I
O PLANETA TERRA
A ESTRUTURA DO PLANETA
Podemos facilmente conhecer a superfície do nosso planeta pela observação direta, os vales e as bacias hidrográficas, vestígios de geleiras, montanhas, vulcões, mares, oceanos, etc., também reconhecemos distintos tipos de rochas, como as magmáticas, metamórficas e sedimentares. Seja virtualmente na internet, por vídeos, filmes, livros, fotos ou aplicativos, ou em nossas viagens reais. A observação é tudo na vida. Observe a seguir um local muito bonito existente na fronteira de nossa cidade com a cidade de Viamão: o Parque Estadual de Itapuã. O que podemos apreender sobre a litosfera do nosso planeta observando a sua paisagem? Observe o seu bairro, seus pontos geográficos, suas rochas, descreva-as em seu caderno.
Montanha de Granito rosa em Itapuã, Viamão/RS.
Laguna dos Patos, as montanhas e ao centro no último plano as montanhas da crusta de Porto Alegre.
Ilhas da Laguna dos Patos
Mapa do Parque Estadual de Itapuã
Parque Estadual de Itapuã, criado em 1991, é uma Unidade de Conservação de Proteção Integral que guarda uma das últimas amostras dos ambientes naturais da região de Porto Alegre. Localizado no município de Viamão, abrange cerca de 5.570 hectares, onde se encontra uma diversidade de paisagens e ecossistemas compostos de morros graníticos, praias de água doce, dunas, lagoas e banhados, bem como um número significativo de espécies raras e ameaçadas de extinção: cerca de 40 espécies de répteis, 30 espécies de anfíbios, 200 espécies de aves incluindo as aves migratórias, e um expressivo número de espécies de mamíferos, entre estes a jaguatirica, a lontra e o bugio-ruivo. O Farol de Itapuã, concluído em 1860, marca o encontro das águas do Lago Guaíba com a Laguna dos Patos. Existem elementos históricos que evidenciam fatos da Revolução Farroupilha (1835-1845) no Morro da Fortaleza, na Ilha do Junco e na Ferraria dos Farrapos. No Centro de Visitantes, há uma exposição fotográfica permanente com diversas imagens da unidade de conservação, e para grupos agendados é ministrada uma palestra com as informações e a história do Parque.
(Modif. mochileiros)
Fotos do PEI (Sema)
Fotos do PEI (Sema)
Mas o que se pode dizer da estrutura interna da Terra? Como ela se organiza, de que é composta? E a nossa atmosfera será que é igual do solo até o espaço?
Começamos a observar e a registrar a "geografia" desde há muito tempo. É necessário localizar pontos importantes no terreno para não nos perdermos, para localizar alimento, evitar locais de difícil acesso, etc… também é necessário descrever o local pelo qual passamos caminhando entre as montanhas, a cor de suas rochas, sua dureza e composição variáveis importantes para produção de utensílios. O homem desde sempre então, possui conhecimentos dispersos sobre o mundo físico natural.
Assim, uma importante conquista foi a sistematização desse conhecimentos em trabalhos escritos e organizados.
Xenófanes de Colophon. Oo filósofo grego Xenófanes de Colophon, Ξενοφάνης ὁ Κολοφώνιος, (570-480 a.C.) escreveu sobre como os fósseis marinhos encontrados em rochas no interior do continente grego eram evidências de que grandes inundações periódicas haviam exterminado a humanidade várias vezes no passado, mas nunca escreveu sobre a formação de terras ou o deslocamento das costas marítimas.
Aristóteles de Stagira, (384-322 a.C.), escreveu uma obra chamada Meteorologia onde fala sobre o potencial que a Terra tem para mudanças físicas, nessa obra ele incluiu sua crença de que todos os rios e mares uma vez não existiam onde estavam, e eram secos.
Du Yu (222–285 d.C.) um oficial chinês da dinastia Jin, acreditava que a terra das colinas acabaria se nivelando em vales e os vales gradualmente subiriam para formar colinas.(WP)
O alquimista taoísta Ge Hong (284–364) escreveu sobre o lendário imortal Magu; em um diálogo escrito por Ge, Ma Gu descreveu como o que antes era o Mar do Leste (ou seja, o Mar da China Oriental) se transformou em uma terra sólida onde cresciam amoreiras e um dia seria preenchido com montanhas e terras secas e poeirentas.
Ge Hong como representado em uma xilogravura de Gan Bozong, Dinastia Tang (618-907 d.C).
O último estudioso muçulmano persa Abū Rayhān al-Bīrūnī (973–1048) levantou a hipótese de que a Índia já havia sido coberta pelo Oceano Índico enquanto observava formações rochosas na foz dos rios.
Shen Kuo (1031-1085) foi quem formulou uma hipótese sobre o processo de formação da terra (geomorfologia) com base em várias observações como evidência. (WP)
Shen Kuo (1031-1085).
Shen Kuo, polímata chinês (1031-1085).
(Fonte: WP)
Suas observações de conchas fósseis em um estrato geológico de uma montanha a centenas de quilômetros distante do oceano, o deixaram muito curioso e intrigado.
Ele inferiu, baseado nas evidências que havia encontrado, observando as rochas, que a terra fora remodelada e formada pela erosão das montanhas, soerguimento e deposição de lodo e lama, depois de observar estranhas erosões naturais das montanhas Taihang e da montanha Yandang perto de Wenzhou. (WP)
Ele levantou a hipótese de que, com a inundação de lama e lodo, a terra do continente deve ter se formado ao longo de um enorme período de tempo.
Ao visitar as montanhas Taihang em 1074, Shen Kuo notou estratos de conchas bivalves e rochas ovóides em uma extensão horizontal através de um penhasco como um grande cinturão.
Baseado nessa observação Shen Kuo propôs que esse penhasco já teria sido o local de uma antiga costa marinha, costa esta que, em sua época, havia se deslocado centenas de quilômetros para o leste.
Shen escreveu que no período do reinado de Zhiping (1064–1067) um agricultor de Zezhou desenterrou um objeto em seu jardim que parecia uma serpente ou dragão e, após examiná-lo, concluiu que o animal morto aparentemente havia se transformado em "pedra".
O magistrado de Jincheng, Zheng Boshun, também examinou a criatura e notou as mesmas marcas em forma de escamas que foram vistas em outros animais marinhos. Shen Kuo comparou isso aos “caranguejos de pedra” encontrados em rochas em algumas localidades na China.(WP)
Shen também escreveu que, uma vez que bambus petrificados (fósseis) foram encontrados em camadas sedimentares no subsolo em uma área climática onde nunca foram cultivados, o clima deve ter mudado geograficamente ao longo do tempo. Essa observação foi registrada por Shen Kuo por volta do ano 1080.
Ele observou um deslizamento de terra na margem de um grande rio perto de Yanzhou (moderna Yan'an) havia revelado centenas de caules (colmos) de bambus petrificados ainda intactos com raízes e troncos, “todos transformados em pedra”, como escreveu Shen Kuo.
Shen Kuo observou que os bambus não crescem em Yanzhou, localizado no norte da China, e ele ficou intrigado durante qual dinastia anterior os bambus poderiam ter crescido. Considerando que lugares baixos úmidos e sombrios fornecem condições adequadas para o crescimento do bambu, Shen deduziu que o clima de Yanzhou deve ter se encaixado nessa descrição em tempos remotos no passado.
Embora isso tenha intrigado muitos de seus leitores, o estudo da paleoclimatologia na China medieval não se tornou uma disciplina estabelecida, todavia foi Shen Kuo que iniciou seu estudo.(WP)
O filósofo da dinastia Song, Zhu Xi (1130–1200 d.C.), também escreveu sobre esse curioso fenômeno natural dos fósseis. Ele era conhecido por ter lido as obras de Shen Kuo. A descrição de Shen da erosão do solo e intemperismo é anterior à de Georgius Agricola em seu livro de 1546, De veteribus et novis metallis. Entre as publicações de Shen Kuo que viveu entre, 1031-1085, até a obra de Agrícola em 1546, passaram 461 anos.
Além disso, a teoria de Shen sobre a deposição sedimentar é 738 anos anterior à do inglês James Hutton, cujo trabalho inovador foi publicado em 1802 e pelo qual é considerado o pai fundador da Geologia moderna por ter lançado os fundamentos dessa ciência. (WP)
Georg Pawer ou Bauer (Pawer ou Bauer, em alemão antigo significa camponês, agrícola). Georg Bauer Agricola nasceu em Glauchau, Saxónia, no dia 24 de março de 1494 e morreu a 21 de novembro de 1555 em Chemnitz.
Georgius Agrícola foi um estudioso humanista alemão, mineralogista e metalúrgico. Nasceu na pequena cidade de Glauchau, no Eleitorado da Saxônia do Sacro Império Romano Germânico.
Em 1522 começou a estudar medicina, primeiro em Leipzig e depois em Bologna e Pádua na Itália, onde se formou em 1526. Apesar de ter sido educado amplamente em várias áreas do conhecimento, desenvolveu um grande interesse pela mineração e no refino de metais.
Pela primeira vez, abordou-se questões sobre a formação de minérios e minerais. Agrícola tentou trazer à luz os mecanismos subjacentes a origem dos minerais e apresentar suas conclusões em uma estrutura sistemática. Ele expôs todo o processo em um diálogo acadêmico e o publicou sob o título “Bermannus, sive de re metallica dialogus”, (Bermannus, ou um diálogo sobre metalurgia) em 1530.
Outro trabalho inovador foi sua investigação sobre os fósseis e sua natureza. Devido a este trabalho inovador que intitulou: “De Natura Fossilium” publicado em 1546, ele ficou conhecido como o Pai da Mineralogia.
Além disso, ele tornou-se muito conhecido também por seu trabalho pioneiro chamado “De re metalicala libri XII”, (Sobre a natureza dos metais, vol. XII) publicado em 1556, um ano após sua morte.
Essa obra foi escrita em 12 volumes e é um estudo abrangente e sistemático, de classificação e guia metódico sobre todos os aspectos factuais e práticos disponíveis, que são de preocupação para a mineração, para as ciências da mineração e para a metalurgia, aspectos estes investigados e pesquisados em seu ambiente natural por meio de observação direta. Esta obra inigualável em sua complexidade e precisão, serviu como obra de referência para o estudo dos minerais e mineração por dois séculos.
Agrícola declarou no prefácio que excluiu todas aquelas coisas que eu mesmo não vi, ou não li ou ouvi falar. [...] Aquilo que eu não vi, nem considerei cuidadosamente depois de ler ou ouvir, eu não escrevi sobre.
Georg Bauer Agricola (1494-1555)
O trabalho pioneiro de G. Agrícola, envolveu observação minuciosa e documentação de toda a tecnologia mineira existente na época. Em 1531 deixou a Boêmia (hoje Jachymov, na República Checa) e foi morar na Saxônia para assumir o cargo de médico em Chemnitz, onde viveu até a sua morte em 1555.
Em Chemnitz exerceu várias funções públicas, entre elas a de burgomestre (prefeito). É dessa cidade que ele envia ao prelo uma longa série de trabalhos, iniciada já em sua estada em St. Joachimsthal.
Duas de suas obras publicadas levaram Agrícola a ser considerado o Pai da Mineralogia: “De ortu et causis subterraneorum libri V”, Gênese dos materiais no interior da Terra, um livro em cinco volumes e “De Natura Fossilium”, Sobre a natureza dos fósseis, livro que aborda os fósseis, que na época eram considerados como restos mortais de monstros antediluvianos, ambos publicados em 1546. “De re metalica”, Da natureza dos metais, é considerado um clássico da mineralogia, e foi publicado postumamente em 1556.
Como um estudioso Renascentista, ele estava comprometido com uma abordagem universal em relação ao aprendizado e à pesquisa do mundo natural. Agrícola publicou mais de 40 trabalhos acadêmicos completos durante sua vida profissional abrangendo uma ampla gama de assuntos e disciplinas, como pedagogia, medicina, metrologia, mercantilismo, farmácia, filosofia, geologia, mineralogia, zoologia, história natural, história e muito mais. (WP).
Depois de Georg Bauer Agrícola, outro notável observador e estudioso da natureza que contribuiu para nosso entendimento da Terra, foi Nicolau Steno.
Nicolaus Steno, Niels Steensen ou Niels Stensen, latinizado como Nicolaus Stenonius, é por vezes referido como Nícolas Steno.
Nicolas Steno (1638-1686) foi um bispo católico dinamarquês e cientista pioneiro nos campos da anatomia humana e da geologia.
Nicolaus Steno (1638-1686)
Nicolaus Steno foi treinado nos textos clássicos da ciência, no entanto, em 1659 ele questionou seriamente o conhecimento estabelecido sobre o mundo natural. Suas investigações e conclusões subsequentes sobre fósseis e as formações rochosas levaram os estudiosos a considerá-lo um dos fundadores da estratigrafia moderna e da geologia moderna.
Tratado sobre sólidos dentro de sólidos (cristais e fósseis) de Nicolau Steno.
Em Outubro de 1666, dois pescadores capturaram um enorme tubarão, próximo da cidade de Livorno, na Itália, e o grão-duque Ferdinando II de Médici, Grão Duque da Toscana (1610-1670), ordenou que a cabeça do animal fosse enviada a Steno para estudo.
Steno observou-a meticulosamente, dissecou-a e publicou as suas descobertas em 1667. O exame dos dentes do tubarão mostrou que estes eram muito semelhantes a certos objetos chamados glossopetrae, ou pedras língua, encontrados em algumas rochas sedimentares.
Entre os autores antigos, Plinio o Velho (23-79 d.C), acreditava que essas curiosas formações pétreas eram pedras que haviam caído do céu ou da Lua.
Gaius Plinius Secundus (23/24 – 79 d.C.) Plínio, o Velho. Morreu tentando estudar a erupção do vulcão Vesúvio
Gaius Plinius Secundus (23/24–79 d.C.), chamado Plínio, o Velho, foi um pensador romano, naturalista, filósofo natural, comandante naval e do exército no início do Império Romano, e amigo do imperador Vespasiano.
Plínio escreveu uma grande obra enciclopédica intitulada "Naturalis Historia" (História Natural). Ele passou a maior parte de seu tempo livre observando, investigando, estudando, e escrevendo sobre fenômenos naturais e geográficos no campo.
Plínio acreditava que os amonitas dourados (devido à piritização) provenientes da Etiópia, se colocados embaixo do travesseiro ao dormir, despertariam a capacidade de prever o futuro em sonhos. Plínio também acreditava que dentes de tubarão fossilizados eram pedras caídas do céu durante eclipses lunares.
Esses dentes posteriormente seriam interpretados como línguas de cobras petrificadas pelo apóstolo Paulo durante uma visita às ilhas de Malta.
Essas pedras foram chamadas de Glossopetrae, ou pedras-língua, e eram tidas como capazes de proteger de mordidas de cobras, sendo utilizadas como amuletos de proteção e até colocadas em bebidas para neutralizar o efeito de possíveis venenos.
Outros eram de opinião, também antiga, de que os fósseis cresciam naturalmente nas rochas. Um contemporâneo de Steno, Athanasius Kircher, por exemplo, atribuía a existência de fósseis a uma virtude lapidificante dispersa por todo o corpo do geocosmo. Athanasius Kircher (1601-1680) jesuíta, matemático, físico, e inventor alemão nascido em Geisa, Rhön, famoso por sua versatilidade de conhecimentos e particularmente sua habilidade para o conhecimento das ciências naturais.
Athanasius Kircher (1601-1680).
Por seu lado, Steno argumentou que se os glossopetrae pareciam-se muito com dentes de tubarão, é porque eram dentes de tubarão, provenientes das bocas de antigos tubarões, que haviam sido enterrados em lodo e areia (de mares e oceanos antigos) que eram agora terra seca (rocha intemperizada). Só os dentes haviam sido preservados porque eram a parte mais dura do animal, uma vez que seu esqueleto é cartilaginoso e se decompõem facilmente através da ação de decompositores.
Existiam diferenças de composição entre os glossopetrae e os dentes dos tubarões atuais, mas Steno argumentou que os fósseis podiam ter a sua composição química alterada sem que a sua forma tenha sido alterada, através da teoria corpuscular da matéria.
Megalodon e um tubarão branco atual
Comparação entre tamanhos do Megalodon, tubarão branco e o homem.
O trabalho de Steno sobre os dentes de tubarão levou-o a questionar-se sobre a forma como um objeto sólido poderia ser encontrado dentro de outro objeto sólido, como rocha ou uma camada rochosa. Os “corpos sólidos dentro de sólidos” que atraíram o interesse de Steno incluíam não apenas fósseis como hoje os definimos, mas também minerais, cristais, incrustações, veios, e mesmo camadas completas de rocha ou estratos. Os seus estudos geológicos foram publicados na obra Discurso prévio a uma dissertação sobre um corpo sólido contido naturalmente num sólido em 1669. Este trabalho seria aprofundado em 1772 por Jean-Baptiste Romé de LÍsle.
Steno não foi o primeiro a identificar os fósseis como sendo de organismos vivos. Os seus contemporâneos Robert Hooke e John Ray, também defendiam esse ponto de vista.
Devemos a Nicolau Steno a descoberta da Lei da sobreposição dos sedimentos, dos princípios da horizontalidade original, e continuidade lateral: os três princípios básicos da estratrigrafia.
O primeiro pensamento “geológico” surgiu por volta de 1050, na China. Neste período, Shen Kuo formulou uma hipótese de como novas terras surgiam com base na observação de fósseis encontrados por ele em terra firme há quilômetros do mar.
Porém, apenas durante a revolução científica, no século XIX, (Iluminismo) que a geologia se tornou uma disciplina científica. Isso ocorreu a partir da publicação do livro de James Hutton (1726-1797) intitulado “Theory of the Earth” (Teoria da Terra). A partir daí, J. Hutton ficou conhecido como o primeiro geólogo.
James Hutton (1726 - 1797) (óleo de Sir Henry Raeburn).
James Hutton FRSE (Fellowship of Royal Society of Edinbourgh) 1726 - 1797) foi geólogo, agricultor, químico, naturalista e médico escocês. Muitas vezes considerado como o pai da geologia moderna, ele desempenhou um papel fundamental no estabelecimento da geologia como uma ciência moderna.
Hutton apresentou a ideia de que a história remota do mundo físico pode ser inferida a partir de evidências encontradas e observadas nas rochas atuais. Por meio de seu estudo das características da paisagem e do litoral, das terras baixas escocesas, como Salisbury Crags ou Siccar Point, ele desenvolveu a teoria de que as características geológicas não são estáticas, mas sofrem transformações contínuas por períodos de tempo indefinidamente longos.
A partir disso, ele argumentou que a Terra não poderia ser jovem. Ele foi um dos primeiros proponentes do que na década de 1830 ficou conhecido como uniformitarismo, a ciência que explica as características da crosta terrestre como resultado de processos naturais ocorrendo continuamente ao longo do tempo. Hutton também apresentou uma tese para um “sistema da Terra habitável” proposto como um mecanismo deísta projetado para manter o mundo eternamente adequado para os humanos.
Principais ideias de Hutton
1) As rochas eram fundidas e resfriadas.
2) Rochas eram erodidas e reconstruídas, ou seja, as paisagens, relevos, enfim, tudo poderia ser reaproveitado.
3) O solo se forma continuamente pela ação das intempéries sobre as rochas.
4) A Terra era mais antiga do dizia a Bíblia ou que os pensadores daquela época imaginavam.
5) Os processos que atuaram no passado (que ocorreram no passado da Natureza), são idênticos ao que ocorrem nos dias de hoje (atuais).
6) A formação das estruturas geológicas são resultados de processos gradativos e lentos.
