenta utilizada para conhecer a com-              O ramo da geologia que trata dos
posição das camadas internas da Terra é o estudo         princípios físicos que ajudam a desvendar o
das ondas sísmicas. Além das ondas sísmicas, as va-      interior da Terra é a geofísica.
riações no fluxo de calor, a gravidade e o magnetis-
mo também são utilizados com esta finalidade.



                                                                             Fundamentos de Geologia         7
A maior parte dos conhecimentos que se tem atualmente sobre a estrutura interna da Terra foi ob-
    tida através da análise das variações na velocidade de propagação das ondas sísmicas. Estas ondas tendem
    a se propagar com a mesma velocidade quando atravessam regiões mais ou menos homogêneas; tornam-
    se, por outro lado, mais lentas ou mais rápidas quando atravessam materiais de composição diferente.
    Desta forma, através da comparação de dados coletados em estações sismográficas em várias partes do
    mundo, os cientistas puderam estimar a densidade, a composição, a estrutura e o estado físico das diversas
    camadas do interior da Terra.




                                                                              Fonte:<http://astro.if.ufrgs.br/planetas/est-
                                                                              terra.jpeg
          Crosta: a crosta é a camada rochosa mais externa do planeta e pode ser analisada a partir de
          amostras coletadas nos continentes ou no fundo dos oceanos. A parte da crosta que compõe os
          continentes é chamada de crosta continental, enquanto que a parte da crosta que forma o substrato
          oceânico é chamada de crosta oceânica.
                Crosta continental: apresenta composição tipicamente granítica e tem densidade relativa-
                mente baixa (aproximadamente 2,7g/cm3). Porém, na sua porção inferior ou basal, mais
                próximo ao manto, a crosta continental apresenta composição basáltica (com densidade de
                cerca de 3,0 g/ cm3), ao contrário do que ocorre mais próximo à superfície. Nos locais onde
                se encontra mais estreita, tem geralmente espessura inferior a 20km, já nas regiões monta-
                nhosas pode apresentar até 70km de espessura.



               Saiba mais!
              Rochas de composição granítica são chamadas de rochas félsicas; rochas de composição
       basáltica são chamadas de rochas básicas.



                Crosta oceânica: a crosta oceânica é mais difícil de ser estudada devido ao fato de estar
                abaixo de uma lâmina d’água de cerca de 4km e de uma pilha de sedimentos marinhos que
                chega a 200m de espessura. Apresenta composição basáltica e sua espessura média é de 6km,
                muito inferior à espessura da crosta continental.




8     FTC EAD | BIO
Você sabia?
       O limite entre a base da crosta (continental ou oceânica) e o topo do manto é marcado por
  uma descontinuidade sísmica, ou seja, uma mudança abrupta na velocidade de propagação das
  ondas sísmicas, chamada de Descontinuidade de Mohorovicic ou simplesmente Moho, em home-
  nagem ao seu descobridor, o sismólogo Andrija Mohorovicic.



         Manto: o manto é a camada imediatamente abaixo da crosta e ocupa mais de 80% do volume
         do planeta, se estendendo até uma profundidade de 2900 km. Devido ao aumento da profun-
         didade, ocorre um aumento da pressão e conseqüentemente da densidade do manto. Próximo
         a Moho (contato crosta/manto) a densidade é de 3,3 g/cm3 e, próximo ao contato manto/nú-
         cleo, fica em torno de 5,5 g/cm3.
      As rochas que compõem o manto são constituídas por minerais ricos em ferro e magnésio (ro-
chas básicas), como as olivinas e os piroxênios (que serão estudados no Tema 2 deste Bloco).
       O aumento da temperatura, decorrente do
aumento da profundidade, tende a fundir as ro-
chas, contudo, o aumento da pressão tende a fa-                 Você sabia?
zer com que as rochas fiquem no estado sólido.                As ondas sísmicas são mais rápidas quan-
      A cerca de 100km abaixo da superfície, o gran-   do atravessam rochas sólidas e mostram baixa
de aumento da temperatura predomina sobre o au-        velocidade de propagação quando atravessam
mento da pressão e as rochas apresentam um es-         rochas em estado parcialmente fundido. Na
tado parcialmente pastoso. Esta região, de ,aproxi-    ZBV as ondas passam de uma velocidade de
madamente, 250 km de extensão, é conhecida como        8,3 km/s quando atravessam a parte superior
Zona de Baixa Velocidade ( ZBV ) e representa          do manto, para menos de 8,0 km/s nesta zona.
mias uma descontinuidade sísmica.
         Núcleo: o limite entre o manto e o núcleo ocorre a 2900 km abaixo da superfície, aproximada-
         mente a metade da distância entre a superfície e o entro da Terra. Neste limite ocorre mais uma
         importante descontinuidade sísmica: a Descontinuidade de Gutenberg. As ondas passam de uma
         velocidade de 13,6 km/s na base do manto, para 8,1 km/s no núcleo.
      No núcleo, as temperaturas são superiores a 7600°C. Os dados sísmicos indicam duas camadas no
núcleo: uma camada externa líquida (rocha fundida) de aproximadamente 2270 km de espessura e uma
camada interna sólida com o diâmetro de 1216 km.




                                                                            Fundamentos de Geologia        9
TECTÔNICA DE PLACAS

            A Terra é um planeta muito dinâmico. Os cientistas têm mostrado que as massas continentais não são
     fixas, elas migram ao redor do globo. E essa mobilidade gera terremotos, vulcões e cadeia de montanhas.




                Saiba mais!
              A teoria que descreve essa mobilidade é chamada de Tectônica de Placas.



            Em 1915, o cientista alemão Alfred Wegener publicou o livro “A Origem dos Continentes e dos
     Oceanos” apresentando a revolucionária teoria da deriva continental. Wegener sugere que, há cerca de
     200 milhões de anos, existia um supercontinente que ele chamou de Pangea. Segundo a sua hipótese,
     este supercontinente teria se fragmentado em pequenos continentes que teriam migrado ou “derivado”
     até as suas posições atuais.
                                                                                      Fonte: <http://homepage.mac.com/uriar-
                                                                                      te/triasico.jpg>




10     FTC EAD | BIO
Diversas evidências contribuíram para esta hipótese:

        A coincidência do contorno entre a América do Sul e a África: a grande similaridade entre as
        linhas de costa em lados opostos do Atlântico Sul, como um quebra-cabeça, foi uma das primeiras
        evidências que sempre intrigou os cientistas. Devido à constante modificação das linhas de costa
        por eventos erosivos essa união não é perfeita, deixando ainda dúvidas aos cientistas. Entretanto,
        em 1960 os cientistas produziram um mapa com o contorno da plataforma continental até uma
        profundidade de 900m e observaram esta similaridade de forma ainda mais perfeita;

        Evidências fósseis: os paleontólogos apontam diversos fósseis de organismos encontrados
        em diferentes continentes e que não poderia ser cruzado os oceanos que separam essas massas
        continentais. Um destes exemplos é o Mesosaurus, um réptil marinho cujos fósseis foram en-
        contrados na América do Sul e na África, indicando uma antiga união destes dois continentes;

        Atual distribuição de alguns organismos: em seu livro, Wegener também cita a distribui-
        ção atual de alguns organismos que evidenciam também a idéia da deriva dos continentes. Por
        exemplo, alguns organismos modernos têm ancestrais claramente similares, como os marsupiais
        australianos que têm uma direta ligação fóssil com os marsupiais encontrados nas Américas;

        Associação entre tipos e estruturas de rochas: além da perfeita coincidência entre o contorno
        de alguns continentes, alguns “desenhos” encontrados nestes continentes também coincidem. Isso
        ocorre em algumas cadeias de montanhas com idade, forma, estrutura e composição rochosa simi-
        lar em continentes opostos. Um exemplo desta evidência são as cadeias de montanhas apalachianas,
        na América do Norte, e as cadeias de montanhas caledonianas, na Escandinávia. Quando os conti-
        nentes estavam unidos estas cadeias de montanhas formavam um único cinturão montanhoso;

        Climas passados: dados paleoclimáticos também dão suporte para a teoria da deriva con-
        tinental. Wegener indicou evidências de mudanças climáticas globais severas no passado. O
        estudo de depósitos glaciais em diversos continentes indicou que, a cerca de 220 a 300 mi-
        lhões de anos atrás, capas de gelo cobriam extensas áreas do hemisfério sul. Rochas de origem
        glacial foram encontradas na América do Sul, na África, na Índia e na Austrália, indicando
        que estes continentes, nesta época, encontravam-se unidos no pólo sul, junto à Antártica. Por
        outro lado, para esta mesma época passada, existem evidências de ocorrência vegetação típica
        de climas tropicais em regiões do hemisfério norte, indicando que no passado a América do
        Norte e a Europa estavam mais próximas do Equador.



          Você sabia?
         Depósitos de origem glacial são encontrados em diversos locais do Brasil. Na Bahia, em
  várias localidades da Chapada Diamantina, os geólogos encontram rochas criadas a partir do der-
  retimento de antigas geleiras.



      Apesar de todas as evidências apontadas por Wegener, ele não conseguiu explicar o mecanismo
responsável pelo movimento das massas continentais e, por isso, ficou por muito tempo desacreditado
no meio científico. Mais de 50 anos depois das postulações de Wegener, o avanço tecnológico permitiu
o conhecimento de dados sísmicos e do campo magnético da Terra e, com isso, surgiu a partir da teoria
da deriva continental de Wegener, a teoria da Tectônica de Placas.


                                                                              Fundamentos de Geologia        11
De acordo com o modelo da tectônica de placas, a parte superior do manto junto com a crosta
     formam uma camada rígida chamada de litosfera. Esta camada encontra-se sobre uma outra camada
     menos rígida chamada de astenosfera. A litosfera é quebrada em diversos segmentos chamados de pla-
     cas, que estão constantemente se movimentando e mudando de forma e de tamanho.
            As sete maiores placas que compõem a nossa litosfera são:




                Saiba mais!
              As placas litosféricas se movimentam de forma lenta, mas contínua, com razões de poucos
        centímetros por ano. E este movimento é responsável pela distribuição das massas continentais,
        gerando terremotos, criando vulcões e grandes cordilheiras de montanhas.


            As placas se movem como uma unidade coerente e as mais significativas interações ocorrem nos
     seus limites e não no seu interior. Ou seja, a ocorrência de eventos como terremotos, vulcanismo, gera-
     ção de montanhas, em geral ocorrem no limite das placas.

           De acordo com o tipo de movimento, os limites de placas são classificados em três tipos:

              LIMITE DIVERGENTE: as placas se afastam uma da outra devido ao movimento divergen-

12     FTC EAD | BIO
te. Esta separação ocorre em média com a velocidade de 5cm/ano. O “vazio” deixado por este
      afastamento é preenchido pelo material que ascende do manto criando um novo substrato mari-
      nho. Esta ascensão de magma vindo do manto gera cadeias de montanhas submersas chamadas
      de Dorsais Oceânicas. A partir do eixo central destas dorsais, nova crosta oceânica é continuamente
      formada. Essa crosta se torna mais densa à medida que se resfria e se afasta da fonte que a criou,
      devido a este movimento contínuo de separação a partir do centro da dorsal.



                          Você sabia?
                        Este mecanismo vem ocorrendo nos últimos 165 milhões
                  de anos no atlântico sul, separando a América do Sul da África e
                  criando o nosso Oceano Atlântico. Aproximadamente no meio do
                  caminho entre estes dois continentes, no fundo do mar, ocorre,
                  na zona de separação das placas, uma cadeia de montanhas gera-
                  da pela atividade magmática (o magma vindo do manto extravasa
                  continuamente neste local) chamada de Dorsal Meso-Atlântica.



      Limite convergente: as placas se movem uma em direção a outra. Neste caso, a placa mais
      densa mergulha sobre a menos densa e afunda em direção ao manto sobre a crosta menos densa.
      Este “consumo” ou “destruição” de crosta contrabalança a geração de novas crostas que ocorre
      nos limites divergentes, mantendo a área superficial da Terra constante. Com o choque entre as
      crostas ocorre o “encurtamento” das massas rochosas, gerando grandes cadeias de montanhas e
      intensa atividade vulcânica devido á fusão da rocha que mergulha em direção ao manto.

      Esta convergência pode se dá de três formas:

         Convergência entre crosta continental e crosta oceânica: nesta situação, a placa oceâ-
         nica, mais densa devido a sua composição basáltica (rica em ferro e magnésio), afunda sob
         a crosta continental menos densa de composição granítica (rica em alumínio). Este local
         onde a crosta afunda ou subducciona sobre a outra é chamada de Zona de Subducção. A me-
         dida que a crosta oceânica afunda, as altas temperaturas do manto fazem que as rochas se
         fundam gerando magma. Este magma é extravasado em vulcões no continente.




        Saiba mais!
      Este mecanismo ocorre no limite oeste da América do Sul, na região dos Andes. Neste local,
a placa oceânica mergulha sob a placa continental sul-americana gerando uma zona de subducção e
a formação de cadeias de montanhas.


         Convergência entre duas crostas oceânicas: nesta situação, a placa oceânica mais antiga e,
         portanto, mais resfriada e mais densa, mergulha sob a placa menos densa. A atividade vulcâni-
         ca ocorre de forma similar ao caso de choque entre crosta oceânica e continental, contudo, os
         vulcões gerados na placa oceânica menos densa formará ilhas vulcânicas ou arcos de ilhas.



                                                                            Fundamentos de Geologia         13
Convergência entre duas crostas continentais: no caso de convergência entre duas crostas
             continentais, devido à baixa densidade destas crostas, nenhuma das duas consegue entrar em
             subducção ou mergulhar sob a outra. O resultado é a colisão entre dois blocos continentais
             gerando encurtamento crustal e formando grandes cadeias de montanhas.




          LIMITE CONSERVATIVO: neste limite, as placas passam uma ao lado da outra sem gerar
          ou destruir litosfera. Estes limites são gerados por zonas fraturadas na crosta, em geral com
          mais de 100km de comprimento, onde os segmentos de crosta se movimentam em sentidos
          contrários, lado a lado, gerando as Falhas Transformantes. Nestas regiões é muito intensa a
          incidência de abalos sísmicos e terremotos.



                                 Saiba mais!
                               Um exemplo deste tipo
                         de limite é a Falha de Santo
                         André, na América do Norte.
                         Ao longo desta falha, a Placa
                         do Pacífico se move na di-
                         reção noroeste passando ao
                         lado da Placa Norte America-
                         na, gerando intensa atividade
                         tectônica na costa oeste dos
                         Estados Unidos e Canadá.




14   FTC EAD | BIO
Qual é a força responsável pelo movimento das placas?

              O principal modelo criado para explicar a deriva continental e a tectônica de placas é a
              existência de grandes correntes de convecção no manto.



          Saiba mais!
         Plumas de material mais aquecido tornam-se menos densas e ascendem, depois começam
  a se resfriar, ficam mais densas e descem, criando as células de convecção dentro do manto. Este
  mecanismo é, grosso modo, similar ao observado em uma panela de água fervente.



     O movimento das células de convecção na astenosfera menos sólida faz com que a litosfera rígida
se movimente como se estivesse em uma esteira rolante.
     Segundo este modelo, a ascensão do material geraria o afastamento da litosfera, enquanto que o
fluxo convectivo descendente geraria as zonas de subducção.




          Texto complementar
                           A terra: um planeta heterogêneo e dinâmico
                                                                    Prof. Dra. Maria Cristina Motta de Toledo
                                                            Fonte: <http://www.igc.usp.br/geologia/a_terra.php>


         O planeta Terra é constituído por diversos    dade e de direção de propagação com a variação
  setores ou ambientes, alguns dos quais permi-        das características do meio atravessado. A inte-
  tem acesso direto, como a atmosfera, a hidros-       gração das observações das numerosas estações
  fera (incluindo rios, lagos, águas subterrâneas e    sismográficas espalhadas pelo mundo todo for-
  geleiras), a biosfera (conjunto dos seres vivos) e   nece informações sobre como é o interior do
  a superfície da parte rochosa. Desta superfície      planeta, atravessado em todas as direções por
  para baixo, o acesso é muito limitado. As esca-      ondas sísmicas geradas a cada terremoto e a cada
  vações e sondagens mais profundas já chegaram        explosão. As Informações sobre a velocidade das
  a cerca de 13km de profundidade, enquanto o          ondas sísmicas no interior da Terra permitiram
  raio da terra é de quase 6.400km. Por isso, para     reconhecer três camadas principais (crosta, man-
  se obter informações deste interior inacessível,     to e núcleo), que têm suas próprias características
  existem métodos indiretos de investigação: a sis-    de densidade, estado físico, temperatura, pressão
  mologia e a comparação com meteoritos.               e espessura. Na diferenciação dos materiais ter-
        A sismologia é o estudo do comportamen-        restres, ao longo da história do planeta, a água,
  to das ondas sísmicas ao atravessar as diversas      formando a hidrosfera, bem como a atmosfera,
  partes internas do planeta. Estas ondas elásticas    constituída por gases como nitrogênio, oxigênio
  propagam-se gerando deformações, sendo ge-           e outros, por serem menos densos, ficaram prin-
  radas por explosões artificiais e sobretudo pelos     cipalmente sobre a parte sólida, formada pelos
  terremotos; as ondas sísmicas mudam de veloci-       materiais sólidos e mais densos.




