Apostila.pdf Geologia

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Geologia

Vera Lúcia da Rocha

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A

PRESENTAÇÃO

É com satisfação que a Unisa Digital oferece a você, aluno(a), esta apostila de Geologia, parte inte-grante de um conjunto de materiais de pesquisa voltado ao aprendizado dinâmico e autônomo que a educação a distância exige. O principal objetivo desta apostila é propiciar aos(às) alunos(as) uma apre-sentação do conteúdo básico da disciplina.

A Unisa Digital oferece outras formas de solidificar seu aprendizado, por meio de recursos multidis-ciplinares, como chats, fóruns, aulas web, material de apoio e e-mail.

Para enriquecer o seu aprendizado, você ainda pode contar com a Biblioteca Virtual: www.unisa.br, a Biblioteca Central da Unisa, juntamente às bibliotecas setoriais, que fornecem acervo digital e impresso, bem como acesso a redes de informação e documentação.

Nesse contexto, os recursos disponíveis e necessários para apoiá-lo(a) no seu estudo são o suple-mento que a Unisa Digital oferece, tornando seu aprendizado eficiente e prazeroso, concorrendo para uma formação completa, na qual o conteúdo aprendido influencia sua vida profissional e pessoal.

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S

UMÁRIO

INTRODUÇÃO

... 5

1 DEFINIÇÃO E CONCEITOS BÁSICOS

... 7

1.1 Subdivisão da Geologia ...7

1.2 Resumo do Capítulo ...8

1.3 Atividades Propostas ...9

2 ORIGEM DO SISTEMA SOLAR E ESTRUTURA TERRESTRE

... 11

3 TECTÔNICA DE PLACAS

... 15

3.1 Evidência de que os Continentes Estiveram Unidos ...16

3.2 Evidências Científicas sobre a Tectônica ...18

4 NOÇÕES DE GEOMORFOLOGIA

... 23

5 TIPOS E PROCESSOS FORMADORES DE SOLO

... 27

5.1 Perfis de Solo ...31

6 ÁGUA SUBTERRÂNEA

... 35

6.1 Classificação dos Aquíferos Segundo a Pressão da Água ...36

6.2 Classificação Segundo a Geologia do Material Saturado ...36

6.3 Resumo do Capítulo ...37 6.4 Atividades Propostas ...38

7 INTRODUÇÃO À PALEONTOLOGIA

... 39 7.1 Resumo do Capítulo ...41 7.2 Atividades Propostas ...42

8 MINERAIS E ROCHAS

... 43 8.1 Recursos Minerais ...44 8.2 Rochas ...46

8.3 O Ciclo das Rochas ...49

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RESPOSTAS COMENTADAS DAS ATIVIDADES PROPOSTAS

... 55

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I

NTRODUÇÃO

Caro(a) aluno(a),

O objetivo geral do curso é o de lhe oferecer subsídios para um estudo completo sobre a Terra como um planeta vivo em constante transformação e que possui um dinamismo próprio.

Esta apostila e a disciplina como um todo buscam apresentar a caracterização do planeta Terra, bem como estudar sua estrutura e composição.

Também foram evidenciados os mecanismos que engendram a dinâmica terrestre (deriva conti-nental e tectônica de placas), oferecendo, assim, um aprofundamento nas questões relativas à formação e dinamismo da superfície terrestre.

Dentro dessa perspectiva, o conteúdo está organizado de forma a promover sempre um debate so-bre e com os autores, além de mostrar as transformações das teorias ao longo dos processos geológicos. Dessa forma, serão estudadas a Gênese e a morfologia dos principais minerais e rochas, além dos processos que atuam sobre eles (intemperismo físico e químico), bem como o ciclo das rochas, classifi-cação e datação petrográfica.

Será dado enfoque à formação de depósitos minerais e jazidas e à associação com a dinâmica in-terna e intemperismo, sua utilização comercial e suas implicações ambientais, visando, assim, ao desen-volvimento sustentável de nossa sociedade contemporânea.

Ao compreendermos que a Geologia é a ciência que trata da estrutura da Terra, da sua composição, de seus processos internos e externos e de sua evolução, e que como ciência procura decifrar a história geral da Terra, desde o momento em que se formaram as rochas até o presente, será possível finalizar este trabalho versando sobre esse assunto.

No último capítulo, buscamos, então, elencar as possibilidades da datação geológica realizada com a utilização de diversos conhecimentos científicos.

Será um prazer acompanhá-lo(a) ao longo desse trajeto.

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Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, trataremos dos conceitos iniciais que definem a Geologia, sua importância para nossa sociedade, bem como sua subdivisão como ciência.

Podemos afirmar que a Geologia é a ciência que trata da estrutura da Terra, da sua composi-ção, de seus processos internos e externos e de sua evolução. Como ciência, procura decifrar a história geral da Terra, desde o momento em que se formaram as rochas até o presente.

Na Figura 1, vamos visualizar Charles Lyell (1797-1875), geólogo britânico, considerado o “Pai” da Geologia.

DEFINIÇÃO E CONCEITOS BÁSICOS

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Figura 1 – Charles Lyell.

Fonte: http://www.stephenjaygould.org/people/ charles_lyell.html.

A partir desse contexto, podemos com-preender que a formação das rochas é, por sua vez, dependente de um conjunto de fatores físi-cos, químicos e biológifísi-cos, cíclifísi-cos, relacionados à evolução crustal e sedimentar do planeta.

Atenção

O campo de atividade da Geologia é, então, a porção da Terra constituída de rochas, que são as fontes de informações sobre seus processos for-madores e evolutivos.

A Geologia Geral tem como seu objeto o estudo dos agentes de formação, transformação, composição e disposição das rochas na crosta ter-restre e pode ser subdividida da seguinte forma:

Petrologia: é a ciência das rochas no

sentido estrito, constituindo uma das bases das ciências geológicas, funda-mentada na mineralogia;

Paleontologia: descreve e classifica os

1.1 Subdivisão da Geologia

antigos seres viventes que se encon-tram nas rochas, os fósseis;

Geologia Histórica: descreve os

even-tos biológicos e estruturais dentro de uma cronologia, denominada tempo geológico;

Estratigrafia: ordena as rochas

estrati-ficadas, ou seja, dispostas em camadas de sedimentos, sistematizando-as a partir de sua cronologia determinada a

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Vera Lúcia da Rocha

partir dos estratos mais antigos;

Geografia: cujos campos de ação estão

na superfície da Terra e seus habitantes; quando se ocupa da conformação da crosta e da sua evolução, onde se en-caixa a Geografia Física, esta passa a ser um campo integrado à Geologia.

Estas são algumas das ramificações da Geologia entre inúmeras

outras, notadamente de sentido prático e aplicado à pesquisa de minerais ou às obras de engenharia.

Em Geologia, é pos-sível supor que o presen-te é a chave do passado e que todos os

aconteci-mentos que ocorrem hoje na Terra são similares aos acontecidos no passado e suficientes para que se expliquem todos os aspectos da forma e estrutura do planeta no presente.

Temos também que, em Geologia, a noção de tempo é diferente da visão de tempo cotidia-no da vida humana. O tempo, embora em si não seja um agente preponderante, perfaz sutilmente a execução de todas as formas e estruturas exis-tentes no globo terrestre.

Podemos concluir que a Geologia tem um papel marcante e decisivo na qualidade da ocu-pação e aproveitamento dos recursos naturais, que compreendem desde os solos onde se planta

e se constrói, até os recur-sos energéticos e maté-rias-primas industriais.

O desconhecimento quantitativo e qualitativo da dinâmica terrestre tem resultado em prejuízos muitas vezes irreparáveis para a Natureza em geral e para a espécie humana em particular.

Saiba mais

A Geologia como ciência baseia-se, primeiramente, na observação do planeta Terra, incluindo:

• minerais; • rochas; • fósseis.

Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, estudamos a definição de Geologia e compreendemos sua importância para nossa sociedade.

Entendemos, também, que a Geologia é a ciência que trata da estrutura da Terra, da sua composi-ção, de seus processos internos e externos e de sua evolucomposi-ção, e que o objeto da Geologia Geral é o estudo dos agentes de formação, transformação, composição e disposição das rochas na crosta terrestre.

O campo de atividade da Geologia é, então, a porção da Terra constituída de rochas, que são as fontes de informações sobre seus processos formadores e evolutivos.

Também compreendemos que a Geologia pode ser subdividida da seguinte forma: Petrologia; Paleontologia; Geologia Histórica; Estratigrafia.

Vamos, agora, avaliar a sua aprendizagem.