A Terra começou a ser observada de um ponto externo ao planeta a partir da década de 1950, com o advento das viagens espaciais (corrida espacial). A partir de 1957, foi possível estudar com mais detalhes a superfície do nosso planeta por meio das imagens fornecidas pelos satélites artificiais que foram colocados em órbita, sendo o primeiro satélite artificial o sputnik-1 um satélite russo lançado no dia 04/out/1957 .
Todavia, a maior parte do interior da Terra é inacessível às observações diretas, de modo que, para conhecer sua estrutura e constituição interna, é necessário recorrer a métodos indiretos, que envolvem as seguintes áreas de estudo e pesquisa:
Geofísica e sismologia
Estudo da propagação das ondas sísmicas (ondas mecânicas) provenientes de tremores e terremotos.
Geologia e petrologia
Estudo das características das rochas e dos magmas lançados em erupções vulcânicas.
Gravimetria
Estudo da variação da aceleração da gravidade da Terra.
Geomagnetismo
Estudo da origem e variação do campo magnético terrestre.
A análise dos resultados desses estudos permitiu a construção de dois modelos complementares para a estrutura interna do nosso planeta: o modelo geoquímico e o modelo geodinâmico.
MODELO GEOQUÍMICO
Este modelo estuda a distribuição dos componentes químicos que compõem nosso planeta. O modelo geoquímico e a geoquímica estudam a origem, distribuição e evolução dos elementos químicos que compõem a Terra e que se encontram contidos em forma de minerais de rochas e outros minerais derivados dela, ainda que também seja possível encontrá-los em seres vivos, na água e na atmosfera.
O seu principal objetivo é determinar a abundância dos elementos que existem na natureza, mediante técnicas analíticas, que servem de hipóteses para determinar a origem, idade e estrutura do planeta Terra e do universo.
O modelo geoquímico divide a Terra em camadas concêntricas baseando-se na sua composição: superior e inferior, referindo-se à crosta e manto, e externo e interno ao núcleo (ingeoexpert).
(anapiano)
MODELO GEODINÂMICO
Este modelo considera as velocidades de propagação das ondas sísmicas dos tremores e terremotos, dentro do nosso planeta, produzindo uma imagem da constituição em termos físicos ou das camadas existentes.
Este modelo baseia-se então, nas propriedades físicas dos materiais terrestres (camadas de rochas ou estratos) e considera que o nosso planeta é constituído internamente por cinco camadas concêntricas: litosfera, astenosfera, mesosfera, endosfera externa e endosfera interna.
Modelo geodinâmico (WP)
(Fonte: slideshare)
Modelos para a Terra (pir2)
A esquerda modelo geodinâmico e a direita modelo geoquímico (crosta, manto e núcleo). No critério químico a divisão é: Crosta, Manto e Núcleo
No critério físico ou dinâmico a divisão é: Litosfera, Astenosfera, Mesosfera e endosfera.
(edea)
Modelo geoquímico
(Fonte: youtube)
Modelo geodinâmico ou modelo geofísico
Estrutura do planeta Terra
A diferença entre esses dois modelos está na constituição. No modelo geoquímico, o manto está dividido em tres partes: crosta, manto e núcleo.
No modelo geodinâmico, o planeta está dividido em cinco camadas: litosfera, astenosfera, mesosfera, endosfera externa e endosfera interna.
O INTERIOR DA TERRA
O QUE TEM NO INTERIOR DA TERRA?
Podemos estudar o interior da Terra basicamente através de de métodos diretos e indiretos
Métodos diretos
Poços - estratos que formam a crosta
Minas - crosta oceânica
Erosão de montanhas - estratos da crosta
Erupções vulcânicas - composição quimica da lava nos informa a composição do magma
Perfurações petrolíferas - camadas profundas da crosta
Outras perfurações (Russia 12 km)
Métodos indiretos
Meteoritos: método menos confiável devido a diversidade dos meteoritos
Geotérmicos
Magnético
Gravimétrico
Densimétrico
Elétrico
Sísmico: método mais preciso e confiável
A Sismologia pode ser definida como o estudo das ondas sísmicas (ondas elásticas), naturais ou artificiais, em sua propagação no interior da Terra, passando por refrações, reflexões e mudanças de velocidade, segundo as características do meio atravessado, principalmente a densidade e os parâmetros que definem a compressibilidade e a rigidez dos materiais percorridos pelas ondas, além, obviamente, de seu estado físico. A densidade, em particular, já era abordada em estudos anteriores ao advento da sismologia, para estudo da sua distribuição em todo o globo, inclusive em profundidade.
Os sismos ou terremotos são reflexos das deformações causadas pela propagação de ondas sísmicas de origem natural. Mas essas ondas também podem ser geradas artificialmente, em explosões.
A cada terremoto natural, observatórios sismográficos no mundo todo captam informações sobre a chegada das ondas sísmicas e a integração de todos os resultados permite montar um quadro da variação de velocidade de propagação das ondas. O mesmo é feito nas explosões artificiais, algumas das quais promovidas justamente para o estudo de determinadas regiões do globo.
As ondas elásticas promovem uma deformação e, logo depois, o restabelecimento da morfologia inicial (quando não há ruptura). Assim, quanto maior o módulo elástico do material, mais rápido será o restabelecimento da forma e maior a velocidade de propagação da onda.
A direção de propagação das ondas sísmicas muda em função das características do meio: ao passar para um meio de maior velocidade, a onda se afasta da normal para a interface; ao passar para um meio de menor velocidade, a onda se aproxima desta normal. (Toledo, s/d)
Modelo geoquímico
Divide o planeta em três camadas concêntricas, detectadas pelo estudo da propagação das ondas sísmicas no interior da Terra.
1) Crosta
rica em silicatos
Crosta continental: predominância de rochas graníticas
Crosta oceânica: predominância de rochas basálticas.
2) Manto
Rico em ferro e magnésio
3) Núcleo
Rico em ferro e níquel
Modelos que descrevem nosso planeta: A esquerda modelo geoquímico (ou geoquímico), e a direita modelo geodinâmico (ou modelo físico).
Atualmente, graças a todos os métodos anteriormente estudados e principalmente aos métodos sísmicos, diferenciam-se dois modelos sobre a estrutura e composição da Terra.
Modelo Geoquímico
Que divide a Terra em camadas concêntricas com base em sua composição: crosta, manto (superior e inferior) e núcleo (externo e interno) (Bullen, 1963).
Modelo Dinâmico ou Geodinâmico ou físico
Este modelo levou em consideração o estado físico e a dinâmica das camadas.
Na área mais superficial existe uma camada de comportamento rígido com 100 km de espessura, chamada litosfera, que inclui a crosta e uma região chamada manto litosférico que faz parte do manto superior.
Entre 100 e 250 km existe uma zona de comportamento plástico, que corresponde ao canal de baixa velocidade. Esta zona é considerada formada por materiais parcialmente fundidos. É chamada de astenosfera, e ali se originam correntes de convecção que determinam a dinâmica da litosfera.
De 250 km a 2.700 km localiza-se a mesosfera, com dinâmica de correntes de convecção, plumas ou plumas térmicas.
Finalmente, a endosfera coincide com o núcleo do modelo geoquímico.
Estrutura interna do planeta Terra
À esquerda modelo geoquímico (crosta, manto, núcleo), a direita modelo geodinâmico (litosfera, astenosfera, mesosfera, núcleo externo, zona de transição e núcleo interno. (quizlet, ver tb slideshare).
VULCÕES
Os vulcões ativos podem ser perigosos para o homem. Devido às terras férteis localizadas próximas aos vulcões, os seres humanos colonizaram muitas áreas vulcânicas ativas. De fato, as cadeias de ilhas vulcânicas e ilhas vulcânicas isoladas existem porque são construídas por um vulcão. Existem perigos diretos associados a uma erupção vulcânica. Esses perigos são particularmente importantes para os vulcões explosivos, como mostrado na figura a seguir.
Fluxos piroclásticos, bombas, cinzas e derrames de lava podem causar efeitos devastadores nas áreas próximas aos vulcões. Atividades explosivas podem levar ao colapso de partes laterais dos vulcões ou ao colapso de domos formados no topo pelo acúmulo de material do vulcão.
Além disso, erupções podem desestabilizar as encostas, gerando fluxos de lama que podem ser mais mortais que a erupção. Um exemplo foi o fluxo de lama em Columbia após a erupção do vulcão Nevado Del Ruiz (Tolima, México), em 1985, que matou cerca de 23 mil pessoas.
Vulcão Nevado Del Ruiz (bluradio)
Vulcão Nevado del Ruiz (hojenahistoria)
Vulcão Nevado del Ruiz em 2021 (clmbrasil)
Mais longínquos são os efeitos das grandes erupções sobre o clima do planeta, que pode ser alterado por alguns anos. A humanidade testemunhou algumas dessas erupções, que, em casos extremos, podem mudar o curso da evolução.
Para compreender completamente o nosso planeta vulcânico, é necessário entender por que as rochas se fundem, a fim de compreender como e onde os vulcões ocorrem em nosso planeta.
Devemos também aprender a classificação dos vulcões, reconhecer os diferentes tipos de vulcões e por que eles ocorrem. O passado é a chave do presente, e um bom conhecimento dos grandes eventos vulcânicos nos dá uma boa ideia do que os vulcões são capazes tanto física quanto biologicamente.
Vídeo que discute as camadas e a formação do planeta Terra.
https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/102454/212376.pdf?sequence=1&isAllowed=y
https://socientifica.com.br/enciclopedia/megalodon/
https://socientifica.com.br/enciclopedia/megalodon/
Rochas e meio-ambiente
https://www2.ufrb.edu.br/ead/images/imagensACESSE/Geologia_Mineração_e_Meio_Ambiente.pdfII
O QUE SÃO E DE QUE SÃO FORMADAS AS ROCHAS?
A esquerda minerais de Quartzo, Feldspato e Mica e a direita um fragmento de rocha, o Granito.
Ambientes de formação das rochas (clubedemineraçao)
As rochas são formadas a partir de minerais, podendo ser constituídas penas por um mineral (monominerálicas) ou mais de um. Rochas que são formadas por apenas um mineral são consideradas rochas simples, como o mármore, o quartzito e o calaçario.
Enquanto as rochas que possuem mais de um mineral em sua formação são chamadas de rochas pluriminerálicas ou compostas, como o granito, o gnaisse, o gabro e o basalto.
Segundo Damasceno (2017), embora sejam conhecidos mais de 6.000 minerais (WP), a maioria das rochas são compostas por pouco mais de 30 minerais diferentes, sendo estes constituintes da maioria das rochas crustrais (da crosta terrestre), e por esse motivo são chamados de minerais formadores de rochas (veja o quadro abaixo). Esse número reduzido de minerais é consequência da redução de elementos de maior abundância na crosta, 99% que é composta por apenas nove elementos.
Em março de 2023, a Lista Principal de Minerais da IMA (International Mineralogical Association, CNMNC) listava 5.914 minerais válidos, incluindo 1.153 minerais pré-IMA (adquiridos) e 97 minerais questionáveis. Também em março de 2023, o Handbook of Mineralogy lista 5.663 espécies, e o Banco de Dados de Propriedades Minerais do IMA/Projeto Rruff, listou 5.901 espécies válidas (IMA/CNMNC, Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification, CNMNC) of the International Mineralogical Association) de um total de 6.132 minerais. O banco de dados IMA/Rruff inclui 1.164 minerais pré-IMA. Assim, pode-se afirmar que o número de minerais já ultrapassa 6.000 tipos de minerais reconhecidos pelos mineralogistas.
Minerais formadores de rochas e sua abundância.
Devido a grande variedade de minerais formadores de rochas, fez-se necessário agrupá-los e classificá-los, tendo como base critérios como composição química, importância econômica e aplicabilidade (uso).
A classificação dos minerais de acordo com a composição química é subdividida em 6 grupos: Silicatos, Carbonatos, Óxidos, Sulfetos, Sulfatos e Haletos.
Os minerais do grupo dos Silicatos são os mais abundantes da crosta terrestre, formados pela combinação de silício (Si) e oxigênio (O) e dando origem a estruturas internas como tetraedos isolados (minerais do grupo das olivinas), cadeias simples (minerais do grupo dos piroxênios), cadeias duplas (minerais do grupo dos anfibólios), estruturas em folhas (minerais do grupo das micas) e tridimensionais (minerais do grupo dos feldspatos).
Os Carbonatos são constituídos por carbono (C) e oxigênio (O), na forma do ânion carbonato (CO3 2-) combinado com cálcio e magnésio, um exemplo típico de mineral carbonático é a calcita (CaCO3). Os minerais do grupo dos Óxidos são compostos por ânion de oxigênio (O2-) e cátions metálicos, como encontrado no mineral hematita (Fe2O3).
Os Sulfetos são minerais compostos por ânion sulfeto (S2-) e cátions metálicos, assim como o mineral pirita (FeS2).
O grupo dos sulfatos são compostos de ânios sulfato (SO4 2-) e cátions metálicos, um exemplo típico deles é o mineral anidrita (CaCO4) e a gipsita (CaSO4.H2O).
Por fim, temos os Haletos que são formados pelos ânions cloreto (Cl-), fluoreto (F), Brometo (Br-), Iodeto (I-), como exemplo desse grupo temos o mineral halita (NaCl).
Os grupos químicos são esses:
- Elementos Nativos: minerais que possuem somente um elemento químico. Ex.: Ouro, diamante, grafite;
- Sulfetos: minerais que possuem radical S(enxofre). Ex.: Pirita, Bornita;
- Sulfossais: minerais que possuem radical Pb, Cu ou Ag, combinados com S, As, Bi, etc. Ex.: Enargita, Tetraedita;
- Óxidos: combinação de um metal com o oxigênio. Ex. gelo, cuprita, corindon, etc. Hidróxidos: presença da água ou hidroxila. Ex. bauxita;
- Haloides: cloretos, fluoretos, brometos e iodetos. Ex. halita, silvita, fluorita, etc.
- Carbonatos: minerais com o radical CO3. Ex. calcita, dolomita, etc.
- Nitratos: minerais com o radical NO3. Ex. nitro de sódio.
- Boratos: minerais com o radical BO3. Ex. boracita.
- Fosfatos: minerais com o radical PO4. Ex. Apatita.
- Tungstatos: minerais com o radical WO4. Ex. scheelita.
- Sulfatos: minerais com o radical SO4. Ex. barita.
Os minerais apresentam significativa importância econômica para a sociedade, dessa forma podem ser classificados como Minerais Metálicos e Não Metálicos, a exploração destes minerais resulta em uma atividade de rendimento econômico denominada Mineração.
O conceito de Minerais Industriais refere-se a um mineral (em geral não metálico) ou rocha que é utilizado para um ou mais fins industriais.
• materiais para indústria ótica e eletrônica (quartzo principalmente e, secundariamente, gipsita, fluorita, calcita, micas..);
• materiais para fabricação de pigmentos (óxidos de ferro, minerais de titânio...);
• materiais abrasivos (diamantes e carbonados, córindon, granada, estaurolita...);
• matéria prima para a indústria química (sais minerais, enxôfre nativo, apatita, fosforita...)
• materiais para cerâmica (argilas diversas, sílica, feldspatos,...);
• materiais utilizados na fabricação de plásticos (derivados do petróleo);
• materiais para a agricultura: fertilizantes (fosfatos, sais de potássio); corretivos de solos (calcário e dolomito moídos, gipsita moída...);
• materiais para uso na mineração e metalurgia: lamas de perfuração (argilas, em especial do grupo das montmorilonitas (bentonita); moldes de fundição (areia silicosa fina + aglomerante argiloso); fundentes (calcário e/ou calcario dolomítico, cal).
Os minérios energéticos são substâncias que podem ser usadas como fonte de energia e englobam:
a) Os materiais nucleares: são minerais que contém elementos radioativos como urânio e tório;
b) Os combustíveis fósseis têm origem na acumulação de microrganismos em sedimentos, estes transformados posteriormente em rochas sedimentares por processos diagenéticos, sendo divididos em sólidos, como a série turfa-linhito-carvão mineral-antracito, e líquidos e gasosos, como o óleo e o gás natural do petróleo (moléculas compostas por carbono e hidrogênio).
A partir da atividade industrial, foram criados termos utilizados comercialmente e que se referem às diversas formas de minerais. Cristal é um mineral limitado por faces planas e bem definidas. Mineral Minério é um mineral economicamente autossustentável. As gemas representam todos os minerais ornamentais, usados para a confecção de joias e bijuterias.
O QUE É UM MINERAL?
Os minerais são a substância básica da Terra, e seu estudo sempre permanecerá no coração das Ciências da Terra. (Frank C. Hawthorne, 1993 in Klein e Dutrow, 2012).
Os minerais e seus derivados químicos estão em todos os lugares. Caminhamos sobre eles (ao longo de praias arenosas ou cadeias de montanhas), os vestimos (como joias), lavamos nossas roupas com eles (como tensoativos em detergentes) e os utilizamos quando escovamos nossos dentes (como abrasivos no creme dental). Eles trazem eletricidade para nossas moradias e fornecem os materiais de construção de nossas casas e escolas (Klein e Dutrow, 2012).
Sem os minerais, não teríamos uma Terra sólida onde pudéssemos viver, nem o solo onde cultivar nossos alimentos e não haveria nosso atual sistema econômico.
Neste tópico, descobriremos o que são os minerais, como se formam, como formam as rochas, e como ler as evidências que eles guardam sobre sua própria formação e sobre a formação da Terra e sobre os processos planetários.
Denominam-se minerais as substâncias inorgânicas naturais de composição química definida e de estrutura sólida cristalina determinada, com arranjo atômico ordenado, que às vezes se apresentam em formas geométricas mais ou menos regulares.
As principais características dos minerais são:
- Origem inorgânica natural
- Estrutura sólida cristalina
- Composição química definida
- Arranjo atômico ordenado
Minerais podem ser íons são espécies químicas carregadas eletricamente e são formados por átomos que perderam ou receberam elétrons. Os cátions são íons positivos derivados da perda de elétrons por átomos neutros. Já os ânions são íons negativos formados pelo recebimento de elétrons por átomos neutros.
Os minerais são compostos químicos inorgânicos homogêneos sólidos formados naturalmente e que apresentam uma estrutura molecular bem definida.
Simplificando:
Substância química inorgânica natural, homogênea, sólida, cristalina.
Os minerais podem ser formados no próprio planeta Terra ou chegar na Terra através de meteoritos e demais corpos espaciais extraterrestres.
Atualmente, existem catalogados mais de cinco mil minerais e, à medida que os estudos geológicos avançam, mais e mais minerais vão sendo descobertos, alguns deles de origem extraterrestre.
Nosso planeta possui cerca de 5.800 minerais conhecidos, ao passo que apenas cerca de 480 foram encontrados em meteoritos (minerais extraterrestres). (Wei-Haas,2022).
Ao estudar o material do meteorito rochoso, El Ali, encontrado na Somália, em 2019, os pesquisadores notaram vários cristais com composições inusitadas. Análises posteriores, incluindo uma comparação com minerais desenvolvidos sinteticamente em laboratório, confirmaram uma suspeita: a composição e a estrutura dos minerais não tinham precedentes na natureza terrestre.
Chris Herd, curador da coleção de meteoritos da Universidade de Alberta, no Canadá batizou um dos minerais de Elaliita, em homenagem ao próprio meteorito, e o segundo de Elkinstantonita, em homenagem a Lindy Elkins-Tanton, cientista planetária da Arizona State University, nos Estados Unidos, e investigadora principal da próxima missão Psyche, pela NASA, que irá explorar um asteróide metálico.
O Instituto de Tecnologia da Califórnia, que já havia descoberto dezenas de novos minerais, identificou o terceiro mineral, batizando-o de Olsenito em homenagem ao falecido Edward Olsen, ex-curador do Museu Field de História Natural de Chicago, nos Estados Unidos, que havia teorizado a existência deste mineral que agora leva seu nome.