                                                                                Fundamentos de Geologia           15
Dentre os materiais sólidos, os mais pe-        tão altas que lá ocorrem (milhares de atmosferas).
     sados se concentraram no núcleo, os menos                     Assim, o material do manto, ao contrário
     pesados na periferia, formando a crosta, e os          do que muitos crêem, é sólido, e só se torna lí-
     intermediários no manto. Pode-se comparar os           quido se uma ruptura na crosta alivia a pressão
     diferentes tipos de meteoritos com as camadas          a que está submetido. Somente nesta situação é
     internas da Terra, pressupondo-se que eles (os         que o material silicático do manto se liqüefaz, e
     meteoritos) tiveram a mesma origem e evolução          pode, então, ser chamado de magma. Se o mag-
     dos outros corpos do Sistema Solar, formados           ma fica retido em bolsões dentro da crosta, for-
     como corpos homogêneos, a frio, por acresção           ma uma câmara magmática, e vai pouco a pouco
     planitesimal. Aqueles que tinham massa sufi-            solidificando-se, formando um corpo de rocha
     cientemente grande, desenvolveram um forte             ígnea plutônica ou intrusiva, Se o magma conse-
     calor interno, por causa da energia gravitacional,     gue extravasar até a superfície, no contato com a
     da energia cinética dos planetesimais quando da        atmosfera e hidrosfera, pode ser chamado lava,
     acresção e da radioatividade natural. Isto oca-        enquanto estiver líquido, e seu resfriamento e
     sionou uma fusão parcial, seguida de segregação        solidificação vai formar um corpo de rocha íg-
     interna, a partir da mobilidade que as altas tem-      nea vulcânica ou extrusiva.
     peraturas permitiam ao material.
                                                                   As rochas ígneas assim assim formadas, jun-
           Os meteoritos provenientes da fragmenta-         tamente com as rochas metamórficas e sedimen-
     ção de corpos pequenos, que não sofreram esta          tares, formadas por outros processos geológicos,
     diferenciação, são os condritos, que representam       constituem a crosta, que é a mais fina e a mais
     a composição química média do corpo fragmen-           importante camada para nós, pois é sobre ela que
     tado e por inferência, do Sistema Solar como um        se desenvolve a vida. A crosta oceânica e a crosta
     todo, menos os elementos voláteis. Não existem         continental apresentam diferenças entre si.
     materiais geológicos, ou seja, terrestres, seme-
     lhantes aos condritos. Os meteoritos provenien-               A primeira ocorre sob os oceanos, é menos
     tes da fragmentação de corpos maiores, como            espessa e é formada por extravasamentos vulcâni-
     a Terra, que sofreram a diferenciação interna,         cos ao longo de imensas faixas no meio dos ocea-
     representam a composição química e densidade           nos (as cadeias meso-oceânicas), que geram rochas
     de cada uma das partes internas diferenciadas          basálticas. A segunda é mais espessa, pode emergir
     do corpo que os originou. São os sideritos, os         até alguns milhares de metros acima do nível do
     acondritos e ainda outros tipos. Pela sua den-         mar, e é formada por vários processos geológicos,
     sidade, faz-se a correlação com as camadas da          tendo uma composição química média mais rica
     Terra determinadas pela sismologia, e supõe-se         em Si e em AI que as rochas basálticas, que pode
     que sua composição química represente a com-           ser chamada de composição granítica.
     posição química da camada terrestre de mesma                  A crosta oceânica e continental, junto com
     densidade. Assim, com estas duas ferramentas           uma parte superior do manto, forma uma camada
     indiretas, a sismologia e a comparação com os          rígida com 100 a 350km de espessura. Esta cama-
     meteoritos, foi estabelecido um modelo para a          da chama-se LITOSFERA e constitui as placas
     constituição interna do globo terrestre.               tectônicas, que formam, na superfície do globo,
             É importante ressaltar que todo o material     um mosaico de placas encaixadas entre si como
     no interior da Terra é sólido, com exceção apenas      um gigantesco quebra-cabeças; são as placas tec-
     do núcleo externo, onde o material líquido metá-       tônicas ou placas litosféricas. Abaixo da litosfe-
     lico se movimenta, gerando correntes elétricas e       ra, ocorre a ASTENOSFERA, que é parte do
     o campo magnético da Terra. A uma dada tem-            manto superior; suas condições de temperatura
     peratura, o estado físico dos materiais depende da     e pressão permitem uma certa mobilidade, muito
     pressão. ‘As temperaturas que ocorrem no manto,        lenta, mas sensível numa escala de tempo muito
     os silicatos seriam líquidos, não fossem as pressões   grande, como é a escala do tempo geológico.




16   FTC EAD | BIO
DEFORMAÇÕES GEOLÓGICAS: FALHAS E DOBRAS



               Quais são as forças capazes de transformar rochas
              comuns em enormes estruturas montanhosas maciças
                  como os Alpes, os Andes ou os Himalaias?

               Quais forças teriam o poder de contradizer a natureza
                rígida destas rochas, deformando-as e dobrando-as?



          Saiba mais!
         A Tectônica de Placas produz as mais importantes feições de larga-escala encontradas no
   planeta. Graças a ela são geradas bacias oceânicas e cadeias de montanhas.
          Essa mesma força capaz de mover as placas produz grandes rupturas na crosta, soerguimen-
   to e rebaixamento de grandes blocos rochosos.


      Quando as placas interagem, nos seus limites, sejam divergentes, convergentes ou transformantes
(conservativos), as rochas que compõem a crosta ficam sujeitas a um poderoso STRESS.




     Quando uma rocha sofre um stress, ela é deformada, mudando de forma e de volume.
      A análise das estruturas deformacionais apresentadas pelas rochas, permite aos geólogos entender
antigos movimentos de placas ou outros eventos geológicos do passado.
      As rochas podem sofrer três tipos de stress, cada um correspondendo a um dos três tipos básicos
de limites de placas:

        As rochas que se encontram em margens de placas convergentes sofrem stress compressio-
        nal. Este tipo de stress reduz o volume das rochas. As rochas que sofrem compressão geralmen-
        te são dobradas, havendo um aumento no sentido vertical e uma diminuição lateral.

        As rochas que se encontram em margens divergentes sofrem stress tencional ou de exten-
        são. As rochas são “esticadas”, havendo uma diminuição no sentido vertical e um aumento
        lateral da área ocupada por estas rochas após a deformação.

        As rochas em margens de placas transformantes são movimentadas lateralmente em sentidos
        opostos, sofrendo um stress de cizalhamento. Através deste tipo de stress, grandes blocos de
        rocha são movimentados lateralmente.


                                                                          Fundamentos de Geologia        17
Quando sujeitas ao stress, as rochas respondem de forma diferente a depender das condições de
     temperatura e pressão do ambiente onde se encontram. Estas condições dependem da sua profundidade
     e vão refletir em um comportamento mais ou menos plástico das rochas.

           • As rochas que se encontram a grande profun-
           didades (geralmente abaixo de 20 km), sujeitas
           a altas temperaturas e pressões, vão responder à
                                                                                 Você sabia?
           deformação de forma plástica ou dúctil.                            No final do ano de 2005, um terre-
                                                                        moto na região da Caxemira matou mais
           • As rochas mais próximas à superfície, em geral ,           de 90.000 pessoas.
           respondem ao stress de forma rígida ou rúptil.


                         O que são os terremotos? Como eles são gerados?
                      E como podem ser preditos? Qual a relação entre estas
                     forças capazes de gerar terremotos e as grandes cadeias
                               de montanhas existentes no planeta?
                       • Os terremotos são vibrações da Terra produzidas por uma liberação rápida de energia.

           As grandes energias lançadas por explosões atômicas ou por erupções vulcânicas podem produzir
     terremotos, contudo estes são eventos pouco freqüentes. A maior parte dos terremotos são gerados por
     movimentos que ocorrem em grandes fraturas existentes na crosta terrestre chamadas de falhas.
          A teoria da Tectônica de Placas mostra que a crosta terrestre está em constante movimento e essa
     movimentação ao longo dos limites de placas muitas vezes se dá através de falhas.
           O mecanismo de formação de terremotos foi descoberto em 1906 por H. F. Reid, que elaborou
     estudos a partir do terremoto de São Francisco. Este terremoto foi acompanhado por um deslocamento
     horizontal de vários metros ao longo da falha de Santo André (1.300m de fratura na região da Califórnia,
     que separa a Placa da América do Norte e a Placa do Pacífico). Em um único terremoto, a Placa do Pací-
     fico se deslocou 4,7m em direção ao norte, passando pela placa norte-americana.


           Epicentros dos terremotos
           • O local no interior da Terra onde é gerado o terremoto é chamado de foco.
           • O local na superfície da Terra imediatamente acima do foco é chamado de epicentro.




                Saiba mais!
              Instrumentos chamados sismógrafos amplificam e registram a movimentação das ondas sís-
        micas. Estas ondas se propagam em todas as direções a partir do foco do terremoto.


            Cerca de 95% da energia liberada nos terremotos tem origem em uma zona relativamente restrita
     em torno do oceano Pacífico conhecida como Cinturão do Pacífico. Esta zona inclui regiões com grande
     atividade sísmica como o Japão, as Filipinas, o Chile e numerosas ilhas vulcânicas.


18     FTC EAD | BIO
Os principais tipos de deformação tectônica sofridas pelas rochas são as dobras e as falhas.


      Dobras
      As dobras são estruturas construídas em camadas ou estratos rochosos que foram depositados
originalmente na horizontal e depois sofreram uma deformação plástica ou dúctil.
       As dobras podem variar muito de tamanho – podem apresentar uma extensão de poucos milíme-
tros até centenas de quilômetros.
      As dobras podem apresentar duas formas principais:
         Sinclinais: são dobras côncavas, as rochas são dobradas tendendo a formar bacias ou vales,
         contudo, a expressão final no relevo vai depender da resistência das rochas a erosão.
         Anticlinais: são dobras convexas, as rochas são dobradas tendendo a formar domos ou morros, contu-
         do, como no caso anterior, a expressão final no relevo vai depender da resistência das rochas à erosão.


     Os lados de uma dobra são chamados de flancos ou limbos. As compressões, em geral, produzem
uma seqüência de sinclinais e anticlinais que apresentam sempre um flanco em comum.
      Cada sinclinal ou anticlinal tem um plano axial, um plano imaginário que divide a dobra em duas
partes aproximadamente iguais.


      As dobras (sinclinais e anticlinais) podem ser:
            • Simétricas: quando o plano axial é aproximadamente vertical e os flancos apresentam a mesma
            inclinação. Dobras simétricas geralmente ocorrem quando a compressão é relativamente suave;
            • Assimétricas: em situações onde a compressão é mais intensa, como próximo aos limites
            de placas, as forças tectônicas compressivas forçam um flanco a se movimentar mais que o
            outro, gerando dobras assimétricas. Nestas dobras o plano axial é inclinado;
            • Recumbentes: com a continuidade da compressão, o plano axial da dobra assimétrica
            pode deitar até ficar na horizontal, virtualmente paralelo à superfície da Terra. As dobras
            recumbentes são tipicamente encontradas em cadeias de montanhas fortemente deformados
            como os Apalaches, os Himalaias e os Alpes Europeus.


      Falhas

      Quando as rochas sofrem stress a bai-
xas temperaturas e baixas pressões litostáticas,
onde elas encontram-se ainda em estado mui-
to rígido, surgem “rachaduras” ou fraturas.                      Saiba mais!
Como as rochas, neste caso, não têm plastici-                 Falhas são fraturas na crosta terrestre
dade suficiente para dobrar, elas se rompem.             com deslocamento relativo, perceptível entre os
      O caso mais drástico é quando                     lados contíguos e ao longo do plano de falha.
ocorre um movimento ao longo destas
fraturas, gerando as falhas.
       As falhas podem deslocar grandes blocos rochosos ao longo de um plano de falha. O plano de
falha é a superfície ao longo da qual ocorre o movimento dos blocos.


                                                                                 Fundamentos de Geologia          19
Devido aos processos erosivos a que estão sujeitas as rochas na superfície, dificilmente são encon-
     trados os originais planos de falha.



                                      Você sabia?
                                    Na Bahia, o desnível topográfico que separa a Cida-
                             de Alta da Cidade Baixa foi gerado por uma falha, a cha-
                             mada Falha de Salvador. Esta falha representa a borda
                             da Bacia do Recôncavo, aberta como uma conseqüência
                             secundária da separação Brasil / África, que gerou o Atlân-
                             tico sul. Ao longo do tempo, o plano de falha já sofreu um
                             grande recuo erosivo, estando atualmente a superfície de
                             erosão nas proximidades do Elevador Lacerda.


           • O bloco de rocha localizado acima do plano de falha é chamado de teto.
           • O bloco localizado abaixo do plano de falha é chamado de muro.


           De acordo com o seu movimento relativo (de um bloco em relação ao outro), as falhas são classificadas em:

              Falhas horizontais ou transcorrentes: são falhas geradas por stress de cizalhamento, gerando
              um movimento horizontal, paralelo ao plano de falha.
              A maior e mais conhecida falha transcorrente encontrada na literatura é a Falha de Santo André,
              nos Estados Unidos.

              Falhas verticais: neste tipo de falha os blocos rochosos se movem verticalmente em relação ao
              plano da falha, como é o caso da Falha de Salvador. A depender da direção de movimento dos
              blocos, as falhas verticais podem ser:

                 Falhas normais: o bloco do teto desce em relação ao muro. Este tipo de falha está geral-
                 mente associado com stress tencional ou divergente. A descida dos blocos rochosos, ocasio-
                 nada por este tipo de falhamento, gera depressões chamadas de graben. O bloco do muro
                 que permanece elevado em relação ao teto é chamado de horst.

                 Falhas inversas: neste tipo de falha, o bloco do teto sobe em relação ao muro. Esta
                 falha está geralmente associada com poderosas compressões horizontais, comuns onde
                 existe convergência de placas.

                                    TEMPO GEOLÓGICO

          Durante muitos anos, não se sabia nenhum método confiável para datar os vários eventos
     no passado geológico.
            Em 1869, John Wesley Powell fez uma pioneira expedição ao Rio Colorado e ao Grand Canyon,
     nos Estados Unidos. Powell observou que os canyons desta região representavam um livro de revelações
     escrito nas rochas, como uma Bíblia da geologia. Ele afirmou que milhões de anos da história da Terra
     estavam expostos nas paredes do Grand Canyon.


20     FTC EAD | BIO
Semelhante a um longo e complicado livro de história,
as rochas registram os eventos geológicos e as mudan-
ças das formas de vida ao longo do tempo. Este livro,
contudo, não está completo. Muitas páginas, especialmente
nos primeiros capítulos, foram perdidas. Ainda hoje, muitas
partes deste livro precisam ser decifradas.



                                                                                   Grand Canyon




      Um dos princípios básicos usados, ainda nos dias atuais, para desvendar a história da Terra foi postulado
por James Hutton no seu livro “Teoria da Terra”, publicado em 1700 – o Princípio do Uniformitarismo.
      Este princípio diz que as leis químicas, físicas e biológicas que operam atualmente são as mesmas
que operaram no passado geológico. Isso significa que as forças e os processos que nós observamos atu-
almente agindo no nosso planeta têm atuado desde muito tempo atrás. Então, para decifrarmos as rochas
antigas temos primeiramente que compreender os processos que atuam hoje e os seus resultados.




                           Saiba mais!
                        O Principio do Uniformitarismo é, geralmente, expresso pelo
                  ditado “o presente é a chave para o passado”.


      Os geólogos que desenvolveram a escala de tempo geológico revolucionaram a maneira com
que as pessoas concebiam o tempo e como percebiam o nosso planeta. Eles mostraram que a Terra é
muito mais antiga do que se poderia imaginar e que a sua superfície e o seu interior sofreram mudanças
no passado através dos mesmos processos geológicos que operam atualmente.
     A principal subdivisão da escala de tempo geológico é chamada de eon. Os geólogos dividiram o
tempo geológico em dois grandes eons:

         Precambriano (dividido em Arqueano e Proterozóico): representa os primeiros 4 bilhões de
         anos da história do planeta.
         Fanerozóico: representa últimos 540 milhões de anos.


      O Precambriano representa cerca de 88% da história da Terra, mas pouco se sabe sobre este
período. Devido à grande raridade de fósseis para datações, não foi possível subdividi-lo em pequenas
unidades de tempo.


                                                                                 Fundamentos de Geologia          21
O Fanerozóico é marcado pelo aparecimento de animais com partes duras, como as conchas, que permiti-
     ram a sua preservação fóssil. Este eon foi dividido em três eras, que por sua vez foram divididas em períodos:

              Era Paleozóica (540 – 248 milhões de anos atrás): marca o aparecimento de diversos organis-
              mos invertebrados, dos primeiros organismos com conchas, dos peixes, das plantas terrestres,
              dos insetos, dos anfíbios e dos répteis. Por outro lado, o final desta era é marca pela extinção de
              várias espécies, estima-se que aproximadamente 80% da vida marinha desapareceu nesta era.
           Durante esta era, o movimento das placas juntou todas as massas continentais em um único super-
     continente chamado Pangea. Esta redistribuição de massa e terra gerou grandes mudanças climáticas que
     se acredita ser a causa da grande extinção de espécies ocorrida nesta época.
           Está subdividida em seis períodos:
              Cambriano;
              Ordoviciano;
              Siluriano;
              Devoniano;
              Carbonífero;
              Permiano.

              Era Mesozóica (248 – 65 milhões de anos atrás): é marcada pelo aparecimento e extinção dos
              dinossauros, e pelo surgimento dos primeiros pássaros e das primeiras plantas com flores. Está
              subdividida em três períodos:
                 Triássico
                 Jurássico
                 Cretáceo

              Era Cenozóica (65 milhões de
              anos até os dias atuais): representa
              a menor de todas as eras e que se
              encontra melhor registrada. Marca
              o aparecimento dos mamíferos e o
              desenvolvimento da vida humana.
              Está subdividida em dois períodos:
                 Terciário
                 Quaternário




22     FTC EAD | BIO
Datação relativa

       A datação relativa é feita estabelecendo-se uma seqüência de eventos geológicos, ou seja, a idade
relativa diz quais as rochas mais velhas e quais as mais novas umas em relação às outras, apresentando a
seqüência de formação entre elas.
      Os geólogos determinam a seqüência dos eventos geológicos que foram produzidos nas rochas de
uma determinada área usando certos princípios básicos, ajudados por seus conhecimentos de processos
fundamentais como sedimentação, vulcanismo e erosão. Estes princípios envolvem principalmente rela-
ções espaciais e conhecimentos de evolução biológica e análise de evidências fósseis. Os princípios mais
fundamentais da datação relativa são:

         Uniformitarismo: este é o mais básico dos princípios usados para interpretar a história da
         Terra e diz que os processos geológicos que ocorrem no presente são similares àqueles ocorri-
         dos no passado. Desta forma, a observação de fenômenos geológicos modernos (terremotos,
         vulcanismos, etc) pode ajudar a interpretar eventos antigos.

         Horizontalidade e Superposição: a maior parte dos sedimentos são transportados em corpos
         d’água (rios, oceanos...) e são depositados como camadas horizontais ou sub-horizontais. Essa
         tendência é chamada de princípio da horizontalidade original. Quando as camadas apresentam-
         se muito inclinadas significa que houve a atuação de forças tectônicas que as deformaram. O
         princípio da superposição diz que as rochas são depositadas sob outras mais antigas, desta for-
         ma, em uma seqüência de estratos rochosos inalterados os estratos mais jovens estarão no topo
         e os mais antigos na base da seqüência.

         Relações de cruzamentos e cortes: estas relações mostram que rochas ígneas intrusivas são
         necessariamente mais novas do que as rochas onde elas penetram (intrudem), da mesma manei-
         ra, falhas e dobras são posteriores à formação das rochas que elas fraturam ou deformam.

