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Biologia e Geologia 10. Geologia 1.Datação relativa e absoluta ● Idade Relativa: permite estabelecer uma ordem cronológica sem utilizar unidades de tempo. ○ Baseia-se Posição relativa das várias formações geológicas; Presença de determinados fósseis. ● PRINCÍPIOS DE ESTRATIGRAFIA: 1. Princípio do Uniformitarismo (atualismo); “ O presente é a chave do passado” 2. Princípio da horizontalidade inicial; 3. Princípio da sobreposição de estratos; (Qualquer estrato é +antigo do que aqueles que o cobrem, e +recente do aqueles que lhe estão subjacentes.) 4. Princípio da identidade paleontológica; (Estratos com =conj. Fossilífero têm =idade e tiveram origem em ambientes semelhantes.) FÓSSEIS DE IDADE OU ESTATIGRÁFICOS permitem datar a rocha onde se encontram. ● dispersão estratigráfica vida ● dispersão geográfica zonas ocupadas no globo ex.: Trilobites (Paleozoico) FÓSSEIS DE AMBIENTE OU DE FÁCIES permitem determinar o ambiente onde se formou a rocha em que se encontravam. ● dispersão estratigráfica vida ● dispersão geográfica zonas ocupadas no globo ex.: Fósseis de corais Fósseis vivos: representantes vivos de organismos (que se pensava extintos), que não apresentam sinal de evolução morfológica face ao correspondente fóssil. ♦ Como explicar que um organismo sobreviva milhões de anos sem sofrer mudanças? Os organismos: - encontram-se muito bem adaptados à diversidade de condições do meio que habita; - não evoluem devido à continuidade +/- estável das características do seu habitat; - podem habitar ambientes isolados, onde não enfrentam a competição entre organismos potencialmente melhor adaptados a esses ambientes. 5. Princípio da continuidade lateral; (Uma camada possui =idade de em todos os seus pontos, qualquer que seja a sua extensão.) 6. Princípio da interseção ou corte; (Todas as estruturas que intersetem outra, é +recente do que ela.) ex.: Filões 7. Princípio da inclusão; (Uma rocha que engloba outra é mais recente do que a rocha englobada) ○ Exceções ao principio da sobreposição dos estratos terraços fluviais ; dobras deitadas; filões-camada ou soleiras; sedimentos depositados nas grutas. ● O que nos pode contar um corte geológico? .1 Formação de rochas sedimentares em ambiente marinho; 2. Por ação da tectónica, ocorrem levantamentos e deformações dos materiais sedimentares, originando uma cadeia montanhosa; 3. Durante o período de imersão, os relevos vão sendo desgastados pela ação dos agentes erosivos; 4. Durante um novo período de emersão ocorre a sedimentação marinha originando novas rochas que assentam em discordância sobre as formadas anteriormente. ● Idade Absoluta: permite estimar a idade das rochas (valor numérico) geralmente em milhões de anos. ○ Baseia-se: na desintegração radioativa dos isótopos presentes nas rochas. Isótopo instável isótopo estável Átomo elementos + estável radioativos Isótopo Pai Isótopo Filho Período de meia vida (semivida): período necessário para que se dê a desintegração de metade do n.º de átomos iniciais da amostra originando átomos filhos estáveis. - o período de semivida é constante/ estável; - à medida que o tempo passa n.º de isótopos-filho isótopos- pai 2. História da Terra ● COMO RECONSTRUIR OS ACONTECIMENTOS DO PASSADO? Estudos dos Fósseis - conhecer/reconstituir “as Biosferas do passado”; - evolução dos SV. Estudo das Rochas - conhecer os fenómenos geológicos passados; - extinção de muitas aves e mamíferos de grande porte; - primeiros primatas; - extinção dos dinossáurios - primeiros dinossáurios; - extinção das trilobites; - grande diversidade de formas de vida;- origem da Terra - reconstituir a história geológica; IDADE DA TERRA: todos os corpos sólidos do nosso Sistema Solar formaram-se na mesma época.. • Terra : um planeta em mudança ♦ Uniformitarismo Principio do Atualismo - as leis naturais são constantes no espaço e no tempo; - as causas que provocam determinados fenómenos no presente, são semelhantes às que provocavam no passado. “O presente é a chave do passado” Princípio do Gradualismo - a maior parte das mudanças geológicas é lenta e gradual; - as mudanças geológicas são cíclicas. ♦ Catastrofismo as grandes modificações seriam devidas a grandes catástrofes. ♦ Neocatastrofismo aceita os princípios do uniformitarismo e admite a existência de catástrofes (impacto de meteoritos, vulcões, sismos....) como importantes agentes modeladores da geodinâmica terrestre e da vida. ex.: extinção dos dinossauros. 