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1. Como podemos definir Geologia? 2. De que forma a Geologia se subdivide? 3. O que é Estratigrafia?

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Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, trataremos da origem do sistema solar e da complexa estrutura interna do globo terrestre.

Sabemos que o sistema solar é formado por nove planetas e por milhares de asteroides, além de um cinturão de objetos além da órbita de Plu-tão. Por ordem de distância do sol, estão: Mercú-rio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão (por vezes é Netuno o mais afas-tado, devido à órbita de Plutão, que atravessa a de Netuno).

Analise, a seguir, a figura que ilustra quais são os planetas que formam o sistema solar.

Figura 2 – Sistema solar.

Fonte: http://www.webciencia.com/04_sistema.htm.

Os planetas menores, de formação rochosa e mais próximos do Sol e uns dos outros são cha-mados planetas internos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte), já os planetas mais afastados, de forma-ção gasosa e gigantes em relaforma-ção aos internos, são denominados planetas externos (Júpiter, Sa-turno, Urano e Netuno, além de Plutão).

ORIGEM DO SISTEMA SOLAR E

ESTRUTURA TERRESTRE

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Dessa forma, o sistema solar nasceu a partir de uma gigantesca nuvem de gás e poeira. Essas nuvens giram ao redor de um único ponto, de maior gravidade, onde se localiza a estrela (Sol); por efeito dessa rotação, a nuvem vai ganhando a forma de um globo, que concentra em seu núcleo a maior parte da massa e poeira, esse disco torna--se cada vez maior, mais quente, se condensando cada vez mais. O calor que isso resulta dá início à transformação do hidrogênio em hélio; por meio desse processo, em que é liberada energia, de-sencadeia-se uma série de reações termonuclea-res que ativam o núcleo da nuvem, surge, assim, uma estrela.

Enquanto tudo isso ocorre no núcleo, na parte mais externa, as nuvens também se aden-sam até formar massas bem menores do que a es-trela, essas massas se transformam nos planetas, todas elas presas pela força maior do Sol, girando ao seu redor.

Esse processo que deu origem ao sistema solar há 5 bilhões de anos continua; estrelas se-melhantes ao Sol nascem em muitos locais da galáxia, principalmente na nebulosa de Órion, a cerca de mil anos luz da Terra. Essas estrelas e seus planetas são irmãos do sistema solar, pois o Sol emergiu do Cinturão de Gould, do braço da espi-ral de Órion.

Vamos, agora, analisar a composição inter-na da estrutura de nosso planeta e, para isso, ini-ciaremos com uma pergunta: como se pode co-nhecer as camadas geológicas abaixo de nossos pés e outras estruturas localizadas no interior e no centro da Terra, situado a cerca de 6.370 km de profundidade?

A resposta é: por meio de perfurações, o homem tem acesso direto apenas aos primeiros

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quilômetros. Daí para baixo, são as ondas sísmi-cas que revelam conhecimentos sobre o interior de nosso planeta.

A propagação das ondas sísmicas produ-zidas pelos terremotos varia de velocidade e de trajetória em função das características do meio elástico em que trafegam.

A correta interpretação do registro dessas ondas, por meio dos sismogramas, permite inferir valores de velocidade e densidade tanto em ro-chas no estado sólido, ou parcialmente fundidas, como naquelas situadas próximas à superfície ou em grandes profundidades. Dessa forma, é possí-vel comprovar suposições sobre o estado dessas estruturas internas.

A partir desse contexto, a camada mais ex-terna e delgada da Terra é chamada Crosta, cuja espessura varia de 35 a 10 km ao longo de uma seção, cortando áreas continentais e oceânicas.

Analise a figura seguir, onde é possível ob-servar as camadas que formam a estrutura inter-na do planeta Terra.

Figura 3 – Estrutura interna da Terra.

Fonte: http://www.cprm.gov.br/publique/cgi/cgilua.exe/sys/ start.htm?infoid=1266&sid=129.

Saiba que, nas regiões montanhosas, a cros-ta pode alcançar 65 km de espessura. A figura an-terior nos sugere que a Crosta Continental flutua acima de material muito denso do manto, à se-melhança dos icebergs sobre os oceanos. Este é o Princípio da Isostasia, que assegura que as “leves“ áreas continentais flutuem sobre um manto de

material mais denso. Assim, a maior parte do vo-lume das massas continentais posiciona-se abai-xo do nível do mar pela mesma razão que a maior parte dos icebergs permanece mergulhada por baixo do nível dos oceanos. Trabalhos sismológi-cos vêm corroborando informações quantitativas para o mecanismo da isostasia.

Ainda analisando a figura anterior, pode-mos compreender que o manto é a porção mais volumosa (80%) de todas as geosferas. O Manto divide-se em Superior e Inferior, situa-se logo abaixo da Crosta e estende-se até quase a meta-de do raio da Terra. A profundidameta-de do contato Manto-Núcleo foi calculada pelo sismólogo Beno Gutenberg, em 1913. O Manto é grosseiramen-te homogêneo e oferece as melhores condições para a propagação de ondas sísmicas, recebendo a denominação “janela telessísmica”.

No período de 1965 a 1970, os geólogos e geofísicos concentraram seus esforços para pes-quisar as primeiras centenas de quilômetros abai-xo da superfície terrestre como parte do Projeto Internacional do Manto Superior. Muitas desco-bertas importantes foram feitas, entre elas a de-finição de “litosfera” e “astenosfera”, com base em modelos de velocidades das ondas S.

Já a litosfera é uma placa com cerca de 70 km de espessura, que suporta os continentes e áreas oceânicas. A Crosta é a camada mais exter-na dessa porção da Terra. A litosfera é caracteriza-da por altas velocicaracteriza-dades e eficiente propagação das ondas sísmicas, implicando condições natu-rais de solidez e de rigidez de material. A litosfera é a responsável pelos processos da Tectônica de Placas e pela ocorrência dos terremotos.

A astenosfera é também chamada zona de fraqueza ou de baixa velocidade, pela simples ra-zão do decréscimo da velocidade de propagação das ondas S. Nessa região, em que se acredita que as rochas estão parcialmente fundidas, as ondas sísmicas são mais atenuadas do que em qualquer outra parte do Globo.

A astenosfera, que se estende até 700 km de profundidade, apresenta variações físicas e químicas. É importante assinalar que é o estado

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Geologia

não sólido da astenosfera que possibilita o deslo-camento, sobre ela, das placas rígidas da litosfera.

O Manto Inferior, que se estende de 700 até 2.900 km (limite do Núcleo), é uma região que apresenta pequenas mudanças na composição e fases mineralógicas. A densidade e a velocidade aumentam gradualmente com a profundidade, da mesma forma que a pressão.

Já o Núcleo, apesar de sua grande distância da superfície terrestre, também não escapa das investigações sismológicas. Sua existência foi su-gerida pela primeira vez, em 1906, por R. D. Ol-dham, sismólogo britânico.

A composição do Núcleo foi estabelecida comparando-se experimentos laboratoriais com

dados sismológicos. Assim, foi possível determi-nar uma incompleta, mas razoável aproximação sobre a constituição do interior do Globo. Ele cor-responde, aproximadamente, a 1/3 da massa da Terra e contém principalmente elementos metá-licos (ferro e níquel).

Em 1936, Inge Lehman, sismóloga dina-marquesa, descobriu o contato entre o Núcleo Interno e o Núcleo Externo. Esse último possui propriedades semelhantes aos líquidos, o que im-pede a propagação das ondas S. O Núcleo Inter-no é sólido e nele se propagam tanto as ondas P quanto as S.

Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, estudamos a origem do sistema solar e da complexa estrutura interna do globo terrestre.

Compreendemos que o sistema solar é formado por nove planetas e por milhares de asteroides, além de um cinturão de objetos além da órbita de Plutão. Por ordem de distância do sol, estão: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão (por vezes é Netuno o mais afastado, devido à órbita de Plutão, que atravessa a de Netuno).

Logo em seguida, analisamos a composição interna da estrutura de nosso planeta e analisamos todos os componentes dos elementos que compõem essa estrutura.

Surpreendeu-nos a resposta de que, em relação às características internas de nosso planeta, por meio de perfurações, o homem tem acesso direto apenas aos primeiros quilômetros. Daí para baixo, são as ondas sísmicas que revelam conhecimentos sobre o interior de nosso planeta.

A propagação das ondas sísmicas produzidas pelos terremotos varia de velocidade e de trajetória em função das características do meio elástico em que trafegam.