         Fósseis: os fósseis são restos de organismos antigos ou evi-
         dências de sua existência preservados no material geológico. O
         estudo dos fósseis indica o período em que estes organismos se
         desenvolveram no planeta e quando foram extintos.




         Datação absoluta

       Em geral, os cientistas preferem ter dados da idade das rochas quantificados em anos e não simplesmente
saber se a rocha A é mais nova ou mais velha que a rocha B. Desta forma, sempre que possível eles utilizam méto-
dos de datação absoluta para determinar a idade das rochas. Os dois métodos principais de datação absoluta são:

         Datação Radiométrica: esse tipo de datação usa o decaimento de isótopos radiativos que são
         por vezes incorporados na estrutura cristalina de alguns minerais formadores de rochas. São
         usados principalmente isótopos de urânio, potássio e rubídio. Este método só consegue datar
         materiais rochosos com mais de 100.000 anos de idade.
         Datação com Carbono - 14: este método de datação utiliza o carbono-14 a partir de conchas,
         plantas, polens, carapaças, etc. Este método pode ser usado em materiais entre 100 e 100.000
         anos de idade. Em função disso, é possível datar, por exemplo, as glaciações mais recentes e os
         eventos de subida ou descida no nível do mar.

                                                                                  Fundamentos de Geologia          23
Atividade Complementar
           1. Qual a região de maior incidência de terremotos no mundo?




           2. Quais as principais evidências apontadas pelos cientistas de que os continentes estariam juntos
     há cerca de 200 milhões de anos e teriam migrado até as posições atuais?




           3. Sabendo que as forças tectônicas podem romper ou deformar as rochas, explique o que são
     “falhas” e o que são “dobras” e como são formadas.




           4. Quais as principais diferenças entre os métodos de datação relativos e absolutos?




           5. Explique o princípio do Uniformitarismo.




24     FTC EAD | BIO
MINERAIS E ROCHAS


                               CICLO DAS ROCHAS / MINERAIS FORMADORES
                               DAS ROCHAS

     Além do valor econômico associado às rochas e aos minerais, todos os processos da Terra estão de
alguma forma ligados às propriedades destes materiais.



           Você sabia?
         Desta forma, o conhecimento básico dos materiais terrestres é essencial no conhecimento
   dos fenômenos que ocorrem no planeta.


    As rochas são divididas em três grupos, baseados em seu modo de origem: rochas ígneas, sedi-
mentares e metamórficas.
      A inter-relação entre estes tipos de rochas é representada pelo ciclo das rochas. Com isso, o ciclo
das rochas demonstra também a integração entre diferentes partes do complexo sistema terrestre.
      O ciclo das rochas nos ajuda a entender a origem das rochas ígneas, sedimentares e metamórficas e a perce-
ber que cada tipo está ligado aos outros através de processos eu agem na superfície e no interior do planeta.

         Tomando arbitrariamente um ponto de início para o ciclo das rochas, temos o magma. O magma
         é um material derretido formado no interior do planeta. Eventualmente este material se resfria e
         se solidifica. Este processo de solidificação do magma é chamado de cristalização. A cristalização
         do magma pode ocorrer na superfície, através de erupções vulcânicas, ou ainda em subsuperfície
         (no interior da crosta). Em ambos os casos as rochas geradas são chamadas de rochas ígneas.
         Quando as rochas ígneas são expostas na superfície (devido a um levantamento crustal, erosão,
         ou por já terem se cristalizado na superfície), sofrem a ação de agentes como a água, as variações
         de temperatura, mecanismos de oxidação, etc. Estes agentes causam a desintegração e a decom-
         posição das rochas na superfície num processo chamado de intemperismo.
         Este material (partículas e/ou substâncias dissolvidas) resultante da desagregação e decompo-
         sição das rochas é chamado de sedimentos. Os sedimentos são transportados pelos agentes
         erosivos – água, gelo, vento ou ondas – e eventualmente são depositados.
         Os sedimentos podem formar campos de dunas, planícies fluviais, mangues, praias, etc. Quando
         os sedimentos são compactados, através da sobreposição de camadas de sedimentos umas
         sobre as outras, ou cimentados, através da percolação de água contendo carbonato de cálcio
         ou sílica, esses sedimentos então se convertem em rocha. Este processo de transformação de
         sedimentos em rocha é chamado de litificação e resulta na formação de rochas sedimentares.
         Se as rochas sedimentares forem submetidas a grandes temperaturas e pressões responderam às
         mudanças nas condições ambientais com a recristalização e o rearranjo de seus minerais criando
         o terceiro tipo de rocha – as rochas metamórficas. Essas mudanças ambientais podem ocor-
         rer, por exemplo, se estas rochas forem envolvidas na criação de cadeias de montanhas através
         de forças tectônicas, ou entrarem em contato com massas magmáticas (fluxos de magma).

                                                                                 Fundamentos de Geologia          25
Se as condições ambientais a que forem submetidas as rochas sedimentares forem capazes de
              fundi-las, estas rochas serão transformadas em magma podem voltar a formar rochas ígneas.

              Seguindo um outro caminho, as rochas ígneas podem, ao invés de serem desagregadas e de-
              compostas na superfície, sofrer a ação de esforços compressionais e a elevação da temperatura e
              pressão pode causar o metamorfismo destas rochas, vindo a formar rochas metamórficas.

              As rochas metamórficas, quer sejam de origem ígnea ou de origem sedimentar, quando expostas
              na superfície vão sofrer a ação dos agentes de intemperismo transformando-se em seixos, grãos,
              partículas ou soluções dissolvidas sendo posteriormente depositados como sedimentos. Caso estes
              sedimentos sejam litificados (cimentação e compactação), formará rochas sedimentares.

              Num caminho inverso, as rochas sedimentares, expostas na superfície, sofrerão a ação dos
              processos intempéricos e se desagregarão ou serão decompostas tornando-se novamente sedi-
              mentos inconsolidados, compondo, por exemplo, planícies ou campos de duna.



                Saiba mais!
              Minerais são sólidos inorgânicos que ocorrem naturalmente na nature-
        za, formados por elementos químicos em determinadas proporções e com um
        sistemático arranjo interno.



                                                     Desta forma, os compostos sintéticos formados em labo-
                                              ratório não são considerados minerais. Também os compostos
                                              orgânicos, como o carvão (que é formado a partir de restos de
                                              plantas sob altas temperaturas e pressões), não são considera-
                                              dos minerais.
                                                    O diamante, a esmeralda, o quartzo, a biotita são exem-
                                              plos de minerais.
            Alguns minerais são chamados de gemas – são minerais preciosos ou semi-preciosos que apresentam
     valor econômico, em geral devido à sua cor, brilho ou forma do cristal. Como os diamantes, rubis, safiras,
     esmeraldas, ametistas, etc.


           Minerais formadores das rochas


                                          Saiba mais!
                                        As rochas são agregados ou combinações
                                  naturais de um ou mais minerais.



           A crosta da Terra é composta essencialmente por oito elementos mais comuns que se combinam
     para formar os minerais formadores das rochas. Estes elementos são o O (oxigênio), Si (silício), Al
     (alumínio), Fe (ferro), Ca (cálcio), K (potássio), Na (sódio) e Mg (magnésio).


26     FTC EAD | BIO
Os dois elementos principais são o oxigênio e o silício. Estes se combinam para formar tetraedros de
silício-oxigênio. Esta estrutura básica forma o mais abundante grupo de minerais do planeta: os silicatos.




     Os tetraedros de silício-oxigênio podem formar uma grande variedade de estruturas cristalinas e
compor minerais como quartzo, feldspatos (K-feldspato, plagioclásio), micas (biotita, moscovita), an-
fibólios, piroxênios e olivinas.
      Alguns não-silicatos são também formadores de rochas. Os principais deles são os carbona-
tos (calcita, dolomita, por exemplo), os óxidos (como os óxidos ricos em ferro como a hematita
e a magnetita), os sulfetos (como a galena, sulfeto de chumbo, e a pirita, sulfeto de ferro) e os
sulfatos (como o gipso, sulfato de cálcio).



                                        Atenção!
                                      O texto abaixo serve para comple-
                                 mentar o conteúdo apresentado sobre os
                                 minerais formadores das rochas.



                                             Minerais e rochas
                                 Fonte: < http://www.geocities.com/paulac_onofre/>


      Que são minerais?                                      Substâncias produzidas artificialmente, ou
                                                       através de atividade orgânica (de animais e plantas),
      Cristal Mineral                                  não são consideradas minerais verdadeiros.
      Com a notável exceção do mercúrio, os mi-               Mais do que simples rochas
nerais são pesados, duros e compactos. São massas
                                                           As rochas são feitas de combinações específi-
sólidas que exibem formas chamadas cristais.
                                                     cas de minerais. As milhões de maneiras pelas quais
        O cristal é uma substância de forma constan- os minerais podem se combinar resultam na imensa
te e regular. Isso significa que, mesmo quando re- variedade de rochas e paisagens que observamos na
duzido a pó, cada partícula ainda retém a forma do natureza.
cristal original. Esse é o modo como os minerais são
identificados.                                              Tradições, mitos e lendas
                                                           Ao pensar nos minerais em termos de sua
        Natural, artificial e inorgânico              aplicação na indústria moderna e pela ciência, es-
        Os minerais são substâncias naturais que se quecemos que, no passado, eram tidos como subs-
formam dentro de diferentes tipos de rochas. Para tâncias dotadas de propriedades mágicas, místicas e
extraí-los, às vezes é necessário cavar bem fundo medicinais. Algumas dessas crenças são surpreen-
– abrindo minas, poços e túneis.                     dentemente corretas, outras apenas bizarras.



                                                                                Fundamentos de Geologia        27
O futuro previsto no quartzo                      de um espécime. Algumas cores só ocorrem em
                                                             determinados minerais, que por isso mesmo são
            Durante milhares de anos as pessoas inventa- de grande valia para os artistas.
     ram histórias extraordinárias a respeito dos minerais
                                                                    Um dos atrativos dos minerais, que exerce fas-
     e das pedras preciosas. Daí o grande número de tra-
                                                             cínio constante nas pessoas, é a gama de cores mara-
     dições e lendas que envolvem a magia, a astrologia,
                                                             vilhosas que possuem, já que essas cores representam
     a alquimia e simbolismos religiosos. O Santo Graal,
                                                             todo o espectro e toda e qualquer tonalidade que se
     da Última Ceia de Cristo, segundo se dizia, era uma
                                                             possa imaginar. Muitos minerais são incorporados às
     taça de esmeralda. A bola de cristal na qual os viden-
                                                             tintas usadas na pintura, em parte porque as tonalida-
     tes previam o futuro era afeita de quartzo. Segundo
                                                             des são exclusivas e inimitáveis e, em parte, porque as
     crenças antigas, certos minerais tornavam imunes a
                                                             cores derivadas de minerais costumam ser tremenda-
     envenenamentos quem os possuísse. Acreditava-se
                                                             mente estáveis e não desbotam, mesmo em caso de
     que algumas gemas acalmavam febres, curavam res-
                                                             prolongada exposição à luz, natural ou artificial.
     saca e tornavam os guerreiros invencíveis. Os alqui-
     mistas afirmavam que poderiam transformar metais                Entre as cores mais fantásticas exibidas pelos
     comuns em ouro ou prata.                                cristais, temos os vermelhos (prustita, cinabre, real-
                                                             gar), alaranjados brilhantes (crocoíta, wulfenita va-
                                                             nadinita), amarelos (trissulfureto de arsênico e enxo-
            Propriedades de cura                             fre), verdes amarelados (autunita e outros minerais
            Em tempos idos, acreditava-se que os minerais secundários do urânio), verdes brilhantes (dioptásio,
     e as gemas tivessem propriedades de cura tão bené- esmeralda), azuis (lápis-lazúli, vivianita, azurita), vio-
     ficas e eficazes quanto as plantas. Em alguns casos, láceas (ametista, fluorita, kamerita), entre outras.
     a evidência científica apóia a teoria: o sal de Epsom           Alguns minerais têm uma determinada cor em
     ou sal amargo, por exemplo, de fato alivia o sistema estado natural, mas adquirem outra totalmente dife-
     digestivo. Mas outras idéias antigas, tais como engo- rente quando moídos. Um bom exemplo disso é a
     lir ametista moída para evitar ressaca, não passam de hematita, um óxido de ferro muito comum, normal-
     histórias da carochinha, e provavelmente provocaram mente negro quando cristal. Entretanto, apresenta
     mais danos físicos do que cabeças desanuviadas.         uma cor de traço vermelho-profunda e produz um
            Da mesma forma, é altamente improvável que a pigmento amplamente usado desde os tempos anti-
     ágata moída, ingerida junto com vinho, fosse capaz de gos. O nome da hematita vem da palavra “sangue”
     curar ferimentos expostos, ou que as safiras, mistura- em grego, justamente em função de sua cor.
     das ao leite, conseguissem acalmar cólicas intestinais.        A cor de um mineral pode variar bastante de
                                                             um espécime a outro, dificultando a identificação,
                                                             Isso se deve a impurezas locais e a elementos quími-
            Talismãs e amuletos                              cos adjacentes que podem ter afetado parcialmente
            As gemas têm sido usadas como talismãs e sua aparência. A melhor maneira de tirar conclusões
     amuletos desde o princípio da história do homem. acertadas sobre a identidade de um mineral tendo
     Eram objetos supostamente dotados de poderes por base a cor é examina-la em conjunto com o bri-
     sobrenaturais ou mágicos – principalmente com o lho desse mineral – ou seja, com o brilho da superfí-
     poder de evitar o mal ou o infortúnio.                  cie ou com a qualidade de sua luz reflexa.

           De início, entoavam-se fórmulas cabalísticas
     em torno de talismãs e amuletos para investi-los de         Dureza, clivagem e fragmentação dos
     poderes mágicos, mas as civilizações posteriores minerais
     começaram a inscrever essas fórmulas mágicas nos
     próprios amuletos e talismãs.                               A dureza de um mineral e seu grau de fragmen-
                                                         tação (caso haja) são determinados pela estrutura crista-
           As cores dos minerais, além de ser em geral
                                                         lina do espécime e pela maneira como seus componen-
     maginíficas e atraentes, fornecem pistas impor-
                                                         tes se ligam. A dureza e a clivagem de um mineral estão
     tantes para a identificação deles. Cores mais vivas
                                                         entre as propriedades mecânicas mais fáceis de serem
     ou inusitadas aumentam muito o valor comercial
                                                         observadas pelo mineralogista amador; mas as provas

28     FTC EAD | BIO
que fornecem raramente bastam para se estabelecer em materiais. Em geral, o grau de dureza é bastante alto
definitivo a identidade de um espécime desconhecido. em minerais com estruturas internas compactas,
                                                     nas quais os átomos se encontram o mais próximos
      Dureza                                         possível uns dos outros e onde os elos em forma de
                                                     andaime entre os átomos são muito fortes.
      A dureza poderia ser definida como a capaci-
dade de um mineral de resistir à abrasão de outros




                                                                             Fundamentos de Geologia         29
O diamante, a mais dura das substâncias naturais,   quando os planos da estrutura não são paralelos.
     é uma forma de carbono que tem tanto uma estrutura         Neste caso, a estrutura do mineral afetado é frágil e
     interna muito compacta quanto elos muito fortes entre      se parte de modo desigual em direções diferentes.
     os cristais. A grafita – uma outra forma (alotrópica) de    Muitos minerais têm fratura e clivagem, mas alguns
     carbono, quimicamente idêntica ao diamante – é mais        só têm a fratura.
     mole e fraca que o diamante porque seus átomos estão     Usamos quatro graus de fratura para descre-
     dispostos em camadas que podem ser deslocadas umas ver os minerais: irregular, desigual, concóide (seme-
     das outras com relativa facilidade.                lhante a uma concha) e lascado ou denteado (com
           A dureza de um mineral não é necessaria- superfícies recortadas, irregulares).
     mente a mesma em todas as direções. A bela gema          Nunca se deve esquecer que, a exemplo do
     azul de cianita, por exemplo, tem dureza 4 quando que ocorre com a dureza, até certo ponto a cliva-
     riscada no sentido da superfície dos cristais, mas gem é melhor para descrever os minerais do que
     uma dureza 7 quando riscada na transversal.        para defini-los em termos estritamente científicos.

