Tema 3 geologia

TEMA 3: APONTAMENTOS DE GEOLOGIA 10º ANO | Sílvia Couto Ribeira 2019
Geologia 10ºAno
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Tema 3. Compreender a Estrutura Dinâmica da
Geosfera
1. Métodos para o Estudo do Interior da Geosfera
A terra tem energia no seu interior e isso faz com que quando mergulhamos
em profundidade no nosso planeta a temperatura aumenta.
O estudo dessa energia é feita pela geotermia e a variação da temperatura
em profundidade dá-se o nome de gradiente geotérmico.
Esta variação de temperatura com a profundidade, ou seja, o gradiente
geotérmico não se processa de
um modo contínuo e uniforme,
pelo contrário, os dados
apontam para uma diminuição
da gradiente geotérmica com a
profundidade.
Pensa-se que este calor
interno se deve as
propriedades radioativas de
certos elementos como o
urânio, o tório e o potássio.
1.1. Métodos Diretos
Os métodos diretos permitem-nos conhecer a parte mais superficial do
interior da Terra de uma forma direta. O vulcanismo, a tectónica, os
afloramentos, as minas e as sondagens, fazem parte destes métodos.
Vulcanismo - através da observação dos materiais vulcânicos podemos
conhecer o interior da Terra até aproximadamente os 200km;
Tectónica - Na observação das deformações causadas pela tectónica, podemos
aceder aos materiais existentes no interior.
Afloramentos - É a observação direta das rochas à superfície que por processos
do ciclo petrológico ascenderam.

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Minas e Pedreiras de céu aberto - A exploração das minas e pedreiras
fornecem-nos dados até aos 4km de profundidade.
Sondagens - Um recurso dispendioso mas que nos dão informações até aos
12km de profundidade.
1.2. Métodos Indiretos
Astronomia - partindo-se do princípio que o sistema solar se formou todo ao
mesmo tempo e que teve a sua origem na nébula, é de esperar que todos os
astros do sistema têm composição semelhante. Quando um meteorito embate
na superfície terrestre é analisado a sua composição.
Ondas Sísmicas - A propagação das
ondas sísmicas e a sua velocidade
refletem diferentes estados físicos e
composição diferente no interior da
Terra. Através da sismologia,
determinamos profundidades a que se
encontram as camadas, e o estado
físico dos materiais que elas atravessam.
Gravimetria - Qualquer corpo na superfície terrestre é atraído pela força e
atração do interior da Terra. Como a superfície da Terra é irregular a força
gravítica é variável de local para local.
Densidade - A densidade é uma medida que se calcula a partir da relação massa
e do volume. A massa volúmica da Terra é aproximadamente 5,5g/cm3. As
rochas da superfície são menos densas, apresentam uma massa volúmica cerca
de 2,8g/cm3. Ora este facto permite-nos aferir que as rochas do interior da Terra
serão muito mais densas no interior.

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Geomagnetismo (Paleomagnetismo) - A Terra apresenta um campo
magnético que é da responsabilidade do núcleo (ferro e níquel). As lavas
basálticas que são ricas em ferro (magnetite) quando consolidam os seus
minerais magnéticos cristalizam com a orientação do campo magnético da Terra
na altura da sua formação. Com o estudo do paleomagnetismo têm-se verificado
que o campo magnético da Terra tem-se alterado. Atualmente o campo
magnético da Terra está próximo do Polo Norte Geográfico a que se
chama polaridade normal mas, no passado, já esteve próximo do polo sul
geográfico - polaridade inversa.
A Terra apresenta um campo magnético que pode ser facilmente revelado
quando se utiliza uma bússola.
2. Vulcanologia
2.1. Vulcanismo
Um vulcão é uma estrutura geológica formada por uma abertura ou fenda na
crusta terrestre através da qual o magma ascende à superfície da terra.
Vulcanologia: Ramo das ciências que estuda a formação, a distribuição e a
classificação dos fenómenos vulcânicos.