Vimos, também, a potência da energia geotérmica e da pressão que atuam constantemente nas camadas internas e são a mola propulsora de vários dos fenômenos que estão relacionados diretamente à formação da superfície terrestre.

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1. De que forma o sistema solar nasceu? 2. Do que se trata o principio de Isostasia? 3. Explique o que é o Manto Inferior.

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Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, trataremos dos conceitos que nos farão compreender os processos que dão origem à formação da estrutura interna de nos-so planeta. Iniciaremos esses conhecimentos por meio do estudo da tectônica de placas.

A teoria de que os continentes não estive-ram sempre nas suas posições atuais foi conjec-turada muito antes do século XX; esse modelo foi sugerido, pela primeira vez, em 1596, por um fabricante holandês, Abraham Ortelius. Ortelius sugeriu que as Américas “foram rasgadas e afas-tadas da Europa e África por terremotos e inun-dações” e acrescentou: “os vestígios da ruptura revelam-se, se alguém trouxer para a sua frente um mapa do mundo e observar com cuidado as costas dos três continentes”.

A ideia de Ortelius foi retomada no século XIX. Entretanto, só em 1912 a ideia do movimen-to dos continentes foi seriamente considerada como uma teoria científica, designada por Deriva dos Continentes, escrita em dois artigos publica-dos por um meteorologista alemão chamado Al-fred Lothar Wegener.

Wegener argumentou que, há cerca de 200 milhões de anos, havia um supercontinente – Pangeia = Pangea – que começou a fraturar-se. Alexander Du Toit, professor de geologia na Uni-versidade de Johanesburgo e um dos defensores mais acérrimos das ideias de Wegener, propôs que a Pangeia, primeiro, se dividiu em dois gran-des continentes, a Laurásia, no Hemisfério Nor-te, e a Gondwana, no Hemisfério Sul. Laurásia e Gondwana continuaram, então, a fraturar-se, ao longo dos tempos, dando origem aos vários con-tinentes que existem hoje.

TECTÔNICA DE PLACAS

3

Figura 4 – Alfred Wegener.

Fonte: http://www.infoescola.com/biogra-fias/alfred-wegener/.

Wegener também estava intrigado com as ocorrências de estruturas geológicas pouco co-muns e dos fósseis de plantas e animais encontra-dos na América do Sul e África, que estão separa-das, atualmente, pelo Oceano Atlântico. Deduziu que era fisicamente impossível para a maioria da-queles organismos ter nadado ou ter sido trans-portado por meio de um oceano tão vasto. Para ele, a presença de espécies fósseis idênticas ao longo das costas dos litorais da África e América do Sul seria a evidência que faltava para demons-trar que, uma vez, os dois continentes estiveram ligados.

Saiba mais

A teoria de Wegener foi apoiada em parte por aquilo que lhe pareceu ser o ajuste notável dos continentes americanos e africanos do sul, argumento utilizado por Abraham Ortelius três séculos antes.

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Há algumas evidências de que os continen-tes estiveram unidos e a primeira delas é geográ-fica, uma vez que as linhas da costa de alguns continentes encaixam perfeitamente.

3.1 Evidência de que os Continentes Estiveram Unidos

Essas evidências também podem ser pa-leontológicas, uma vez que a distribuição de fós-seis acompanha um padrão característico.

Veja, na figura a seguir, essas evidências.

Figura 5 – Distribuição geográfica dos fósseis gondwânicos.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Gondwana.

Em relação às condições climáticas, há evi-dências de glaciações coerentes com a união de continentes.

Analise a figura a seguir, onde essa evidên-cia é mostrada.

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Geologia

Figura 6 – Evidências climáticas.

Fonte: http://geografiamazucheli.blogspot.com.br/2012/10/terremotos-origens-causas-e.html.

A teoria da Deriva Continental transformar--se-ia na “bomba” que explodiu na comunidade científica da época, de tal modo, fez surgir uma nova maneira de ver a Terra. Contudo, apesar das evidências, a proposta de Wegener não foi tão bem recebida pela comunidade científica, como se possa pensar, embora estivesse, em grande parte, de acordo com a informação científica dis-ponível naquele tempo. Uma fraqueza fatal na teoria de Wegener era o fato de não poder res-ponder satisfatoriamente à pergunta mais impor-tante levantada pelos seus críticos: que tipo de força podia ser tão forte para mover massas de ro-cha contínua tão grandes ao longo de distâncias tão grandes? Wegener sugeriu que os continen-tes se separavam por meio do fundo do oceano, mas Harold Jeffreys, um geofísico inglês notável, contra-argumentou, de modo científico, que era

fisicamente impossível para uma massa de rocha contínua tão grande separar-se por meio do fun-do oceânico sem se fragmentar na totalidade.

Note que, apenas com tais comprovações de fato, houve um crescimento acadêmico e científi-co no que se refere aos estudos que científi-comprovam o desenvolvimento de processos geológicos escla-recedores sobre a formação de nosso planeta.

Atenção

Só após a morte de Wegener, em 1930, novas evidências a partir da exploração dos fundos oceânicos, bem como outros estudos geológicos e geofísicos, reacenderam o interesse pela teoria de Wegener, conduzindo finalmente ao desen-volvimento da teoria da Tectônica de Placas.

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Você sabia que aproximadamente dois ter-ços da superfície da terra encontram-se abaixo dos oceanos?

Antes do século XIX, a profundidade dos oceanos era matéria de pura especulação e a maioria das pessoas pensava que os fundos dos oceanos eram relativamente lisos e sem quais-quer aspectos relevantes. A exploração oceânica, durante os tempos seguintes, melhorou prodamente o nosso conhecimento sobre os fun-dos fun-dos oceanos e a sua expansão. Nós sabemos, agora, que a maioria dos processos geológicos que ocorrem na Terra está ligada, diretamente ou indiretamente, à dinâmica dos fundos oceânicos.

Em 1947, os sismologistas que se encontra-vam no navio de pesquisa Atlantis dos Estados Unidos (EUA) descobriram que a camada de se-dimento no fundo do Oceano Atlântico era muito mais fina do que pensavam inicialmente. Os cien-tistas acreditavam que os oceanos existiam, pelo menos, há 4 bilhões de anos, logo, a camada de sedimento deveria de ser muito espessa. Por que é que havia tão pouca acumulação de sedimento, restos e fragmentos sedimentares no fundo do oceano? A resposta a esta e outras perguntas, que surgiram após uma exploração mais pormenori-zada e avançada, provariam ser vital para o surgi-mento do conceito de tectônica de placas.

No início dos anos de 1950, os cientistas, usando instrumentos de medida do magnetismo (magnetômetros), começaram a reconhecer va-riações magnéticas ímpares por meio do fundo dos oceanos. Essa descoberta, embora inespera-da, não foi inteiramente surpreendente, porque se sabia que o basalto, uma rocha vulcânica rica em ferro e que faz parte dos fundos dos oceanos, contém um mineral fortemente magnético (mag-netita), que pode localmente obrigar a distorção das leituras da bússola. Sabendo que a presença da magnetita dá ao basalto propriedades mag-néticas mensuráveis, essas variações magmag-néticas

3.2 Evidências Científicas sobre a Tectônica

recentemente descobertas forneceram novos meios para o estudo dos fundos dos oceanos.

Como, durante os anos das décadas de 1950 e 1960, foram sendo traçados mais mapas das anomalias magnéticas dos fundos oceânicos, logo, obtendo-se mais informações, ficou prova-do que as variações magnéticas não eram alea-tórias, mas obedeciam a padrões determinados. Quando esses padrões magnéticos foram traça-dos sobre grandes regiões, o fundo do oceano apresentou um padrão do tipo “zebra”. As bandas alternas, de diferentes polaridades magnéticas, estavam colocadas, do lado de fora, em faixas, de um e do outro lado da crista média-oceânica (meso-oceânica): uma faixa com polaridade nor-mal e a faixa adjacente com polaridade invertida. O teste padrão total, definido por essas faixas al-ternadas de rocha magnetizada com polarização normal e inversa, tornou-se conhecido como o “listado” magnético.