Outro exemplo de mineral extraterrestre é a Wassonita, mineral descoberto em um meteorito coletado na Antártica na década de 1960.
Amostra do meteorito El Ali, descoberto em 2019, na Somália (Fonte: ign).
Minerais extraterrestres
Os átomos nas substâncias inorgânicas, em geral, possuem uma estrutura cristalizada com uma cadeia química estabelecida, responsável por conferir aos minerais as suas propriedades físicas. Como já mencionamos, os minerais são sempre de origem inorgânica (geológica).
MINERALOIDES
Mineraloide é a designação dada a materiais de origem geológica que possuem características semelhantes às dos minerais, mas não são cristalinos ou, quando o são, não possuem composição química suficientemente uniforme para serem considerados como um mineral específico.
As substâncias produzidas pelo homem ou qualquer outro ser vivo que possuam características de minerais também são chamadas de mineraloides, como o gelo que criamos em geladeiras, a obsidiana (vidro vulcânico) ou o material da concha de moluscos, o nácar e a pérola, por exemplo.
Pérola e o nácar da concha são exemplos de mineraloide.
Entre os mineraloides encontramos substâncias de interesse econômico e gemológico, como a obsidiana, que é um vidro e não um cristal e portanto não é um mineral, o azeviche que é uma forma densa de carvão, a opala, devido à sua natureza não cristalina. O mesmo acontece com o âmbar, uma substância orgânica não cristalina de origem biológica (resina de árvores, geralmente pinheiros).
As pérolas são por vezes consideradas como um mineral, devido à presença de cristais de carbonato de cálcio na sua estrutura, mas são melhor classificadas como mineralóides, devido à sua origem biológica sem transformação geológica e por conterem um aglutinante orgânico que lhes confere uma composição não uniforme.
O Azeviche no mundo antigo era chamado de succinum nigrum, âmbar negro, equiparando-o ao âmbar ou succino, com o qual é freqüentemente associado. Era também chamada lapis gagates, nome usado entre outros pelo naturalista Plínio o Velho e por Santo Isidoro de Sevilha, autor da obra Etimologias, onde esclarece a razão: “Gagates é uma pedra encontrada pela primeira vez na Lícia, Ásia Menor (hoje Turquia) que é lançada à margem pelo rio Gagas, e daí vem o seu nome; há muito na Bretanha. É uma pedra preta, plana e lisa que queima quando colocads no fogo”. O azeviche é uma gema fóssil formada pela ação da pressão oceânica sobre uma rocha sedimentar constituída de restos fósseis de plantas. Trata-se de uma variedade fibrosa e dura de lignito (linhito), de coloração negra luminosa, que se pode cortar e polir para confeccionar joias.
O azeviche teve um uso muito difundido entre os antigos romanos, que transportavam o produto da Inglaterra para Roma. Seu uso era associado ao luto. Era também empregado na confecção de objetos esotéricos, tais como a figa de azeviche, cujo propósito era afastar serpentes. No século XX, o azeviche também foi muito usado na joalheria de luto.
ALGUNS MINERAIS
Cristais de calcita azul (CaCO3) (ribeirãopretocristais)
Cristal de Calcita
Mineral de chumbo, Galena.
Galena
Turmalina
sal gema (NaCl)
Ouro nativo (Au)
Como vimos os minerais são elementos naturais, e a grande maioria deles é sólida. Eles possuem uma composição química definida, sendo formados por processos inorgânicos.
Alguns minerais da coleção do prof. Paim.
1) Quartzo turmalinado, SiO2
2) Apatita: Ca9,0Na0,2(PO4)6,3F1,0(OH)1,1
3) Granada, é um mineral; característico de uma grande variedade de rochas metamórficas, bem como de alguns granitos e pegmatitos, rochas vulcânicas ácidas e kimberlitos. Este mineral cristaliza-se no sistema cúbico, possui como fórmula geral A3B2Si3O12, no qual: A=Fe, Ca, Mn ou Mg; e B=Al, Fe, Ti ou Cr.
4) Aragonita: CaCO3, origem magmática ou orgânica, Rocha sedimentar química.
5) Galema: PbS, sulfeto de Chumbo.
6) Hematita: Fe2O3
7) Bornita, Cu5FeS4 contendo 63,3% de cobre; 11,1% de ferro.
8) Sepentinita: é uma rocha metamórfica formada pelo metamorfismo dos peridotitos, são filossilicatos hidratados de magnésio e ferro (Mg,Fe)3Si2O5(OH)4.
9) Drusa de Quartzo tangerina: SiO2
O QUE É UM MINERAL?
“Um mineral é um composto químico homogêneo de ocorrência natural, de origem inorgânica, com uma composição química definida com arranjo atômico ordenado e estrutura sólida cristalinas” (Mason et al. 1968) (ufpel).
O conceito mais aceto, é o citado a seguir:
Um mineral é um sólido, homogêneo, natural, com uma composição química definida (mas geralmente não fixa) e um arranjo atômico altamente ordenado. É geralmente formado por processos inorgânicos. (Klein & Hurlbut, 1999).
Simplificando:
Substância química inorgânica natural, homogênea, sólida, cristalina.
Pelos conceitos que vimos as principais características dos minerais sao:
Substância química homogênea natural sólida
Origem inorgânica
Composição química definida
Arranjo atômico ordenado
Estrutura cristalina
Ao contrário das substâncias amorfas, como madeira, plásticos, cimento e vidros, as substâncias cristalinas possuem um arranjo ordenado dos átomos, íons ou moléculas que a constituem. Esse empilhamento regular dos átomos é que explica as faces planas dos cristais.
Algumas implicações do conceito:
Substância química inorgânica natural:
Uma substância quimica inorgânica é uma substância composta pela combinação de dois ou mais elementos que não contém carbono como elemento principal, ou não provém de origem orgânica (seres vivos).
Sólido: as substâncias gasosas ou líquidas são excluídas do conceito de mineral.
Assim, o gelo nas calotas polares é um mineral, mas a água não. Algumas substâncias que fogem a esta definição ainda assim são objeto de estudo do mineralogista. É o caso do mercúrio líquido, que pode ser encontrado na natureza, em determinadas situações. Nestes casos, a substância é chamada de mineralóide.
Homogêneo: algo que não pode ser fisicamente dividido em componentes químicos mais simples. Este conceito é obviamente dependente da escala de observação, uma vez que algo que é aparentemente homogêneo a olho nu pode ser constituído de mais de uma substância, quando observado em escala microscópica.
Natural: exclui as substâncias geradas em laboratório ou por uma ação consciente do homem. Quando estas substâncias são idênticas em composição e propriedades a um mineral conhecido, o nome deste mineral pode ser usado, acrescido do adjetivo “sintético” (por exemplo, esmeralda sintética). Acima, consideramos o gelo das calotas polares como um mineral. Entretanto, para seguir o conceito de mineral à risca, o gelo que fabricamos na geladeira não constitui um mineral.
Composição química definida: significa que um mineral é uma substância que pode ser expressa por uma fórmula química. Por exemplo, a composição do ouro nativo é Au, a do quartzo é SiO2, a da calcita é CaCO3, e assim por diante. Entretanto em muitos minerais é possível a substituição de um ou mais elementos da fórmula original por outros. Assim, a dolomita CaMg(CO3)2 admite a substituição de Mg por quantidades variáveis de Fe e Mn, e a esfalerita ZnS admite a substituição de Zn por quantidades variáveis de Fe. Em muitos casos, a composição química dos minerais pode variar dentro de certos limites, sem que seja necessário alterar o nome do mineral. Em outros casos as variações são tão grandes que caracterizam uma espécie mineral distinta.
Arranjo atômico ordenado (estrutura cristalina): implica na existência de uma estrutura interna, onde os átomos, íons ou moléculas estão dispostos em um padrão geométrico regular. Este padrão obedece às regras de simetria que se estua em cristalografia, e os sólidos assim constituídos pertencem a um dos sistemas cristalinos: triclínico, monoclínico, ortorrômbico, tetragonal, hexagonal (trigonal) e isométrico.
Sólidos que possuem tal arranjo interno ordenado são chamados de cristalinos. Os que não o possuem são chamados de amorfos, e fogem á classificação estrita de mineral, compondo o grupo dos mineralóides. A obsidiana, por não possuir estrutura cristalina, não é considerado mineral.
Segundo Klein e Dutrow (2012), a ciência dos minerais, também chamada de mineralogia, é o estudo desses materiais. Essa definição é restritiva e diferencia o uso da palavra mineral na geologia e em outras ciências do uso (e abuso) da palavra mineral em outros campos. Por exemplo, nutricionistas podem utilizar o termo mineral quando, de fato, querem dizer "elemento" ou "composto químico". Nossos corpos precisam de cálcio, ferro e potássio, que são compostos químicos essenciais à vida. Como tal, eles comumente ocorrem na forma de aditivos em suplementos nutricionais, cereais matinais, bebidas para prática de esporte e cápsulas multivitamínicas, sendo erroneamente referidos como minerais. Eles são elementos e/ou químicos compostos, e não minerais. Uma análise da definição acima ajudará a dar clareza ao próprio significado da palavra mineral.
• De ocorrência natural indica que um mineral deve ter sido formado por processos naturais. Essa especificação serve para diferenciá-los daqueles minerais feitos em laboratório. Laboratórios industriais e de pesquisa rotineiramente produzem equivalentes sintéticos de muitos materiais que ocorrem naturalmente, incluindo pedras preciosas, tais como esmeraldas, rubis e diaman-tes. Se os minerais sintetizados em laboratório também têm similares de ocorrência natural, eles são referidos pelos seus nomes mineralógicos e qualificados pelo termo sintético (p.ex., esmeralda sintética). Como alguém pode referir-se ao CaCO3 (calcita) que às vezes se forma nos dutos de abastecimento de água urbana? O material é precipitado da água natural por processos natu-rais, porém em um sistema construído pelos humanos. A maioria dos mineralogistas refere-se a ele pelo nome do mineral, calcita, porque influência humana em sua formação é inadvertida (Klein e Dutrow, 2012).
• Sólido exclui materiais que são gasosos e líquidos. Nos sólidos, há uma posição fixa para os átomos. Assim, HO como gelo em uma geleira é um mineral, mas HO como um líquido (água), não é. No leito do oceano, algumas moléculas gasosas formam estruturas sólidas chamadas de hidratos gasosos. Nesse caso, o gás como um hidrato seria considerado um mineral. De modo inverso, o mercúrio líquido, encontrado em alguns depósitos de mercúrio, é excluído como mineral pela definição acima (Klein e Dutrow, 2012).
• Um arranio atômico altamente ordenado indica uma estrutura interna de átomos (ou íons) arranjados em um padrão geométrico regular e repetitivo. Como esse critério é atribuído aos sólidos cristalinos, os minerais são cristalinos. Sólidos que não possuem um arranjo atômico ordenado são chamados de amorfos. Muitos sólidos naturais são amorfos, cujos exemplos incluem o vidro vulcânico (obsidiana - que não é classificada como mineral devido a sua composição altamente variável e à ausência de uma estrutura atômica ordenada) e a limonita (uma mistura de vários óxidos de ferro hidratados que formam a ferrugem). Em alguns casos, a forma cristalina de um mineral pode ser destruída por elementos radioativos nele contidos. O zircão, um sólido bem ordenado, pode tornar-se amorfo depois que elementos radioativos (p.ex., U ou Th) hospedados dentro de sua estrutura desintegram-se. A Liberação de energia radioativos pode danificar a estrutura cristalina e levar à perda da sua ordem atômica interna (Klein e Dutrow, 2012).
• Uma composição química homogênea e definida (mas não necessariamente fixa) que pode variar dentro de limites, implica que a composição de um mineral pode ser expressa por uma fórmula química es-pecífica. Por exemplo, o quartzo contém os elementos químicos silício e oxigênio em uma proporção de 1:2. Portanto, sua composição é expressa como SiO2. Pelo fato do quartzo praticamente não conter outros elementos que não o silício e o oxigênio, sua fórmula química é definida e fixa, e o quartzo é referido como uma substância pura.
A maior parte dos minerais, contudo, não possui essa composição bem definida, e a quantidade de elementos químicos pode variar amplamente. Para esses minerais, a composição não é fixa, mas pode variar dentro de certos limites.
Um exemplo de uma composição química que varia dentro de certos limites é dada pelo mineral dolomita. A fórmula da dolomita pura é CaMg(CO3)2. Todavia, a maior parte da dolomita não ocorre como um carbonato puro de Ca-Mg, mas, em vez disso, contém considerável quantidade de Fe e Mn no lugar do Mg. Para representar essa variabilidade, a fórmula química mais geral da dolomita é tipicamente escrita como Ca(Mg,Fe,Mn)(CO3)2 sem especificar subscrições para Mg, Fe ou Mn. A fórmula ideal tem Ca:Mg:CO, na proporção de 1:1:2, que é definida. Para a variedade da dolomita contendo ferro e magnésio, Ca:(Mg + Fe + Mn):CO, também é 1:1:2. Em outras palavras, as razões atômicas gerais nessas fórmulas permanecem as mesmas (definidas) mesmo quando existe uma certa faixa de variação na composição química (sua composição química não é fixa).
• Homogêneo significa que um mineral mantém a mesma composição por todo seu volume independentemente do local amostrado.
De acordo com a definição tradicional, os minerais são formados por processos inorgânicos, mas está aumentando a tendência em se reconhecer que os minerais podem também ser produzidos organicamente. Um exemplo familiar é o carbonato de cálcio das conchas dos moluscos (mineraloides). A concha da ostra e a pérola que pode estar nela contida são compostas predominantemente de aragonita, CaCO3. Esse material é idêntico ao mineral aragonita formado por processo inorgânico. Embora diversas formas de CaCO3 (calcita, aragonita, vaterita) e monohidrocalcita, CaCO3-H2O sejam os minerais biogênicos (que significa "minerais formados por organismos") mais comuns, muitas outras espécies são reconhecidas. Magnetita, Fe3O4; fluorita, CaF2; vivianita, Fe2(PO4)3-H2O é um fosfato, e muitos outros fosfatos; alguns sulfatos; óxidos de manganês; pirita, FeS2 e enxofre nativo, S, são alguns poucos exemplos de minerais que podem ser precipitados por organismos (ver Weiner e Dove, 2003) (Klein e Dutrow, 2012)..
O corpo humano também produz minerais essenciais. Uma forma de apatita, Ca5(PO4CO3)(OH,O,F), é o principal cons- tituinte de ossos e dentes. O corpo também pode produzir substâncias minerais (cálculos) no sistema urinário. Tais cálculos consistem predominantemente em fosfatos de cálcio (como a hidroxiapatita, carbonato-apatita e a whitlockita), oxalatos de cálcio (que são muito incomuns no mundo mineral) e fosfatos de magnésio (ver Gibson, 1974).
Os organismos vêm produzindo minerais durante a maior parte da história da Terra. No período Cambriano, há 540 milhões de anos, os organismos produziram pelo menos 64 minerais diferentes (ver Weiner e Dove, 2003).
O reconhecimento desses materiais tem aberto uma nova área de pesquisa, a biomineralização, que é o estudo dos processos pelos quais os organismos produzem minerais. (Klein e Dutrow, 2012).
A definição de um mineral requer os aspectos tanto da química quanto da estrutura cristalina (que são tratados em cursos avançados). Devido a isso, faz-se necessário outro termo quando discutimos a definição e classificação de materiais naturais. As substâncias que possuem algum critério de mineral, mas não aquele que diz respeito à ordem interna dentro de uma grande faixa de variação, são chamados de mineraloides. Vidros que ocorrem naturalmente são considerados mineraloides. Isso inclui o vidro vulcânico (obsidiana) e os fulguritos (quando o calor de um raio atinge a rocha e o solo, pode fundi-los, produzindo vidro). Exemplos adicionais incluem os líquidos, água e mercúrio, embora alguns geólogos sugiram que o mercúrio pode ser considerado um mineral (ver Nickel, 1995). A opala, SiO2nH2O, foi originalmente considerada sem qualquer estrutura interna (portanto amorfa). Entretanto, estudos cuidadosos a partir de feixes eletrônicos mostraram que ela contém um arranjo ordenado de pequenas esferas de SiO2 (Klein e Dutrow, 2012)..
O Brasil é conhecido por abrigar uma das maiores e mais importantes Províncias Geológicas do planeta, que se destaca pela quantidade, qualidade, variedade e dimensões dos minerais geológicos produzidos e também pela extensão territorial das áreas de ocorrência, pois quase todos os estados produzem algum tipo de gema (Svisero & Franco, 1991).
Nessa grande Província Geológica, a região sul do Brasil (Paraná - PR, Santa Catarina - SC e Rio Grande do Sul - RS), se destaca pela produção de ágata e ametista, cujos principais depósitos estão localizados no Rio Grande do Sul, considerados dentre os maiores do planeta.
Esses minerais ocorrem preenchendo cavidades, parcial ou totalmente, nas rochas vulcânicas da Formação Serra Geral, que cobrem um espesso pacote de rochas sedimentares da Bacia do Paraná. Associados à ágata e ametista pode ocorrer, quartzo incolor, quartzo róseo, calcita, gipsita, barita e zeólitas (Juchem, 1999).
Apesar dessa riqueza mineral, ainda em muitos casos a exploração da ametista ocorre sem nenhum tipo de estudo geológico e mineralógico prévio e sem nenhum acompanhamento técnico durante a extração do minério o que trás como consequência um baixo grau de aproveitamento econômico deste minério. Essa realidade vem se modificando aos poucos e um exemplo é o Distrito Mineiro de Ametista do Sul (região norte do RS), que tem sido bastante estudado nos últimos anos por diferentes pesquisadores. Esse Distrito Mineiro também vem sendo incluído em vários projetos ligados aos Arranjos Produtivos Locais (APL de gemas), com apoio do governo federal, e cujos resultados são aplicados nas atividades de manejo dos garimpos realizada pela Cooperativa dos Garimpeiros dessa área (Hoppe, 2012).
Mineralogia
A Mineralogia é um ramo da geologia dedicado ao estudo da composição química, propriedades físicas, estrutura, aparência, estabilidade, ocorrência e associações e gênese dos minerais na litosfera.
Do latin: mineralis, relativo a mina, minério.
Cristal
Os cristais são formados quando há um ambiente favorável (resfriamento muito lento do magma). Os grupos de átomos (moléculas) se juntam em forma ordenada. É definido numa geometria em que as faces são planas.
“Toda formação em Cristal é identificado como matéria mineral, mas nem todo mineral se apresenta em forma de cristais”. (Todo cristal é um mineral, mas nem todo mineral é um cristal).
COMO SE FORMAM OS MINERAIS
Os minerais se formam por cristalização, a partir de líquidos magmáticos ou soluções termais, pela recristalização em estado sólido e ainda, como produto de reações químicas entre sólidos e líquidos.
As rochas podem ser identificadas pelo tipo de mineral que as integram ou constituem
Mineral essencial
O mineral caracteriza um tipo de rocha, como por exemplo, o granito que é constituído pelo quartzo, micas e feldspatos;
Minerais acessórios
Minerais acessórios são aqueles que aparecem na rocha em quantidades pequenas e por isso não afetam sua classificação, podendo servir para definir uma variedade daquela rocha. Um basalto costuma ter magnetita, mas se ela não estiver presente a rocha continuará sendo um basalto.
Minerais secundários
São minerais que aparecem na rocha depois de sua formação, ou seja, são formados pela alteração de outros minerais.
ONDE ENCONTRAMOS MINERAIS
Onde encontramos minerais e o que podemos aprender com eles? Os minerais são encontrados em todo nosso universo. Eles são os produtos de complexos processos terrestres e planetários que ocorreram em um amplo intervalo de temperaturas e pressões e em escalas muito grande de tempo. Eles não apenas ocorrem em praias (praias de "areias" pretas, verdes e brancas), cobrindo o leito dos oceanos, e nos núcleos dos cinturões de montanhas, mas também em outros planetas, em suas luas, asteroides e muito além. Essas ocorrências minerais fornecem chaves para compreensão da origem, evolução e comportamento dos planetas do sistema solar (Klein e Dutrow, 2012).