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Legenda do Vulcão
Materiais Expelidos pelos vulcões

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Tipos de Lava
As atividades vulcânicas dependem essencialmente da composição química
da lava. Todas as lavas são constituídas por produtos silicatados a maior ou
menor quantidade de sílica na lava distinguem-nas em: Lavas ácidas, grande
teor: lavas intermédias e Básicas, com menor quantidade.
Tipos de Erupção Vulcânica

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Na erupção explosiva o conteúdo de gases é muito rico e é formada uma
nuvem ardente constituída por grandes quantidades de gases e piroclastos em
chama, a temperaturas muito elevadas, que podem deslocar-se a grande
velocidade, junto ao solo, e destruindo tudo a sua passagem.
Como se formam caldeiras?
Estas caldeiras formam então um lago com água quente como por
exemplo, nos Açores.
Vulcanismo Secundário
As manifestações de vulcanismo podem continuar, apesar do vulcão estar
extinto, mas de forma muito mais suave. A isso chamamos de vulcanismo
secundário.
Pode-se manifestar através de:

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2.2. Os Vulcões e as placas tectónicas
Principais zonas vulcânicas
Os fenómenos vulcânicos ocorrem quer nas zonas de fronteira entre placas
tectónicas – zonas tectonicamente ativas- quer no interior das placas – zonas
tectonicamente estáveis.
Nestas três zonas identificam-se as placas seguintes:

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2.3. Minimização de riscos vulcânicos – previsão e prevenção
Previsão das Erupções Vulcânicas
Quem vive perto de zonas vulcânicas tem que ter um cuidado redobrado
na prevenção do mesmo. Assim, a vulcanologia prevê os vulcões (ao estudarem
a história da terra nesses locais, emissões gasosas ou alteração do terreno)
conseguem prevenir a data do vulcão e evacuar o local para evitar perdas de
vidas.
A ciência e a tecnologia podem prever erupções através de:
• Registar pequenos sismos;
• Recolher amostras de gases vulcânicos;
• Medir a concentração dos gases na atmosfera;
• Medir a temperatura do solo, da água e recolher amostras de lava;
• Detetar ruídos subterrâneos
• Vigiar e filmar a atividade do vulcão.
Benefícios do Vulcanismo
Obviamente que os vulcões provocam mortes, perdas de habitats naturais, entre
outras coisas negativas. No entanto, também traz grandes benefícios. Tais
como:
 Solos férteis (devido a deposição de cinzas vulcânicas que retêm água e
vários nutrientes;
 Medicina;
 Energia geotérmica (energia do interior da terra) que é utilizada em
processos industriais tais como aquecer ambientes; água, etc. …
 As nascentes termais são ricas em minerais e são utilizados para
tratamento da pele.

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Medidas de autoproteção
O que fazer antes
 Identificar caminhos visíveis para salvamentos
de helicóptero;
 Manter em reserva: comida, velas, lanterna,
água, rádio portátil; etc…
O que fazer depois  Manter a calma;
 Manter se informado pelo radio portátil;
 Não visitar os locais atingidos;
3. Sismologia
3.1. Sismos – definição e causas
Os sismos, ou tremores de terra, são movimentos vibratórios com origem
nas camadas superiores da Terra, provocados pela libertação de energia.
A superfície da Terra encontra-se fraturada, isto é, dividida em placas
rígidas e animadas de movimento. Algumas afastam-se entre si, outras pelo
contrário, encontram-se em rota de colisão. As tensões de energia que se
acumulam nas rochas fazem com que fraturem e libertem instantaneamente,
grande parte da energia acumulada. Devido à elasticidade da geosfera, os dois
lados da fratura, ou falha, sofrem um deslocamento em sentido oposto ao das
forças deformadoras - Teoria do ressalto elástico de Harry Reid
Assim , a energia libertada propaga-se através de ondas sísmicas que , ao
atingirem a superfície terrestre, transferem parte da sua energia aos materiais
que aí se encontram, fazendo-os vibrar.
Macrossismos: Sismos de Intensidade elevada, sentido
pela população.
Microssismos: Sismos de reduzida intensidade, nao sentido
pela população e apenas registados pelos sismográfos.

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Antes de um sismo, normalmente, há um aviso chamado abalo
premonitório. Após o sismo (abalo principal) existem réplicas com intensidades
inferiores ao principal.
Quais os mecanismos que geram um sismo tectónico?
• O movimento das placas tectónicas geram tensões que se acumulam nas
rochas e provocam a sua deformação elástica;
• Ultrapassando o limite de elasticidade/plasticidade dos materiais ocorre a
sua rutura, libertando-se uma grande quantidade de energia acumulada;
• Na zona de fratura ocorre movimento repentino dos blocos rochosos, e a
energia propaga-se em todas as direções sob a forma de ondas sísmicas.
• Verifica-se o reajustamento dos blocos rochosos.
Causas dos Sismos
Causas dos Sismos
Naturais
Movimentos Tectónicos
Desabamento de grutas
Erupções Vulcânicas
Artificiais
Explosões Nucleares
Explosões Controladas
Fins Investigativos
Enchimento de barragens