           Escala de Mohs                                             Magnetismo
           Infelizmente, medir a dureza dos minerais                   O magnetismo é uma força que tanto pode
     não é a melhor forma de defini-los, embora o mé-            atrair para perto quanto afastar para longe certas
     todo seja útil para descrevê-los. A Escala de Mohs é       substâncias. Há vários minerais magnéticos e um
     apenas um meio grosseiro e instantâneo de compa-           dos mais comuns é a magnetita. Conhecida tam-
     ração entre minerais, não uma medição cientifica-           bém como pedra-ímã, a magnetita ocorre em ro-
     mente precisa. Mas, apesar das limitações, a Escala        chas ígneas e metamórficas no mundo todo.
     de Mohs continua sendo perfeitamente adequada e
     o método mais comum para uso geral.
                                                                      Pólos magnéticos
           Clivagem                                                    Uma das propriedades mais importantes dos
                                                                materiais magnéticos é a formação de dois pólos.
            A clivagem é a tendência que têm os mine-           Um é chamado “pólo norte”, o outro “pólo sul”.
     rais de se partir em certas direções. A facilidade da      Pólos iguais (norte e norte; sul e sul) forçam o afas-
     clivagem varia muito de mineral a mineral. Utili-          tamento mútuo, ao passo que pólos opostos atra-
     zamos quatro graus de clivagem: perfeita, distinta,        em-se. Se você pegar dois pedaços de rocha natu-
     indistinta, inexistente. A direção da clivagem é sem-      ralmente magnética, como a magnetita (óxido de
     pre paralela à face cristalina possível ou existente.      ferro), elas se atraem ou se repelem, dependendo
     Entre os minerais que têm clivagem perfeita estão          das extremidades que forem postas juntas. A regra
     a barita, a calcita, a clorita, o diamante, a galena, a    é: pólos iguais repelem; pólos diferentes atraem.
     hemimorfita, a rodonita e o topázio.
                                                              Essa regra continua valendo independente-
                                                        mente de como você divida a substância magnética.
            Fratura e ruptura                           Se, por exemplo, você partir um magneto em dois
                                                        pedaços, terá não um magneto quebrado e sim dois
            A clivagem é diferente da fratura. A cliva-
                                                        magnetos, cada qual com um pólo norte e um pólo
     gem só acontece ao longo das linhas da estrutura
                                                        sul próprios. Se em seguida você partir os dois, terá
     cristalina, mas a fratura pode ocorrer no sentido
                                                        quatro magnetos e assim sucessivamente.
     transversal. Outro efeito, chamado ruptura, ocorre

30     FTC EAD | BIO
Radioatividade natural dos minerais                          Tudo isso é extremamente útil para os geólo-
                                                             gos porque, uma vez que a duração da meia-vida de
      Alguns elementos químicos que compõem                  um elemento tenha sido descoberta, é muito sim-
os minerais e as gemas nem sempre são estáveis,              ples calcular a idade das rochas circundantes pelo
e podem partir-se espontaneamente nas partículas             grau de decomposição encontrado nos elementos
atômicas constituintes. Quando isso ocorre, são              radioativos que contêm.
emitidas várias formas de radiação. Esse fenômeno
importante foi descoberto recentemente.
                                                                   Gemas animais
      Radioatividade                                      Algumas das mais belas e valiosas preciosida-
                                                    des da Terra não são originárias de rochas, mas de
       Um dos fatos mais importantes para se ter organismos vivos, tanto vegetais como animais. As
em mente, em relação à radioatividade natural, é descritas a seguir são algumas das mais conhecidas.
que ela não é influenciada por mudanças químicas
ou por quaisquer mudanças normais no ambiente
                                                          Âmbar
do material na qual ocorre. A radioatividade é mui-
to diferente de qualquer reação que se possa obter        O âmbar é uma resina viscosa, castanha ou
por aquecimento, por exemplo, ou por qualquer amarelada, liberada (“secretada”) pelas coníferas e
outra forma de reação química.                      depois fossilizada. Pode conter coisas como inse-
                                                    tos, folhas, etc., que ficam presas na sua resina pe-
        A radioatividade pode ser definida como desin-
tegração espontânea de certos núcleos atômicos. (O  gajosa antes que ela se solidifique. Entre as inúme-
núcleo é a parte central do átomo, a que contém a   ras coisas já encontradas dentro de fragmentos de
maior parte de sua massa.) Sempre que ocorre radio- âmbar estão bolhas de ar, folhas, pinhas, pedaços
                                                    de madeira, insetos, aranhas e até rãs e sapos. As
atividade, ela é acompanhada pela emissão de partícu-
                                                    bolhas de ar empanam o brilho do âmbar; sendo
las alfa (núcleos de hélio), partículas beta (elétrons) ou
radiação gama (ondas eletromagnéticas curtas).      em geral removidas através de tratamento térmico.
                                                    Ao contrário, muitos dos corpos estranhos men-
       Minerais radioativos são os que contém ele-
                                                    cionados aumentam de modo considerável o valor
mentos químicos instáveis ou variedades raras e
                                                    da peça, especialmente se dentro dela estiver uma
instáveis de certos elementos que ocorrem mais
                                                    espécie rara ou extinta.
comumente em forma estável. Esses minerais de-
compõem-se naturalmente e, quando isso acontece,           O melhor e mais valioso âmbar é transparen-
liberam enormes quantidades de energia em forma te, e fragmentos extremamente polidos são usados
de radiação. A taxa de decomposição natural varia para fazer amuletos e contas. Quando friccionado,
de elemento para elemento e o tempo que leva para o âmbar dá origem à eletricidade estática.
que metade dos átomos de qualquer elemento ra-             Os principais depósitos de âmbar no mundo
dioativo se desintegre é conhecido como sua meia- são encontrados no litoral norte da Alemanha: o
vida. O processo de desintegração prossegue e não âmbar pode ser levado pelas águas, do leito do mar
se encerra após uma meia vida. Depois de transcor- Báltico até as praias da Grã-Bretanha. Eis outros
ridas duas meias-vidas, restará ¼ do elemento ori- lugares em que o âmbar é encontrado: Myanma
ginal; depois de três períodos, restará 1/8; depois (ex-Birmânia), Canadá, República Tcheca, Repúbli-
de quatro períodos, 1/16, e assim por diante.       ca Dominicana, França, Itália e Estados Unidos.

      Isótopos                                                     Coral
     Os núcleos atômicos de um determinado                          As mais grandiosas estruturas criadas por se-
elemento nem sempre têm a mesma composição.                  res vivos não são de autoria do homem, mas sim de
Essas variantes do mesmo elemento básico são                 organismos minúsculos que se unem, formando os
conhecidas como radioisótopos ou isótopos, sim-              recifes de coral.
plesmente. Embora as variantes tenham o mesmo
número de prótons da forma básica do elemento,                    O coral é constituído por esqueletos de ani-
têm um número diferente de nêutrons.                         mais marinhos chamados pólipos de coral, perten-

                                                                                    Fundamentos de Geologia         31
centes à classe zoológica anthozoa. Estes pólipos         molusco secreta camadas de carbonato de cálcio.
     têm corpos ocos e cilíndricos, e, embora algumas                Essas secreções – que de início têm o nome
     vezes vivam sozinhos, são com maior freqüência            de nácar ou madrepérola – circundam o corpo es-
     encontrados em grandes colônias, onde se desen-           tranho invasor, e vão construindo sobre ele uma
     volvem, um em cima do outro, acabando por cons-           casca que endurece com o passar dos anos: esse
     tituir grandiosas formações geográficas, como os           processo protege o molusco contra o intruso, for-
     recifes de coral e atóis. Esses esqueletos são for-       necendo ao homem uma das suas mais preciosas
     mados de carbonato de cálcio (rocha calcária), que        riquezas, a belíssima pérola.
     com o passar dos anos se torna maciço.
                                                                       As pérolas podem ser redondas ou irregula-
            O coral pode existir apenas em águas com tem-      res, e são brancas ou negras. As pérolas naturais são
     peratura acima de 22°C – embora a maior parte deles       originárias do golfo Pérsico, do golfo de Manaar,
     seja encontrada em águas tropicais, há alguns nas regi-   que separa a Índia do Sri Lanka e do mar Verme-
     ões mais quentes do mar Mediterrâneo. Pode ser azul,      lho. As pérolas de água doce são encontradas nos
     rosa, vermelho ou branco. O coral vermelho é o mais       rios da Áustria, França, Alemanha, EUA (Mississi-
     valioso, e há milhares de anos é usado em jóias.          pi), Irlanda e Grã-Bretanha (Escócia).
                                                                As pérolas cultivadas – isto é, pérolas cuja
           Marfim
                                                          produção é artificialmente induzida pela inserção
           O marfim é uma espécie de dentina que for- deliberada de uma pequena conta que incita a ostra
     ma as presas de grandes animais selvagens – espe- a criar uma pérola – são produzidas principalmente
     cialmente dos elefantes, mas também de hipopó- no Japão, onde as águas rasas do litoral propiciam
     tamos e javalis. Os mamíferos marinhos como o condições ideais para isso.
     cachalote, o narval, o leão-marinho e a morsa tam-
     bém são capturados por causa dele. O marfim tem             Azeviche
     cor branca cremosa, é um material raro e bonito,
     e, embora seja muito utilizado em decoração des-           O azeviche é uma variedade de carvão e ,como
     de o começo da humanidade – uma peça de presa tal, foi formado há milhões de anos, originário da ma-
     de mamute entalhada, encontrada na França, tem deira imersa em água estagnada e depois comprimida
     mais de 30 000 anos -, houve nos últimos 50 anos e fossilizada por camadas posteriores do mesmo ma-
     uma mudança radical de atitude em relação ao esse terial e de outros, que se acumularam por cima dele.
     tipo de exploração dos animais para o benefício e          Sabe-se que o homem extrai o azeviche des-
     prazer do homem. Muitos que antes teriam cobi- de 1400 a.C., e durante a ocupação da Grã-Breta-
     çado peças de marfim agora são estimulados a usar nha os romanos davam-lhe tanto valor que muitos
     alguns de seus muitos substitutos, como o marfim carregamentos desse material eram freqüentemen-
     vegetal, osso, chifre e jaspe. No entanto, apesar da te enviados para Roma.
     conscientização cada vez mais generalizada a res-
                                                                A beleza do azeviche é acentuada pelo po-
     peito do problema, e da legislação internacional
                                                          limento, e por causa de sua cor negra era muito
     que protege os animais sob ameaça de extinção, os
                                                          procurado no século XIX para fazer adornos usa-
     elefantes continuam a ser caçados em muitas regi-
                                                          dos em ocasiões de luto. Como o âmbar, o azeviche
     ões da África e da Índia por caçadores clandestinos
                                                          gera eletricidade estática quando friccionado.
     de marfim, e ainda correm perigo de extinção.

           Pérola                                                    Fósseis

            As pérolas são formadas por ostras e me-               O que são fósseis?
     xilhões de água doce como um tipo de proteção                 Fósseis são restos preservados de plantas ou
     contra parasitas ou grãos de areia que penetram em animais mortos que existiram em eras geológicas
     suas conchas, causando irritação.                       passadas. Em geral apenas as partes rígidas dos or-
            Ao se iniciar o processo de irritação, uma cama- ganismos se fossilizam – principalmente ossos, den-
     da de tecido – “manto” – entre a concha e o corpo do tes, conchas e madeiras. Mas às vezes um organismo


32     FTC EAD | BIO
inteiro é preservado, o que pode ocorrer quando as      mos muito delgados, como folhas, por exemplo, são
criaturas ficam presas em resina de âmbar; ou então      chamados de impressões. Quando pegadas, rastros
quando são enterradas em turfeiras, depósitos sali-     ou fezes fossilizadas (coprólitos) são assim prensa-
nos, piche natural ou gelo. Entre as muitas descober-   dos e preservados chamam-se vestígios fósseis.
tas fascinantes feitas em regiões árticas extremamen-    As melhores condições para a fossilização
te geladas como o norte canadense e a Sibéria, na  surgiram durante sedimentações rápidas, principal-
Rússia, temos os restos perfeitamente preservados  mente em regiões onde o leito do mar é profundo o
de mamutes e rinocerontes lanudos.                 bastante para não ser perturbado pelo movimento
      Essas descobertas são excepcionais e, quando da água que há por cima.
ocorrem, chegam às manchetes do mundo inteiro.           Em termos gerais, todo fóssil deve ter a mesma
       A maioria dos fósseis transforma-se em pe- idade do estrato de rocha onde se encontra ou, pelo
dra, um processo que leva o nome de petrificação. menos, deve ser mais jovem que a camada diretamen-
       De modo geral existem três tipos de fossili- te abaixo e mais velho que a camada diretamente aci-
zação. O primeiro é chamado de permineralização. ma dele. Existe, porém, um pequeno número de exce-
Isso acontece quando líquidos que contém sílica ou ções, quando o estrato provém de alguma rocha mais
calcita sobem à superfície e substituem os compo- velha e se depositou numa rocha mais nova através de
nentes orgânicos originais da criatura ou planta que processos de sedimentação ou metamorfose.
ali morreu. O processo leva o nome de substituição          Portanto, quando o cientista sabe a idade da
ou mineralização. Em quase todo o mundo existem       rocha é capaz de calcular a idade do fóssil. Talvez
ouriços-do-mar silicificados em depósitos de gre-      o resultado mais espetacular disso tenha ocorrido
da; eles constituem um dos principais fósseis que     no século XIX, quando cientistas britânicos des-
você deve procurar em suas excursões.                 cobriram os restos de misteriosas criaturas que, de
      Quando o organismo fossilizado contém te- acordo com os estratos circundantes, teriam for-
cidos moles – carne e músculos, por exemplo -, o çosamente existido há pelo menos 65 milhões de
hidrogênio e o oxigênio que compunham essa estru- anos. Esses animais de aspecto tenebroso – que até
tura em vida são liberados, deixando para trás apenas então eram completamente desconhecidos do ser
o carbono. Este forma uma película negra na rocha humano – foram batizados de “dinossauros”, pala-
que delineia o contorno do organismo original. Esse vra de origem grega que significa “lagartos terríveis”.
contorno chama-se molde, e os moldes de organis-



                               ROCHAS ÍGNEAS

       Como já foi dito anteriormente, as rochas ígneas são formadas pela cristalização do magma quando
este se resfria.
       O magma (rocha fundida) vem de profundidades geralmente acima de 200 km e consiste primaria-
mente de elementos formadores de minerais silicatados (minerais do grupo dos silicatos, formados por
silício e oxigênio, acrescidos de alumínio, ferro,
cálcio, sódio, potássio, magnésio, dentre outros).
Além destes elementos, o magma também contém
gases, principalmente vapor d’água.
                                                                   Saiba mais!
                                                           As erupções vulcânicas lançam para
       Como o magma é menos denso que as
                                                     superfície fragmentos de rocha e fluxos
rochas, ele migra tentando ascender à superfí-
                                                     de lava. A lava é similar ao magma, contu-
cie, num trabalho que leva centenas a milhares
                                                     do, na lava, a maior parte dos gases consti-
de anos. Chegando à superfície o magma extra-
                                                     tuintes do magma já escapou.
vasa produzindo as erupções vulcânicas.



                                                                               Fundamentos de Geologia         33
As grandes explosões que às vezes acompanham as erupções vulcânicas são produzidas pelos gases
     que escapam sob pressão confinada.
           As rochas resultantes da solidificação ou cristalização da lava geram dois tipos de rocha:

              Rochas vulcânicas ou extrusivas: são as que se cristalizam na superfície;

              Rochas plutônicas ou intrusivas: são aquelas que se cristalizam em profundidade.

          À medida que o magma se resfria, são criados cristais de minerais até que todo o líquido é transfor-
     mado em uma massa sólida pela aglomeração dos cristais.
           A razão ou taxa de resfriamento influencia do tamanho dos cristais gerados:

              Quando o resfriamento se dá de forma lenta os cristais têm tempo suficiente para crescerem,
              então a rocha formada terá grandes cristais, ou seja, a rocha será constituída por poucos e bem
              desenvolvidos cristais;

              Quando o resfriamento se dá de forma rápida ocorrerá a formação de um grande número de
              pequenos cristais.




                Saiba mais!
              Desta forma, se uma rocha ígnea apresenta cristais que são visíveis apenas com o auxílio de
        um microscópio, sabe-se que ela se cristalizou muito rápido. Mas, se os cristais identificados a olho
        nu, então essa rocha se cristalizou lentamente.


          Em geral, as rochas vulcânicas se cristalizam rapidamente pela brusca mudança de condições de
     temperatura quando a lava chega á superfície, já as rochas plutônicas geralmente se cristalizam mais len-
     tamente em regiões mais profundas.


                               Como se classificam as rochas ígneas?


           As rochas ígneas podem variar muito de composição e aparência física. Isso ocorre devido às dife-
     renças na composição do magma, da quantidade de gases dissolvidos e do tempo de cristalização.
           Existem dois principais modos de classificar as rochas ígneas: com base na sua textura e com base
     na sua composição mineralógica.


           Classificação das rochas ígneas de acordo com sua textura
          A textura descreve a aparência geral da rocha, baseada no tamanho e arranjo dos cristais. A textura
     é importante porque revela as condições ambientais em que a rocha foi formada.

              Afanítica: as rochas apresentam pequenos cristais muito pequenos. Estas rochas podem ter se
              cristalizado próximo ou na superfície.



34     FTC EAD | BIO
Em algumas situações, essas rochas podem mostrar pequenos buracos formados devido ao escape
de gases durante a sua cristalização que são chamados de vesículas.

        Fanerítica: são formadas quando as massas de magma se solidificam abaixo da superfície e os
        cristais têm tempo suficiente para se desenvolverem. Neste caso a rocha apresenta cristais gran-
        des, que podem ser individualmente identificados.

        Porfirítica: como dentro do magma os cristais não são formados ao mesmo tempo, alguns
        cristais podem ser formados enquanto o material ainda está abaixo da superfície. Se ocorrer a
        extrusão deste magma, os cristais formados anteriormente, quando o magma estava no interior
        da crosta, ficarão emersos em um material mais fino solidificado durante a erupção vulcânica.
        O resultado é uma rocha com cristais grandes emersos em uma matriz de cristais muito finos.
        Esses cristais maiores são chamados de pórfiros, daí a textura recebe o nome de porfirítica.

        Vítrea: a textura vítrea ocorre quando, durante as erupções vulcânicas, o material se resfria tão
        rapidamente em contato com a atmosfera que não há tempo para ordenar a estrutura cristalina.
        Neste caso não são formados cristais e sim uma espécie de vidro natural.

      A mais comum destas rochas é conhecida como obsidiana. Um outro tipo de rocha vulcânica que
exibe a textura vítrea é a púmice (vendida comercialmente como pedra púmice). Diferentemente da ob-
sidiana, a púmice exibe muitos veios de ar interligados, como uma esponja, devido ao escape de gases.
Algumas amostras de púmice inclusive flutuam na água devido a grande quantidade de vazios.

    Classificação das rochas ígne-
as de acordo com sua composição
mineralógica
                                                               Você sabia?
                                                               O cientista N. L. Bowen descobriu que,
      A composição mineral das rochas ígne-             em magmas resfriados em laboratório, certos
as depende da composição química do magma               minerais se cristalizam primeiro, em tempera-
a partir do qual estes minerais serão formados.         turas muito altas. Com o abaixamento suces-
Contudo, um mesmo magma pode produzir ro-               sivo da temperatura, novos cristais vão sendo
chas de composição mineral muito diversa.               formados. Ele descobriu também que os cris-
      Esta seqüência de cristalização é conhe-          tais formados reagem com o magma restante
cida como série de cristalização magmática ou           para criar o próximo mineral.
Série de Bowen.