Por exemplo, os minerais encontrados em meteoritos contêm elementos químicos que registraram a evolução do sistema solar. Na Terra, mudanças mineralógicas no manto podem estar relacionadas com terremotos profundos e com o movimento das placas tectônicas. Por isso, os minerais são fundamentais para as Ciências da Terra assim como para a avaliação da sustentabilidade dos recursos minerais (Klein e Dutrow, 2012).
Exemplo de local ótimo para encontrarmos rochas magmáticas, minerais e rochas metamórficas: Escudo sul-rio-grandense (Fonte: Oliveira, 2012).
(Fonte: Oliveira, 2012)
(Fonte: Oliveira, 2012)
MINÉRIO
Minério é um agregado de minerais rico em um determinado mineral ou elemento químico que é economicamente e tecnologicamente viável para extração ou exploração.
Pode ser uma rocha, sedimento ou solo. O minério é constituído de minerais de minério e ganga. Ex. O minério de ferro, muito abundante na região de Minas Gerais, é encontrado normalmente em formações ferríferas bandadas.
Essas formações são rochas sedimentares constituídas de camadas de hematita e magnetita, alternadas com cherte (silicosas). Sendo assim, a hematita e a magnetita são minerais de minério e o cherte é a ganga.
Cherte (chert) é uma rocha sedimentar formada por precipitação química (constituída principalmente de sílica) ou variação da concentração do soluto em relação ao solvente, tanto por evaporação como por mudanças de temperatura ou pH, também pode ser formada por biólitos, rochas sedimentares que tem a gênese ligada à ação de organismos, como as bactérias dos estromatólitos do pré-cambriano. É uma rocha constituída por sílica (SiO2) microcristalina (grãos de quartzo invisíveis a olho nu), criptocristalina (grãos não visíveis ao microscópio petrográfico) ou mesmo amorfa (não cristalina). Cor: O Cherte varia muito de cor indo do branco ao preto, mas na maioria das vezes se manifesta como cinza, marrom, marrom acinzentado e assim como do verde claro para o vermelho enferrujado (ocasionalmente verde escuro); sua cor é uma expressão de traços de elementos presentes na rocha, e tanto vermelho quanto verde estão mais frequentemente relacionados a traços de ferro (em suas formas oxidadas e reduzidas, respectivamente).
É uma rocha formada quando esqueletos silicosos de organismos marinhos são acumulados e consolidados, e durante a diagênese a sílica é dissolvida e então precipitada da solução resultante. O Cherte é tipicamente composto pelos restos petrificados de “siliceous ooze” (lodo silicoso; compostos dos esqueletos à base de sílica de organismos marinhos microscópicos), o sedimento biogênico que cobre grandes áreas do fundo do oceano, Chertes pré-cambrianos são notáveis pela presença de cianobactérias fósseis.
O chert é um material muito duro, cujas extremidades se quebram formando arestas afiadas, por isso é utilizada para fazer flechas, facas e anzóis. É uma rocha que produz faíscas quando um fragmento é batido contra outro, por isso, também é conhecida como “pederneira” (sílex capaz de produzir centelhas quando percutido ou atritado por peças de metal, esp. ferro. variedade criptocristalina do quartzo, também conhecida por sílex. Pedra fixada no cão da espingarda e peças de artilharia, que comunicava o lume à pólvora para disparar o tiro. (WP,USP, didatico).
Minério é um mineral ou uma associação de minerais (rocha) que pode ser explorado economicamente. Assim, um mineral pode, durante uma certa época e em função de circunstâncias culturais e econômicas, tornar-se um minério, podendo em seguida, desde que substituído por outros produtos naturais ou sintéticos, perder a sua importância econômica e voltar a ser um simples mineral (dnpm).
Podemos citar o cobre, o ferro, como exemplo de minerais que ocorrem naturalmente em alguns tipos de rochas. Contudo, só é possível ser um minério quando é encontrado em quantidades elevadas e com viabilidade econômica para a extração.
O minério é um mineral ou uma associação de minerais. Sendo assim, podemos dizer que são minerais ou rochas que podem ser exploradas de forma econômica.
Os depósitos minerais são economicamente aproveitáveis porque possuem teor do mineral de interesse acima da média da crosta terrestre. Estas concentrações anômalas são formadas por processos geológicos do passado. Esses processos são estudados na área de conhecimento da geologia, que investiga os eventos envolvidos na gênese de depósitos minerais (modificado de dnpm).
Minério de ferro
O principal minério de ferro do Brasil provém de rochas sedimentares, conhecidas como “formações ferríferas bandadas”, essas são mundialmente chamadas de BIFs (Banded Iron Formations), e geralmente contém pelo menos 50% de óxidos de ferro (hematite: Fe2O3 e magnetite: Fe3O4). Por sua alta concentração de ferro, os BIFs são uma das fontes mais importantes de minério de ferro existentes. Além do ferro, estas rochas são acompanhadas de ocorrências de outros recursos minerais valiosos, como cobre e ouro.
Sobre a origem desta rocha, a teoria mais aceita é a de que são rochas de origem sedimentar.
Mas, como seria possível haver sedimentação de Ferro?
Estas rochas são encontradas em terrenos pré-cambrianos (antes de 540 milhões de anos atrás). Os BIFs teriam sido formados em épocas que houve um aumento significativo do oxigênio na atmosfera da Terra, provavelmente pela ação de cianobactérias. Isso tornou a superfície do fundo do oceano, rico em ferro, e, por isso, parte do ferro dissolvido na água do mar foi oxidado e transformado em minerais ricos em ferro.
As mais recentes descobertas sugerem que a vida passava por uma tremenda transformação antes da “Grande Oxidação”. Um salto evolucionário que ajuda a explicar o que conhecemos hoje. Formada há 4,6 bilhões de anos, a Terra, na época da Grande Oxidação, já era habitada. Todavia, seus habitantes eram apenas organismos unicelulares. Não está exatamente claro quando a vida começou no planeta, mas os fósseis mais antigos desses microrganismos datam de pelo menos 3,5 bilhões de anos atrás. Isso sugere que a vida já existia na terra há quase 1 bilhão de anos antes da “Grande Oxidação”. Essas formas de vida simples são as grandes suspeitas do surgimento do oxigênio. Um grupo em particular se destaca: as cianobactérias. Suas ancestrais inventaram um truque que foi adotado por muitas outras espécies. Desenvolveram uma forma de tirar energia da luz do sol e usá-la para produzir açúcares a partir do dióxido de carbono e da água. O processo é conhecido como fotossíntese e hoje é a forma como todas as plantas do mundo de alimentam. Todos as plantas usam o mesmo processo químico desenvolvido por cianobactérias há bilhões de anos. A diferença das cianobactérias para as plantas é que as bactérias usam uma bacterioclorofila, chamada de clorofila-A.
Esses microrganismos, as cianobactérias, atualmente são conhecidos por formar “tapetes verde-azulados” em lagos e oceanos rasos. A coloração das cianobactérias pode ser explicada através da presença dos pigmentos clorofila-A (verde), carotenóides (amarelo-laranja), ficocianina (azul) e a ficoeritrina (vermelho). Todos estes pigmentos atuam na captação de luz para a fotossíntese. (Unesp, s/d).
Do ponto de vista das bactérias a fotossíntese têm uma inconveniência: produzem oxigênio como “dejeto”. O gás em nada serve para elas, que então o liberam para o ar. Sendo assim, a explicação para a “Grande Oxidação” é simples: cianobactérias bombearam oxigênio que é um produto rejeitado de seu metabolismo, para a atmosfera, transformando a Terra nesse processo.
O oxigênio não é uma substância rara. É o terceiro elemento mais abundante do universo, após o hidrogênio e o hélio, mas é tremendamente “reativo” e pode formar compostos com quase todos os elementos da tabela periódica. Durante milhões de anos, o interior da Terra manteve uma temperatura elevada atingida durante sua formação, mas o esfriamento progressivo do planeta, reduziu a quantidade de gases vulcânicos que surgiam em seu interior. Esses gases foram os que, ao reagir com o oxigênio, o retiravam da atmosfera. Essa mudança no equilíbrio permitiu que o oxigênio produzido pelas cianobactérias começasse a gerar um superávit que foi sendo acumulado. Esse modelo explicaria o intrigante intervalo entre a aparição dos organismos que produziam oxigênio e o aumento desse gás na atmosfera.
Cianobactérias
Cianobactérias. As cianobactérias podem ser encontradas na forma unicelular, como nos gêneros Synechococcus e Aphanothece ou em colônias de seres unicelulares como Microcystis, Gomphospheria, Merispmopedium ou, ainda, apresentarem as células organizadas em forma de filamentos, como Oscillatoria, Planktothrix, Anabaena, Cylindrospermopsis, Nostoc. (Unesp, s/d)
Os óxidos de ferro foram depositados (cristalizados) em camadas, intercaladas por sedimentos de minerais de sílica. No Brasil, encontramos BIFs na região do Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais. Esta é uma das maiores regiões produtoras de minério de ferro do mundo, e é responsável por uma parte significativa das exportações de minério de ferro brasileira. Aqui, temos a ocorrência da rocha itabirito, mundialmente conhecida por ser um minério onde o ferro ocorre em altas concentrações.
Na região do Quadrilátero Ferrífero, o símbolo mais conhecido é um cume de rocha ferrífera, onde no entorno se desenvolveu a Mina do Pico, mas outras paisagens incríveis são encontradas na região, como, por exemplo, cachoeiras que cortam a formação ferrífera bandada. (Tainã, 2023)
As formações ferríferas bandadas (BIFs) (Banded Iron Formation) podem conter siderita, silicatos de ferro, magnetita e hematita. Em geral, as Formações Ferríferas Bandadas apresentam 4 fácies distintos:
I. O Fácies Óxido: é o mais importante e pode ser dividido em dois subfácies: o subfácies hematítico e o subfácies magnético, de acordo com o óxido dominante.
II. O Fácies Carbonato: consiste em chert intercalado com siderita em igual proporção.
III. O Fácies Silicático: é constituído de silicatos de ferro geralmente associados com magnetita, siderita e chert que forma camadas também alternantes entre eles.
IV. O Fácies Sulfeto: consiste de argilito carbonosos piritoso representado por rochas finamente bandada com matéria orgânica consistindo de 7-8%.
Banded Iron Formation (Source unknown)
Jaspilite banded iron formation (Soudan Iron-Formation, Soudan, Minnesota, USA
(Crédito da Imagem: James St. John).
Banded iron-formation (10 cm), Northern Cape, South Africa.
(Specimen and photograph: A. Fraser).
Em função da presença desses fácies, idade e associações litológicas, os BIFs podem ser conhecidos pelos tipos Algoma, Superior e Rapitan. A maior parte das BIFs se formou antes da oxigenação da atmosfera, i.e., antes da liberação do oxigênio das rochas para a atmosfera (Arqueano/Paleoproterozóico), onde tiveram seu apogeu, ocorrendo muito subordinadamente no Fanerozóico.
Jaspilite banded iron formation (BIF) (Negaunee Iron-Formation, Paleoproterozoic, 1.874 or 2.11 Ga; Jasper Knob, Ishpeming, Michigan, USA).
Contendo portanto 4 períodos de formação, sendo eles:
1. Meso-arqueano (3.500-3.000Ba)
2. Neo-Arqueano (2.900-2.600Ba)
3. Paleoproterozóico (2.500-1.900Ba)
4. Neoproterozóico-Fanerozóico (750-450Ma)
Coluna geológica; na coluna da esquerda principais eventos relacionados à vida no planeta e a direita as idades e as divisões das eras geológicas.
Coluna geológica (UNESP)
Fósseis de Moluscos
Quartzo com turmalina negra
Turmalina rosa no quartzo.
Granito rosa de Itapuã
Fósseis de trilobita
Vidro vulcânico (Obsidiana)
Quartzo com turmalina negra
Sodalita (Na8 (Al6 Si6 O24) Cl2)
Classe: Silicato, Grupo: Tectosilicato, subgrupo dos feldspatoides
(museuhe)
Quartzo com turmalina negra
A turmalina é um grupo de minerais que possui a mesma estrutura cristalina, mas variam em composição química, cor e outras propriedades. Nas turmalinas, considera-se a fórmula química geral XY3Z6B3Si6(O,OH)30(OH,F). Os íons na posição Y (Boro) estão rodeados por íons de oxigénio e dispostos octaedricamente; os três octaedros envolvem o eixo ternário e cada tetraedro compartilha uma aresta com cada um dos outros dois tetraedros vizinhos equivalentes. Jazidas deste grupo mineral são encontradas especialmente em pegmatitos e depósitos aluvionares (Oliveira e cols.2022). As Turmalinas compõem um dos grupos mais complexos de silicatos, sendo todos ciclossilicatos. A composição química é sempre variável levando à variações na cor da gema. As Turmalinas Melancias, por sua vez, são bicolores e, como o próprio nome diz, se parecem muito com uma melancia, sendo que o mineral possui coloração esverdeada por fora e róseo por dentro. Essa característica bicolor ocorre devido a uma variação química do fluido gerador do mineral no momento de solidificação do magma que a originou. No Brasil, a Turmalina Melancia é encontrada nas regiões cratônicas de Minas Gerais (norte do estado de Minas) e Bahia (interior do estado).(7flechasejurema)
Turmalina melancia
Pirita cúbica
Fóssil de molusco gastrópode
Ouro nativo
Cobre nativo
PROPRIEDADES DOS MINERAIS
Grotzinger e Jordan (2013, p. 69) afirmam que “os geólogos usam seus conhecimentos sobre a composição e estrutura dos minerais para entender as origens das rochas”.
Para tanto, em primeiro lugar, é necessário identificar os minerais que compõem a rocha, o que é feito por meio de propriedades físicas e químicas, as quais podem ser observadas de modo relativamente fácil (GROTZINGER; JORDAN, 2013, p. 69). “Un mineral es un elemento o compuesto químico que normalmente es cristalino y que se ha formado como resultado de procesos geológicos” (COMISIÓN DE NOMENCLATURA MINERAL Y MINERALES NUEVOS / ASOCIACIÓN MINERALÓGICA INTERNACIONAL, 1995).
Neves et al. (2008, p. 53) dizem que “um mineral é formado, geralmente, por processos inorgânicos, ou seja, com uma origem a partir de processos geológicos”. “In general terms, a mineral is an element or chemical compound that is normally crystalline and that has been formed as a result of geological processes” (NICKEL, 1995, p. 689).
Para Archela (2004, p. 191), “os minerais são elementos ou compostos químicos naturais, que surgem como resultado de processos físico-químicos ocorrentes no interior ou na superfície da crosta terrestre”.
Dessa forma, segundo Archela (2004, p. 191-192), todos os minerais devem obedecer alguns princípios básicos, tais como:
a) Ocorrer naturalmente
Os minerais devem ser encontrados em seu estado natural; ou seja, não são considerados minerais aqueles cristais sintéticos produzidos em laboratórios;
b) Ser resultante de processos inorgânicos
As substâncias formadas por processos orgânicos não são considerados minerais5 . 5 a) “O uso do termo inorgânico na definição de mineral impede que as substâncias puramente biogênicas sejam minerais. A pérola, o âmbar, os recifes de corais e o carvão são algumas substâncias biogênicas que não podem ser 34 VAZ, Josimelry G.; CARNEIRO, Vandervilson A. Revista Percurso - NEMO Maringá, v. 8, n.2 , p. 27- 57, 2016 ISSN: 2177- 3300
c) Ocorrer no estado sólido
Devemos observar que devem ser feitas exceções, exclusivamente aos minerais H2O (água) e Hg (mercúrio);
d) Possuir uma estrutura cristalina tridimensional ordenada
Os minerais, salvo as exceções já referidas, ocorrem no estado cristalino, onde os átomos ou grupamentos de átomos que os compõem, dispõe-se sempre em sistemas tridimensionais fixos e constantes.
e) Ser homogêneo quanto às suas propriedades
Cada mineral possui um elenco de propriedades físicas, químicas ou ópticas, inerentes à sua composição e estrutura cristalina tridimensional, o que difere dos demais;
f) Ter composição química definida
Todo mineral apresenta-se sempre com a mesma composição química; assim, o mineral ouro é predominante composto por Au (ouro); e a hematita é sempre composta por Fe2O3, como exemplos.(Vaz e Carneiro, 2016).
ALGUMAS PROPRIEDADES DOS MINERAIS
PROPRIEDADES MORFOLÓGICAS
Hábito
Maneira mais frequente com que um mineral ou cristal se apresenta. Todos minerais estão enquadrados em um dos tipos de sistema cristalino.
Ex. Quartzo: Prismático, terminando por faces de romboedro.
Feldspatos: Prismas monoclínicos ou triclínicos.
Micas: Placas tabulares.
Os cristais, com base nos elementos de simetria, foram reunidos em sete grupos, denominados sistemas cristalinos.
Os sete sistemas cristalinos
PROPRIEDADES FÍSICAS
Dureza: a escala da Mohs
A Escala Mohs (1824) estabelece uma gradação de 10 minerais de modo que esses valores podem ser estimado por comparação da dureza relativa de qualquer outro mineral. Cada mineral tem uma dureza, a qual é expressa pela capacidade de riscar a superfície de outro mineral ou material artificial.
Carl Friedrich Christian Mohs nasceu em (1773-1839), estudou na Universidade de Halle e na Academia de Minas de Friburgo. Foi um geólogo e mineralogista, além de professor nas universidades de Graz (Áustria), Friburgo (Alemanha) e Viena (Áustria) e trabalhou no Museum Joanneum, em Graz. A sua obra mais importante é o "Tratado de Mineralogia" publicado em 1822. Classificou os minerais pelas suas características físicas, em vez de sua composição química e criou uma escala posteriormente conhecida como Escala de Mohs, usada para determinar a dureza dos minerais.
Dureza
É a resistência ao risco. É dada pela escala empírica de Mohs.
Importância da Dureza
Para um piso sobre o qual circula grande número de pessoas (estabelecimentos comerciais, metrôs), é adequado usar granito e não mármore. O mármore composto essencialmente por calcita, que tem dureza relativa 3, seria riscado facilmente pela areia sob os sapatos, enquanto o granito, constituído predominantemente por minerais mais duros como quartzo que apresenta uma dureza 7, e feldspato de dureza 6 seria mais resistente.
Obs.: A variação da dureza dessa escala não é gradativa ou proporcional
A Dureza é função da:
Composição química
Estrutura cristalina
Ex.:
Diamante - dureza: 10
Grafite ou grafita - dureza: 1 a 2
Ambos são constituído de carbono
Dureza de alguns materiais para comparação com minerais e rochas.
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Escala de Mohs (geoenciclopedia)
Escala de Mohs (Fonte: gemsociety)
O diamante é comumente conhecido por ser o material mais duro, mas como os outros minerais se comparam entre si? Esta é a questão que a escala de dureza de Mohs, introduzida por Friedrich Mohs em 1812, pretende responder. O gráfico a seguir mostra esta escala e onde aparecem diferentes minerais e outras substâncias. A escala de Mohs é uma forma simples de comparar a dureza de diferentes minerais. Esta escala é baseada em comparações, um mineral que risca outro é designado como tendo um valor mais alto de dureza. Esses valores são essencialmente um sistema de classificação gigante, pois são todos relativos. Não existe um valor fixo de dureza entre os diferentes números da escala, na verdade, o diamante com 10 é várias vezes mais duro que o coríndon com 9, mas o coríndon é apenas cerca de duas vezes mais duro que o topázio com 8.