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Origem dos Sismos
3.2. Deteção e registo de sismos
Numa estação sismográfica existem três sismógrafos: um que regista os
movimentos verticais e outros tipos que registam os movimentos horizontais (um
orientado na direção Norte-Sul e outro na direção Este-Oeste).
Um sismograma é, na ausência de quaisquer vibrações, constituído por
retas paralelas embora isso quase nunca aconteça porque a terra está

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constantemente a ser perturbada por microssismos que podem ser
consequência da atividade humana.
Em determinados períodos sismógrafos traçam uma série de picos sobre
o papel milimétrico. Quando confrontamos dois sismogramas recolhidos por
duas estações sismográficas conseguimos determinar o local onde o
sismo nasceu, por localização do seu epicentro.
Ondas Sísmicas
Existem quatro tipos de ondas sísmicas:
Ondas em Profundidade ou horizontais: as partículas do meio vibram
horizontalmente à direção da propagação da onda.
Ondas Primárias ou P: são as ondas com maior velocidade de
propagação, que comprimem e distendem a matéria. As partículas do meio
vibram na mesma direção de propagação da onda, sendo por isso, ondas
longitudinais. Propagam-se em meios sólidos, líquidos e gasosos. Quando
estas ondas chegam a superfície, parte delas pode ser direcionada para a
atmosfera sob a forma de ondas sonoras.
Ondas Secundárias ou S: Deformam os materiais à sua passagem, sem
alteração do seu volume, isto é, são ondas de corte. As ondas S apenas se
deslocam em meios sólidos e não têm tanta energia como as ondas P.

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Ondas de Superfície ou Transversais: as partículas do meio vibram
perpendicularmente à direção de propagação da onda. São ondas longas porque
têm grande capacidade destrutiva.
• Ondas de Love: Não se propagam em meios líquidos, varrem a
superfície terrestre, horizontalmente, da esquerda para a direita. Estes tipos de
ondas atacam, preferencialmente, as estruturas dos prédios.
• Ondas de Rayleigh: atingem o solo segundo uma trajetória elíptica,
semelhante às ondas do mar, propagando-se em meios líquidos e sólidos.
Velocidade das Ondas Internas P e S:
Através da análise das fórmulas percebemos que:
• A rigidez condiciona a velocidade de propagação da onda
sísmica, diretamente: quanto maior a rigidez, maior a velocidade;
• A densidade condiciona a velocidade da propagação da onda
sísmica no sentido inverso: quanto menos a densidade, maior a
velocidade de propagação.

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Intensidade e Magnitude de um Sismo
Intensidade: baseia-se nos efeitos provocados pelo sismo no terreno ou nos
edifícios. É uma escala qualitativa. É medido com uma escala de doze graus (I
a XII) – Escala Macrossísmica Europeia ou de Mercalli modificada.
A intensidade de um sismo depende, entre outros fatores:
• Da profundidade do foco e da distância ao epicentro;
• Da natureza do subsolo;
• Quantidade de energia libertada no foco.
Magnitude: Quantidade de Energia libertada durante o sismo. É medida através
de uma escala de 9 graus - Escala de Richter
Escala Macrossísmica Europeia ou de Mercalli Modificada

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Escala de Richter
Comparação das Escalas

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3.3. Deteção e registo de sismos
A distribuição dos sismos a nível mundial é, normalmente, coincidente com
o limite das placas tectónicas, que são zonas geologicamente instáveis.
Existem dois tipos de sismos:
• Os sismos interplaca: são os que ocorrem nas zonas de fronteira
de placa, verificando-se uma maior ocorrência nas zonas de colisão
(95% dos sismos)

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• Os sismos intraplacas: ocorrem no interior das placas tectónicas,
sendo, muitas vezes, consequências de falhas ativas (5% dos
sismos).
3.4. Sismicidade em Portugal
Portugal Continental, situa-se na placa Euroasiática, limitada a sul pela
falha Açores-Gibraltar.
A localização do epicentro do sismo histórico de 1 de novembro de 1755
permanece ainda incerta, contudo a placa Açores-Gibraltar é a melhor hipótese.
A sismicidade intraplaca em território continental é mais difusa e só há
ocorrência de um sismo de 23 de abril de 1909.
3.5. Minimização dos Riscos Sísmicos – previsão e
prevenção
São vários os riscos associados aos sismos, como por exemplo:
• Perda de vidas humanas;
• Destruição de edifícios
• Desmoronamento de Terras;
• Incêndios;
• Propagação de doenças;
• Tsunamis*
Como se forma um Tsunami:

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Carta de Isossistas
Prevenção de Sismos
Apesar dos progressos, é impossivel prever, com exatidão, a ocorrência de um
sismo. Por isso, a prevenção é importante para minorar as suas
consequências.