                                                                            Fundamentos de Geologia         35
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  • 2. FUNDAMENTOS DE GEOLOGIA 1ª Edição - 2008
  • 3. SOMESB Sociedade Mantenedora de Educação Superior da Bahia S/C Ltda. William Oliveira Presidente Samuel Soares Superintendente Administrativo e Financeiro Germano Tabacof Superintendente de Ensino, Pesquisa e Extensão Pedro Daltro Gusmão da Silva Superintendente de Desenvolvimento e Planejamento Acadêmico André Portnoi Diretor Administrativo e Financeiro FTC - EAD Faculdade de Tecnologia e Ciências - Educação a Distância Reinaldo de Oliveira Borba Diretor Geral Marcelo Nery Diretor Acadêmico Roberto Frederico Merhy Diretor de Desenvolvimento e Inovações Mário Fraga Diretor Comercial Jean Carlo Nerone Diretor de Tecnologia Ronaldo Costa Gerente de Desenvolvimento e Inovações Jane Freire Gerente de Ensino Luis Carlos Nogueira Abbehusen Gerente de Suporte Tecnológico Osmane Chaves Coord. de Telecomunicações e Hardware João Jacomel Coord. de Produção de Material Didático MATERIAL DIDÁTICO Produção Acadêmica Produção Técnica Jane Freire João Jacomel Gerente de Ensino Coordenação Ana Paula Amorim Carlos Magno Brito Almeida Santos Supervisão Revisão de Texto Letícia Machado Angélica de Fátima Silva Jorge Coordenação de Curso Editoração Profª Drª Iracema Reimão Silva Angélica de Fátima Silva Jorge Autoria Ilustrações Equipe André Pimenta, Antonio França Filho, Angélica de Fátima Jorge, Alexandre Ribeiro, Amanda Rodrigues, Bruno Benn, Cefas Gomes, Cláuder Frederico, Francisco França Júnior, Herminio Filho, Israel Dantas, Ives Araújo, John Casais, Márcio Serafim, Mariucha Silveira Ponte, Tatiana Coutinho e Ruberval da Fonseca Imagens Corbis/Image100/Imagemsource copyright © FTC EAD Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei 9.610 de 19/02/98. É proibida a reprodução total ou parcial, por quaisquer meios, sem autorização prévia, por escrito, da FTC EAD - Faculdade de Tecnologia e Ciências - Educação a Distância. www.ead.ftc.br
  • 4. SUMÁRIO A DINÂMICA INTERNA E OS MATERIAIS TERRESTRES _________ 7 PROCESSOS INTERNOS E TEMPO GEOLÓGICO _______________________ 7 ESTRUTURA INTERNA DA TERRA ______________________________________________ 7 TECTÔNICA DE PLACAS______________________________________________________ 10 DEFORMAÇÕES GEOLÓGICAS: FALHAS E DOBRAS ________________________________ 17 TEMPO GEOLÓGICO ________________________________________________________ 20 ATIVIDADE COMPLEMENTAR _________________________________________________ 24 MINERAIS E ROCHAS _______________________________________________ 25 CICLO DAS ROCHAS / MINERAIS FORMADORES DAS ROCHAS ________________________ 25 ROCHAS ÍGNEAS ___________________________________________________________ 33 ROCHAS SEDIMENTARES _____________________________________________________ 48 ROCHAS METAMÓRFICAS ____________________________________________________ 53 ATIVIDADE COMPLEMENTAR _________________________________________________ 56 A DINÂMICA EXTERNA DO PLANETA __________________________ 57 OS PROCESSOS SUPERFICIAIS _______________________________________ 57 INTEMPERISMO ____________________________________________________________ 57 EROSÃO__________________________________________________________________ 62 MOVIMENTOS DE MASSA ____________________________________________________ 67 RECURSOS HÍDRICOS SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEOS _____________________________ 69 ATIVIDADE COMPLEMENTAR _________________________________________________ 73
  • 5. SUMÁRIO AMBIENTES GEOLÓGICOS __________________________________________ 74 AMBIENTE DESÉRTICOS______________________________________________________ 74 AMBIENTE GLACIAL ________________________________________________________ 76 AMBIENTE FLUVIAL_________________________________________________________ 77 AMBIENTE COSTEIRO _______________________________________________________ 79 ATIVIDADE COMPLEMENTAR _________________________________________________ 81 GLOSSÁRIO _____________________________________________________________ 83 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS __________________________________________ 84
  • 6. Apresentação da Disciplina Caro aluno, Geologia é a ciência que estuda a Terra: sua origem, seus materiais e suas transformações. Analisa os processos que operam na superfície e no inte- rior do planeta e examina os materiais terrestres, sua composição e aplica- bilidade. A geologia interage com diversas outras ciências como a física, a química, a biologia, bem como as ciências econômicas e sociais, e busca a exploração dos recursos naturais de maneira economicamente viável e am- bientalmente sustentável. Esta disciplina é fundamental para o estudo da Biologia, já que a biosfera e a litosfera, juntamente com a atmosfera e a hidrosfera, formam sistemas integrados que se influenciam mutuamente. O estudo da formação e evolu- ção da Terra e dos ambientes terrestres é a base para os estudos dos ecossis- temas e da evolução das espécies. Neste material, vamos tentar apresentar a geologia em seus diversos aspectos, para que possamos entender melhor o nosso ambiente natural, aprendendo a valorizar as relações entre o ser humano e a natureza. Profª Drª Iracema Reimão Silva
  • 7.
  • 8. A DINÂMICA INTERNA E OS MATERIAIS TERRESTRES PROCESSOS INTERNOS E TEMPO GEOLÓGICO ESTRUTURA INTERNA DA TERRA O planeta Terra é um corpo dinâmico composto por diversos sistemas que estão sempre intera- gindo entre si. A hidrosfera, a atmosfera, a biosfera e a terra sólida compõem este corpo dinâmico e as alterações sofridas em um destes sistemas produz alterações nos demais. Podemos imaginar este integração analisando, por exemplo, uma erupção vulcânica: A partir da erupção vulcânica são lançados blocos de ro- cha e lava na superfície da Terra. Este material pode obstruir va- les e criar lagos, modificando o sistema de drenagem da região; Grandes quantidades de gases e cinzas vulcânicas são lan- çadas na atmosfera, influenciando na quantidade de energia solar que chega à superfície da Terra. Isto pode causar uma diminuição na temperatura do ar devido a pouca quantidade de raios solares que conseguem atravessar a atmosfera nestas condições; Esta mudança climática certamente afetará a biosfera, além disso, muitos organismos e seus habitats podem ser elimi- nados pela lava ou por cinza vulcânica. Em 1864, o escritor Jules Verne imaginou, em “Jornada para o Centro da Terra”, um mundo sub- terrâneo cheio de serpentes marinhas gigantes e outras grotescas criaturas. Contudo, o que os cientistas conhecem hoje sobre o interior do planeta está muito longe da fantástica estória de Verne: atualmente sabe-se que o interior da Terra é formado por rochas e metais, sujeitos a altíssimas temperaturas e pres- sões, progressivamente mais densos à medida que se chega aos níveis mais profundos. Apenas em circunstâncias muito raras (que serão discutidas no próximo item) as rochas de regiões profundas da Terra chegam à superfície ou próximo dela. Devido a essa dificuldade, os geólogos tiveram que utilizar mecanismos ou ferramentas que lhes possibilitasse inferir a composição interna da terra. Saiba mais! A grande ferramenta utilizada para conhecer a com- O ramo da geologia que trata dos posição das camadas internas da Terra é o estudo princípios físicos que ajudam a desvendar o das ondas sísmicas. Além das ondas sísmicas, as va- interior da Terra é a geofísica. riações no fluxo de calor, a gravidade e o magnetis- mo também são utilizados com esta finalidade. Fundamentos de Geologia 7
  • 9. A maior parte dos conhecimentos que se tem atualmente sobre a estrutura interna da Terra foi ob- tida através da análise das variações na velocidade de propagação das ondas sísmicas. Estas ondas tendem a se propagar com a mesma velocidade quando atravessam regiões mais ou menos homogêneas; tornam- se, por outro lado, mais lentas ou mais rápidas quando atravessam materiais de composição diferente. Desta forma, através da comparação de dados coletados em estações sismográficas em várias partes do mundo, os cientistas puderam estimar a densidade, a composição, a estrutura e o estado físico das diversas camadas do interior da Terra. Fonte:<http://astro.if.ufrgs.br/planetas/est- terra.jpeg Crosta: a crosta é a camada rochosa mais externa do planeta e pode ser analisada a partir de amostras coletadas nos continentes ou no fundo dos oceanos. A parte da crosta que compõe os continentes é chamada de crosta continental, enquanto que a parte da crosta que forma o substrato oceânico é chamada de crosta oceânica. Crosta continental: apresenta composição tipicamente granítica e tem densidade relativa- mente baixa (aproximadamente 2,7g/cm3). Porém, na sua porção inferior ou basal, mais próximo ao manto, a crosta continental apresenta composição basáltica (com densidade de cerca de 3,0 g/ cm3), ao contrário do que ocorre mais próximo à superfície. Nos locais onde se encontra mais estreita, tem geralmente espessura inferior a 20km, já nas regiões monta- nhosas pode apresentar até 70km de espessura. Saiba mais! Rochas de composição granítica são chamadas de rochas félsicas; rochas de composição basáltica são chamadas de rochas básicas. Crosta oceânica: a crosta oceânica é mais difícil de ser estudada devido ao fato de estar abaixo de uma lâmina d’água de cerca de 4km e de uma pilha de sedimentos marinhos que chega a 200m de espessura. Apresenta composição basáltica e sua espessura média é de 6km, muito inferior à espessura da crosta continental. 8 FTC EAD | BIO
  • 10. Você sabia? O limite entre a base da crosta (continental ou oceânica) e o topo do manto é marcado por uma descontinuidade sísmica, ou seja, uma mudança abrupta na velocidade de propagação das ondas sísmicas, chamada de Descontinuidade de Mohorovicic ou simplesmente Moho, em home- nagem ao seu descobridor, o sismólogo Andrija Mohorovicic. Manto: o manto é a camada imediatamente abaixo da crosta e ocupa mais de 80% do volume do planeta, se estendendo até uma profundidade de 2900 km. Devido ao aumento da profun- didade, ocorre um aumento da pressão e conseqüentemente da densidade do manto. Próximo a Moho (contato crosta/manto) a densidade é de 3,3 g/cm3 e, próximo ao contato manto/nú- cleo, fica em torno de 5,5 g/cm3. As rochas que compõem o manto são constituídas por minerais ricos em ferro e magnésio (ro- chas básicas), como as olivinas e os piroxênios (que serão estudados no Tema 2 deste Bloco). O aumento da temperatura, decorrente do aumento da profundidade, tende a fundir as ro- chas, contudo, o aumento da pressão tende a fa- Você sabia? zer com que as rochas fiquem no estado sólido. As ondas sísmicas são mais rápidas quan- A cerca de 100km abaixo da superfície, o gran- do atravessam rochas sólidas e mostram baixa de aumento da temperatura predomina sobre o au- velocidade de propagação quando atravessam mento da pressão e as rochas apresentam um es- rochas em estado parcialmente fundido. Na tado parcialmente pastoso. Esta região, de ,aproxi- ZBV as ondas passam de uma velocidade de madamente, 250 km de extensão, é conhecida como 8,3 km/s quando atravessam a parte superior Zona de Baixa Velocidade ( ZBV ) e representa do manto, para menos de 8,0 km/s nesta zona. mias uma descontinuidade sísmica. Núcleo: o limite entre o manto e o núcleo ocorre a 2900 km abaixo da superfície, aproximada- mente a metade da distância entre a superfície e o entro da Terra. Neste limite ocorre mais uma importante descontinuidade sísmica: a Descontinuidade de Gutenberg. As ondas passam de uma velocidade de 13,6 km/s na base do manto, para 8,1 km/s no núcleo. No núcleo, as temperaturas são superiores a 7600°C. Os dados sísmicos indicam duas camadas no núcleo: uma camada externa líquida (rocha fundida) de aproximadamente 2270 km de espessura e uma camada interna sólida com o diâmetro de 1216 km. Fundamentos de Geologia 9
  • 11. TECTÔNICA DE PLACAS A Terra é um planeta muito dinâmico. Os cientistas têm mostrado que as massas continentais não são fixas, elas migram ao redor do globo. E essa mobilidade gera terremotos, vulcões e cadeia de montanhas. Saiba mais! A teoria que descreve essa mobilidade é chamada de Tectônica de Placas. Em 1915, o cientista alemão Alfred Wegener publicou o livro “A Origem dos Continentes e dos Oceanos” apresentando a revolucionária teoria da deriva continental. Wegener sugere que, há cerca de 200 milhões de anos, existia um supercontinente que ele chamou de Pangea. Segundo a sua hipótese, este supercontinente teria se fragmentado em pequenos continentes que teriam migrado ou “derivado” até as suas posições atuais. Fonte: <http://homepage.mac.com/uriar- te/triasico.jpg> 10 FTC EAD | BIO
  • 12. Diversas evidências contribuíram para esta hipótese: A coincidência do contorno entre a América do Sul e a África: a grande similaridade entre as linhas de costa em lados opostos do Atlântico Sul, como um quebra-cabeça, foi uma das primeiras evidências que sempre intrigou os cientistas. Devido à constante modificação das linhas de costa por eventos erosivos essa união não é perfeita, deixando ainda dúvidas aos cientistas. Entretanto, em 1960 os cientistas produziram um mapa com o contorno da plataforma continental até uma profundidade de 900m e observaram esta similaridade de forma ainda mais perfeita; Evidências fósseis: os paleontólogos apontam diversos fósseis de organismos encontrados em diferentes continentes e que não poderia ser cruzado os oceanos que separam essas massas continentais. Um destes exemplos é o Mesosaurus, um réptil marinho cujos fósseis foram en- contrados na América do Sul e na África, indicando uma antiga união destes dois continentes; Atual distribuição de alguns organismos: em seu livro, Wegener também cita a distribui- ção atual de alguns organismos que evidenciam também a idéia da deriva dos continentes. Por exemplo, alguns organismos modernos têm ancestrais claramente similares, como os marsupiais australianos que têm uma direta ligação fóssil com os marsupiais encontrados nas Américas; Associação entre tipos e estruturas de rochas: além da perfeita coincidência entre o contorno de alguns continentes, alguns “desenhos” encontrados nestes continentes também coincidem. Isso ocorre em algumas cadeias de montanhas com idade, forma, estrutura e composição rochosa simi- lar em continentes opostos. Um exemplo desta evidência são as cadeias de montanhas apalachianas, na América do Norte, e as cadeias de montanhas caledonianas, na Escandinávia. Quando os conti- nentes estavam unidos estas cadeias de montanhas formavam um único cinturão montanhoso; Climas passados: dados paleoclimáticos também dão suporte para a teoria da deriva con- tinental. Wegener indicou evidências de mudanças climáticas globais severas no passado. O estudo de depósitos glaciais em diversos continentes indicou que, a cerca de 220 a 300 mi- lhões de anos atrás, capas de gelo cobriam extensas áreas do hemisfério sul. Rochas de origem glacial foram encontradas na América do Sul, na África, na Índia e na Austrália, indicando que estes continentes, nesta época, encontravam-se unidos no pólo sul, junto à Antártica. Por outro lado, para esta mesma época passada, existem evidências de ocorrência vegetação típica de climas tropicais em regiões do hemisfério norte, indicando que no passado a América do Norte e a Europa estavam mais próximas do Equador. Você sabia? Depósitos de origem glacial são encontrados em diversos locais do Brasil. Na Bahia, em várias localidades da Chapada Diamantina, os geólogos encontram rochas criadas a partir do der- retimento de antigas geleiras. Apesar de todas as evidências apontadas por Wegener, ele não conseguiu explicar o mecanismo responsável pelo movimento das massas continentais e, por isso, ficou por muito tempo desacreditado no meio científico. Mais de 50 anos depois das postulações de Wegener, o avanço tecnológico permitiu o conhecimento de dados sísmicos e do campo magnético da Terra e, com isso, surgiu a partir da teoria da deriva continental de Wegener, a teoria da Tectônica de Placas. Fundamentos de Geologia 11
  • 13. De acordo com o modelo da tectônica de placas, a parte superior do manto junto com a crosta formam uma camada rígida chamada de litosfera. Esta camada encontra-se sobre uma outra camada menos rígida chamada de astenosfera. A litosfera é quebrada em diversos segmentos chamados de pla- cas, que estão constantemente se movimentando e mudando de forma e de tamanho. As sete maiores placas que compõem a nossa litosfera são: Saiba mais! As placas litosféricas se movimentam de forma lenta, mas contínua, com razões de poucos centímetros por ano. E este movimento é responsável pela distribuição das massas continentais, gerando terremotos, criando vulcões e grandes cordilheiras de montanhas. As placas se movem como uma unidade coerente e as mais significativas interações ocorrem nos seus limites e não no seu interior. Ou seja, a ocorrência de eventos como terremotos, vulcanismo, gera- ção de montanhas, em geral ocorrem no limite das placas. De acordo com o tipo de movimento, os limites de placas são classificados em três tipos: LIMITE DIVERGENTE: as placas se afastam uma da outra devido ao movimento divergen- 12 FTC EAD | BIO
  • 14. te. Esta separação ocorre em média com a velocidade de 5cm/ano. O “vazio” deixado por este afastamento é preenchido pelo material que ascende do manto criando um novo substrato mari- nho. Esta ascensão de magma vindo do manto gera cadeias de montanhas submersas chamadas de Dorsais Oceânicas. A partir do eixo central destas dorsais, nova crosta oceânica é continuamente formada. Essa crosta se torna mais densa à medida que se resfria e se afasta da fonte que a criou, devido a este movimento contínuo de separação a partir do centro da dorsal. Você sabia? Este mecanismo vem ocorrendo nos últimos 165 milhões de anos no atlântico sul, separando a América do Sul da África e criando o nosso Oceano Atlântico. Aproximadamente no meio do caminho entre estes dois continentes, no fundo do mar, ocorre, na zona de separação das placas, uma cadeia de montanhas gera- da pela atividade magmática (o magma vindo do manto extravasa continuamente neste local) chamada de Dorsal Meso-Atlântica. Limite convergente: as placas se movem uma em direção a outra. Neste caso, a placa mais densa mergulha sobre a menos densa e afunda em direção ao manto sobre a crosta menos densa. Este “consumo” ou “destruição” de crosta contrabalança a geração de novas crostas que ocorre nos limites divergentes, mantendo a área superficial da Terra constante. Com o choque entre as crostas ocorre o “encurtamento” das massas rochosas, gerando grandes cadeias de montanhas e intensa atividade vulcânica devido á fusão da rocha que mergulha em direção ao manto. Esta convergência pode se dá de três formas: Convergência entre crosta continental e crosta oceânica: nesta situação, a placa oceâ- nica, mais densa devido a sua composição basáltica (rica em ferro e magnésio), afunda sob a crosta continental menos densa de composição granítica (rica em alumínio). Este local onde a crosta afunda ou subducciona sobre a outra é chamada de Zona de Subducção. A me- dida que a crosta oceânica afunda, as altas temperaturas do manto fazem que as rochas se fundam gerando magma. Este magma é extravasado em vulcões no continente. Saiba mais! Este mecanismo ocorre no limite oeste da América do Sul, na região dos Andes. Neste local, a placa oceânica mergulha sob a placa continental sul-americana gerando uma zona de subducção e a formação de cadeias de montanhas. Convergência entre duas crostas oceânicas: nesta situação, a placa oceânica mais antiga e, portanto, mais resfriada e mais densa, mergulha sob a placa menos densa. A atividade vulcâni- ca ocorre de forma similar ao caso de choque entre crosta oceânica e continental, contudo, os vulcões gerados na placa oceânica menos densa formará ilhas vulcânicas ou arcos de ilhas. Fundamentos de Geologia 13