Você seria perdoado por se perguntar, dada essa variabilidade entre os pontos da escala, qual é a sua utilidade. É particularmente útil para geólogos da área que podem usar materiais ou minerais de referência conhecidos para riscar minerais desconhecidos e estimar onde eles estão na escala, auxiliando na sua identificação.
Alguns dos itens adicionais que foram incluídos na escala do gráfico são relevantes para os materiais de referência que os geólogos podem usar, por exemplo, unhas, moedas de cobre, facas de aço e placas de cerâmica. Também são incluídas algumas outras substâncias não minerais na escala para referência, como alguns metais comuns e alguns outros materiais conhecidos pela sua elevada dureza, como o carboneto de tungsténio (gagediamonds).
O diamante é realmente o material mais duro conhecido? Em termos de substâncias que ocorrem naturalmente, a resposta parece ser sim, embora os materiais sintéticos produzidos em laboratório sejam seus potenciais desafiantes.
Escala de Mohs (conpoundchem, A)
Escala de Mohs para gemas preciosas (gagediamonsd)
Ao comprar uma joia importante, quais qualidades são significativas para você? Brilho? Definitivamente. Tamanho? É difícil deixar passar uma pedra gigante. Mas e quanto à sua capacidade de durar para sempre? Se você deseja que sua pedra resista ao desgaste diário, preste atenção à sua classificação na escala de dureza de Mohs. Não se preocupe se isso ainda não estiver no seu radar. Você esta no lugar certo porque estamos prestes a lhe informar mais sobre esse tema!
O que é a escala de dureza de Mohs?
Embora o conceito de medir a dureza das pedras exista desde os tempos antigos, a Escala de Dureza de Mohs só foi introduzida no início de 1800 pelo geólogo e mineralogista alemão Friedrich Mohs. E como o nome sugere, indica basicamente a dureza de diamantes, pedras preciosas e outros minerais. Mas quando dizemos “dureza” no mundo das gemas, na verdade queremos dizer “resistente a arranhões”. (gagediamonds).
Então, como você lê essa escala? A escala possui 10 números ou dez posições, e cada gema/mineral é classificada, dependendo de quão bem ela lida com arranhões em comparação com outras pedras. O número ou posição 1 representa aqueles minerais que facilmente são riscados, enquanto na posição 10 representa aqueles que são menos riscáveis ou não se riscam. Você também verá pedras classificadas entre números ou com um intervalo de números atribuído a elas. Isto se deve a diferenças muito pequenas na estrutura química de cada gema.
Classificações de gemas na escala de dureza de Mohs
Agora, você deve estar se perguntando onde algumas de suas joias favoritas ficam na escala. Vamos começar com a pedra amada por todos: os diamantes. Essas belezas são consideradas um dos materiais mais resistentes a arranhões do mundo, por isso pontuam 10 na escala de dureza de Mohs. Isso inclui diamantes naturais e cultivados em laboratório também! (gagediamonds)
Safiras e rubis, que pertencem à família dos minerais corindo ou coríndon, ficam logo abaixo dos diamantes, no 9ª posição. Outras gemas populares são colocadas mais abaixo na escala, como topázio na posição 8, água-marinha nas posições 7,5-8, a esmeralda na posição 7,5-8, opala na posição 5,5-6,5; e a pérola na posição 2,5-4,5. A pérola por sua vez é classificada como um mineraloide e na escala de Mohs é muito frágil, i.e., pode ser riscada com muita facilidade.
Mas o que significam todos esses números? A escala também apresenta vários objetos do cotidiano, como uma faca e uma moeda de cobre, e seus níveis de dureza. Isso ajudará você a entender se sua gema pode suportar arranhões causados por esses itens. Também é importante notar que os aumentos entre cada número nem sempre são iguais. Por exemplo, diamantes e corindo (também conhecidos como safiras/rubis) são separados apenas por um número na escala. Mas, na realidade, os diamantes são cerca de quatro vezes mais duros que o coríndon (gagediamonds).
Dureza de Mohs
ESCALA DE MOHS
1. Talco: pode ser arranhado facilmente com a unha Mg3Si4O10(OH)2
2. Gipsita ou gesso: pode ser arranhado com unha com um pouco mais de dificuldade (CaSO4·2H2O)
3. Calcita: pode ser arranhado com uma moeda de cobre (CaCO3)
4. Fluorita: pode ser arranhada com uma faca de cozinha (CaF2)
5. Apatita: pode ser arranhada dificilmente com um canivete
Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)
6. Feldspato / ortoclásio: pode ser arranhado com uma liga de aço (KAlSi3O8)
7. Quartzo: capaz de arranhar o vidro. Ex.: ametista (SiO2)
8. Topázio: capaz de arranhar o quartzo (Al2SiO4(OH-,F-)2)
9. Coríndon: capaz de arranhar o topázio. Ex.: safira e rubi (Al2O3)
10. Diamante: mineral mais duro que existe, pode arranhar qualquer outro e é arranhado apenas por outro diamante (imagem abaixo).
Escala de dureza de Mohs e escalada dureza absoluta
Pela Escala de Mohs, qualquer mineral risca o anterior e é riscado pelo próximo. O talco é o mineral de menor dureza da escala, por isso, pode ser riscado por qualquer um dos demais. Já o diamante, é o mais duro, sendo assim, risca todos os outros minerais e não pode ser riscado por nenhum deles, apenas por outro diamante.
Escala de dureza relativa de Mohs (sgbeduca)
Escala de dureza absoluta de Mohs (sgbeduca)
Escala de Mohs e uma estratégia mnemônica para lembrar a ordem dos minerais na escala de dureza (sgbeduca).
Traço
É a propriedade de o mineral deixar um risco de pó, quando friccionado contra uma superfície não polida de porcelana branca.
Traço de um mineral é definido como a cor do pó que este mineral produz quando atritado contra uma placa de porcelana.
Determinação da Cor do Traço
O traço pode ser determinado atritando-se o mineral contra a superfície de uma placa de porcelana lisa, porém não polida ou esmaltada que apresenta uma dureza em torno de ~ 6 a 7.
A definição só tem significado quando a dureza do mineral for menor que a placa de porcelana, pois, que deve produzir o traço é o pó do mineral e não o da placa de porcelana.
Cor do Traço de Minerais
Transparentes e translúcidos: possuem traço branco.
Escuros de brilho não metálico: possuem um traço normalmente mais claro do que a sua cor.
Brilho metálico: possuem traço geralmente mais escuro do que a cor.
✓
transparentes
e
translúcidos
:
possuem
traço
branco
;
✓
escuros
de
brilho
não
metálico
:
possuem
um
traço
normalmente
mais
claro
do
que
a
sua
cor
;
✓
brilho
metálico
:
possuem
traço
geralmente
mais
escuro
do
que
ado Traço de Minerais
✓
transparentes
e
translúcidos
:
possuem
traço
branco
;
✓
escuros
de
brilho
não
metálico
:
possuem
um
traço
normalmente
mais
claro
do
q
possuem
traço
geralmente
mais
escuro
d
Traço ou risco do mineral (minasjr)
Para determinarmos a cor do traço (ou risco) de um mineral, em primeiro lugar, é necessário que determinemos a dureza deste mineral. Caso esta dureza, esteja abaixo de 7, é possível obter o traço com um pedaço de porcelana branca. Pode-se também utilizar a parte de trás de um azulejo de banheiro ou cozinha. Em segundo lugar, obviamente, necessitamos de uma porcelana ou azulejo.
Para isso, friccionamos o mineral na porcelana, como se fôssemos escrever ou riscar. Assim, verificamos a cor do traço (ou risco) deixada por ele na superfície. Geralmente, a cor do traço é diferente da cor do pedaço de mineral que estamos estudando.
Alguns exemplos da cor de minerais:
Clorita: Branco
Gipsita: Branco
Zircão ou zirconita: Castanho avermelhado
Estaurolita: Castanho avermelhado
Pirita: preto
Rodocrosita: Branco, rosa ou Incolor
Pirita
Pirita
Rodocrosita
Zircão ou zirconita
Zircão ou zirconita
Clivagem e Fratura
Clivagem é a propriedade de os minerais se partirem em determinados planos ou já apresentarem esses planos, de acordo com suas direções de fraqueza.
Clivagem (colegiovascodagama)
Muitos minerais apresentam um modo de se dividir, em função da estrutura interna que possuem. Assim, alguns minerais apresentam “clivagem” se sua quebra resultar em uma ou mais superfícies planas. Outros minerais apresentam “fratura” quando a quebra não resultar em superfícies planas, apenas curvas ou saliências irregulares.
Clivagem da Calcita. (minasjr)
Planos de clivagem
Fratura
Quando os minerais não se partem em planos, mas segundo uma superfície irregular.
Tenacidade
É a resistência ao choque de um martelo, ou ao corte de uma lâmina de aço.
Flexibilidade
Propriedade que os minerais possuem de sofrerem deformações.
PROPRIEDADES ÓTICAS
Brilho
É o aspecto da reflexão da luz na superfície do mineral. O brilho pode ser sedoso ou acetinado, vítreo, adamantino, nacarado, resinoso, ceroso, gorduroso ou graxo.
Tipos de brilho encontrados nos minerais (minasjr)
Cor
Observação em superfície de fratura recente. A superfície exposta ao ar se transforma, formando películas de alteração. Exemplos da cor de alguns minerais.
Lápis Lazúli ou Lazulita
Lapis é a palavra latina para "pedra" e lazulī é a forma genitiva do latim medieval lazulum, que é retirado do árabe e do persa e significa “céu” ou “paraíso”; então esta é uma "pedra do céu ou do paraíso".
Lápis-lazúli ou lazulita é uma rocha metamórfica de cor azul, de opaca a translúcida, composta especialmente de lazurita e calcita utilizada como gema ou como rocha ornamental desde antes de 7000 a.C. em Mergar, na Índia (atualmente, Paquistão), nas minas de Sar-i Sang em Chortugai (no norte do Afeganistão) e em outras minas na província de Badaquistão (nordeste do Afeganistão). O lápis-lazúli foi altamente valorizado por civilização do Vale do Indo (3300-1900 a.C.). Alguns fragmentos de Lápis-lazúli foram encontradas nos enterros do Neolítico em Mergar, no Cáucaso e até mesmo longe do Afeganistão como a Mauritânia. A sua cor, azul-escura e opaca, fez com que esta gema fosse altamente apreciada pelos faraós, como pode ser visto por seu uso proeminente em muitos dos tesouros recuperados dos túmulos faraônicos. Por exemplo, foi usado na máscara funerária de Tutankhamon (1341-1323 a.C). É extremamente popular ainda hoje. Trata-se de uma rocha, e não de um mineral, já que é composto por vários minerais.
Rodocrosita
Rodocrosita é um mineral constituído por carbonato de manganês, com composição química MnCO3. Descoberta em Cavnic, Maramureş, Roménia, em 1813. O seu nome deriva da palavra grega para cor-de-rosa. Apresenta listras brancas, e sua dureza na Escala de Mohs varia entre 3,5 e 4,5. Sua desnsidade específica está entre 3,45 e 3,6. Ele cristaliza no sistema trigonal e cliva com clivagem de carbonato romboédrica em três direções. A geminação de cristais frequentemente está presente. Muitas vezes é confundido com o silicato de manganês, rodonita, mas é nitidamente mais macio. A rodocrosita é formada pela oxidação do minério de manganês e é encontrada na África do Sul, China e nas Américas. Está oficialmente listada como um dos símbolos nacionais da Argentina.
PROPRIEDADES QUÍMICAS
Existem 12 grupos químicos baseados no radical químico, o ânion da composição do mineral.
Por exemplo o mineral Quartzo, cuja fórmula química é SiO2, sendo a carga positiva o íon de Silício, e a carga negativa o íon de Oxigênio.
Em toda fórmula química, as cargas negativas ficam sempre no final da fórmula, como no caso do Quartzo.
Os grupos químicos são os seguintes:
1) Elementos Nativos
minerais que possuem somente um elemento químico. Ex.: Ouro, diamante, grafite;
2) Sulfetos
minerais que possuem radical S(enxofre). Ex.: Pirita, Bornita;
3) Sulfossais
minerais que possuem radical Pb, Cu ou Ag, combinados com S, As, Bi, etc. Ex.: Enargita, Tetraedita;
4) Óxidos
combinação de um metal com o oxigênio. Ex. gelo, cuprita, corindon, etc.
5) Hidróxidos
presença da água ou hidroxila. Ex. bauxita;
6) Haloides
cloretos, fluoretos, brometos e iodetos. Ex. halita, silvita, fluorita, etc.
7) Carbonatos
minerais com o radical CO3. Ex. calcita, dolomita, etc.
8) Nitratos
minerais com o radical NO3. Ex. nitratro de sódio.
9) Boratos
minerais com o radical BO3. Ex. boracita.
10) Fosfatos
minerais com o radical PO4. Ex. Apatita.
11) Tungstatos
minerais com o radical WO4. Ex. scheelita.
12) Sulfatos
minerais com o radical SO4. Ex. barita.
PROPRIEDADES ORGANOLÉPTICAS
Chamamos de propriedades organolépticas aquelas que podem ser facilmente percebidas pelos nossos sentidos: olfato, visão, paladar e tato. São elas:
Cor, brilho, transparência, textura, odor e sabor.
Cor
A cor é dada pela frequência de onda luminosa refletida por um corpo material (mineral) e que é percebida pela visão. Os olhos, órgãos receptores, conseguem receber a radiação eletromagnética dentro de uma faixa específica, denominada espectro visível. A visão humana consegue interpretar a cor que está compreendida num espectro entre 350 nm (medida de comprimento derivado do metro que equivale a 10-9m) e 700 nm, ou seja, do vermelho ao violeta.
A cor de um mineral deve ser observada em um ambiente de luz natural, e de acordo com a cor observada, o mineral pode ser classificado em
1) idiocromáticos apresenta uma única cor, e
2) alocromáticos, i.e., apresentam diversas cores.
A origem da cor nos minerais está principalmente ligada à presença de íons metálicos, fenômenos de transferência de carga e efeitos da radiação ionizante. A cor de um mineral está intimamente ligada à sua composição química. Efetivamente, a cor resulta da interação da luz com a matéria mas, fundamentalmente, tudo se assenta na composição atômica da matéria (minerashow).
Comprimento de onda e sua frequência (brasilescola)
Outros organismos como os insetos conseguem ver acima do violeta até o ultravioleta.
Na figura abaixo temos a representação da faixa de cor e seus respectivos comprimentos de onda:
Comprimentos de ondas visíveis ao olho humano (espectro visível)
Ao nosso redor é possível distinguir várias cores, sobretudo quando estamos sob a luz do Sol, que é branca. Por exemplo, enxergamos a cor verde das plantas, o azul do céu, o marrom o preto, do solo, o vermelho dos telhado, etc. isso acontece porque quando a luz branca incide sobre um corpo verde, este absorve todos os comprimentos de onda e reflete o que equivale a cor verde, é assim ocorre também com corpos de outras cores.
Um corpo de cor branca é aquele que reflete todas as cores, sem absorver nenhuma, enquanto um corpo de cor preta absorve todas as cores que incidem sobre ele sem refletir nenhuma. Essa particularidade de corpos de cor preta faz com a aumente sua temperatura.
Essa propriedade organoléptica é útil, por exemplo, para avaliar a qualidade de um alimento, como vegetais e carnes, por exemplo, ou para percebermos se determinado mineral é um sal (solúvel) ou não.
(sgbeduca)
(sgbeduca)
(sgbeduca)
Brilho
Essa é a capacidade de uma matéria em refletir ou absorver luz. Quando uma substância é capaz de refletir a luz, diz-se que ela possui brilho. Essa propriedade também é percebida pela visão e representa uma das três dimensões da cor.
(minasjr)
As três dimensões da cor são tom, saturação e luminosidade. As dimensões da cor são importantes para descrever com maior precisão a natureza. Por isso é de grande importância compreender essas três dimensões da cor que nosso olho consegue distinguir: 1) tom/tonalidade/matiz, 2) a saturação e 3) a luminosidade.
Os metais são materiais de alto brilho, uma de suas características mais importantes. Mas também existem materiais com baixo brilho, como é o caso da madeira.
(Fonte: minerashow)
Transparência
Quando um feixe luz que é direcionado para superfície de um corpo material, como um mineral, por exemplo, e esse feixe consegue ultrapassar essa superfície, então dizemos que este material é transparente. Porém, se a luz incidente na superfície for refletida então dizemos que esse material não é transparente, é um corpo opaco. Nos esquemas abaixo é representado como isso acontece.
Transparência dos corpos: as radiações eletromagnéticas são absorvidas: absorção, ou refletidas: reflexão, transmitidas: transmissão ou refratadas: refração desse feixe de luz. Logo quanto a transparência, os corpos podem: absorver, refletir, transmitir ou refratar a radiação eletromagnéticas (luz).
(Modif. UNICAMP, 2019).
Corpo ou minerai transparente, opaco, brilhante e fosco.
Odor
Popularmente conhecido como cheiro ou catinga (quando se trata de um cheiro ruim) é tudo aquilo que pode ser definido pelas células olfativas. Substâncias que tem odor recebem o nome de odorantes, enquanto as que não têm cheiro são denominadas inodoras.
O odor é uma importante função biológica já que é por meio dessa propriedade que a maioria das espécies animais, especialmente os carnívoros, consegue identificar a presença da fêmea, de presas e predadores.
Flores que possuem aromas característicos atraem facilmente insetos e morcegos que são agentes polinizadores e contribuem para sua reprodução assexuada.
Além disso, o odor é utilizado também como propriedade de segurança. O gás de cozinha é constituído principalmente por propano e butano. Esses gases são inodoros, então como é que sentimos um cheiro forte de gás quando ele escapa? Para sentirmos esse odor desagradável são inseridas substâncias de S (enxofre) que mesmo em pequenas quantidades causam um odor forte no ambiente (UENF, 2018).
Sabor
A identificação do sabor ocorre graças às papilas gustativas presentes na língua, que são capazes de reconhecer o doce, o amargo, o azedo e o salgado. Existem substâncias desprovidas de sabor, como, por exemplo, a água pura e a isso damos o nome de insípida (aquilo que não tem sabor).(UENF, 2018).
Textura
Esta propriedade é percebida pelo tato. A textura representa o aspecto da superfície, que pode ser lisa, rugosa, áspera, macia, ondulada. Em escadas, por exemplo, existem fitas que chamamos de antiderrapantes, a superfície dessa fita é áspera e causa um atrito, ou seja, oferece resistência ao deslizamento do sapato impedindo que a pessoa escorregue e se machuque.
Quando queremos identificar uma substância jamais devemos usar as propriedades organolépticas para isso. Isso oferece risco a saúde, pois não sabemos se trata-se de um material tóxico ou não. Elas devem ser utilizadas como complemento as outras propriedades já estudadas. (UENF, 2018).
(1)
III
O QUE É E COMO SE FORMAM AS ROCHAS
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS
O que é uma rocha?
O ramo do conhecimento humano que se ocupa com o estudo sistemático das rochas é a petrologia. A petrologia inclui a descrição e a identificação das rochas (petrografia) e uma explicação de suas origens (petrogênese).
Rocha é uma associação natural em estado sólido, de um ou mais minerais (geralmente dois ou mais), em proporções definidas e que ocorre em uma extensão geográfica considerável.
O granito, por exemplo, é formado por quartzo, feldspato e mica, já o basalto é constituído basicamente por minerais de silício, alumínio e ferro, na forma de piroxênios (augita), plagioclásios (labradorita) e magnetita.(modif. de sgb).
Uma rocha é constituída de um mineral (monominerálica) ou da associação de dois ou mais minerais que mantêm certa uniformidade de composição e de características na crosta terrestre. Portanto, a associação de dois ou mais minerais forma uma rocha.