A descoberta do “listado” magnético aler-tou, naturalmente, para mais perguntas: como se forma o teste padrão magnético do “listado”? Por que são as faixas simétricas em torno das cristas ou dorsais média-oceânicas? Essas perguntas não poderiam ser respondidas sem se saber o signifi-cado dessas dorsais. Em 1961, os cientistas come-çaram a teorizar sobre a estrutura das zonas das dorsais da crista média-oceânica, onde o fundo oceânico era rasgado em dois, longitudinalmen-te, ao longo da crista. O magma novo, provenien-te de grandes profundidades da provenien-terra, subia facil-mente ao longo dessas zonas de fraqueza e era expelido ao longo da crista, criando uma crusta oceânica nova. Esse processo, operando durante muitos milhões de anos, construiu o sistema de 50.000 km ao longo das cristas ou dorsais mé-dia-oceânicas. Essa hipótese era suportada por diversas linhas da evidência: 1) junto à crista, as rochas são muito novas e tornam-se progressi-vamente mais velhas quando afastadas da crista; 2) a rocha mais nova, junto à crista, tem sempre

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Geologia

uma polaridade (normal) atual; e 3) as “listas” das rochas paralelas e simétricas à crista alternam na polaridade magnética (normal-invertida-normal etc.), sugerindo que o campo magnético da terra se inverteu muitas vezes.

Note essa questão na figura a seguir.

Figura 7 – Cadeia meso-oceânica.

Fonte: http://ppegeo.igc.usp.br/scielo.php?script=sci_ arttext&pid=S0100.

A evidência adicional da expansão do fun-do oceânico veio de uma fonte inesperada, a ex-ploração do petróleo ao longo das margens con-tinentais, nas plataformas marinhas.

Quando as idades das amostras foram de-terminadas por métodos de datação paleonto-lógica e isotópica, forneceram a evidência que faltava para provar a hipótese da expansão dos fundos oceânicos. Uma consequência profunda da expansão dos fundos oceânicos seria que a nova crusta oceânica, sendo continuamente cria-da ao longo cria-das cristas oceânicas, implicava um grande aumento no tamanho da terra desde a sua formação.

A maioria de geólogos sabe que a Terra mu-dou pouco no tamanho desde sua formação há 4,6 bilhões de anos, levantando uma pergunta--chave: como pode a nova crusta oceânica ser adicionada, continuamente, ao longo das cristas oceânicas sem aumentar o tamanho da Terra? Essa pergunta intrigou, particularmente, Harry H. Hess e Robert S. Dietz. Hess formulou o raciocínio seguinte: se a crusta oceânica se expandia ao lon-go das cristas oceânicas, ela tinha de ser “consu-mida” noutros lugares da terra.

Desse modo, sugeriu que a nova crusta oceânica espalhou-se, continuamente, afastada das cristas, segundo um movimento de transpor-te do tipo “correia”. Milhões de anos mais tarde, a crusta oceânica desce, eventualmente, nas fos-sas oceânicas, onde seria “consumida”. De acordo com Hess, enquanto o Oceano Atlântico estava a expandir-se, o Oceano Pacífico estava a contrair--se. Assim, as ideias de Hess davam uma explica-ção clara do porque a Terra não aumentava de tamanho.

Veja, na figura a seguir, um esquema mos-trando um mecanismo de transporte das placas, análogo ao modelo animado de correntes de convecção térmica.

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Figura 8 – Mecanismo de transporte das placas tectônicas.

Fonte: http://domingos.home.sapo.pt/tect_placas_5.html.

Sabemos que o calor radioativo acumulado no interior da Terra e não completamente dissipa-do pelo vulcanismo é suficiente para aquecer as camadas do manto e gerar correntes de

convec-ção térmica ascendentes, semelhantes às que se formam com a água a ferver, que transportam as placas por arrastamento, provocando, assim, um efeito de correia.

Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, estudamos teorias fundamentais que dão embasamento aos estudos geológicos, como a tectônica de placas.

A definição de que os continentes não estiveram sempre nas suas posições atuais foi conjecturada muito antes do século XX; esse modelo foi sugerido, pela primeira vez, em 1596, por um fabricante ho-landês, Abraham Ortelius.

Ortelius sugeriu que as Américas “foram rasgadas e afastadas da Europa e África por terremotos e inundações” e acrescentou: “os vestígios da ruptura revelam-se, se alguém trouxer para a sua frente um mapa do mundo e observar com cuidado as costas dos três continentes”.

Também foram estudadas diversas evidências de que a Deriva Continental pode ser comprovada cientificamente. Estudamos todas essas evidências científicas sobre a tectônica de placas.

Por fim, compreendemos que o calor radioativo acumulado no interior da Terra e não completa-mente dissipado pelo vulcanismo é suficiente para aquecer as camadas do manto e gerar correntes de convecção térmica ascendentes, que movimentam as placas, definindo assim a Deriva Continental.

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Geologia

1. Brasil e África unidos em um só continente no passado geológico de nosso planeta, como você pode explicar essa afirmação?

2. O que é convecção térmica?

3. Por que a teoria da Deriva Continental transformar-se-ia na “bomba” que explodiu na comuni-dade científica da época?

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Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, trataremos das noções bá-sicas de geomorfologia e sua intrínseca ligação com conceitos importantes da Geologia e a for-mação da superfície terrestre.

Vamos lá?

Você sabia que por meio da Geomorfologia é possível explicar os processos que formam toda a superfície terrestre, inclusive sua dinâmica e a história desses acontecimentos?

Dessa forma, compreenda que as monta-nhas são formas de relevo da superfície da Terra que, normalmente, se elevam para um topo es-treito em forma de cume, originando escarpas. São vastas elevações e depressões.

Podem apresentar-se como extensos ali-nhamentos de relevo ou sob a forma de Monta-nhas Isoladas, estas normalmente associadas a fenômenos vulcânicos.

Vamos procurar dar algumas explicações, tendo sempre em conta o conhecimento atual, para a formação das montanhas.

Na Terra, os extensos alinhamentos de rele-vo que cruzam oceanos e continentes têm uma origem direta ou indiretamente ligada ao movi-mento das grandes placas litosféricas terrestres. Entre essas estruturas, as cadeias de montanhas

NOÇÕES DE GEOMORFOLOGIA

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são as que melhor se conhecem e as que, com certeza, foram objeto das mais antigas investiga-ções científicas.

Vejamos a figura a seguir, que nos mostra as cadeias de montanhas continentais dos Andes, Montanhas Rochosas, Apalaches, Atlas, Pirinéus, Alpes, Cárpatos e os Himalaias.

Figura 9 – Cadeias montanhosas continentais.

Fonte: http://dc337.4shared.com/doc/LPHWDL-Po/preview.html.

As montanhas formam-se por meio de di-versos processos geológicos. Assim, podemos considerar quatro tipos diferentes de montanha: vulcânicas, erodidas, falhadas e dobradas.

Montanhas vulcânicas, também conhecidas como vulcões, apresentam, na maioria dos casos, uma parte emersa que, por sua vez, faz parte de uma sucessão de grandes vulcões. Uma região com uma sucessão de vulcões é o Havaí. O Mauna Kea (4.205 m) é um exemplo típico de uma mon-tanha vulcânica. Os vulcões podem associar-se às cadeias de montanhas ou a montes individuais associados a eventos intraplacas litosféricas, cha-mados Hot Spots (ou “Pontos Quentes”).

Veja, a seguir, o Vulcão Chimborazo, que fica no Equador e é associado à Cordilheira dos Andes.

Atenção

Geomorfologia é a parte da Geografia que estuda os arranjos, formas e toda a dinâmica formadora da superfície terrestre, bem como seus aspectos genéticos, cronológicos e morfológicos.

(21)

Figura 10 – Vulcão Chimborazo.

Fonte: http://quintogeo.blogspot.com.br/2009_06_01_archive. html.

Veja, a seguir, o Vulcão Kilauea, que fica no Havaí e é associado a um Hot Spot.

Figura 11 – Vulcão Kilauea.

Fonte: http://cienctec.com.br/wordpress/index.php/raro-feno- meno-moonbow-e-fotografado-no-havai-juntamente-com-a--erupcao-de-um-vulcao-e-com-o-ceu-estrelado/.

Montanhas dobradas são as mais típicas e frequentes, razão por que, a seguir, iremos exami-nar, com algum pormenor, sua formação. Foram originadas pelo lento movimento das placas litos-féricas convergentes, isto é, colisões entre massas continentais ao longo do Tempo Geológico, unin-do-as e originando cadeias montanhosas.

Veja, a seguir, a região dos Alpes, que fica na França.

Figura 12 – Alpes franceses.

Fonte: http://www.europa-turismo.net/franca-hoteis.htm.

A seguir, veja o Himalaia, que fica no Nepal.

Figura 13 – Cordilheira do Himalaia.

Fonte: http://www.infoescola.com/geologia/dobramentos--modernos/.