  • 15. Convergência entre duas crostas continentais: no caso de convergência entre duas crostas continentais, devido à baixa densidade destas crostas, nenhuma das duas consegue entrar em subducção ou mergulhar sob a outra. O resultado é a colisão entre dois blocos continentais gerando encurtamento crustal e formando grandes cadeias de montanhas. LIMITE CONSERVATIVO: neste limite, as placas passam uma ao lado da outra sem gerar ou destruir litosfera. Estes limites são gerados por zonas fraturadas na crosta, em geral com mais de 100km de comprimento, onde os segmentos de crosta se movimentam em sentidos contrários, lado a lado, gerando as Falhas Transformantes. Nestas regiões é muito intensa a incidência de abalos sísmicos e terremotos. Saiba mais! Um exemplo deste tipo de limite é a Falha de Santo André, na América do Norte. Ao longo desta falha, a Placa do Pacífico se move na di- reção noroeste passando ao lado da Placa Norte America- na, gerando intensa atividade tectônica na costa oeste dos Estados Unidos e Canadá. 14 FTC EAD | BIO
  • 16. Qual é a força responsável pelo movimento das placas? O principal modelo criado para explicar a deriva continental e a tectônica de placas é a existência de grandes correntes de convecção no manto. Saiba mais! Plumas de material mais aquecido tornam-se menos densas e ascendem, depois começam a se resfriar, ficam mais densas e descem, criando as células de convecção dentro do manto. Este mecanismo é, grosso modo, similar ao observado em uma panela de água fervente. O movimento das células de convecção na astenosfera menos sólida faz com que a litosfera rígida se movimente como se estivesse em uma esteira rolante. Segundo este modelo, a ascensão do material geraria o afastamento da litosfera, enquanto que o fluxo convectivo descendente geraria as zonas de subducção. Texto complementar A terra: um planeta heterogêneo e dinâmico Prof. Dra. Maria Cristina Motta de Toledo Fonte: <http://www.igc.usp.br/geologia/a_terra.php> O planeta Terra é constituído por diversos dade e de direção de propagação com a variação setores ou ambientes, alguns dos quais permi- das características do meio atravessado. A inte- tem acesso direto, como a atmosfera, a hidros- gração das observações das numerosas estações fera (incluindo rios, lagos, águas subterrâneas e sismográficas espalhadas pelo mundo todo for- geleiras), a biosfera (conjunto dos seres vivos) e nece informações sobre como é o interior do a superfície da parte rochosa. Desta superfície planeta, atravessado em todas as direções por para baixo, o acesso é muito limitado. As esca- ondas sísmicas geradas a cada terremoto e a cada vações e sondagens mais profundas já chegaram explosão. As Informações sobre a velocidade das a cerca de 13km de profundidade, enquanto o ondas sísmicas no interior da Terra permitiram raio da terra é de quase 6.400km. Por isso, para reconhecer três camadas principais (crosta, man- se obter informações deste interior inacessível, to e núcleo), que têm suas próprias características existem métodos indiretos de investigação: a sis- de densidade, estado físico, temperatura, pressão mologia e a comparação com meteoritos. e espessura. Na diferenciação dos materiais ter- A sismologia é o estudo do comportamen- restres, ao longo da história do planeta, a água, to das ondas sísmicas ao atravessar as diversas formando a hidrosfera, bem como a atmosfera, partes internas do planeta. Estas ondas elásticas constituída por gases como nitrogênio, oxigênio propagam-se gerando deformações, sendo ge- e outros, por serem menos densos, ficaram prin- radas por explosões artificiais e sobretudo pelos cipalmente sobre a parte sólida, formada pelos terremotos; as ondas sísmicas mudam de veloci- materiais sólidos e mais densos. Fundamentos de Geologia 15
  • 17. Dentre os materiais sólidos, os mais pe- tão altas que lá ocorrem (milhares de atmosferas). sados se concentraram no núcleo, os menos Assim, o material do manto, ao contrário pesados na periferia, formando a crosta, e os do que muitos crêem, é sólido, e só se torna lí- intermediários no manto. Pode-se comparar os quido se uma ruptura na crosta alivia a pressão diferentes tipos de meteoritos com as camadas a que está submetido. Somente nesta situação é internas da Terra, pressupondo-se que eles (os que o material silicático do manto se liqüefaz, e meteoritos) tiveram a mesma origem e evolução pode, então, ser chamado de magma. Se o mag- dos outros corpos do Sistema Solar, formados ma fica retido em bolsões dentro da crosta, for- como corpos homogêneos, a frio, por acresção ma uma câmara magmática, e vai pouco a pouco planitesimal. Aqueles que tinham massa sufi- solidificando-se, formando um corpo de rocha cientemente grande, desenvolveram um forte ígnea plutônica ou intrusiva, Se o magma conse- calor interno, por causa da energia gravitacional, gue extravasar até a superfície, no contato com a da energia cinética dos planetesimais quando da atmosfera e hidrosfera, pode ser chamado lava, acresção e da radioatividade natural. Isto oca- enquanto estiver líquido, e seu resfriamento e sionou uma fusão parcial, seguida de segregação solidificação vai formar um corpo de rocha íg- interna, a partir da mobilidade que as altas tem- nea vulcânica ou extrusiva. peraturas permitiam ao material. As rochas ígneas assim assim formadas, jun- Os meteoritos provenientes da fragmenta- tamente com as rochas metamórficas e sedimen- ção de corpos pequenos, que não sofreram esta tares, formadas por outros processos geológicos, diferenciação, são os condritos, que representam constituem a crosta, que é a mais fina e a mais a composição química média do corpo fragmen- importante camada para nós, pois é sobre ela que tado e por inferência, do Sistema Solar como um se desenvolve a vida. A crosta oceânica e a crosta todo, menos os elementos voláteis. Não existem continental apresentam diferenças entre si. materiais geológicos, ou seja, terrestres, seme- lhantes aos condritos. Os meteoritos provenien- A primeira ocorre sob os oceanos, é menos tes da fragmentação de corpos maiores, como espessa e é formada por extravasamentos vulcâni- a Terra, que sofreram a diferenciação interna, cos ao longo de imensas faixas no meio dos ocea- representam a composição química e densidade nos (as cadeias meso-oceânicas), que geram rochas de cada uma das partes internas diferenciadas basálticas. A segunda é mais espessa, pode emergir do corpo que os originou. São os sideritos, os até alguns milhares de metros acima do nível do acondritos e ainda outros tipos. Pela sua den- mar, e é formada por vários processos geológicos, sidade, faz-se a correlação com as camadas da tendo uma composição química média mais rica Terra determinadas pela sismologia, e supõe-se em Si e em AI que as rochas basálticas, que pode que sua composição química represente a com- ser chamada de composição granítica. posição química da camada terrestre de mesma A crosta oceânica e continental, junto com densidade. Assim, com estas duas ferramentas uma parte superior do manto, forma uma camada indiretas, a sismologia e a comparação com os rígida com 100 a 350km de espessura. Esta cama- meteoritos, foi estabelecido um modelo para a da chama-se LITOSFERA e constitui as placas constituição interna do globo terrestre. tectônicas, que formam, na superfície do globo, É importante ressaltar que todo o material um mosaico de placas encaixadas entre si como no interior da Terra é sólido, com exceção apenas um gigantesco quebra-cabeças; são as placas tec- do núcleo externo, onde o material líquido metá- tônicas ou placas litosféricas. Abaixo da litosfe- lico se movimenta, gerando correntes elétricas e ra, ocorre a ASTENOSFERA, que é parte do o campo magnético da Terra. A uma dada tem- manto superior; suas condições de temperatura peratura, o estado físico dos materiais depende da e pressão permitem uma certa mobilidade, muito pressão. ‘As temperaturas que ocorrem no manto, lenta, mas sensível numa escala de tempo muito os silicatos seriam líquidos, não fossem as pressões grande, como é a escala do tempo geológico. 16 FTC EAD | BIO
  • 18. DEFORMAÇÕES GEOLÓGICAS: FALHAS E DOBRAS Quais são as forças capazes de transformar rochas comuns em enormes estruturas montanhosas maciças como os Alpes, os Andes ou os Himalaias? Quais forças teriam o poder de contradizer a natureza rígida destas rochas, deformando-as e dobrando-as? Saiba mais! A Tectônica de Placas produz as mais importantes feições de larga-escala encontradas no planeta. Graças a ela são geradas bacias oceânicas e cadeias de montanhas. Essa mesma força capaz de mover as placas produz grandes rupturas na crosta, soerguimen- to e rebaixamento de grandes blocos rochosos. Quando as placas interagem, nos seus limites, sejam divergentes, convergentes ou transformantes (conservativos), as rochas que compõem a crosta ficam sujeitas a um poderoso STRESS. Quando uma rocha sofre um stress, ela é deformada, mudando de forma e de volume. A análise das estruturas deformacionais apresentadas pelas rochas, permite aos geólogos entender antigos movimentos de placas ou outros eventos geológicos do passado. As rochas podem sofrer três tipos de stress, cada um correspondendo a um dos três tipos básicos de limites de placas: As rochas que se encontram em margens de placas convergentes sofrem stress compressio- nal. Este tipo de stress reduz o volume das rochas. As rochas que sofrem compressão geralmen- te são dobradas, havendo um aumento no sentido vertical e uma diminuição lateral. As rochas que se encontram em margens divergentes sofrem stress tencional ou de exten- são. As rochas são “esticadas”, havendo uma diminuição no sentido vertical e um aumento lateral da área ocupada por estas rochas após a deformação. As rochas em margens de placas transformantes são movimentadas lateralmente em sentidos opostos, sofrendo um stress de cizalhamento. Através deste tipo de stress, grandes blocos de rocha são movimentados lateralmente. Fundamentos de Geologia 17
  • 19. Quando sujeitas ao stress, as rochas respondem de forma diferente a depender das condições de temperatura e pressão do ambiente onde se encontram. Estas condições dependem da sua profundidade e vão refletir em um comportamento mais ou menos plástico das rochas. • As rochas que se encontram a grande profun- didades (geralmente abaixo de 20 km), sujeitas a altas temperaturas e pressões, vão responder à Você sabia? deformação de forma plástica ou dúctil. No final do ano de 2005, um terre- moto na região da Caxemira matou mais • As rochas mais próximas à superfície, em geral , de 90.000 pessoas. respondem ao stress de forma rígida ou rúptil. O que são os terremotos? Como eles são gerados? E como podem ser preditos? Qual a relação entre estas forças capazes de gerar terremotos e as grandes cadeias de montanhas existentes no planeta? • Os terremotos são vibrações da Terra produzidas por uma liberação rápida de energia. As grandes energias lançadas por explosões atômicas ou por erupções vulcânicas podem produzir terremotos, contudo estes são eventos pouco freqüentes. A maior parte dos terremotos são gerados por movimentos que ocorrem em grandes fraturas existentes na crosta terrestre chamadas de falhas. A teoria da Tectônica de Placas mostra que a crosta terrestre está em constante movimento e essa movimentação ao longo dos limites de placas muitas vezes se dá através de falhas. O mecanismo de formação de terremotos foi descoberto em 1906 por H. F. Reid, que elaborou estudos a partir do terremoto de São Francisco. Este terremoto foi acompanhado por um deslocamento horizontal de vários metros ao longo da falha de Santo André (1.300m de fratura na região da Califórnia, que separa a Placa da América do Norte e a Placa do Pacífico). Em um único terremoto, a Placa do Pací- fico se deslocou 4,7m em direção ao norte, passando pela placa norte-americana. Epicentros dos terremotos • O local no interior da Terra onde é gerado o terremoto é chamado de foco. • O local na superfície da Terra imediatamente acima do foco é chamado de epicentro. Saiba mais! Instrumentos chamados sismógrafos amplificam e registram a movimentação das ondas sís- micas. Estas ondas se propagam em todas as direções a partir do foco do terremoto. Cerca de 95% da energia liberada nos terremotos tem origem em uma zona relativamente restrita em torno do oceano Pacífico conhecida como Cinturão do Pacífico. Esta zona inclui regiões com grande atividade sísmica como o Japão, as Filipinas, o Chile e numerosas ilhas vulcânicas. 18 FTC EAD | BIO
  • 20. Os principais tipos de deformação tectônica sofridas pelas rochas são as dobras e as falhas. Dobras As dobras são estruturas construídas em camadas ou estratos rochosos que foram depositados originalmente na horizontal e depois sofreram uma deformação plástica ou dúctil. As dobras podem variar muito de tamanho – podem apresentar uma extensão de poucos milíme- tros até centenas de quilômetros. As dobras podem apresentar duas formas principais: Sinclinais: são dobras côncavas, as rochas são dobradas tendendo a formar bacias ou vales, contudo, a expressão final no relevo vai depender da resistência das rochas a erosão. Anticlinais: são dobras convexas, as rochas são dobradas tendendo a formar domos ou morros, contu- do, como no caso anterior, a expressão final no relevo vai depender da resistência das rochas à erosão. Os lados de uma dobra são chamados de flancos ou limbos. As compressões, em geral, produzem uma seqüência de sinclinais e anticlinais que apresentam sempre um flanco em comum. Cada sinclinal ou anticlinal tem um plano axial, um plano imaginário que divide a dobra em duas partes aproximadamente iguais. As dobras (sinclinais e anticlinais) podem ser: • Simétricas: quando o plano axial é aproximadamente vertical e os flancos apresentam a mesma inclinação. Dobras simétricas geralmente ocorrem quando a compressão é relativamente suave; • Assimétricas: em situações onde a compressão é mais intensa, como próximo aos limites de placas, as forças tectônicas compressivas forçam um flanco a se movimentar mais que o outro, gerando dobras assimétricas. Nestas dobras o plano axial é inclinado; • Recumbentes: com a continuidade da compressão, o plano axial da dobra assimétrica pode deitar até ficar na horizontal, virtualmente paralelo à superfície da Terra. As dobras recumbentes são tipicamente encontradas em cadeias de montanhas fortemente deformados como os Apalaches, os Himalaias e os Alpes Europeus. Falhas Quando as rochas sofrem stress a bai- xas temperaturas e baixas pressões litostáticas, onde elas encontram-se ainda em estado mui- to rígido, surgem “rachaduras” ou fraturas. Saiba mais! Como as rochas, neste caso, não têm plastici- Falhas são fraturas na crosta terrestre dade suficiente para dobrar, elas se rompem. com deslocamento relativo, perceptível entre os O caso mais drástico é quando lados contíguos e ao longo do plano de falha. ocorre um movimento ao longo destas fraturas, gerando as falhas. As falhas podem deslocar grandes blocos rochosos ao longo de um plano de falha. O plano de falha é a superfície ao longo da qual ocorre o movimento dos blocos. Fundamentos de Geologia 19
  • 21. Devido aos processos erosivos a que estão sujeitas as rochas na superfície, dificilmente são encon- trados os originais planos de falha. Você sabia? Na Bahia, o desnível topográfico que separa a Cida- de Alta da Cidade Baixa foi gerado por uma falha, a cha- mada Falha de Salvador. Esta falha representa a borda da Bacia do Recôncavo, aberta como uma conseqüência secundária da separação Brasil / África, que gerou o Atlân- tico sul. Ao longo do tempo, o plano de falha já sofreu um grande recuo erosivo, estando atualmente a superfície de erosão nas proximidades do Elevador Lacerda. • O bloco de rocha localizado acima do plano de falha é chamado de teto. • O bloco localizado abaixo do plano de falha é chamado de muro. De acordo com o seu movimento relativo (de um bloco em relação ao outro), as falhas são classificadas em: Falhas horizontais ou transcorrentes: são falhas geradas por stress de cizalhamento, gerando um movimento horizontal, paralelo ao plano de falha. A maior e mais conhecida falha transcorrente encontrada na literatura é a Falha de Santo André, nos Estados Unidos. Falhas verticais: neste tipo de falha os blocos rochosos se movem verticalmente em relação ao plano da falha, como é o caso da Falha de Salvador. A depender da direção de movimento dos blocos, as falhas verticais podem ser: Falhas normais: o bloco do teto desce em relação ao muro. Este tipo de falha está geral- mente associado com stress tencional ou divergente. A descida dos blocos rochosos, ocasio- nada por este tipo de falhamento, gera depressões chamadas de graben. O bloco do muro que permanece elevado em relação ao teto é chamado de horst. Falhas inversas: neste tipo de falha, o bloco do teto sobe em relação ao muro. Esta falha está geralmente associada com poderosas compressões horizontais, comuns onde existe convergência de placas. TEMPO GEOLÓGICO Durante muitos anos, não se sabia nenhum método confiável para datar os vários eventos no passado geológico. Em 1869, John Wesley Powell fez uma pioneira expedição ao Rio Colorado e ao Grand Canyon, nos Estados Unidos. Powell observou que os canyons desta região representavam um livro de revelações escrito nas rochas, como uma Bíblia da geologia. Ele afirmou que milhões de anos da história da Terra estavam expostos nas paredes do Grand Canyon. 20 FTC EAD | BIO