Podemos encontrar rochas fornadss, de um só mineral, como no caso do quartzito (SiO2), do calcário e do mármore, os dois formados pelo mineral calcita (CaCO3, carbonato de cálcio).
Algumas rochas são constituídas por um único mineral, mas são consideradas rocha e não mineral porque ocorrem em grandes volumes na natureza, formando, por exemplo, um morro inteiro, uma montanha ou camadas que podem se estender por dezenas de quilômetros. Essas rochas são chamadas de monominerálicas. São exemplos o calcário (formado de calcita) em Caçapava do Sul/RS e o jazidas de quartzito (formado de quartzo) em Diamantina/MG.
Calcário de Caçapava do Sul (Google imagens)
Mármore em Itapemirim/ES (igeologico)
Quartzito, Diamantina, MG.
Quartzito, Diamantina, MG.
Quartzito, Diamantina, MG.
Quartzito, Diamantina, MG.
Quartzito, Diamantina, MG.
Quartzito, Diamantina, MG.
Os minerais presentes em uma rocha podem ser minerais essenciais ou minerais acessórios.
Minerais essenciais são aqueles que definem a natureza da rocha onde se encontram. São eles que dizem que uma rocha vulcânica é um basalto e não um riolito.
Minerais acessórios são aqueles que aparecem na rocha em quantidades pequenas e que não afetam a classificação da rocha, podendo servir para definir uma variedade de rocha. Um basalto costuma ter magnetita, mas se ela não estiver presente ele continuará sendo um basalto.
Um sienito não precisa ter nefelina para ser sienito, mas se tiver será uma variedade chamada sienito nefelínico.
As rochas podem ser divididas em três grandes grupos, conforme seu processo de formação:
Rochas magmáticas ou ígneas
Rochas sedimentares
Rochas metamórficas
ROCHAS ÍGNEAS OU MAGMÁTICAS
1) São as rochas mais antigas.
2) São as rochas mais resistentes.
3) Perfazem aproximadamente 65% da rochas da crosta terrestre.
4) São formadas a partir do resfriamento e solidificação (cristalização) do magma, com estrutura geralmente maciça.
5) O resfriamento do magma pode se dar de dois modos: no interior ou na superfície da crosta terrestre.
6) Se o magma esfriar no interior da litosfera a rocha resultante será uma Rocha Magmática Intrusiva ou Plutônica. Se o magma esfriar na superfície da crosta terrestre teremos uma Rocha Magmática Extrusiva ou Vulcânica.
7) As rochas ígnea não apresentam nenhum depósito fóssil. Se houver alguma chance de um fóssil no fundo da crosta, ele irrompe da superfície da Terra e é destruído devido à temperatura muito elevada na qual essas essas rochas são formadas.
8) A maioria das rochas ígneas inclui mais de um depósito mineral.
9) Os depósitos minerais estão disponíveis na forma de manchas com tamanhos distintos dentro da rocha.
10) As rochas ígneas geralmente não reagem com ácidos.
11) As rochas ígneas ou magmáticas podem ser vítreas (vidro vulcânico) ou apresentar cristais de tamanhos distintos (granitos).
12) Grãos (cristais) irregulares ou geométricos.
O tamanho dos cristais minerais em uma rocha ígnea pode indicar a taxa na qual a lava ou magma resfriou (cristalizou) para formar uma rocha. O tamanho do cristal também pode ser afetado pelo quantidade de gases ou pela disponibilidade dos produtos químicos na rocha fundida necessários para formar os cristais. Cristais maiores geralmente indicam rochas ígneas intrusivas, cujo resfriamento foi lento. Cristais menores ou ausência de cristais, geralmente indicam resfriamento mais rápido associado a rochas ígneas extrusivas.
Exemplos de rochas ígneas ou magmáticas: granito, gabro, basalto, riolito…
A abundância de cada um dos três tipos de rochas no planeta Terra.
Rochas magmáticas (geocaching)
Assim, de acordo com o modo de sua formação, as rochas magmáticas dividem-se em dois tipos: rochas ígneas intrusivas ou platônicas e rochas ígneas extrusivas ou vulcânicas.
Rochas Magmáticas Intrusivas ou Plutônicas
- Originam-se da solidificação do magma no interior da crosta.
- Esfriam lentamente em geral em grandes profundidades e em grandes massas (volume) do interior da terra.
- Se formam sob pressão e temperaturas elevadas.
- O resfriamento lento favorece a cristalização e a diferenciação dos minerais.
- Por estarem isoladas da atmosfera e da hidrosfera favorece a manutenção da composição química do magna.
Três modos de formação de rochas magmáticas
Magma e lava. A distinção entre magma e lava resume-se à sua localização, uma vez que não há diferença significante na composição química. Quando geólogos falam sobre magma, eles estão se referindo à rocha fundida ainda presa no subterrâneo ou no manto. Se esta rocha fundida chegar à superfície e continuar fluindo como um líquido, ela é então chamada de lava.
O tipo de magma e as rochas derivadas (Fonte: vascodagama).
Rochas Magmáticas Extrusivas ou Vulcânicas
- Se formam pelo extravasamento do magma para o exterior da crosta (i.e., para a superfície da terra).
- Se formam em temperaturas e em pressões mais baixas.
- O magma esfria rapidamente, por isso os minerais não tem tempo de formarem cristais, apresentando uma textura ou granulação fina, ou aparência vítrea.
- Como o magma extravasa: através de erupções vulcânicas e fendas na crosta (diques).
- Exemplos de rochas ígneas extrusivas: obsidiana e basalto (o basalto forma solos muito férteis chamado terra roxa (italianos chamavam “terra rossa”, i.e., terra vermelha).
Esquema geral que mostra a formação de rochas intrusivas ou plutonicas e extrusivas ou vulcânicas a partir do magma. (geolodiaavila).
Rochas ígneas representam 65% da crosta, e são muito diversas. Tomemos o exemplo da pedra-pomes e da obsidiana; a pedra pomes é altamente porosa com buracos, tanto na superfície quanto internamente, semelhante a uma esponja sólida, enquanto a obsidiana é vítreo sem cristais distintos. A pedra-pomes é formada quando a lava com muitos gases explodiu e é lançada a uma grande altura e esfria, e a rocha obsidiana é resultante da solidificação instantânea da lava rica em silicato após cair sobre superfícies frias. A seguir são listadas algumas características importantes das rochas ígneas.
1. As rochas ígneas são o tipo de rocha mais antigo da Terra. Os dois tipos de rochas restantes (sedimentares e metamórficas) são modificações de rochas ígneas. As rochas ígneas são as rochas sobre as quais o intemperismo vai atuar, ocasionando o desenvolvimento dos diferentes tipos de rochas que vemos na crosta e ao nosso redor.
2. As rochas ígneas são muito duras (mais duras do que as rochas sedimentares) e muito resistentes a condições de temperaturas elevadas. A resistência ao calor extremo é compreensível pelo fato de que essas rochas são formadas a partir do magma quente e derretido cuja temperatura vai de 625-1200° C, que ocorre abaixo da superfície da litosfera.
3. A característica importante que diferencia as rochas ígneas das rochas sedimentares e metamórficas é a ausência de fósseis. Como eles são formados em um ritmo relativamente rápido, não há chance de aprisionamento de vestígios de plantas e animais.
4. Rochas ígneas são compostos de diferentes tipos de minerais, dependendo da temperatura real em que ocorre o resfriamento do magma (abaixo ou acima da superfície terrestre). E os minerais constituintes são levados em consideração ao classificar diferentes tipos de rochas ígneas.
5. Se a temperatura de resfriamento for baixa, as rochas ígneas resultantes contêm basicamente minerais tendo silício, alumínio e potássio como elementos constituintes. Caso o resfriamento do magma ocorra em alta temperatura, os minerais componentes são ricos em sódio, cálcio, ferro e magnésio.
6. A cor é outro atributo utilizado para classificação de rochas ígneas. Novamente depende da composição química do magma. Quimicamente, o magma é agrupado em: magma félsico, magma intermediário (entre félsico e máfico), magma máfico e magma ultramáfico.
7. As rochas ígneas félsicas são de cor clara e contêm cerca de 65% de sílica; por exemplo, riolito. Enquanto que, as rochas ígneas máficas contêm menor quantidade de sílica (até 52%) e são geralmente mais escuras, por exemplo, gabro e basalto. Por último, em rochas ígneas ultramáficas o teor de sílica é menor (menos de 45%) e são de ocorrência mais rara, por exemplo, peridotito.
8. A taxa de cristalização influencia muito na definição da textura das rochas ígneas. Resfriamento rápido do magma. Quanto mais rápido uma rocha esfria e solidifica, há menos tempo para a cristalização ocorrer.
Resfriamento lento do magma. Quando o processo de resfriamento do magma for lento há o crescimento de grandes cristais que são arranjados de maneira compacta.
9. Para colocar em palavras mais simples, o tamanho do cristal individual de rochas ígneas é inversamente proporcional à velocidade de resfriamento. Uma rocha com cristais muito pequenos ou discretos, textura fina, é formada por processo de resfriamento rápido, enquanto num resfriamento lento ocorre a formação de grandes cristais, textura grosseira.
10. As rochas ígneas podem ser intrusivas ou extrusivas, dependendo do local onde são formadas. Rochas intrusivas ou plutônicas, por exemplo, granito, são formadas diretamente a partir do magma e o processo de resfriamento ocorre abaixo da superfície da Terra. Rochas extrusivas ou vulcânicas, por exemplo, basalto, são formadas quando a lava se solidifica na superfície ou muito próxima a ela e a solidificação é rápida.
Magmas máficos, intermediários e félsicos. Dependendo da rapidez do resfriamento do magma, lento ou rápido, produzirão rochas diferentes.
Através do estudo químico pormenorizado dos diferentes tipos de rochas ígneas e das suas associações mútuas, os diferentes tipos de magmas podem ser classificados em quatro tipos químicos principais.
1) Ácidos: ricos em SiO2, Na2O e K2O. As rochas geradas a partir deste tipo de magmas podem ter mais de 77% em peso de SiO2. O granito é um exemplo de uma rocha ácida, e a maioria dos magmas ácidos são designados por “graníticos”;
2) Intermediários: ricos em SiO2, Na2O e K2O, assim como CaO e Al2O3. As rochas geradas por este tipo de magmas têm valores de SiO2, em porcentagem peso, compreendidos entre 55 e 65%. O andesito é um exemplo de uma rocha intermediária;
3) Básicos: ricos em CaO, MgO e FeO. As rochas deste tipo têm valores de SiO2, em peso, compreendidos entre 45 e 55%. O basalto é um exemplo de uma rocha básica, e muitos magmas básicos são genericamente chamados de magma basálticos;
4) Ultrabásicos: são magmas pobres em SiO2, mas com grande quantidade de FeO e MgO. As rochas ultrabásicas podem apresentar valores de SiO2 muito baixos, inferiores a 38% em porcetagem peso. O peridotito é um exemplo de uma rocha ultrabásica. (Damasceno,2017).
As rochas ígneas podem ser classificadas em função de sua composição mineralógica e química. Com base na proporção de minerais máficos ou escuros (silicatos ricos em ferro e magnésio ou ferromagnesianos) e minerais félsicos ou claros (silicatos pobres em ferro e magnésio) elas podem ser classificadas em: Rocha félsica, intermediária, máfica e ultramáfica (usp).
Rocha félsica
Rocha com menos de 15% de minerais máficos (piroxênio, anfibólio e biotita), e rica em minerais félsicos (feldspato e quartzo); também denominadas de hololeucocráticas-leucocráticas. Exemplos: granito e riolito
Rocha intermediária
Rocha de composição intermediária, com 15 a 35% de minerais máficos (piroxênio, anfibólio e biotita); também denominadas de mesocráticas. Exemplos: diorito e andesito.
Rocha máfica
Rocha com 35 a 90% de minerais máficos (olivina, piroxênio e biotita); também denominadas de mesocráticas-melanocráticas. Exemplos: basalto e gabro
Rocha ultramáfica
Rocha com mais de 90% de minerais máficos (olivina e piroxênio), e com pouco ou nenhum mineral félsico; também denominadas de ultramelanocráticas. Exemplos: peridotito, piroxenito e komatiito.
As rochas ultramáficas são também descritas como mais primitivas, uma vez que apresentam composições mais próximas dos materiais originais que deram origem ao nosso planeta, similar aos meteoritos condríticos.
Enquanto que as rochas félsicas são descritas como mais evoluídas, uma vez que resultam da reciclagem contínua das rochas originais. (usp)
As rochas ígneas são predominantemente de composição silicática, ou seja, com predomínio de minerais silicáticos, e assim podendo serem classificadas por seu conteúdo de sílica (SiO2):
Rocha ácida
Rocha com teores de SiO2 superiores a 65%, são rochas ricas em quartzo, como por exemplo o granito.
Rocha intermediária
Rocha com teores de SiO2 entre 65 e 52%, como por exemplo o diorito.
Rocha básica
Rocha com teores de SiO2 entre 45 e 52%, com quartzo em quantidades diminutas ou ausente, como por exemplo o basalto.
Rocha ultrabásica
Rocha com teores de SiO2 inferiores a 45%; ou onde quartzo é ausente, como por exemplo o peridotito.
Muito raros são os magmas de composição carbonática, ricos em CO2, considerados ultrabásicos, que dão origem aos carbonáticos (rochas que contém mais de 50% de minerais carbonáticos em sua composição).
Os termos básica, ácida e intermediária aqui utilizados não tem equivalência com os termos de igual nome utilizados em química (usp).
ROCHAS SEDIMENTARES
Camadas de rochas sedimentares
1) São rochas formadas por fragmentos de outras rochas, pelo intemperismo ou meteorização, i.e., pela fragmentação e decomposição de rochas preexistentes.
2) São rochas mais recentes.
3) São rochas menos resistentes e moles ou friáveis.
4) São rochas que normalmente contém fósseis e/ou combustíveis fósseis.
5) São rochas que apresentam camadas ou lâminas.
6) São rochas porosas.
7) São rochas que formam aquíferos, ex.: Aquífero Guaraní.
8) As rochas sedimentares constituem apenas 5% da crosta terrestre, os restantes 95% são de rochas ígneas ou metamórficas.
Intemperismo
O intemperismo ou meteorização em síntese é o conjunto de processos mecânicos (físicos), químicos e biológicos, que ocorre na superfície terrestre, que ocasionam a fragmentação e degradação das rochas e são responsáveis pelos pacotes de materiais inconsolidados que recobrem o substrato superficial da crosta terrestre, desde a rocha sã até as camadas mais expostas, que pode ser denominado de alterito residual, regolito, capa de alteração ou manto de intemperismo.
Trata-se do processo que fragmenta a rocha; o intemperismo atua sobre a rocha sã na superfície da crosta, e é responsável por formar as capas de material inconsolidado decomposto in situ (no local). (Felix e Horn Filho, 2020).
De acordo com o tipo de agente atuante, em geral, os processos de intemperismo ou meteorização, podem ser classificados nos seguintes tipos: intemperismo físico, físico-químico, químico, e químico-biológico.
Conjunto de processos físicos, químicos e biológicos, que promove o desgaste das rochas transformando-as em fragmentos menores, e solubilizando alguns de seus componentes (Lepsh, 2012).
A ação do intemperismo sobre as rochas causa o desgaste nas rochas
(modificado de Couto, 2022)
Intemperismo físico
O intemperismo físico está ligado à variação da dilatação dos minerais produzida pelo aquecimento e resfriamento das rochas, promovendo sua desagregação mecânica. A variação de temperatura e o congelamento são os fatores predominantes, onde a cristalização de sais e o congelamento são exemplos deste tipo de intemperismo.
Intemperismo físico
Intemperismo físico (Couto, 2022)
Intemperismo físico-biológico
O intemperismo físico-biológico é o processo de desagregação mecânica das rochas pela atividade, entre outras, do crescimento das raízes nas suas fraturas, por exemplo.
Intemperismo químico
O intemperismo químico está ligado às reações químicas entre os minerais existentes e os fluídos (soluções líquidas diversas ou oxigênio), destacando-se os fenômenos de oxidação, redução, carbonatação, hidrólise, hidratação e dissolução, que decompõem a rocha.
Intemperismo químico-biológico
O intemperismo químico-biológico se desenvolve pela ação das atividades orgânicas que contribuem para o processo de decomposição química das rochas. Ou seja, consiste na atuação de processos químicos desencadeados por atores biológicos, tais como decomposição da matéria orgânica e liberação de ácidos (ácido carbônico e ac. húmico). Decomposição de carcaças animais e vegetais e excrementos de aves e demais animais marinhos acumuladas sobre rochas na zona costeira, por exemplo. (Felix e Horn Filho, 2020).
Meteorização ou intemperismo
Processo de formação das rochas sedimentares.
Rochas sedimentares
São rochas resultantes da consolidação de material desagregado, derivado de rochas preexistentes, transportado e acumulado em camadas (clásticas, químicas biogênicas), nas bacias sedimentares ou de deposição (continentais, litorâneas ou marinhas).
Meteorização ou intemperismo
Alteração e desagregação da superfície rochosa exposta aos agentes erosivos ambientais: variação de temperatura; água (rios, mar, gelo, glaciares, chuva...), vento e seres vivos.
Erosão e Transporte
As partículas, fragmentos, “arrancadas” das rochas são transportadas pela ação do vento e/ou água, rios e glaciares. Ao longo de uma corrente fluvial (rio) os sedimentos vão se depositando devido à ação da gravidade, por isso, os fragmentos maiores depositam-se primeiro e os mais pequenos e leves alcançam maiores distâncias.
Soterramento
Os fragmentos após serem transportados são depositados no fundo de bacias de sedimentação, camada sobre camada, aumentando a pressão sobre as camadas mais profundas.
Erosão, transporte e sedimentação.
Diagênese ou litificação
Diagênese ou litificação ou solidificação é o último processo do subciclo exógeno de transformação do depósito sedimentar em rochas sedimentar. Constitui um conjunto de fenômenos físicos e químicos que transformam os sedimentos móveis livres (não consolidados) em rochas sedimentares compactas. Existem três principais processos diagenéticos: compactação, cimentação e recristalização, que podem ocorrer sozinhos ou em conjunto. (Felix e Horn Filho, 2020). Até 1,0 a 4,0 km de profundidade ocorre diagênese; de 5,0 km de profundidade em diante inicia o metamorfismo.
Como vimos a diagênese, também chamada de litificação é o processo pelo qual os sedimentos não consolidados são transformados em rochas sedimentares consolidadas.
Compactação
os sedimentos vão sendo comprimidos por ação dos sedimentos que sobre eles vão se depositando. Assim, os materiais que se encontram por baixo são sujeitos a um aumento de pressão, o que vai provocar a expulsão de líquidos que existem entre eles. A compactação reduz porosidade argilas e lamas perdem mais da metade da água retida, que é maior nas argilas que nos arenitos.
Uma das ações que afeta os sedimentos é a compactação. Nos sedimentos acumulados ao longo do tempo, o peso do material suprajacente comprime os sedimentos situados a maior profundidade. Os grãos são pressionados, juntando-se uns aos outros, havendo uma significativa redução dos espaços entre eles. Por exemplo, quando minerais de argila estão situados por baixo de centenas de metros de material, o volume dos minerais de argila, no seu conjunto, pode ser reduzido em mais de 40%. Para as argilas e outros sedimentos detríticos que são fracamente compressíveis, a compactação é mais significativa como processo de litificação, originando rochas sedimentares de grão fino, como os xistos argilosos. A cimentação tem um importante significado na litificação, na medida em que os sedimentos são convertidos em rochas sedimentares consolidadas. Os materiais de cimentação são arrastados em solução na água através dos espaços entre as partículas. O cimento, precipitando entre os grãos, preenche os espaços e liga as partículas. Os cimentos mais comuns são a calcita (carbonato de calcio), a sílica (SiO2) e óxidos de ferro (Fe2O3). A identificação do tipo de cimento é relativamente fácil. O cimento de carbonato de cálcio (calcita) faz efervescência com os ácidos. A sílica é um cimento muito duro, o que confere grande dureza às rochas sedimentares.