Montanhas erodidas são formadas pelo fe-nômeno da erosão (ou seja, não tectônico). As águas, os ventos, as variações de temperatura e os seres vivos causam o desgaste das rochas. Em simultâneo, dá-se o fenômeno do transporte dos materiais desagregados. Quando existem, na mesma região, rochas resistentes à erosão e ro-chas facilmente erodidas, dá-se o fenômeno de erosão diferencial, acontecendo que as rochas re-sistentes à erosão acabam por formar um grande relevo terrestre, isto é, uma montanha.

(22)

Saiba mais

O Cume do Lança (4.301 m) é um exemplo de uma montanha erodida, sendo uma grande massa de gra-nito que tem resistido à erosão de milhões de anos.

O Grand Canyon (USA) é um exemplo de uma formação decorrente de processos erosivos e não tectônicos.

Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, estudamos a importante contribuição que a Geomorfologia oferece à Geologia, sendo possível por meio dela explicar toda a dinâmica formadora do relevo que se encontra tanto na crosta terrestre quanto na crosta oceânica.

Dessa forma, compreendemos que as montanhas são formas de relevo da superfície da Terra que, normalmente, se elevam para um topo estreito em forma de cume, originando escarpas. São vastas ele-vações e depressões.

Podem apresentar-se como extensos alinhamentos de relevo ou sob a forma de Montanhas Isola-das, estas normalmente associadas a fenômenos vulcânicos.

Compreendemos que montanhas erodidas são formadas pelo fenômeno da erosão. As águas, os ventos, as variações de temperatura e os seres vivos causam o desgaste das rochas. Em simultâneo, dá--se o fenômeno do transporte dos materiais desagregados. Quando existem, na mesma região, rochas resistentes à erosão e rochas facilmente erodidas, dá-se o fenômeno de erosão diferencial, acontecendo que as rochas resistentes à erosão acabam por formar um grande relevo terrestre, isto é, uma montanha. Por fim, foram levantadas algumas explicações para tais processos, tendo sempre em conta o co-nhecimento atual, de formação das montanhas.

4.1 Resumo do Capítulo

1. Explique de que maneira as montanhas vulcânicas se formam. Cite um exemplo. 2. O que são montanhas?

3. O que é Geomorfologia?

(23)

Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, trataremos dos conceitos re-lacionados aos tipos de solo, bem como de seus processos formadores. Vamos iniciar pela defini-ção de intemperismo, pois é a partir dele que os solos são formados.

Sabe-se que o intemperismo constitui o conjunto de processos operantes na superfície terrestre que ocasionam a decomposição dos minerais das rochas, graças à ação de agentes at-mosféricos e biológicos que formam os diversos tipos de solo.

Já a erosão é o processo de remoção e transporte do material que constitui o manto do intemperismo, sendo que o intemperismo é um fenômeno de alteração das rochas executado por agentes essencialmente imóveis, enquanto a erosão é a remoção e transporte de materiais por meio de agentes móveis (água, vento etc.).

Há, também, o Intemperismo Físico ou Me-cânico, que envolve processos que conduzem à desagregação da rocha sem que haja necessaria-mente uma alteração química maior dos minerais constituintes. Os principais agentes do intempe-rismo físico são: variação de temperatura, cristali-zação de sais, congelamento da água, atividades de seres vivos.

Podemos, também, compreender o Intem-perismo Químico, que implica transformações químicas dos minerais que compõem a rocha. O principal agente do intemperismo químico é a água. Os feldspatos e micas são transformados em argilas, ao passo que o quartzo permanece inalterado.

TIPOS E PROCESSOS FORMADORES DE

SOLO

5

No que se refere ao Intemperismo físico, sa-bemos que seus processos mais importantes são: congelamento, alívio de carga, contração e ex-pansão termal da rocha, e crescimento de cristais estranhos.

Congelamento

A água da chuva ou de derretimento facil-mente penetra em fraturas ou em planos diver-sos existentes nas rochas. Quando congela, ela expande seu volume em cerca de 9%, exercendo uma grande pressão nas paredes das rochas que as contêm. Eventualmente, os blocos fraturados e/ou planos são destacados do corpo rochoso. O stress (tensão) produzido cada vez que a água congela é de cerca de 110 kg/cm², equivalente ao produzido por uma bola de ferro abandonada a uma altura de 3 metros.

Esse intemperismo ocorre sob as seguin-tes condições: a) quando existem fraturas nas rochas, com poros ou qualquer tipo de abertura por onde a água possa penetrar; e b) locais onde a temperatura varie o suficiente para congelar e descongelar a água. A flutuação da temperatura é importante devido à pressão que é exercida em cada congelamento.

Em áreas onde o congelamento e derreti-mento ocorrem várias vezes ao ano, o intemperis-mo é mais eficiente do que em áreas onde a água é permanentemente congelada.

Esse tipo de intemperismo ocorre em re-giões com inverno rigoroso (temperaturas abaixo de 0 °C) e verão relativamente quente.

(24)

Veja, a seguir, um exemplo de rochas susce-tíveis ao congelamento.

Figura 14 – Rocha suscetível ao congelamento.

Fonte: http://www.jornaljovem.com.br/edicao17/antartida_cli-ma04.php.

Alívio de Carga

Algumas rochas são formadas nas profun-dezas da crosta terrestre sob uma pressão confi-nante muito elevada. Conforme a camada sobre-posta vai sendo removida pela erosão, a pressão confinante é liberada e a rocha tende a se dir. A tensão interna aumentada devido à expan-são pode gerar uma série de grandes fraturas ou juntas de extensão paralelas à superfície topográ-fica do terreno.

O resultado do processo é o chamado

shee-ting. Na realidade, forma-se uma série de lascas.

Assim que a lasca mais superficial se desprende, outra se forma logo abaixo.

O mesmo processo ocorre em minas e tú-neis. Também pode ocorrer em paredes de vales para escavações de rodovias etc.

Contração e Expansão Termal da Rocha

Causadas pela variação diária ou sazonal da temperatura, são um processo bastante efetivo do intemperismo físico. A ideia é plausível, mas experimentos mostram que o stress desenvolvido por aquecimento e resfriamento por um longo

período é insignificante em comparação com a capacidade elástica da rocha.

Veja, a seguir, um exemplo de processo de expansão térmica provocada pelo intemperismo.

Figura 15 – Expansão térmica.

Fonte: http://conceitosetemas.blogspot.com.br/2009/03/intem-perismo.html.

Crescimento de Cristais Estranhos

Pode ocorrer em fraturas ou poros da rocha, pelo congelamento da água ou cristalização de sais.

Cada um desses processos afeta de manei-ra diferente os vários tipos de rocha.

As plantas podem atuar como agentes de intemperismo mecânico, quando o crescimento de suas raízes exerce pressão sobre uma rocha, desde que a rocha possua fendas por onde pos-sam penetrar as raízes e a resistência oferecida pela rocha não seja muito grande. Assim, as raízes crescem ao longo de zonas de menor resistência e acomodam-se nas pequenas irregularidades das fraturas. As raízes vegetais também atuam forte-mente separando as rochas, sob a ação de ven-tos fortes, que balançam suas copas e fazem com que a raiz “empurre” a rocha para o lado oposto ao sentido do vento.

No que diz respeito ao Intemperismo bioló-gico, temos que a atividade orgânica de bactérias, fungos, líquens, algas e musgos tomam parte na

(25)

Geologia

decomposição das rochas pela ação dos seus me-tabólitos (CO₂, nitratos, ácidos orgânicos etc.).

Já a respeito do Intemperismo químico, a decomposição química consiste na desintegra-ção da rocha pela alteradesintegra-ção química de seus cons-tituintes. Ela envolve uma série importante de reações químicas entre elementos da atmosfera e aqueles dos minerais. São três os grupos princi-pais de reações químicas: a) hidrólise; b) dissolu-ção; e c) oxidação.

Durante a decomposição química, as rochas são decompostas, a estrutura interna dos mine-rais é destruída e novos minemine-rais são criados. As-sim, ocorrem mudanças significativas na compo-sição química e na aparência física da rocha.

A água é o agente mais importante do in-temperismo químico. Ela toma parte diretamen-te nas reações químicas, atuando como meio de transporte de elementos da atmosfera para os minerais, onde a reação ocorre e remove o pro-duto do intemperismo deixando exposta a rocha fresca. A taxa e o grau do intemperismo químico são influenciados pela temperatura.

Nenhuma área da Terra é completamente seca. Assim, o intemperismo químico é um

pro-cesso global. Todavia é menos efetivo nos deser-tos e nas regiões polares.

Torna-se importante compreender a defini-ção de hidrólise, que é a união química da água com um mineral. O processo envolve não somen-te a absorção da água, como uma esponja, mas uma troca química específica na qual um novo mineral é criado. Na hidrólise, íons derivados de um mineral reagem com o H+ ou OH- da água para produzir um mineral diferente.