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Previsão de Sismos
Ainda não existe um método 100% eficaz para a prevenção de sismos. No
entanto, em Portugal, a atividade sísmica é acompanhada por uma rede de
estações químicas.
4. Modelo e Dinâmica da Estrutura Interna da Geosfera
4.1. Contributos para o conhecimento da Estrutura Interna da Terra
O homem tem acesso direto apenas ao conhecimento do interior da Terra
até sensivelmente os 12km de profundidade. O interior da Terra é nos dado
através dos métodos indiretos, principalmente através do estudo das ondas
sísmicas (afere-se estado físico dos materiais e profundidades de camadas) e
meteoritos (composição química das camadas terrestres).
Através do conhecimento do comportamento das ondas sísmicas (pode-se
simular um sismo em laboratório e estudar as ondas sísmicas), sabe-se que
estas deslocam-se a diferentes velocidades dependendo do tipo de material
(rigidez e densidade) e estado físico. As ondas S não se deslocam nos líquidos.
Também já vimos anteriormente que a densidade dos materiais aumenta à
medida que caminhamos para o interior da Terra, assim como a temperatura.
A existência de duas descontinuidades descobertas no início do século XX,
permitiu a criação do Modelo Clássico que divide a Terra em 3 camadas: Crosta
ou crusta (1% da massa), manto (82% da massa) e núcleo (17% da massa),
separadas pelas descontinuidades de Mohorovicic aos 30km, a de Guttenberg

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aos 2900 Km. Cada camada é subdividida em outras duas, também estas
divididas por descontinuidades como a de Lehmann aos 5150Km.
Relembra: Descontinuidades são locais no interior da Terra onde as ondas
sísmicas mudam bruscamente de velocidade.
Da observação da figura tira-se que as ondas P e às S aos 2900Km de
profundidade mudam de comportamento, as S não se propagam a partir dos
2900km e as P baixam bruscamente de velocidade. A densidade e a pressão
aumentam com a profundidade.
A sismologia permitiu também verificar que existem zonas de sombra na
descontinuidade de Guttenberg, correspondem há refração das ondas sísmicas
que ao encontrarem materiais cuja rigidez é nula (estado líquido), mudam de
comportamento (velocidade) e desviam a sua trajetória.
As ondas P têm uma zona de sombra, desparecem a cerca de 11 500 km
a 14 000 km de distância ao epicentro (correspondente a 103º e os 143º
distância angular), voltando a aparecer para maiores ângulos e as ondas S
desaparecem aos 103º e não voltam a aparecer, dado que estas ondas não
atravessam os materiais líquidos.

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4.2. Modelo da Estrutura Interna da Terra
Modelo Químico
Dá a composição química dos materiais
camadas profundidade
constituída
essencialmente
rochas estado físico
Crosta
oceânica
Crosta
Continental
0 aos 12Km
0 aos70Km
por silício,
alumínio, magnésio
e ferro
C.O.
essencialmente
basálticas
C.C.
essencialmente
graníticas,
sedimentares e
metamórficas
sólida
sólida
descontinuidade de Mohorovicic
Manto
Superior
Manto Inferior
30 aos
700Km
700 aos
2900Km
por silício,
oxigénio, magnésio
e ferro
essencialmente
peridotitos com
olivina e
piroxenas
"pastoso" (entre
o sólido e o
líquido)
sólido
descontinuidade de Guttenberg
Núcleo
Externo
Núcleo Interno
2900 aos
5150Km
5150 aos
6371Km
por ferro e níquel
minerais mais
densos que a
olivina,
exemplo
perovskite
líquido
sólido

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Modelo Físico
Dá a informação do estado físico dos materiais
camadas profundidade constituída rigidez
Litosfera 0 aos 100 km
pelas crosta
continental,
oceânica parte do
manto superior
(manto litosférico)
zona rígida
Astenosfera 100-350Km
parte do manto
superior
comportamento
plástico
Mesosfera
350 aos
2900Km
restante manto
superior e inferior
zona rígida
Endosfera
2900 aos
6371Km
núcleo externo e
interno
líquido(sem
rigidez)
rígida
Ainda hoje se discute a existência da astenosfera como camada contínua.
Uma outra curiosidade é a existência para alguns autores de uma camada
com cerca de 100 a 200 km entre o manto interior e o núcleo externo. Muitos
autores pensam que é deste local que se formam as plumas mantélicas (que
originam os hot spots), matéria menos densa e viscosa que ascende e forma os
vulcões. Os cientistas pensam que a chave para compreender a estrutura da
terra está nesta camada que designaram por camada D.

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