Cimentação
Entre os espaços, poros ou interstícios dos diferentes sedimentos pode ocorrer a precipitação de substâncias químicas dissolvidas nos líquidos. Este processo resulta na agregação de sedimentos, com a ajuda da substância precipitada. Entre os vários tipos de cimento destacam-se os materiais silicosos, carbonáticos, ferruginosos, fosfáticos, evaporíticos, dentre outros. Cimentação é a precipitação química de material mineral entre grãos (SiO2, CaCO3, Fe2O3) que solidifica a rocha. (Felix e Horn Filho, 2020).
Recristalização
Os minerais alteram as suas estruturas cristalinas. Este processo ocorre devido a alterações das condições de pressão, temperatura, circulação de líquidos, onde estão dissolvidos certos minerais. A recristalização ocorre com aumento de pressão e temperatura após soterramento (30°C/km ou 1°C/33m). (Felix e Horn Filho, 2020)
Diagênese ou litificação
Dissolução
Poderíamos acrescentar uma etapa q ocorre com o tempo: a dissolução que ocorre pelo efeito da percolação de soluções aquosas com sais ou hidróxidos pós-deposicionais, sobre os estratos.
Classificação de rochas sedimentares clásticas (1)
Desenho meu para o processo de intemperismo
Nicholas Steno estabeleceu a bases teóricas da estratigrafia quando introduziu o princípio da superposição e introduziu o princípio da horizontalidade original dos sedimentos (este princípio estabelece que camadas de sedimentos são originalmente depositados horizontalmente), e o princípio da continuidade lateral na obra em 1669 sobre a fossilização de restos orgânicos em camadas de sedimentos.
A primeira aplicação prática em grande escala da estratigrafia foi feita por William Smith, no século XIX. Smith, conhecido como o “pai da geologia inglesa”, criou o primeiro mapa geológico de Inglaterra e entendeu o significado de camadas de estratos bem como a importância de marcadores de fósseis para correlacionar os estratos de locais distantes.
Outra aplicação da estratigrafia importante no início do século XIX foi um estudo realizado por Georges Cuvier e Alexandre Brongniart (1770-1840) da geologia da região em torno de Paris.
Alexandre Brongniart foi químico, mineralogista, geólogo, paleontólogo e zoólogo francês, que colaborou com Georges Cuvier no estudo da geologia da região de Paris. Observando o conteúdo fóssil presente nas rochas, bem como a litologia em sequências, ele classificou as formações terciárias e foi responsável por definir os estudos geológicos do século XIX como um assunto da ciência, reunindo observações acuradas e classificações tanto dos fósseis quanto das rochas.
Brongniart foi também o fundador do Musée National de Céramique de Sèvres (França) (Museu Nacional de Cerâmica), tendo sido diretor da Fábrica de Porcelana de Sèvres de 1800 a 1847.
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES
(1)
AQUÍFEROS BRASILEIROS
Águas subterrâneas
As águas que ocorrem natural ou artificialmente no subsolo.
• Aquífero
Formação geológica com capacidade de armazenar e transmitir água em quantidades que possam ser aproveitadas como fonte de abastecimento para diferentes usos (ex: arenitos, calcários carstificados).
• Aquitarde
Formação geológica que permite a acumulação da água, mas o transporte é lento (ex: argila arenosa).
• Aquiclude
Material impermeável, com certa capacidade de armazenar água, mas sem capacidade de transmitir (ex: argilas).
• Aquífugo
Rochas impermeáveis que não armazenam e não transmitem água (ex: granito não fraturado).
Mapa dos aquíferos aflorantes (Almeida, 2016)
Então o que é um aquífero? Como vimos acima, basicamente, podemos conceituar aquíferos como uma formação geológica capaz de armazenar e transportar (transmitir) água através do subsolo, em quantidades possíveis de ser aproveitada para diferentes usos.
Segundo Nowatzki (s/d), aquífero é toda formação geológica em que a água pode ser armazenada e que possua permeabilidade suficiente para permitir que esta se movimente. Vê-se, portanto, que para ser um aquífero, uma rocha ou sedimento tem que ter porosidade suficiente para armazenar água, e que estes poros ou espaços vazios tenham dimensões suficientes para permitir que a água possa passar de um lugar a outro, sob a ação de um diferencial de pressão hidrostática.
Existem dois tipos de Aquíferos:
1) Aquífero livre ou freático
Aquífero livre ou freático é um extrato permeável, parcialmente saturado de água, cuja base é uma camada impermeável ou semipermeável. O topo é limitado pela própria superfície livre da água também chamado de superfície freática, sobre pressão atmosférica. Ele tende a ter um perfil mais ou menos semelhante ao perfil da superfície do terreno. O lençol freático está geralmente perto da superfície, em vales de rios e a maiores profundidades em altos topográficos.
2) Aquífero confinado ou artesiano
Aquífero confinado ou artesiano é um aquífero completamente saturado de águas, cujo limite superior (teto) e inferior (piso) são extratos impermeáveis. A água desse aquífero chama–se artesiana ou confinada e sua pressão é, geralmente, mais alta que a pressão atmosférica. Por isso quando se perfura o aquífero, a água sobe para um nível bem superior, podendo até jorrar. O poço do município de Ibiporã, norte do Estado do Paraná, projetado e perfurado pela SUDERHSA em parceria com a Prefeitura Municipal/Sistema Autônomo é um exemplo, o qual a água jorra a metros com vazão de surgência de 750 m3/h. Nesse aquífero a contaminação quando ocorre, é muito mais lenta e os custos para recuperação do aquífero podem ser proibitivos.
A fonte de recarga natural para a maioria dos aquíferos é a precipitação (chuva), onde a infiltração ocorre nas regiões denominadas de áreas de recarga (sedimentos permeáveis). Além da precipitação superficial, outros fatores são considerados, como: constituição geológica e natureza das camadas, declividades das camadas e área da seção de contribuição (extensão). Um aquífero passa a ser confinado quando está situado entre dois aquiclude (camada de baixa permeabilidade)
Uma das maneiras de caracterizar os aquíferos é pela porosidade de suas rochas, assim, teremos aquífero poroso, fissural e cárstico.
Aquífero Poroso ou Granular
Quando a água é armazenada nos espaços entre os grãos da rocha ou solo. Ocorre em rochas sedimentares clásticas.
Aquífero Fissural ou Fraturado
Quando a água é armazenada nas fraturas interconectadas da rocha. Ocorre em ígneas e metamórficas onde as fraturas são localizadas em regiões de fraqueza preferencial.
Aquífero Cárstico
Quando a água é armazenada nos condutos e canais de rochas carbonáticas.
Classificação dos aquíferos quanto a porosidade (Almeida, 2016).
Mapa dos principais aquíferos brasileiros; reservas subterrâneas abastecem mais da metade das cidades do país.(Fonte: Serviço Geológico do Brasil).
SISTEMA AQUÍFERO GRANDE AMAZÔNIA - SAGA
Além das riquezas naturais já conhecidas, a região amazônica conta com um tesouro subterrâneo. Trata-se do SAGA, o Sistema Aquífero Grande Amazônia. O maior de que se tem conhecimento no planeta. São mais de 162 mil quilômetros cúbicos de água.
Chamado pelos geólogos de Sistema Aquífero Grande Amazônia, a magnitude deste “oceano subterrâneo” só foi percebida em meados de 2013. Para se ter ideia, o SAGA pode ser dito como sendo quatro vezes maior do que o Aquífero Guarani, outro importante abastecedor e água para o Brasil.
Ainda que faça parte da hidrogeologia de Alter do Chão, vale salientar que o SAGA não está 100% dentro do Brasil, abrangendo outros países da América do Sul como Bolívia, Colômbia, Equador, Peru e Venezuela. Todavia, dos 162.520 km³ de água disponíveis nele, 124.500 km³ estão dentro do território nacional. Para se ter uma ideia de sua extensão, o aquífero Guarani, considerado, agora, o segundo maior do planeta, possui uma reserva hídrica de 39 mil quilômetros cúbicos de água. Levando em conta uma população mundial de cerca de sete bilhões de pessoas, um consumo individual médio de 150 litros de água por dia e uma expectativa de vida de 60 anos, o SAGA poderia abastecer a população por nada menos do que 250 anos. Hoje, o aquífero SAGA, fornece água apenas para duas cidades, Manaus e Santarém.
A descoberta foi feita pelo Instituto de Geociências da UFPA, (Universidade Federal do Pará). Segundo Matos (2015), atenção deve ser dada ao uso responsável do SAGA, uma vez que esse aquífero integra o ciclo hidrológico da região, ou seja, o movimento contínuo da água presente nos rios, continente e atmosfera; além de sua relação com a floresta amazônica.
As vegetação (árvores, arvoreta, as algas e a vegetação aquática) através da avapotranspiração, enviam a água na forma de vapor para atmosfera, os ventos e a rotação da terra levam esta água (nuvens) para o interior da Amazônia até que chegam nos Andes. Quando este spray da atmosfera bate nos Andes, ele desce para o centro-sul do Brasil e esta descida transmite umidade (chuvas) sendo responsável em grande medida pelas chuvas que caem no centro-sul do Brasil (Matos, 2015).
É importante que saibamos que esse altíssimo volume é formado pela união de quatro bacias sedimentares diferentes, como ilustrado no quadro abaixo.
Análises litoestratigráficas e geológicas, mostraram que o SAGA teve sua formação durante o Período Cretáceo, há cerca de 135 milhões de anos atrás. Como já mostrado pelo ciclo hidrológico, a relação do SAGA para com a vegetação amazônica é essencialmente de interdependência. Sem um, o outro não existe. E mais, é esta relação entre aquífero e floresta que gera e mantém todo o regime de chuvas que chegam às regiões Sudeste, Centro-Oeste e Sul do Brasil. Portanto, podemos dizer sem sombra de dúvida que sem o SAGA, mais de 75% de todo agronegócio brasileiro estará comprometido (Modif. minasjr, 2022).
Formação das rochas sedimentares.
Exemplos de rochas sedimentares
Arenito, argilito, calcário.
FORMAÇÃO DAS ROCHAS SEDIMENTARES
Tipos de rochas sedimentares
1) Rochas sedimentares detríticas
São formadas por fragmentos de outras rochas que sofreram intemperismo.
a) Não consolidadas, exemplo: areia, argila
b) Consolidadas, exemplo: conglomerados, arenito, argilito
2) Rochas sedimentares quimiogênicas
São formadas pela precipitação de substâncias dissolvidas na água, exemplo: calcário, gesso, ferro.
3) Rochas sedimentares biogênicas
São formadas pela acumulação de restos de seres vivos, exemplo: carvão, calcário conquífero.
RESUMO DAS ROCHAS SEDIMENTARES
As rochas sedimentares são constituídas por sedimentos que podem ser resultantes do desgaste de rochas da superfície, de restos de seres vivos ou da precipitação de substâncias dissolvidas na água.
A formação de uma rocha sedimentar ocorre segundo diversas etapas:
1) Intemperismo ou meteorização: alteração das rochas preexistentes, expostas na superfície terrestre.
2) Erosão: remoção dos fragmentos resultantes do intemperismo ou meteorização.
3) Transporte: deslocação dos fragmentos erodidos. O transporte é feito pela água e pelo vento.
4) Sedimentação: deposição dos sedimentos em bacias de sedimentação (no fundo de lagos ou do mar).
5) Diagénese ou litificação: transformação dos sedimentos soltos (não consolidados) em sedimentos consolidados. A diagênese se dá pela compactação, dissolução, cimentação, recristalização e litificação.
ROCHAS METAMÓRFICAS
1) São rochas sedimentares ou magmáticas que sofreram transformações físico- químicas em sua estrutura original, i.e., sofreram metamorfismo.
Metamorfismo (ulisboa).
Graus de metamorfismo que podem ser submetidas as rochas.
(ulisboa).
2) Metamorfismo: conjunto de processos pelos quais uma rocha é transformada em outra, por reações que acontecem no estado sólido. Reações devidas ao aumento da pressão e da temperatura, no interior da crosta terrestre.
3) São agentes do metamorfismo, i.e., que produzem mudanças na estrutura morfológica da rocha: Temperatura, Pressão, Fluidos e o Tempo.
Agentes do metamorfismo
A) Temperatura: ao aprofundarem-se progressivamente sob um crescente número de camadas de sedimentos as rochas vão sofrendo temperaturas cada vez mais elevadas. Temperaturas elevadas alteram os minerais dessas rochas.
B) Pressão: a simples elevação de temperatura não é um fator determinante do metamorfismo, mas é principalmente a pressão em combinação com a temperatura que mais contribui para as profundas modificações das rochas, tanto na textura quanto em sua composição química.
C) Fluidos: os fluidos, tais como água, gás carbono, oxigênio, flúor, etc. desempenham a função de facilitar as reações e transformações mineralógicas e a atividade química. A circulação de fluidos que ascendem na crosta passando pelas rochas é denominada de “alteração hidrotermal”.
Esses fatores conjuntamente alteram a textura e a
composição mineralógica ou química das rochas
a) Textura
Aspectos microscópicos como: tamanho, forma, disposição, contatos e arranjo ou organização de seus componentes minerais. Ex.: granoblastica (minerais equidimensionais sem orientação preferencial), porfirítica (cristais grandes em meio a uma matriz de cristais menores), microcristalina (cristais muito pequenos visíveis ao microscópio ótico), perlítica (formadas por camadas concêntricas).
Alteração na textura da rocha preexistentes devido a pressão e temperatura.
(ulisboa)
b) Composição mineralógica e/ou composição química
Novos cristais de formam pela presença de fluidos que carregam minerais e os depositam espalhados pela rocha.
Alteração na composição mineralógica das rochas pelo metamorfismo (ulisboa)
3) fatores que podem desencadear transformações físico-químicas:
Pressão: aumenta com a profundidade, ocorre o colapso dos poros, a rocha fica mais densa.
Temperatura: aumenta com a profundidade.
Presença de fluídos (água, ácidos, sais e CO2)
Tempo: o processo metamórfico exige tempo, são reações lentas que duram milhões de anos.
5) Quanto ao tipo o metamorfismo pode ser regional ou de contato. Existem outros tipos de metamorfismo que não abordaremos em nossas aulas.
A palavra metamorfismo, origina-se da palavra grega μεταμόρφωσις metamórphosis, cujo significado literal é “mudança de forma” ou “transformação”. Assim, por definição, uma rocha metamórfica provém de outra pré-existente, qualquer que seja ela, e que tenha sido suficientemente transformada, de modo que justifique essa classificação em uma nova classe de rocha.
Mas, já que todas as rochas de algum modo sofrem alterações, ainda que fracas, como se pode definir o metamorfismo de fato? Afinal, tanto a alteração de um feldspato de um granito (rocha ígnea) para argila quanto a transformação de um calcário (rocha sedimentar constituída em sua maior parte por CaCO3 ) em dolomito – rocha sedimentar com mais de 50% do seu peso constituído por carbonato duplo de cálcio e magnésio [CaMg(CO3)2 ] – são comuns na natureza. Por que então esses processos não são qualificados como metamorfismo? A resposta está no fato de que os agentes essenciais do metamorfismo são as altas temperaturas e as altas pressões reinantes no interior da crosta. Portanto, aplicando-se esses parâmetros físicos na definição de uma rocha metamórfica, temos uma definição mais precisa: rocha metamórfica corresponde a uma rocha originada de uma pré-existente, qualquer que seja a sua natureza, a qual foi submetida aos seguintes agentes que, no conjunto, resultam em transformações na sua composição mineral e química original, além das texturas:
• Temperatura: atua na formação de novos minerais;
• Pressão: promove alterações físicas nas rochas;
• Fluidos aquosos quentes e uma fração volátil (principalmente H2 O e CO2 ), ativos quimicamente: resultam em transformações na composição mineral e química original da rocha;
• Tempo: a velocidade em que ocorrem as mudanças é variável, o que influencia as condições metamórficas em resposta às mudanças das condições físicas.
Geralmente, esses agentes atuam de modo simultâneo, mas dependendo da porção (superficial ou profunda) da crosta na qual a rocha se encontra, um atua mais do que o outro. Os fluidos são particularmente importantes no processo metamórfico, sendo dependentes da temperatura, pressão e profundidade da crosta terrestre. Eles atuam na soldagem entre grãos minerais, nas recristalizações minerais e na formação de novos conjuntos de minerais, sob as novas condições de equilíbrio que formaram a rocha metamórfica.
Características gerais das rochas metamórficas
1) São rochas duras
2) Apresentam grãos (cristais) irregulares ou geométricos.
3) Distribuição heterogênea dos componentes, formando bandas claras escuras.
Metamorfismo regional
Metamorfismo regional é aquele que surge em grandes massas de rocha (grandes regiões) que são enterradas e submetidas a determinadas condições de pressão e temperatura.
Metamorfismo regional (ulisboa)
Metamorfismo regional (ulisboa)
Metamorfismo de contato
Metamorfismo que acontece pela ação de um magma sobre as rochas vizinhas. Ocorre principalmente nas proximidades de magmas. A temperatura muito alta do magma e a pressão em grande profundidades rearranja os minerais no interior da rocha, transformando-a.
Metamorfismo de contato (ulisboa)
Metamorfismo de contato
Metamorfismo de contato (ulisboa)
Formação de rochas metamórficas
(ulisboa)
Classificação dos principais tipos de metamorfismo:
Metamorfismo primário
Metamorfismo de contato, ou termal: ocorre como resultado de altas temperaturas, com transferência de calor, nas proximidades de intrusões ígneas;
Metamorfismo regional, ou dinamotermal: abrange áreas extensas, é resultado de altas pressões, acompanhada de temperaturas moderadas a altas; ocorre em zonas de subducção, resultando em deformação e formação de cadeias de montanhas;
Metamorfismo secundário
Metamorfismo dinâmico, ou cataclástico: é resultado de tensões dirigidas em zonas de falhas transformantes, zonas de cisalhamento; onde o atrito ao longo da falha tende a pulverizar os grãos da rocha e recristalizá-los em grãos menores;
Metamorfismo de soterramento: ocorre pela sobreposição (soterramento) de estratos sedimentares em uma bacia sedimentar, onde os estratos da base podem atingir condições metamórficas de baixo grau, porém sem deformação apreciável.
Metamorfismo hidrotermal: ocorre onde enormes quantidades de gases e fluidos (elementos voláteis) viajam por longas distâncias através das rochas e são quimicamente ativos reagindo com os minerais que encontram pelo caminho, modificando-os e promovendo mudanças químicas ou recristalizações.
Metamorfismo de impacto ou de choque: ocorre quando meteoritos atingem a superfície da Terra, provocando condições extremas que transformam e até mesmo fundem as rochas na região do impacto.(usp).
Formação das rochas metamórficas de acordo com a pressão, profundidade e temperatura. (aia)
Grau de metamorfismo (politecnica)
O que acontece durante o metamorfismo
- Os minerais reagem para formar novos minerais mais estáveis (paragênese), por exemplo: Quartzo (2SiO2) + Dolomita (CaMg(CO3)2) → Piroxênio (CaMgSi2O6) + 2CO2.
- Minerais mudam de forma, por exemplo, os polimorfos (mesma composição, estrutura interna diferente): Andalusita (Al2SiO5) → Sillimanita (Al2SiO5) → Cianita (Al2SiO5).
- Novos elementos podem ser adicionados ao processo (metassomatismo), por exemplo: Piroxênio (CaMg(SiO2)2) + 2CO2 → Dolomita (CaMg(CO3)2) + Quartzo (2SiO2)
- Elementos em soluções podem precipitar e formar veios mineralizados.