Um bom exemplo da hidrólise é o intempe-rismo químico do feldspato. Esse mineral é muito abundante na crosta terrestre. Dessa forma, tor-na-se importante entender como o feldspato so-fre intemperismo e se decompõe, originando as argilas, que são muito abundantes na superfície da Terra.

Duas substâncias são essenciais para o in-temperismo do feldspato: o dióxido de carbono e a água.

A atmosfera e o solo contêm dióxido de carbono, o qual se transforma, em contato com a água, em ácido carbônico. Se o feldspato entrar em contato com o ácido carbônico, ocorrem as seguintes reações:

2KAlSi3O8 + H2CO3 + H20 K2CO3 + Al2Si2O5(OH)4 + 4SiO2 feldspato ácido carbônico carbonato de K argila quartzo

O hidrogênio do íon H₂CO₃ desloca o potás-sio do feldspato e, assim, quebra a estrutura cris-talina, e, então, se combina com o aluminossilica-to do feldspaaluminossilica-to para formar um mineral de argila. O potássio associado com o íon carbonato origi-na um sal solúvel. A sílica também é solta, mas se mantém em solução. O novo mineral não contém o potássio que estava presente no feldspato origi-nal. O novo mineral também contém uma estru-tura cristalina nova.

Já a dissolução é um processo em que o material rochoso passa diretamente para solu-ções, como o sal na água. Quantitativamente, os

minerais mais importantes nesse processo são os carbonatos. A dissolução ocorre porque a água é um dos melhores solventes conhecidos.

A estrutura molecular da água requer dois hidrogênios que se posicionam do mesmo lado de um átomo de oxigênio. A molécula tem, então, uma concentração de carga positiva de um lado, balanceado pela carga negativa do outro. Como resultado, a molécula da água é polar e se com-porta como um imã. Devido a essa polaridade da molécula da água, todos os minerais são solúveis em água em maior ou menor proporção.

(26)

Alguns tipos de rocha podem ser completa-mente dissolvidos e carregados pela água. As ro-chas com sais diversos (evaporitos) são, talvez, os melhores exemplos. Elas são extremamente solú-veis, sobrevivendo na superfície terrestre apenas em regiões áridas. O gipso é menos solúvel do que as rochas à base de sal, mas também dissolve com facilidade.

Margas e calcários também são dissolvidos em água, principalmente se a água contiver dió-xido de carbono. Em regiões úmidas, os calcários formam vales, mas, em regiões áridas, dão origem a altos topográficos.

Esse ácido vai reagir com a calcita, forman-do o bicarbonato de cálcio, que se mantém em solução, sendo removido pela água de subsolo.

Análises químicas das águas dos rios ilus-tram a eficácia da dissolução no intemperismo das rochas. A água da chuva contém relativamen-te poucos minerais dissolvidos, mas a água de escoamento superficial logo dissolve os minerais mais solúveis das rochas e os transporta em so-lução. A cada ano, os rios carregam cerca de 3,9 milhões de metros cúbicos de minerais dissolvi-dos para os oceanos. Não é surpresa, então, que a água do mar contenha 3,5% de seu peso de sais dissolvidos, muitos trazidos dos continentes pela água das chuvas.

Devemos, também, compreender a defini-ção de oxidadefini-ção, que é a combinadefini-ção do oxigênio da atmosfera com um mineral produzindo um óxido. O processo é essencialmente importante

no intemperismo de minerais que contêm grande quantidade de ferro, tais como a olivina, piroxê-nio e anfibólios. O ferro nos silicatos se une com o oxigênio formando a hematita (Fe₂O₃) ou limonita (Fe(OH)₂.nH₂O).

Plantas e bactérias também são agentes importantes no intemperismo químico, pois pro-duzem ácidos orgânicos e outros compostos. A água quando atinge esses compostos orgânicos aumenta sua acidez, tornando-se um agente de intemperismo mais eficaz.

Os intemperismos físico e químico foram trabalhados separadamente, como processos in-dividuais. Na natureza, esses processos não po-dem ser separados, porque muitos deles estão intimamente ligados e envolvidos. O fraturamen-to mecânico de uma rocha aumenta a área de su-perfície onde a ação química acontece e permite uma penetração mais profunda dos reagentes para a decomposição química.

O decaimento químico facilita a desinte-gração mecânica. Um processo pode dominar em uma área qualquer, dependendo do clima e da composição das rochas envolvidas, mas os in-temperismos físico e químico geralmente atacam a rocha ao mesmo tempo.

Vejamos, agora, os principais produtos do intemperismo:

Resíduos: minerais resistentes ao

in-temperismo e produtos do intemperis-mo (argilominerais, óxidos de Fe e Al, sílica);

Precipitados: óxidos, sais, sílica coloidal.

H₂O + CO₂ → H₂CO₃ ácido carbônico H₂CO₃ + CaCO₃ → Ca(HCO₃)₂ calcita bicarbonato de cálcio Saiba mais Saiba mais

Como em muitas reações químicas, a taxa de inperismo químico aumenta com o aumento da tem-peratura. A decomposição química é mais importante em regiões quentes e úmidas (regiões tropicais).

(27)

Geologia

O termo ‘regolito’ vem do grego ‘rego’ = co-berto. É uma camada de material rochoso, macio e desagregado formado no local pela decomposi-ção e desintegradecomposi-ção das rochas situadas em pro-fundidades.

A espessura do regolito vai desde poucos centímetros a centenas de metros, dependendo do clima, tipo de rocha e tempo de atuação dos processos intempéricos. Muitas vezes, em cortes de rodovias podemos observar a passagem do regolito para a rocha sã.

Muitos sedimentos depositados pelo vento, água e geleiras são algumas vezes chamados “re-golitos transportados”, para distinguir daqueles regolitos residuais produzidos pelo intemperis-mo.

A primeira camada do regolito é o solo. O solo é composto por pequenas partículas de ro-chas e minerais adicionados de matéria orgânica. O solo é tão amplamente distribuído e tão impor-tante economicamente que adquiriu uma série de definições (ex.: para engenheiros, geólogos, agrônomos, fazendeiros etc.).

A transição da superfície do solo até a rocha inalterada é chamada perfil do solo, o qual mostra uma sequência de camadas ou horizontes, que são distintos pela composição, cor e textura.

Um perfil completo de solo apresenta as se-guintes camadas:

horizonte O – nível superficial, de acu-mulação de material orgânico de restos de plantas e animais (húmus), expressi-vo em regiões florestadas;

horizonte A – camada superior, de mis-tura da rocha alterada, muitas vezes for-temente lixiviada de elementos solúveis e de húmus, onde se fixa a maior parte das raízes das plantas e vivem animais e vegetais do solo que ajudam a decom-por restos orgânicos e deles se

alimen-5.1 Perfis de Solo

tam, como bactérias, minhocas etc.;

horizonte B – muitos dos nutrientes lixi-viados dos horizontes superiores ocor-rem nesse nível, que ainda tem restos de húmus e pode ser atingido por raízes maiores das plantas;

horizonte C – nível da rocha parcialmen-te alparcialmen-terada, podendo manparcialmen-ter vestígios da estrutura e mesmo textura da rocha que deu origem ao solo, sem húmus;

horizonte R – rocha não alterada que deu origem ao solo e que pode ser a rocha-mãe local ou camada de material fragmentário rochoso trazido por gelo, por gravidade etc. cobrindo a rocha lo-cal.

Veja, a seguir, esquemas dos horizontes de solos.

Figura 16 – Esquema dos horizontes de solo.

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Figura 17 – Esquema dos horizontes de solo.

Fonte: http://www.uenf.br/uenf/centros/cct/qambiental/so_ composicao.html.

O tipo e a espessura do solo dependem de um número de fatores, sendo os mais importan-tes o clima, o tipo de rocha e a topografia. O clima é, sem sombra de dúvida, o mais importante, pois a temperatura, a precipitação anual e trocas de estações afetam diretamente o desenvolvimento do solo.

Por exemplo, em desertos, regiões áridas e em montanhas muito altas predomina o intem-perismo físico, e a quantidade de matéria orgâni-ca é mínima. O resultado é que o solo será com-posto principalmente por fragmentos rochosos.

Em regiões equatoriais, quentes e úmidas, os processos químicos dominam e o solo é espes-so e se desenvolve rapidamente. O perfil do espes-solo pode atingir mais de 150 m.