  • 22. Semelhante a um longo e complicado livro de história, as rochas registram os eventos geológicos e as mudan- ças das formas de vida ao longo do tempo. Este livro, contudo, não está completo. Muitas páginas, especialmente nos primeiros capítulos, foram perdidas. Ainda hoje, muitas partes deste livro precisam ser decifradas. Grand Canyon Um dos princípios básicos usados, ainda nos dias atuais, para desvendar a história da Terra foi postulado por James Hutton no seu livro “Teoria da Terra”, publicado em 1700 – o Princípio do Uniformitarismo. Este princípio diz que as leis químicas, físicas e biológicas que operam atualmente são as mesmas que operaram no passado geológico. Isso significa que as forças e os processos que nós observamos atu- almente agindo no nosso planeta têm atuado desde muito tempo atrás. Então, para decifrarmos as rochas antigas temos primeiramente que compreender os processos que atuam hoje e os seus resultados. Saiba mais! O Principio do Uniformitarismo é, geralmente, expresso pelo ditado “o presente é a chave para o passado”. Os geólogos que desenvolveram a escala de tempo geológico revolucionaram a maneira com que as pessoas concebiam o tempo e como percebiam o nosso planeta. Eles mostraram que a Terra é muito mais antiga do que se poderia imaginar e que a sua superfície e o seu interior sofreram mudanças no passado através dos mesmos processos geológicos que operam atualmente. A principal subdivisão da escala de tempo geológico é chamada de eon. Os geólogos dividiram o tempo geológico em dois grandes eons: Precambriano (dividido em Arqueano e Proterozóico): representa os primeiros 4 bilhões de anos da história do planeta. Fanerozóico: representa últimos 540 milhões de anos. O Precambriano representa cerca de 88% da história da Terra, mas pouco se sabe sobre este período. Devido à grande raridade de fósseis para datações, não foi possível subdividi-lo em pequenas unidades de tempo. Fundamentos de Geologia 21
  • 23. O Fanerozóico é marcado pelo aparecimento de animais com partes duras, como as conchas, que permiti- ram a sua preservação fóssil. Este eon foi dividido em três eras, que por sua vez foram divididas em períodos: Era Paleozóica (540 – 248 milhões de anos atrás): marca o aparecimento de diversos organis- mos invertebrados, dos primeiros organismos com conchas, dos peixes, das plantas terrestres, dos insetos, dos anfíbios e dos répteis. Por outro lado, o final desta era é marca pela extinção de várias espécies, estima-se que aproximadamente 80% da vida marinha desapareceu nesta era. Durante esta era, o movimento das placas juntou todas as massas continentais em um único super- continente chamado Pangea. Esta redistribuição de massa e terra gerou grandes mudanças climáticas que se acredita ser a causa da grande extinção de espécies ocorrida nesta época. Está subdividida em seis períodos: Cambriano; Ordoviciano; Siluriano; Devoniano; Carbonífero; Permiano. Era Mesozóica (248 – 65 milhões de anos atrás): é marcada pelo aparecimento e extinção dos dinossauros, e pelo surgimento dos primeiros pássaros e das primeiras plantas com flores. Está subdividida em três períodos: Triássico Jurássico Cretáceo Era Cenozóica (65 milhões de anos até os dias atuais): representa a menor de todas as eras e que se encontra melhor registrada. Marca o aparecimento dos mamíferos e o desenvolvimento da vida humana. Está subdividida em dois períodos: Terciário Quaternário 22 FTC EAD | BIO
  • 24. Datação relativa A datação relativa é feita estabelecendo-se uma seqüência de eventos geológicos, ou seja, a idade relativa diz quais as rochas mais velhas e quais as mais novas umas em relação às outras, apresentando a seqüência de formação entre elas. Os geólogos determinam a seqüência dos eventos geológicos que foram produzidos nas rochas de uma determinada área usando certos princípios básicos, ajudados por seus conhecimentos de processos fundamentais como sedimentação, vulcanismo e erosão. Estes princípios envolvem principalmente rela- ções espaciais e conhecimentos de evolução biológica e análise de evidências fósseis. Os princípios mais fundamentais da datação relativa são: Uniformitarismo: este é o mais básico dos princípios usados para interpretar a história da Terra e diz que os processos geológicos que ocorrem no presente são similares àqueles ocorri- dos no passado. Desta forma, a observação de fenômenos geológicos modernos (terremotos, vulcanismos, etc) pode ajudar a interpretar eventos antigos. Horizontalidade e Superposição: a maior parte dos sedimentos são transportados em corpos d’água (rios, oceanos...) e são depositados como camadas horizontais ou sub-horizontais. Essa tendência é chamada de princípio da horizontalidade original. Quando as camadas apresentam- se muito inclinadas significa que houve a atuação de forças tectônicas que as deformaram. O princípio da superposição diz que as rochas são depositadas sob outras mais antigas, desta for- ma, em uma seqüência de estratos rochosos inalterados os estratos mais jovens estarão no topo e os mais antigos na base da seqüência. Relações de cruzamentos e cortes: estas relações mostram que rochas ígneas intrusivas são necessariamente mais novas do que as rochas onde elas penetram (intrudem), da mesma manei- ra, falhas e dobras são posteriores à formação das rochas que elas fraturam ou deformam. Fósseis: os fósseis são restos de organismos antigos ou evi- dências de sua existência preservados no material geológico. O estudo dos fósseis indica o período em que estes organismos se desenvolveram no planeta e quando foram extintos. Datação absoluta Em geral, os cientistas preferem ter dados da idade das rochas quantificados em anos e não simplesmente saber se a rocha A é mais nova ou mais velha que a rocha B. Desta forma, sempre que possível eles utilizam méto- dos de datação absoluta para determinar a idade das rochas. Os dois métodos principais de datação absoluta são: Datação Radiométrica: esse tipo de datação usa o decaimento de isótopos radiativos que são por vezes incorporados na estrutura cristalina de alguns minerais formadores de rochas. São usados principalmente isótopos de urânio, potássio e rubídio. Este método só consegue datar materiais rochosos com mais de 100.000 anos de idade. Datação com Carbono - 14: este método de datação utiliza o carbono-14 a partir de conchas, plantas, polens, carapaças, etc. Este método pode ser usado em materiais entre 100 e 100.000 anos de idade. Em função disso, é possível datar, por exemplo, as glaciações mais recentes e os eventos de subida ou descida no nível do mar. Fundamentos de Geologia 23
  • 25. Atividade Complementar 1. Qual a região de maior incidência de terremotos no mundo? 2. Quais as principais evidências apontadas pelos cientistas de que os continentes estariam juntos há cerca de 200 milhões de anos e teriam migrado até as posições atuais? 3. Sabendo que as forças tectônicas podem romper ou deformar as rochas, explique o que são “falhas” e o que são “dobras” e como são formadas. 4. Quais as principais diferenças entre os métodos de datação relativos e absolutos? 5. Explique o princípio do Uniformitarismo. 24 FTC EAD | BIO
  • 26. MINERAIS E ROCHAS CICLO DAS ROCHAS / MINERAIS FORMADORES DAS ROCHAS Além do valor econômico associado às rochas e aos minerais, todos os processos da Terra estão de alguma forma ligados às propriedades destes materiais. Você sabia? Desta forma, o conhecimento básico dos materiais terrestres é essencial no conhecimento dos fenômenos que ocorrem no planeta. As rochas são divididas em três grupos, baseados em seu modo de origem: rochas ígneas, sedi- mentares e metamórficas. A inter-relação entre estes tipos de rochas é representada pelo ciclo das rochas. Com isso, o ciclo das rochas demonstra também a integração entre diferentes partes do complexo sistema terrestre. O ciclo das rochas nos ajuda a entender a origem das rochas ígneas, sedimentares e metamórficas e a perce- ber que cada tipo está ligado aos outros através de processos eu agem na superfície e no interior do planeta. Tomando arbitrariamente um ponto de início para o ciclo das rochas, temos o magma. O magma é um material derretido formado no interior do planeta. Eventualmente este material se resfria e se solidifica. Este processo de solidificação do magma é chamado de cristalização. A cristalização do magma pode ocorrer na superfície, através de erupções vulcânicas, ou ainda em subsuperfície (no interior da crosta). Em ambos os casos as rochas geradas são chamadas de rochas ígneas. Quando as rochas ígneas são expostas na superfície (devido a um levantamento crustal, erosão, ou por já terem se cristalizado na superfície), sofrem a ação de agentes como a água, as variações de temperatura, mecanismos de oxidação, etc. Estes agentes causam a desintegração e a decom- posição das rochas na superfície num processo chamado de intemperismo. Este material (partículas e/ou substâncias dissolvidas) resultante da desagregação e decompo- sição das rochas é chamado de sedimentos. Os sedimentos são transportados pelos agentes erosivos – água, gelo, vento ou ondas – e eventualmente são depositados. Os sedimentos podem formar campos de dunas, planícies fluviais, mangues, praias, etc. Quando os sedimentos são compactados, através da sobreposição de camadas de sedimentos umas sobre as outras, ou cimentados, através da percolação de água contendo carbonato de cálcio ou sílica, esses sedimentos então se convertem em rocha. Este processo de transformação de sedimentos em rocha é chamado de litificação e resulta na formação de rochas sedimentares. Se as rochas sedimentares forem submetidas a grandes temperaturas e pressões responderam às mudanças nas condições ambientais com a recristalização e o rearranjo de seus minerais criando o terceiro tipo de rocha – as rochas metamórficas. Essas mudanças ambientais podem ocor- rer, por exemplo, se estas rochas forem envolvidas na criação de cadeias de montanhas através de forças tectônicas, ou entrarem em contato com massas magmáticas (fluxos de magma). Fundamentos de Geologia 25
  • 27. Se as condições ambientais a que forem submetidas as rochas sedimentares forem capazes de fundi-las, estas rochas serão transformadas em magma podem voltar a formar rochas ígneas. Seguindo um outro caminho, as rochas ígneas podem, ao invés de serem desagregadas e de- compostas na superfície, sofrer a ação de esforços compressionais e a elevação da temperatura e pressão pode causar o metamorfismo destas rochas, vindo a formar rochas metamórficas. As rochas metamórficas, quer sejam de origem ígnea ou de origem sedimentar, quando expostas na superfície vão sofrer a ação dos agentes de intemperismo transformando-se em seixos, grãos, partículas ou soluções dissolvidas sendo posteriormente depositados como sedimentos. Caso estes sedimentos sejam litificados (cimentação e compactação), formará rochas sedimentares. Num caminho inverso, as rochas sedimentares, expostas na superfície, sofrerão a ação dos processos intempéricos e se desagregarão ou serão decompostas tornando-se novamente sedi- mentos inconsolidados, compondo, por exemplo, planícies ou campos de duna. Saiba mais! Minerais são sólidos inorgânicos que ocorrem naturalmente na nature- za, formados por elementos químicos em determinadas proporções e com um sistemático arranjo interno. Desta forma, os compostos sintéticos formados em labo- ratório não são considerados minerais. Também os compostos orgânicos, como o carvão (que é formado a partir de restos de plantas sob altas temperaturas e pressões), não são considera- dos minerais. O diamante, a esmeralda, o quartzo, a biotita são exem- plos de minerais. Alguns minerais são chamados de gemas – são minerais preciosos ou semi-preciosos que apresentam valor econômico, em geral devido à sua cor, brilho ou forma do cristal. Como os diamantes, rubis, safiras, esmeraldas, ametistas, etc. Minerais formadores das rochas Saiba mais! As rochas são agregados ou combinações naturais de um ou mais minerais. A crosta da Terra é composta essencialmente por oito elementos mais comuns que se combinam para formar os minerais formadores das rochas. Estes elementos são o O (oxigênio), Si (silício), Al (alumínio), Fe (ferro), Ca (cálcio), K (potássio), Na (sódio) e Mg (magnésio). 26 FTC EAD | BIO
  • 28. Os dois elementos principais são o oxigênio e o silício. Estes se combinam para formar tetraedros de silício-oxigênio. Esta estrutura básica forma o mais abundante grupo de minerais do planeta: os silicatos. Os tetraedros de silício-oxigênio podem formar uma grande variedade de estruturas cristalinas e compor minerais como quartzo, feldspatos (K-feldspato, plagioclásio), micas (biotita, moscovita), an- fibólios, piroxênios e olivinas. Alguns não-silicatos são também formadores de rochas. Os principais deles são os carbona- tos (calcita, dolomita, por exemplo), os óxidos (como os óxidos ricos em ferro como a hematita e a magnetita), os sulfetos (como a galena, sulfeto de chumbo, e a pirita, sulfeto de ferro) e os sulfatos (como o gipso, sulfato de cálcio). Atenção! O texto abaixo serve para comple- mentar o conteúdo apresentado sobre os minerais formadores das rochas. Minerais e rochas Fonte: < http://www.geocities.com/paulac_onofre/> Que são minerais? Substâncias produzidas artificialmente, ou através de atividade orgânica (de animais e plantas), Cristal Mineral não são consideradas minerais verdadeiros. Com a notável exceção do mercúrio, os mi- Mais do que simples rochas nerais são pesados, duros e compactos. São massas As rochas são feitas de combinações específi- sólidas que exibem formas chamadas cristais. cas de minerais. As milhões de maneiras pelas quais O cristal é uma substância de forma constan- os minerais podem se combinar resultam na imensa te e regular. Isso significa que, mesmo quando re- variedade de rochas e paisagens que observamos na duzido a pó, cada partícula ainda retém a forma do natureza. cristal original. Esse é o modo como os minerais são identificados. Tradições, mitos e lendas Ao pensar nos minerais em termos de sua Natural, artificial e inorgânico aplicação na indústria moderna e pela ciência, es- Os minerais são substâncias naturais que se quecemos que, no passado, eram tidos como subs- formam dentro de diferentes tipos de rochas. Para tâncias dotadas de propriedades mágicas, místicas e extraí-los, às vezes é necessário cavar bem fundo medicinais. Algumas dessas crenças são surpreen- – abrindo minas, poços e túneis. dentemente corretas, outras apenas bizarras. Fundamentos de Geologia 27
  • 29. O futuro previsto no quartzo de um espécime. Algumas cores só ocorrem em determinados minerais, que por isso mesmo são Durante milhares de anos as pessoas inventa- de grande valia para os artistas. ram histórias extraordinárias a respeito dos minerais Um dos atrativos dos minerais, que exerce fas- e das pedras preciosas. Daí o grande número de tra- cínio constante nas pessoas, é a gama de cores mara- dições e lendas que envolvem a magia, a astrologia, vilhosas que possuem, já que essas cores representam a alquimia e simbolismos religiosos. O Santo Graal, todo o espectro e toda e qualquer tonalidade que se da Última Ceia de Cristo, segundo se dizia, era uma possa imaginar. Muitos minerais são incorporados às taça de esmeralda. A bola de cristal na qual os viden- tintas usadas na pintura, em parte porque as tonalida- tes previam o futuro era afeita de quartzo. Segundo des são exclusivas e inimitáveis e, em parte, porque as crenças antigas, certos minerais tornavam imunes a cores derivadas de minerais costumam ser tremenda- envenenamentos quem os possuísse. Acreditava-se mente estáveis e não desbotam, mesmo em caso de que algumas gemas acalmavam febres, curavam res- prolongada exposição à luz, natural ou artificial. saca e tornavam os guerreiros invencíveis. Os alqui- mistas afirmavam que poderiam transformar metais Entre as cores mais fantásticas exibidas pelos comuns em ouro ou prata. cristais, temos os vermelhos (prustita, cinabre, real- gar), alaranjados brilhantes (crocoíta, wulfenita va- nadinita), amarelos (trissulfureto de arsênico e enxo- Propriedades de cura fre), verdes amarelados (autunita e outros minerais Em tempos idos, acreditava-se que os minerais secundários do urânio), verdes brilhantes (dioptásio, e as gemas tivessem propriedades de cura tão bené- esmeralda), azuis (lápis-lazúli, vivianita, azurita), vio- ficas e eficazes quanto as plantas. Em alguns casos, láceas (ametista, fluorita, kamerita), entre outras. a evidência científica apóia a teoria: o sal de Epsom Alguns minerais têm uma determinada cor em ou sal amargo, por exemplo, de fato alivia o sistema estado natural, mas adquirem outra totalmente dife- digestivo. Mas outras idéias antigas, tais como engo- rente quando moídos. Um bom exemplo disso é a lir ametista moída para evitar ressaca, não passam de hematita, um óxido de ferro muito comum, normal- histórias da carochinha, e provavelmente provocaram mente negro quando cristal. Entretanto, apresenta mais danos físicos do que cabeças desanuviadas. uma cor de traço vermelho-profunda e produz um Da mesma forma, é altamente improvável que a pigmento amplamente usado desde os tempos anti- ágata moída, ingerida junto com vinho, fosse capaz de gos. O nome da hematita vem da palavra “sangue” curar ferimentos expostos, ou que as safiras, mistura- em grego, justamente em função de sua cor. das ao leite, conseguissem acalmar cólicas intestinais. A cor de um mineral pode variar bastante de um espécime a outro, dificultando a identificação, Isso se deve a impurezas locais e a elementos quími- Talismãs e amuletos cos adjacentes que podem ter afetado parcialmente As gemas têm sido usadas como talismãs e sua aparência. A melhor maneira de tirar conclusões amuletos desde o princípio da história do homem. acertadas sobre a identidade de um mineral tendo Eram objetos supostamente dotados de poderes por base a cor é examina-la em conjunto com o bri- sobrenaturais ou mágicos – principalmente com o lho desse mineral – ou seja, com o brilho da superfí- poder de evitar o mal ou o infortúnio. cie ou com a qualidade de sua luz reflexa. De início, entoavam-se fórmulas cabalísticas em torno de talismãs e amuletos para investi-los de Dureza, clivagem e fragmentação dos poderes mágicos, mas as civilizações posteriores minerais começaram a inscrever essas fórmulas mágicas nos próprios amuletos e talismãs. A dureza de um mineral e seu grau de fragmen- tação (caso haja) são determinados pela estrutura crista- As cores dos minerais, além de ser em geral lina do espécime e pela maneira como seus componen- maginíficas e atraentes, fornecem pistas impor- tes se ligam. A dureza e a clivagem de um mineral estão tantes para a identificação deles. Cores mais vivas entre as propriedades mecânicas mais fáceis de serem ou inusitadas aumentam muito o valor comercial observadas pelo mineralogista amador; mas as provas 28 FTC EAD | BIO
  • 30. que fornecem raramente bastam para se estabelecer em materiais. Em geral, o grau de dureza é bastante alto definitivo a identidade de um espécime desconhecido. em minerais com estruturas internas compactas, nas quais os átomos se encontram o mais próximos Dureza possível uns dos outros e onde os elos em forma de andaime entre os átomos são muito fortes. A dureza poderia ser definida como a capaci- dade de um mineral de resistir à abrasão de outros Fundamentos de Geologia 29