- Minerais são recristalizados, mudando apenas a textura da rocha, ou seja, o arranjo e tamanho dos minerais mudam.
- As mudanças metamórficas ocorrem em resposta ao aumento (metamorfismo progressivo) ou diminuição (metamorfismo retrógrado) das condições de pressão e temperatura. (usp).
A tabela mostra as rochas metamórficas, dividindo-as em duas categorias:
1) Rochas foliadas: Rochas que apresentam orientação dos minerais. Da ardósia até o migmatito, haverá um aumento do tamanho dos minerais e também da espessura da foliação, variando de clivagem ardosiana, xistosidade, até o bandamento, caracterizado pela segregação em bandas de minerais claros e escuros. Com exceção do milonito, que é resultante do metamorfismo dinâmico, as demais rochas foliadas, resultam de metamorfismo regional.
2) Rochas não Foliadas: De um modo geral, essas rochas mostram minerais granulares, sem qualquer orientação. As rochas não foliadas podem ser resultantes de metamorfismo de contato, como por exemplo o hornfels e o mármore, ou regional, como o quartzito, o mármore e o metaconglomerado. Este último exibe minerais orientados (levemente foliado). A brecha de falha é resultante de metamorfismo dinâmico (cataclástico). (Tabela modificada de Lutgens et al., 2012, por Carlos Uchôa. Lutgens et al., 2012; Hamblin e Christiansen, 2011; Wicander e Monroe, 2009, Press et al., 2008; Monroe et al 2007; Teixeira et al., 2013).
Exemplos de rochas metamórficas
Gnaisse, mármore, ardósia, quartzito
Tipos de rochas que ocorrem naturalmente na crosta terrestre (USP).
Características dos principais tipos de rochas
CICLO DAS ROCHAS
ou
CICLO PETROGENÉTICO
As rochas são geradas por processos naturais, desde a formação do nosso planeta, em épocas remotas, e testemunham as condições em que se originaram.
As rochas são verdadeiros "livros" repletos de informações, cujas páginas nós e os pesquisadores podemos ler e interpretar. Cada rocha tem, uma grande e longa história para contar. Uma história que conta também parte da história do nosso planeta.
Toda e qualquer rocha é a expressão das condições em que é gerada. Quando a rocha é submetida a condições diferentes daquelas que existiam em sua formação, a sua textura e/ou os seus minerais transformam-se por modificações no estado sólido, por fusão parcial ou total ou por intemperismo (meteorização) física e/ou química. Portanto, rochas sedimentares, rochas metamórficas e rochas magmáticas estão profundamente relacionadas, pois a mesma matéria pode integrar diferentes tipos litológicos.(modif. de: cienciasdavidaedaterra25).
Para que possamos entender o ciclo das rochas, é necessário primeiro, como vimos acima, entender como cada tipo se origina.
Rochas magmáticas ou ígneas
Essas rochas, como já vimos em aula, surgem do processo de resfriamento e solidificação do magma (cristalização), que pode ocorrer na superfície terrestre (rochas magmáticas extrusivas ou vulcânicas) ou dentro da crosta (rochas magmáticas intrusivas ou plutônicas).
Rochas sedimentares
As rochas sedimentares surgem a partir da fragmentação de rochas preexistentes (magmáticas, sedimentares ou metamórficas). Esses fragmentos são transportadas pelo vento e pela água, formando camadas no fundo de mares. Um exemplo de rocha sedimentar é o arenito. O arenito se forma quando rochas como o granito se desintegram lentamente pela ação dos ventos e das chuvas, temperaturas altas e baixas (ação do intemperismo). Os grãos de quartzo dessas rochas formam a areia. Areias e dunas de areia, não são rochas: são fragmentos de rochas. A areia é transportada (pelo vento e água) e deposita-se geralmente no fundo do mar, onde é submetida a um aumento de pressão e/ou temperatura. Desta forma os arenitos tornam-se compactos devido ao efeito de fenômenos diagenéticos, i.e., processos que convertem o sedimento em uma rocha consolidada (soterrados, cimentados e endurecidos) formando o arenito, um tipo de rocha sedimentar. Junto com argilitos e folhelhos, os arenitos são as rochas mais comuns entre as rochas sedimentares.
Rochas metamórficas
As rochas metamórficas surgem quando rochas preexistentes que podem ser magmáticas, sedimentares ou até mesmo outras rochas metamórficas, passam por alterações em sua estrutura, textura e composição devido a elevação da temperatura e pressão (metamorfismo), originando rochas metamórficas, i.é., metamorfismo. Metamorfismo é um processo que envolve mudanças na composição mineralógica, na textura e estrutura de uma rocha, predominantemente no estado sólido. O metamorfismo ocorre em condições de temperatura superiores às da diagênese (entre 150 – 200 ºC e 3 Kbar), processo sedimentar, e inferiores a da fusão (700 – 1000- 1200 ºC), processo ígneo. As rochas originais (protólitos) devem ser soterradas profundamente para estarem sujeitas a estas altas condições de pressão e temperatura. Os agentes do metamorfismo são: calor, pressão e fluidos (catalisadores de reações). O tempo também é um importante componente no processo de metamorfismo, já que este está intimamente associado à dinâmica da tectônica de placas que demanda longos períodos de tempo (milhões de anos).
Um exemplo de rocha metamórfica é o calcário, uma rocha sedimentar, que se transforma em mármore pela elevada pressão e temperatura.
CICLO PETROGENÉTICO
Ou CICLO DAS ROCHAS
O Ciclo Petrogenético, assim como a maioria dos processos terrestres em que se evidenciam o funcionamento de sistemas em larga escala, não ocorre de forma independente ou isolada. Pelo contrário, apresenta estrita interdependência de outros sistemas, que podem ser explicados em seus próprios ciclos, como o ciclo climático, o ciclo biológico, o ciclo tectônico e o ciclo hidrológico, por exemplo.
Da mesma forma, pode-se isolar ciclos de processos (como o ciclo do intemperismo, ou, o ciclo de transporte e deposição), bem como, subdividi-lo em dois subciclos ou etapas: subciclo endógeno e exógeno. O processo de deposição de sedimentos ocorre no subciclo exógeno e se constitui na etapa de topo da Sedimentogênese.
A Sedimentogênese pode ser entendida como o conjunto dos processos subaéreos e subaquosos que corresponde ao subciclo exógeno do Ciclo Petrogenético, sendo atuantes na transformação das rochas expostas em superfície (intemperismo, provocando fragmentação através da desintegração, dissolução, oxidação, carbonatação, etc.), originando partículas cada vez menores e produzindo uma assembleia de minerais secundários que formarão um pacote de material que poderá ser erodido, transportado e depositado.
Os depósitos formados, ao sofrerem diagênese ou litificação (por cimentação ou compactação), dão origem à rochas sedimentares, ápice do subciclo exógeno.
Uma vez exposta em superfície, a rocha sedimentar torna-se passível de Sedimentogênese, em um processo de retroalimentação comum neste ciclo.
Portanto, a deposição de sedimentos se constitui em um dos processos do subciclo exógeno, sendo o fator que ocasiona o acúmulo de materiais inconsolidados ou partículas em condições físico-químicas normais da superfície terrestre.
No entanto, para se estudar de forma adequada este tópico, deve-se ater aos processos principais ocasionadores de sedimentos, que são os seguintes: intemperismo, erosão, transporte, além da própria deposição.
Representação do Ciclo Petrogenético ou ciclo das rochas, com ênfase ao subciclo exógeno/Sedimentogênese de formação dos sedimentos e rochas sedimentares.
(Modificado de Félix e Horn filho, 2020).
Press et al., (2013) em (Damasceno (2017) afirma que o ciclo das rochas relaciona os processos geológicos para a formação de cada um dos três tipos de rocha a partir dos outros com todos os tipos tendo origem nas rochas ígneas. O processo pode ser analisado a partir de qualquer ponto do ciclo.
O Ciclo Petrogenético ou petrogênico inicia-se com a formação das rochas ígneas pela cristalização do magma no interior da litosfera/crosta ou na superfície. As rochas ígneas intrusivas, são então, soerguidas para a superfície no processo de formação de montanhas. Desta forma, essas rochas são expostas aos agentes do intemperismo que produzem fragmentos ou sedimentos. A rocha sofre erosão e transporte e os sedimentos são levados (transportados) pela ação da água e do vento, para as bacias sedimentares e através soterramento formam camadas sobrepostas que sofrem diagênese ou litificam para formar uma rocha sedimentar. Quando o soterramento ocorre em ambientes que apresentam elevada temperatura e pressão, ocorre o metamorfismo, transformando a Rocha em uma rocha metamórfica. Caso o pacote de rocha mergulhe no manto ocorre a fusão desse material, e, nesse ponto, o ciclo pode recomeçar. A tectônica de placas é o mecanismo que faz o ciclo das rochas operar.
Ciclo das rochas
1) As rochas sedimentares são produto de processos externos que caracterizam o domínio sedimentar. Intemperismo (meteorização), erosão, sedimentação e diagênese (litificação) são processos característicos deste domínio.
2) Se as rochas sedimentares se aprofundarem na crosta, ficam submetidas ao peso das rochas suprajacentes. Podem ainda ser comprimidas (pela elevada pressão), devido a tensões que se geram no interior da Terra, experimentando simultaneamente um aquecimento progressivo.
3) Quando os valores da pressão e da temperatura ultrapassam os limites superiores da diagênese, as rochas entram no domínio do metamorfismo, em que se verificam alterações essencialmente no estado sólido. Formam-se assim novos minerais a partir dos minerais das rochas preexistentes, que assumem nova forma e orientação.
4) Se as condições de temperatura e de pressão são tais que provocam a fusão dos minerais que constituem as rochas, passa-se ao domínio do magmatismo, originando-se magmas. Os magmas, ao movimentarem-se em direção à superfície, por vulcanismo ou falhas (diques) na crosta, podem experimentar um arrefecimento rápido ou lento (progressivo), o que leva à consolidação e formação de rochas magmáticas.
5) As rochas geradas em profundidade, quer sejam magmáticas quer sejam metamórficas, podem ser soerguidas devido aos movimentos da crosta. A remoção das rochas suprajacentes pela erosão acaba por expor as rochas que se formaram em profundidade. Assim, expostas na superfície terrestre, o intemperismo pode atuar, fragmentado continuamente a rocha e formando novas rochas (sedimentares). (Modif. de cienciasdavidaedaterra25)
EXERCÍCIOS
Apresente respostas mais completas possíveis
1) O que são rochas?
2) O que são minerais? Apresente o conceito completo.
3) Como podemos classificar os minerais?
4) Construa a escala dureza de Mohs e explique como podemos usá-la na prática, i.e., como ela funciona?
5) observe a foto e responda
a) O que está sendo apresentado na foto?
b) que tipo de rocha está se formando nessa foto?
6) Como podemos dividir o interior do nosso planeta? Que modelos podemos usar para essa divisão e como cada um desses modelos divide as camadas da terra? O que leva em conta cada um dos modelos?
7) A imagem abaixo representa o fóssil de uma libélula.
a) essas rochas não possuem densidade suficiente para destruir os fósseis.
b) são estruturas geologicamente mais antigas, quando os primeiros animais surgiram.
c) ocorre durante o processo de diagênese, com a formação das rochas sedimentares.
d) são as únicas rochas encontradas abaixo da superfície.
e) originam-se a partir do congelamento dos sedimentos, conservando a estrutura dos restos fósseis.
8) As rochas metamórficas são estruturas sólidas formadas a partir do processo de transformações de outras rochas preexistentes. Essa transformação ocorre graças à alteração das condições de ambiente, temperatura e pressão em relação ao ponto em que essas rochas se originaram.
Com base nessas informações e em seus conhecimentos sobre a formação das rochas e Geografia Física, assinale a alternativa que indica um local onde é mais provável que esteja ocorrendo o fenômeno citado.
a) Chapada Diamantina, Brasil.
b) Parque Nacional de Yellowstone, Estados Unidos.
c) Deserto do Saara, África.
d) Cordilheira dos Andes, América do Sul.
e) Golfo pérsico, Oriente Médio.
9) Como são classificadas as rochas? Explique como se forma cada um dos três tipos de rochas, dê dois exemplo de rochas para cada um deles.
10) Você é um cientista e te pedem para explicar o que está ocorrendo no ciclo abaixo. O que poderíamos explicar nos números 1 a 4?
11) Algumas rochas são formadas pela solidificação (cristalização) do magma, que é um líquido com alta temperatura, em torno de 700 a 1200ºC, proveniente do interior da Terra. As rochas provenientes do magma podem conter jazidas de vários metais (p. ex. ouro, platina, cobre, estanho, ferro, etc.) e trazem à superfície do planeta importantes informações sobre as regiões profundas da crosta e do manto terrestre. Que rochas são estas, explique as maneiras como elas podem se formar.
12) Sobre as rochas, assinale V quando verdadeiro ou F se falso.
1. (___) as rochas ígneas ou magmáticas formam-se pelo resfriamento e solidificação do magma.
2. (___) o arenito, utilizado na correção de acidez do solo, é uma rocha dita metamórfica, pois sua formação está ligada à ação da temperatura e da pressão em rochas preexistentes.
3. (___) as rochas sedimentares são formadas pelo acúmulo de fragmentos de rochas preexistentes que sedimentam e sofrem diagênese e posteriormente litificação.
4. (___) o basalto, utilizado na construção civil, é um exemplo de rocha ígnea extrusiva, formada com o magma de erupções vulcânicas.
5. (___) as rochas metamórficas podem se formar relativamente próximas à superfície (5km de prundidade), em médias profundidades (20km de profundidade) e em grandes profundidades (40km de profundidade), entretanto a pressão e a temperatura continuam iguais.
6. (___) as rochas ígneas extrusivas ou vulcânicas sempre apresentam grandes cristais o que nos diz que resfriaram no interior da crosta.
7. (___) as rochas metamórficas sempre necessitam derreter para sofrerem metaforismo.
8. (___) o intemperismo atua sobre todas as rochas na superfície terrestre formando fragmentos cada vez menores e desgastando a rocha enquanto o metamorfismo atua sobre todas as rochas em grandes profundidades transformando todas rochas em rochas metamórficas.
13) Observe a foto abaixo:
As colunas que pendem do teto de uma caverna, acima, são as estalactites e as que se formam em seu piso, a partir dos respingos caídos do teto, são as estalagmites. Ambas se originam da precipitação e solidificação de bicarbonato de cálcio que se encontra dissolvido na água, lixiviado das rochas. Assinale a alternativa que indica o tipo de grupo de rochas a que as estalactites e estalagmites estão associadas:
a) Rochas sedimentares detríticas, formadas pela decomposição e deposição de detritos de rochas pré-existentes.
b) Rochas sedimentares de origem orgânica, formadas pelo acúmulo de detritos orgânicos.
c) Rochas sedimentares de origem química, isto é, formadas pela deposição de sedimentos dissolvidos na água por processos químicos.
d) Rochas metamórficas, resultantes da metamorfose de rochas magmáticas e sedimentares quando submetidas a certas condições de temperatura e pressão no interior da Terra.
e) Rochas sedimentares de origem química, formadas pelo acúmulo de detritos orgânicos.
14) Como o ciclo hidrológico, i.e., o ciclo da água, está ligado ao ciclo tectônico? Explique com detalhes, usando todo seu conhecimento de pesquisador do planeta.
REVISÃO
Nome: Data:
Num.:
Turma:
1) Quando procuramos respostas científicas para um determinado fenômeno que ainda não foi estudado, qual o primeiro passo que devemos tomar de acordo com o método científico? Justifique sua resposta.
1a) Cite os passos do método científico.
2) Quando fazemos afirmações prévias, as quais podem ser verdadeiras ou não, para explicar um determinado fenômeno, estamos elaborando o que?
3) Faça um mapa mental sobre o que é ciência e como o método científico auxilia na resposta a um problema. Não esqueça de abordar os tipos de variáveis.
4) Construa um mapa mental sobre os tipos de rochas, e como esses tipos estão ligados com as camadas da terra.
5) Contraste os dois modelos que explicam a estrutura da Terra e elabore uma explicação do porque são diferentes.
6) BÔNUS (pode ser feito em casa no caderno)
Hidrosfera, litosfera e atmosfera são camadas existentes no planeta Terra. Juntas, elas formam a biosfera. Sobre cada umas das camadas citadas analise as afirmações seguintes.
I. A litosfera é a porção seca da crosta terrestre, é a camada de solo.
II. Hidrosfera é a camada de água, representa a maior camada do planeta Terra, compreende os rios, mares e lagos.
III. A atmosfera é uma camada de ar que se origina da poluição das indústrias, das queimadas nas florestas e da eliminação de gás carbônico pelos seres vivos.
Estão corretas, apenas:
a) I e II.
b) II e III.
c) II.
d) I, II e III.
e) somente III
Justifique sua resposta e explique porque as outras alternativas estão erradas.
7) Observe atentamente o esquema a seguir que representa o ciclo das rochas. Complete o esquema colocando o nome correto em todas as letras e números.
X:
Y:
Z:
1:
2:
3:
9) Explique detalhadamente o que está ocorrendo no esquema abaixo
1:
2:
3:
4:
5:
X:
Y:
W:
Z:
U:
Bom aprendizado a todos !
Fontes
https://www.yumpu.com/pt/document/read/14236474/relatorio-pratico-de-rochas-sedimentarespdf-geomuseu
Ciclo da água
Rochas e meio ambiente
As rochas na natureza
Outras fontes
ARCHELA, Edison. IDENTIFICANDO MINERAIS ATRAVÉS DE SUAS PROPRIEDADES MACROSCÓPICAS. 2004.
Disponível em: http://www.uel.br/revistas/geografia/v13n1eletronica/12.pdf
FELIX, A. & HORN FILHO, N. O. 2020. Apostila Sedimentologia. Florianópolis: Edições do Bosque, 177p. (E-ISBN 978-65-991949-8-6). Disponível em:
FERREIRA, Isadora. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MINERAIS.
Disponível em: http://biblioteca.unis.edu.br/?wpfb_dl=70f
FRIEDRICH MOHS. Biografias y vidas.
Disponível em: https://www.biografiasyvidas.com/biografia/m/mohs.htm
MINERALOGIA - PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MINERAIS: DUREZA. Sobre Geologia, 2016.
HUGO. CARACTERÍSTICAS DOS MINERAIS: BRILHO. Mineral Pedra, 2016.
PROPRIEDADES DOS MINERAIS E ROCHAS.
Disponível em: https://paginas.fe.up.pt/~geng/ge/apontamentos/Cap_2_GE.pdf
WICANDER, Reed; MONROE, James S. Fundamentos de Geologia, 1 ed. São Paulo: Editora Cengage Learning, 2011. 508 p.
Modelo geoquímico e geodinâmico
Tectônica de placas
ESCÓLIOS
O elemento Tungstênio, W.
O termo “tungstênio” tem origem nos termos nórdicos “tung sten”, significando “pedra pesada”, utilizados por Axel Fredrik Cronstedt em 1757 para designar o mineral que hoje se chama scheelita, descoberto na Suécia em 1750. É usado em muitas línguas como nome deste elemento.
O termo "volfrâmio" ou “wolfrâmio”, usado em algumas línguas europeias, sobretudo línguas eslavas e germânicas, deriva do mineral volframita. Este, por sua vez, deriva do alemão "wolf rahm" (“fuligem de lobo, creme de lobo”), o nome dado ao tungstênio por Johan Gottschalk Wallerius em 1747, e do qual derivou também o símbolo químico do elemento, W. “Wolf rahm” por sua vez deriva de “Lupi spuma”, o nome usado por Georg Agricola para este elemento em 1546, traduzido para português como “espuma” ou “creme de lobo”, e é uma explicação (referência) para as grandes quantidades de estanho perdidas na extração deste metal devido à presença de volframita no minério que continha o estanho.