A composição mineralógica de rocha sã influencia fortemente o tipo de solo, pois ela irá fornecer elementos e grãos minerais para o de-senvolvimento do solo. O quartzito puro, que contém 99% de SiO₂, origina um solo estéril e fino (pouco espesso).

A topografia afeta o desenvolvimento do solo devido à sua influência na taxa de erosão e na natureza da drenagem. Terras baixas, planas e

em vegetação decomposta e saturados em água, enquanto inclinações muito irregulares permitem a rápida remoção do regolito, inibindo a acumu-lação de material intemperizado.

Sedimento

Material originado por intemperismo e erosão de rochas e solos que é transportado por agentes geológicos (rio, vento, gelo, correntes etc.) e que se acumula em locais baixos, desde os sopés de encostas e as planícies aluvionares até as grandes bacias geológicas ou sedimentares.

Para entender a sedimentologia (estudo dos sedimentos):

de onde veio? (determina as caracte-rísticas químicas e mineralógicas dos grãos – sedimentos);

os sedimentos podem ser classificados segundo sua origem:

• rocha fonte (desagregação – sedi-mento clástico – intemperismo); • processos químicos (evaporação –

precipitação);

• processos biológicos (bioclastos);

como foi transportada? (determina as características físicas e granulométricas –tamanho e forma – dos grãos);

agentes de transporte: • água corrente; • geleiras; • ventos; • fluxos gravitacionais;

onde e como se depositou? (bacia sedi-mentar):

• estruturas sedimentares; • presença de fósseis.

Atenção

O tempo de atuação dos agentes intempéricos é importante no desenvolvimento do solo.

(29)

Geologia

Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, estudamos o conceito de intemperismo, devido à sua importância como elemento fundamental para a formação dos diversos tipos de solo.

Compreendemos que o intemperismo constitui o conjunto de processos operante na superfície terrestre que ocasiona a decomposição dos minerais das rochas, graças à ação de agentes atmosféricos e biológicos que formam os diversos tipos de solo.

Também estudamos os diversos tipos de intemperismo, inclusive sua ação nos processos de forma-ção da superfície terrestre. Já a erosão é o processo de remoforma-ção e transporte do material que constitui o manto do intemperismo, sendo que o intemperismo é um fenômeno de alteração das rochas executado por agentes essencialmente imóveis, enquanto a erosão é a remoção e transporte de sedimentos.

Por fim, para entender a sedimentologia (estudo dos sedimentos), estudamos de que forma os sedimentos podem ser classificados segundo sua origem:

• rocha fonte (desagregação –sedimento clástico – intemperismo); • processos químicos (evaporação – precipitação);

• processos biológicos (bioclastos). Vamos, agora, avaliar a sua aprendizagem.

5.2 Resumo do Capítulo

1. O que é Intemperismo Físico? 2. O que é Intemperismo Químico? 3. O que é um regolito?

(30)

Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, trataremos dos conceitos iniciais ao ciclo hidrológico, as águas subterrâ-neas e sua importância para a Geologia.

Você sabe qual é a importância da água para a formação da superfície terrestre?

Torna-se importante saber que o principal agente exógeno modelador do relevo é a água.

ÁGUA SUBTERRÂNEA

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A transferência e o movimento das águas desgastam e modificam o relevo terrestre, ten-dendo a uniformizá-lo. Além disso, o desgaste das formas de relevo está associado à maior ou menor resistência da rocha à erosão. As rochas sedimentares, por exemplo, formadas por sedi-mentos originários de outras rochas, geralmente dispostos em camadas, são menos resistentes à erosão do que as rochas magmáticas, originárias da solidificação do magma, e metamórficas, que são rochas transformadas por variações de pres-são e temperatura.

O movimento da água entre os continentes, oceanos e a atmosfera é chamado ciclo hidroló-gico.

Vejamos, agora, na figura a seguir, a água subterrânea e todo seu trajeto de infiltração.

Saiba mais

São considerados agentes exógenos: umidade, vento e gravidade, que atuam acima da superfície terrestre, modelando o relevo.

Figura 18 – Ciclo da água subterrânea.

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http://www.lneg.pt/CienciaParaTodos/edicoes_online/diversos/agua_sub-Vera Lúcia da Rocha

O mais importante processo de recarga de água no subsolo, a infiltração, depende de vários fatores:

1. porosidade: a presença de argila no solo diminui sua porosidade, não per-mitindo uma grande infiltração;

2. cobertura vegetal: um solo coberto por vegetação é mais permeável do que um solo desmatado;

3. inclinação do terreno: em declividades acentuadas, a água corre mais rapida-mente, diminuindo o tempo de infiltra-ção;

4. tipo de chuva: chuvas intensas saturam rapidamente o solo, ao passo que

chu-vas finas e demoradas têm mais tempo para se infiltrarem.

Você sabe o que é aquífero? É uma forma-ção geológica formada por rochas permeáveis, seja pela porosidade granular ou originada pelas fissuras, capaz de armazenar e transmitir quanti-dades significativas de água. O aquífero pode ser de variados tamanhos.

Os aquíferos podem ter extensão de poucos a milhares de km² ou, também, podem apresen-tar espessuras de poucos a centenas de metros.

Os aquíferos podem ser classificados da se-guinte forma:

1. Aquíferos livres ou freáticos

A pressão da água na superfície da zona sa-turada está em equilíbrio com a pressão atmosfé-rica, com a qual se comunica livremente. São os aquíferos mais comuns e mais explorados pela população. São, também, os que apresentam maiores problemas de contaminação.

2. Aquíferos artesianos

Nesses aquíferos, a camada saturada está confinada entre duas camadas impermeáveis ou

6.1 Classificação dos Aquíferos Segundo a Pressão da Água

semipermeáveis (aquífugos), de forma que a pres-são da água no topo da zona saturada é maior do que a pressão atmosférica naquele ponto, o que faz com que a água suba no poço para além da zona aquífera. Se a pressão for suficientemen-te forsuficientemen-te, a água poderá jorrar espontaneamensuficientemen-te pela boca do poço. Nesse caso, diz-se que temos um poço jorrante.

3. Aquífugos

Unidades impermeáveis. Não absorvem nem transmitem água. Como exemplo, temos o poço artesiano – poço que atinge o aquífero entre aquífugos (aq. Confinado) – pressão hidrostática!

6.2 Classificação Segundo a Geologia do Material Saturado

Ainda podemos classificar os aquíferos gundo a Geologia do material saturado, da se-guinte forma:

1. Aquíferos porosos

Ocorrem em rochas sedimentares consoli-dadas, sedimentos não consolidados e solos

(32)

are-nosos, decompostos in situ. Constituem os mais importantes aquíferos, pelo grande volume de água que armazenam e por sua ocorrência em grandes áreas. Esses aquíferos ocorrem nas ba-cias sedimentares e em todas as várzeas onde se acumularam sedimentos arenosos. Uma particu-laridade desse tipo de aquífero é sua porosida-de quase sempre homogeneamente distribuída, permitindo que a água flua para qualquer dire-ção, em função tão somente dos diferenciais de pressão hidrostática ali existentes. Essa proprie-dade é conhecida como isotropia.

Poços perfurados nesses aquíferos podem fornecer até 500 m³ de água de boa qualidade por hora.

2. Aquíferos fraturados ou fissurados

Ocorrem em rochas ígneas e metamórficas. A capacidade dessas rochas para acumular água está relacionada à quantidade de fraturas, suas aberturas e intercomunicação.

Poços perfurados nessas rochas fornecem poucos metros cúbicos de água por hora. A possi-bilidade de se ter um poço produtivo dependerá, tão somente, de este interceptar fraturas capazes de conduzir a água. Há casos em que, de dois po-ços situados a pouca distância um do outro, so-mente um venha a fornecer água, sendo o outro seco.

Para minimizar o fracasso da perfuração nesses terrenos, faz-se necessário que a locação do poço seja bem estudada por profissional com-petente. Nesses aquíferos, a água só pode fluir onde houver fraturas, que, quase sempre, tendem a ter orientações preferenciais e, por isso, dizemos que são meios aquíferos anisotrópicos, ou que possuem anisotropia.

Um caso particular de aquífero fraturado é representado pelos derrames de rochas ígneas vulcânicas basálticas, das grandes bacias sedi-mentares brasileiras. Essas rochas, apesar de íg-neas, são capazes de fornecer volumes de água até dez vezes maiores do que a maioria das ro-chas ígneas e metamórficas.