  • 31. O diamante, a mais dura das substâncias naturais, quando os planos da estrutura não são paralelos. é uma forma de carbono que tem tanto uma estrutura Neste caso, a estrutura do mineral afetado é frágil e interna muito compacta quanto elos muito fortes entre se parte de modo desigual em direções diferentes. os cristais. A grafita – uma outra forma (alotrópica) de Muitos minerais têm fratura e clivagem, mas alguns carbono, quimicamente idêntica ao diamante – é mais só têm a fratura. mole e fraca que o diamante porque seus átomos estão Usamos quatro graus de fratura para descre- dispostos em camadas que podem ser deslocadas umas ver os minerais: irregular, desigual, concóide (seme- das outras com relativa facilidade. lhante a uma concha) e lascado ou denteado (com A dureza de um mineral não é necessaria- superfícies recortadas, irregulares). mente a mesma em todas as direções. A bela gema Nunca se deve esquecer que, a exemplo do azul de cianita, por exemplo, tem dureza 4 quando que ocorre com a dureza, até certo ponto a cliva- riscada no sentido da superfície dos cristais, mas gem é melhor para descrever os minerais do que uma dureza 7 quando riscada na transversal. para defini-los em termos estritamente científicos. Escala de Mohs Magnetismo Infelizmente, medir a dureza dos minerais O magnetismo é uma força que tanto pode não é a melhor forma de defini-los, embora o mé- atrair para perto quanto afastar para longe certas todo seja útil para descrevê-los. A Escala de Mohs é substâncias. Há vários minerais magnéticos e um apenas um meio grosseiro e instantâneo de compa- dos mais comuns é a magnetita. Conhecida tam- ração entre minerais, não uma medição cientifica- bém como pedra-ímã, a magnetita ocorre em ro- mente precisa. Mas, apesar das limitações, a Escala chas ígneas e metamórficas no mundo todo. de Mohs continua sendo perfeitamente adequada e o método mais comum para uso geral. Pólos magnéticos Clivagem Uma das propriedades mais importantes dos materiais magnéticos é a formação de dois pólos. A clivagem é a tendência que têm os mine- Um é chamado “pólo norte”, o outro “pólo sul”. rais de se partir em certas direções. A facilidade da Pólos iguais (norte e norte; sul e sul) forçam o afas- clivagem varia muito de mineral a mineral. Utili- tamento mútuo, ao passo que pólos opostos atra- zamos quatro graus de clivagem: perfeita, distinta, em-se. Se você pegar dois pedaços de rocha natu- indistinta, inexistente. A direção da clivagem é sem- ralmente magnética, como a magnetita (óxido de pre paralela à face cristalina possível ou existente. ferro), elas se atraem ou se repelem, dependendo Entre os minerais que têm clivagem perfeita estão das extremidades que forem postas juntas. A regra a barita, a calcita, a clorita, o diamante, a galena, a é: pólos iguais repelem; pólos diferentes atraem. hemimorfita, a rodonita e o topázio. Essa regra continua valendo independente- mente de como você divida a substância magnética. Fratura e ruptura Se, por exemplo, você partir um magneto em dois pedaços, terá não um magneto quebrado e sim dois A clivagem é diferente da fratura. A cliva- magnetos, cada qual com um pólo norte e um pólo gem só acontece ao longo das linhas da estrutura sul próprios. Se em seguida você partir os dois, terá cristalina, mas a fratura pode ocorrer no sentido quatro magnetos e assim sucessivamente. transversal. Outro efeito, chamado ruptura, ocorre 30 FTC EAD | BIO
  • 32. Radioatividade natural dos minerais Tudo isso é extremamente útil para os geólo- gos porque, uma vez que a duração da meia-vida de Alguns elementos químicos que compõem um elemento tenha sido descoberta, é muito sim- os minerais e as gemas nem sempre são estáveis, ples calcular a idade das rochas circundantes pelo e podem partir-se espontaneamente nas partículas grau de decomposição encontrado nos elementos atômicas constituintes. Quando isso ocorre, são radioativos que contêm. emitidas várias formas de radiação. Esse fenômeno importante foi descoberto recentemente. Gemas animais Radioatividade Algumas das mais belas e valiosas preciosida- des da Terra não são originárias de rochas, mas de Um dos fatos mais importantes para se ter organismos vivos, tanto vegetais como animais. As em mente, em relação à radioatividade natural, é descritas a seguir são algumas das mais conhecidas. que ela não é influenciada por mudanças químicas ou por quaisquer mudanças normais no ambiente Âmbar do material na qual ocorre. A radioatividade é mui- to diferente de qualquer reação que se possa obter O âmbar é uma resina viscosa, castanha ou por aquecimento, por exemplo, ou por qualquer amarelada, liberada (“secretada”) pelas coníferas e outra forma de reação química. depois fossilizada. Pode conter coisas como inse- tos, folhas, etc., que ficam presas na sua resina pe- A radioatividade pode ser definida como desin- tegração espontânea de certos núcleos atômicos. (O gajosa antes que ela se solidifique. Entre as inúme- núcleo é a parte central do átomo, a que contém a ras coisas já encontradas dentro de fragmentos de maior parte de sua massa.) Sempre que ocorre radio- âmbar estão bolhas de ar, folhas, pinhas, pedaços de madeira, insetos, aranhas e até rãs e sapos. As atividade, ela é acompanhada pela emissão de partícu- bolhas de ar empanam o brilho do âmbar; sendo las alfa (núcleos de hélio), partículas beta (elétrons) ou radiação gama (ondas eletromagnéticas curtas). em geral removidas através de tratamento térmico. Ao contrário, muitos dos corpos estranhos men- Minerais radioativos são os que contém ele- cionados aumentam de modo considerável o valor mentos químicos instáveis ou variedades raras e da peça, especialmente se dentro dela estiver uma instáveis de certos elementos que ocorrem mais espécie rara ou extinta. comumente em forma estável. Esses minerais de- compõem-se naturalmente e, quando isso acontece, O melhor e mais valioso âmbar é transparen- liberam enormes quantidades de energia em forma te, e fragmentos extremamente polidos são usados de radiação. A taxa de decomposição natural varia para fazer amuletos e contas. Quando friccionado, de elemento para elemento e o tempo que leva para o âmbar dá origem à eletricidade estática. que metade dos átomos de qualquer elemento ra- Os principais depósitos de âmbar no mundo dioativo se desintegre é conhecido como sua meia- são encontrados no litoral norte da Alemanha: o vida. O processo de desintegração prossegue e não âmbar pode ser levado pelas águas, do leito do mar se encerra após uma meia vida. Depois de transcor- Báltico até as praias da Grã-Bretanha. Eis outros ridas duas meias-vidas, restará ¼ do elemento ori- lugares em que o âmbar é encontrado: Myanma ginal; depois de três períodos, restará 1/8; depois (ex-Birmânia), Canadá, República Tcheca, Repúbli- de quatro períodos, 1/16, e assim por diante. ca Dominicana, França, Itália e Estados Unidos. Isótopos Coral Os núcleos atômicos de um determinado As mais grandiosas estruturas criadas por se- elemento nem sempre têm a mesma composição. res vivos não são de autoria do homem, mas sim de Essas variantes do mesmo elemento básico são organismos minúsculos que se unem, formando os conhecidas como radioisótopos ou isótopos, sim- recifes de coral. plesmente. Embora as variantes tenham o mesmo número de prótons da forma básica do elemento, O coral é constituído por esqueletos de ani- têm um número diferente de nêutrons. mais marinhos chamados pólipos de coral, perten- Fundamentos de Geologia 31
  • 33. centes à classe zoológica anthozoa. Estes pólipos molusco secreta camadas de carbonato de cálcio. têm corpos ocos e cilíndricos, e, embora algumas Essas secreções – que de início têm o nome vezes vivam sozinhos, são com maior freqüência de nácar ou madrepérola – circundam o corpo es- encontrados em grandes colônias, onde se desen- tranho invasor, e vão construindo sobre ele uma volvem, um em cima do outro, acabando por cons- casca que endurece com o passar dos anos: esse tituir grandiosas formações geográficas, como os processo protege o molusco contra o intruso, for- recifes de coral e atóis. Esses esqueletos são for- necendo ao homem uma das suas mais preciosas mados de carbonato de cálcio (rocha calcária), que riquezas, a belíssima pérola. com o passar dos anos se torna maciço. As pérolas podem ser redondas ou irregula- O coral pode existir apenas em águas com tem- res, e são brancas ou negras. As pérolas naturais são peratura acima de 22°C – embora a maior parte deles originárias do golfo Pérsico, do golfo de Manaar, seja encontrada em águas tropicais, há alguns nas regi- que separa a Índia do Sri Lanka e do mar Verme- ões mais quentes do mar Mediterrâneo. Pode ser azul, lho. As pérolas de água doce são encontradas nos rosa, vermelho ou branco. O coral vermelho é o mais rios da Áustria, França, Alemanha, EUA (Mississi- valioso, e há milhares de anos é usado em jóias. pi), Irlanda e Grã-Bretanha (Escócia). As pérolas cultivadas – isto é, pérolas cuja Marfim produção é artificialmente induzida pela inserção O marfim é uma espécie de dentina que for- deliberada de uma pequena conta que incita a ostra ma as presas de grandes animais selvagens – espe- a criar uma pérola – são produzidas principalmente cialmente dos elefantes, mas também de hipopó- no Japão, onde as águas rasas do litoral propiciam tamos e javalis. Os mamíferos marinhos como o condições ideais para isso. cachalote, o narval, o leão-marinho e a morsa tam- bém são capturados por causa dele. O marfim tem Azeviche cor branca cremosa, é um material raro e bonito, e, embora seja muito utilizado em decoração des- O azeviche é uma variedade de carvão e ,como de o começo da humanidade – uma peça de presa tal, foi formado há milhões de anos, originário da ma- de mamute entalhada, encontrada na França, tem deira imersa em água estagnada e depois comprimida mais de 30 000 anos -, houve nos últimos 50 anos e fossilizada por camadas posteriores do mesmo ma- uma mudança radical de atitude em relação ao esse terial e de outros, que se acumularam por cima dele. tipo de exploração dos animais para o benefício e Sabe-se que o homem extrai o azeviche des- prazer do homem. Muitos que antes teriam cobi- de 1400 a.C., e durante a ocupação da Grã-Breta- çado peças de marfim agora são estimulados a usar nha os romanos davam-lhe tanto valor que muitos alguns de seus muitos substitutos, como o marfim carregamentos desse material eram freqüentemen- vegetal, osso, chifre e jaspe. No entanto, apesar da te enviados para Roma. conscientização cada vez mais generalizada a res- A beleza do azeviche é acentuada pelo po- peito do problema, e da legislação internacional limento, e por causa de sua cor negra era muito que protege os animais sob ameaça de extinção, os procurado no século XIX para fazer adornos usa- elefantes continuam a ser caçados em muitas regi- dos em ocasiões de luto. Como o âmbar, o azeviche ões da África e da Índia por caçadores clandestinos gera eletricidade estática quando friccionado. de marfim, e ainda correm perigo de extinção. Pérola Fósseis As pérolas são formadas por ostras e me- O que são fósseis? xilhões de água doce como um tipo de proteção Fósseis são restos preservados de plantas ou contra parasitas ou grãos de areia que penetram em animais mortos que existiram em eras geológicas suas conchas, causando irritação. passadas. Em geral apenas as partes rígidas dos or- Ao se iniciar o processo de irritação, uma cama- ganismos se fossilizam – principalmente ossos, den- da de tecido – “manto” – entre a concha e o corpo do tes, conchas e madeiras. Mas às vezes um organismo 32 FTC EAD | BIO
  • 34. inteiro é preservado, o que pode ocorrer quando as mos muito delgados, como folhas, por exemplo, são criaturas ficam presas em resina de âmbar; ou então chamados de impressões. Quando pegadas, rastros quando são enterradas em turfeiras, depósitos sali- ou fezes fossilizadas (coprólitos) são assim prensa- nos, piche natural ou gelo. Entre as muitas descober- dos e preservados chamam-se vestígios fósseis. tas fascinantes feitas em regiões árticas extremamen- As melhores condições para a fossilização te geladas como o norte canadense e a Sibéria, na surgiram durante sedimentações rápidas, principal- Rússia, temos os restos perfeitamente preservados mente em regiões onde o leito do mar é profundo o de mamutes e rinocerontes lanudos. bastante para não ser perturbado pelo movimento Essas descobertas são excepcionais e, quando da água que há por cima. ocorrem, chegam às manchetes do mundo inteiro. Em termos gerais, todo fóssil deve ter a mesma A maioria dos fósseis transforma-se em pe- idade do estrato de rocha onde se encontra ou, pelo dra, um processo que leva o nome de petrificação. menos, deve ser mais jovem que a camada diretamen- De modo geral existem três tipos de fossili- te abaixo e mais velho que a camada diretamente aci- zação. O primeiro é chamado de permineralização. ma dele. Existe, porém, um pequeno número de exce- Isso acontece quando líquidos que contém sílica ou ções, quando o estrato provém de alguma rocha mais calcita sobem à superfície e substituem os compo- velha e se depositou numa rocha mais nova através de nentes orgânicos originais da criatura ou planta que processos de sedimentação ou metamorfose. ali morreu. O processo leva o nome de substituição Portanto, quando o cientista sabe a idade da ou mineralização. Em quase todo o mundo existem rocha é capaz de calcular a idade do fóssil. Talvez ouriços-do-mar silicificados em depósitos de gre- o resultado mais espetacular disso tenha ocorrido da; eles constituem um dos principais fósseis que no século XIX, quando cientistas britânicos des- você deve procurar em suas excursões. cobriram os restos de misteriosas criaturas que, de Quando o organismo fossilizado contém te- acordo com os estratos circundantes, teriam for- cidos moles – carne e músculos, por exemplo -, o çosamente existido há pelo menos 65 milhões de hidrogênio e o oxigênio que compunham essa estru- anos. Esses animais de aspecto tenebroso – que até tura em vida são liberados, deixando para trás apenas então eram completamente desconhecidos do ser o carbono. Este forma uma película negra na rocha humano – foram batizados de “dinossauros”, pala- que delineia o contorno do organismo original. Esse vra de origem grega que significa “lagartos terríveis”. contorno chama-se molde, e os moldes de organis- ROCHAS ÍGNEAS Como já foi dito anteriormente, as rochas ígneas são formadas pela cristalização do magma quando este se resfria. O magma (rocha fundida) vem de profundidades geralmente acima de 200 km e consiste primaria- mente de elementos formadores de minerais silicatados (minerais do grupo dos silicatos, formados por silício e oxigênio, acrescidos de alumínio, ferro, cálcio, sódio, potássio, magnésio, dentre outros). Além destes elementos, o magma também contém gases, principalmente vapor d’água. Saiba mais! As erupções vulcânicas lançam para Como o magma é menos denso que as superfície fragmentos de rocha e fluxos rochas, ele migra tentando ascender à superfí- de lava. A lava é similar ao magma, contu- cie, num trabalho que leva centenas a milhares do, na lava, a maior parte dos gases consti- de anos. Chegando à superfície o magma extra- tuintes do magma já escapou. vasa produzindo as erupções vulcânicas. Fundamentos de Geologia 33
  • 35. As grandes explosões que às vezes acompanham as erupções vulcânicas são produzidas pelos gases que escapam sob pressão confinada. As rochas resultantes da solidificação ou cristalização da lava geram dois tipos de rocha: Rochas vulcânicas ou extrusivas: são as que se cristalizam na superfície; Rochas plutônicas ou intrusivas: são aquelas que se cristalizam em profundidade. À medida que o magma se resfria, são criados cristais de minerais até que todo o líquido é transfor- mado em uma massa sólida pela aglomeração dos cristais. A razão ou taxa de resfriamento influencia do tamanho dos cristais gerados: Quando o resfriamento se dá de forma lenta os cristais têm tempo suficiente para crescerem, então a rocha formada terá grandes cristais, ou seja, a rocha será constituída por poucos e bem desenvolvidos cristais; Quando o resfriamento se dá de forma rápida ocorrerá a formação de um grande número de pequenos cristais. Saiba mais! Desta forma, se uma rocha ígnea apresenta cristais que são visíveis apenas com o auxílio de um microscópio, sabe-se que ela se cristalizou muito rápido. Mas, se os cristais identificados a olho nu, então essa rocha se cristalizou lentamente. Em geral, as rochas vulcânicas se cristalizam rapidamente pela brusca mudança de condições de temperatura quando a lava chega á superfície, já as rochas plutônicas geralmente se cristalizam mais len- tamente em regiões mais profundas. Como se classificam as rochas ígneas? As rochas ígneas podem variar muito de composição e aparência física. Isso ocorre devido às dife- renças na composição do magma, da quantidade de gases dissolvidos e do tempo de cristalização. Existem dois principais modos de classificar as rochas ígneas: com base na sua textura e com base na sua composição mineralógica. Classificação das rochas ígneas de acordo com sua textura A textura descreve a aparência geral da rocha, baseada no tamanho e arranjo dos cristais. A textura é importante porque revela as condições ambientais em que a rocha foi formada. Afanítica: as rochas apresentam pequenos cristais muito pequenos. Estas rochas podem ter se cristalizado próximo ou na superfície. 34 FTC EAD | BIO
  • 36. Em algumas situações, essas rochas podem mostrar pequenos buracos formados devido ao escape de gases durante a sua cristalização que são chamados de vesículas. Fanerítica: são formadas quando as massas de magma se solidificam abaixo da superfície e os cristais têm tempo suficiente para se desenvolverem. Neste caso a rocha apresenta cristais gran- des, que podem ser individualmente identificados. Porfirítica: como dentro do magma os cristais não são formados ao mesmo tempo, alguns cristais podem ser formados enquanto o material ainda está abaixo da superfície. Se ocorrer a extrusão deste magma, os cristais formados anteriormente, quando o magma estava no interior da crosta, ficarão emersos em um material mais fino solidificado durante a erupção vulcânica. O resultado é uma rocha com cristais grandes emersos em uma matriz de cristais muito finos. Esses cristais maiores são chamados de pórfiros, daí a textura recebe o nome de porfirítica. Vítrea: a textura vítrea ocorre quando, durante as erupções vulcânicas, o material se resfria tão rapidamente em contato com a atmosfera que não há tempo para ordenar a estrutura cristalina. Neste caso não são formados cristais e sim uma espécie de vidro natural. A mais comum destas rochas é conhecida como obsidiana. Um outro tipo de rocha vulcânica que exibe a textura vítrea é a púmice (vendida comercialmente como pedra púmice). Diferentemente da ob- sidiana, a púmice exibe muitos veios de ar interligados, como uma esponja, devido ao escape de gases. Algumas amostras de púmice inclusive flutuam na água devido a grande quantidade de vazios. Classificação das rochas ígne- as de acordo com sua composição mineralógica Você sabia? O cientista N. L. Bowen descobriu que, A composição mineral das rochas ígne- em magmas resfriados em laboratório, certos as depende da composição química do magma minerais se cristalizam primeiro, em tempera- a partir do qual estes minerais serão formados. turas muito altas. Com o abaixamento suces- Contudo, um mesmo magma pode produzir ro- sivo da temperatura, novos cristais vão sendo chas de composição mineral muito diversa. formados. Ele descobriu também que os cris- Esta seqüência de cristalização é conhe- tais formados reagem com o magma restante cida como série de cristalização magmática ou para criar o próximo mineral. Série de Bowen. Fundamentos de Geologia 35