3. Aquíferos cársticos

São os aquíferos formados em rochas carbo-náticas. Constituem um tipo peculiar de aquífero fraturado, onde as fraturas, devido à dissolução do carbonato pela água, podem atingir aberturas muito grandes, criando, nesse caso, verdadeiros rios subterrâneos. É comum em regiões com gru-tas calcárias, ocorrendo em várias partes do Brasil. A água subterrânea é abundante e vulne-rável à contaminação. Algumas de suas feições a tornam um recurso útil e frágil. A forma como a água subterrânea se movimenta sob a superfície da terra torna-a aparentemente insegura, pois ela mantém-se permanentemente sob o risco de ser contaminada pelos resíduos urbanos e industriais depositados pelo homem na superfície e pelos vazamentos decorrentes do manuseio inadequa-do e acidentes com produtos químicos.

Atenção

No Brasil, a importância desses aquíferos está muito mais em sua localização geográfica, do que na quantidade de água que armazenam.

6.3 Resumo do Capítulo

Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, estudamos os conceitos iniciais ao ciclo hidrológico, as águas subterrâneas e sua importância para a Geologia.

(33)

Estudamos que a transferência e o movimento das águas desgastam e modificam o relevo terres-tre, tendendo a uniformizá-lo. Além disso, o desgaste das formas de relevo está associado à maior ou menor resistência da rocha à erosão. As rochas sedimentares, por exemplo, formadas por sedimentos originários de outras rochas, geralmente dispostos em camadas, são menos resistentes à erosão que as rochas magmáticas, originárias da solidificação do magma, e metamórficas, que são rochas transforma-das por variações de pressão e temperatura.

Compreendemos que o movimento da água entre os continentes, oceanos e a atmosfera é chama-do ciclo hidrológico.

Ainda, podemos classificar os aquíferos segundo a Geologia do material saturado da seguinte for-ma:

aquíferos porosos;

aquíferos fraturados ou fissurados;

aquíferos cársticos.

Ocorrem em rochas ígneas e metamórficas. A capacidade dessas rochas para acumular água está relacionada à quantidade de fraturas, suas aberturas e intercomunicação.

Por fim, compreendemos de que forma os aquíferos podem ser classificados, conhecendo, assim, esse importante formador da natureza.

1. O que é um aquífero?

2. O mais importante processo de recarga de água no subsolo depende de quais fatores? 3. O que é ciclo hidrológico?

(34)

Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, trataremos dos conceitos introdutórios à paleontologia e sua importância para os estudos da Geologia. Vamos começar pela definição de paleontologia.

A palavra ‘paleontologia’ vem da união de termos gregos, que são: ‘palaios’, que significa “antigo”, ‘ontos’, que significa “ser”, e ‘logos’, que significa “estudo, pesquisa”, assim sendo traduzi-da como “o estudo dos seres antigos” ou, melhor explicando, é a ciência que se dedica ao estudo dos fósseis (restos fossilizados) de seres pré-histó-ricos, o que de fato é, de forma simplificada.

Os fósseis normalmente são encontrados em rochas sedimentares ou metassedimentares.

Porém, a Paleontologia em si é muito mais abrangente do que o limitado estudo dos seres unicamente, assim ela possui subdivisões que a tornam uma ciência intermediária entre a Geolo-gia, a Biologia e outras. Como relação mais sólida com a Geologia, a Paleontologia possui em des-taque a Estratigrafia, sendo os outros ramos uma espécie de “mistura” entre Biologia e Geologia, principalmente, mas possui correlação com mui-tas outras áreas. A Paleontologia possui entre as

INTRODUÇÃO À PALEONTOLOGIA

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suas subdivisões o estudo do clima, da ecologia e do comportamento dos seres e do ambiente anti-go, entre outras.

Entre as subdivisões, podemos citar:

Paleobotânica (Paleofitologia):

dedi-ca-se ao estudo dos fósseis de vegetais;

Paleozoologia: dedica-se ao estudo

dos fósseis de animais e divide-se em: Paleozoologia dos Vertebrados e Pa-leozoologia dos Invertebrados;

Paleoecologia: tem como objeto de

estudo as condições do ambiente em que viveram esses fósseis, com base em sua morfologia ou nos caracteres de adaptação que estes apresentam;

Paleoicnologia: esse ramo é

dedica-do ao estudedica-do de qualquer tipo de ves-tígio fossilizado de seres viventes em eras anteriores, como pegadas, copró-litos (do grego ‘kopros’ = excremento, ‘lithos’ = pedra, sendo traduzido como “excremento fóssil”), pelotas fecais (ex-crementos de animais de pequeno tamanho, não compostos de fosfato), gastrólitos (pedras encontradas no es-tômago de certos animais e que servem para auxiliar na trituração, facilitando a digestão), perfurações, marcas e pistas;

Paleofisiologia: dedica-se ao estudo

da anatomia fisiológica dos fósseis;

Paleopatologia: estuda as

enfermida-des observadas nos fósseis e que afli-giam estes em vida;

Paleogeografia: é o ramo responsável

pelo estudo da posição dos

continen-Saiba mais

Saiba mais

A palavra ‘fóssil’ é derivada do latim ‘fossilis’, que sig-nifica “extraído da terra”, mas possui uma designação ampla e abrangente: reúne restos de organismos pré--históricos, impressões deixadas por restos de organis-mos e estruturas biogênicas, que se originaram de cer-tos tipos de atividade de antigos animais e vegetais.

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tes, sua evolução tectônica e a distribui-ção das espécies ao longo do tempo;

Micropaleontologia: é o ramo que

es-tuda os fósseis microscópicos (que va-riam de micrômetros a milímetros);

Tafonomia: é a investigação das

con-dições e processos que propiciaram a preservação de restos de animais ou de vegetais pré-históricos.

Vejamos, agora, alguns processos de fossili-zação e como podem ser realizados:

1. COM PRESERVAÇÃO DE PARTES DU-RAS E MOLES

a) Criopreservação. b) Permafrost.

c) Inclusão em âmbar (artrópodes, vertebrados, plantas).

Veja, a seguir, mosquitos capturados em âmbar.

Figura 19 – Mosquitos capturados em âmbar.

Fonte: http://www.cyberartes.com.br/artigo/?i=2090&m=43. 2. COM PRESERVAÇÃO SOMENTE DE

PARTES DURAS

a) Sem alteração da composição e es-trutura:

• conservação.

b) Permineralização (preenchimento de poros e cavidades por minerais):

• madeiras petrificadas, preen-chimento de ossos.

Veja, a seguir, um tronco fossilizado.

Figura 20 – Tronco fossilizado.

Fonte: http://geoparkararipe.urca.br/applications/fotos/paleon-tologia/listarFotos.php?idCatfoto=paleontologia.

c) Incrustação (cobertura por película mineral):

• ossos e conchas em cavernas.

3. COM ALTERAÇÃO APENAS DA ESTRU-TURA

a) Recristalização (crescimento de mi-nerais ou mudança na estrutura):

• aragonita/calcita (cristais visí-veis a olho nu).

4. COM ALTERAÇÃO DA COMPOSIÇÃO E ESTRUTURA

a) Incarbonização de quitina ou mate-rial vegetal.

b) Substituição: silicificação.

5. ICNOFÓSSEIS

a) Evidências de atividades de orga-nismos:

• pistas, pegadas, tubos, perfura-ções, coprólitos etc.

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Atenção

Vale lembrar que existem processos de extinções, ou seja, desaparecimento durante a história geo-lógica.

Veja, na figura a seguir, o fóssil de Trilobita, um artrópode marinho que viveu em todos os oceanos do planeta, entre 600 e 250 milhões de anos e que já não existe mais.

Figura 21 – Fóssil de Trilobita.

Fonte: http://www.statesymbolsusa.org/Wisconsin/fossil_trilobite.html.

Entre os motivos que podem levar à extin-ção, estão a predaextin-ção, competiextin-ção, mudanças

ambientais, mudanças ocasionais na população e a própria extinção “em massa”.

Caro(a) aluno(a),

Neste capítulo, estudamos os conceitos introdutórios à paleontologia e sua importância para os estudos da Geologia.

Compreendemos que a palavra ‘paleontologia’ vem da união de termos gregos, que são ‘palaios’, que significa “antigo”, ‘ontos’, que significa “ser”, e ‘logos’, que significa “estudo, pesquisa”, assim sendo tra-duzida como “o estudo dos seres antigos” ou, melhor explicando, é a ciência que se dedica ao estudo dos fósseis (restos fossilizados) de seres pré-históricos, o que de fato é, de forma simplificada.

Vimos que, entre as subdivisões da Paleontologia, podemos citar: Paleobotânica; Paleozoologia; Paleoecologia;