3. Deriva dos Continentes e Tectónica de Placas ARGUMENTOS A FAVOR DA DERIVA DOS CONTINENTES ● Argumentos Morfológicos continentes hoje separados, já estiveram juntos há muito tempo. ● Argumentos Litológicos ou Geológicos existência do mesmo tipo de rochas e com a mesma idade em continentes que atualmente estão afastados. ● Argumentos Paleontológicos existência de certos fósseis em continentes que atualmente estão afastados. ● Argumentos Paleoclimáticos presença de climas no passado da Terra em locais onde atualmente não se verificam esses climas. CRITICA: Não conseguiu explicar o mecanismo responsável pelo movimento dos continentes. ● Placas Litosféricas ou Tectónicas Litosfera várias placas litosféricas Interagem umas com as outras nos seus bordos ou limites de placa · Exosfera · Termosfera · Mesosfera · Estratosfera · Troposfera • Crosta • Manto Superior • Manto • Núcleo Externo • Núcleo Interno Crusta Oceânica Litosfera Crusta Continental Astenosfera • LISTOSFERA: camada rígida constituída por rochas da crusta terrestre (continental e oceânica) • ASTENOSFERA: materiais muito quentes e plásticos. Morfologia dos fundos oceânicos Convergência de Placas -fossa oceânica ou abissal () ♦ FOSSA 1. OCEÂNO-CONTINENTE - Subducção da placa oceânica Cria uma fossa abissal, uma cintura vulcânica na margem do continente e uma cintura de focos sísmico profundos. • Divergência de Placas () ♦ RIFTE - origem dos oceanos; - afastamento das massas continentais. 2. OCEÂNO-OCEÂNO (fossa oceânica) - Subducção da placa oceânica por baixo de outra placa oceânica Forma um arco de ilhas vulcânicas . 3. CONTINENTE-CONTINENTE - colisão de 2 placas continentais Cria múltiplas falhas e dobras, aumenta a espessura da crusta continental e forma montanhas. • Limite transformante () movimento deslizante entre as placas; limite conservativo; associado a zonas de falhas extensas. CORRENTES DE CONVECÇÃO: • Consequências da Tectónica de Placas 1. Formação do fundo oceânico - ao nível do rifte há a formação de rochas basálticas, o que provoca o afastamento das massas continentais. 2. Formação de cadeias montanhosas - o choque entre 2 placas está na origem da formação de montanhas. 3. Deformação de materiais - as forças que atuam sobre as rochas podem causar-lhes deformações, tais como dobras, falhas e metamorfismo. 4. Distribuição dos SV. - as placas ao moverem-se e ao modelarem o relevo podem aproximar ou afastar populações contribuindo para a evolução das espécies. 6. Intervenção do Homem nos subsistemas terrestres • A terra é um sistema (quase) fechado; • Os subsistemas terrestres são abertos; Qualquer ação que afete um subsistema afetará todos os restantes. Subsistemas: - Atmosfera; - Hidrosfera; - Biosfera; - GeosferaA sobreexploração de recursos. conduz: - agricultura intensiva; - desflorestação; - destruição de habitats; - poluição; - colheita excessiva e comércio ilegal de plantas e animais, ◌ Redução de biodiversidade ◌ Alteração do equilíbrio dos ecossistemas CONSEQUÊNCIAS DA EXPLOSÃO DEMOGRÁFICA HUMANA: ○ da exploração dos recursos naturais; ○ da produção e acumulação de resíduos; ○ don.º de frequência de catástrofes, devido à ocupação de áreas de risco. • Classificação dos recursos naturais RECURSOS NATURAIS Renováveis: - Biológicos; - Hídricos; - Energéticos; Não Renováveis: - Energéticos; - Minerais. Consequências da exploração: ○ Sobreexploração; ○ Poluição / destruição de reservas (aquíferos) ; ○ Desvio de águas; ○ Escombreiras; ○ Poluição ( água, ar e solo); ○ Esgotamento. ♦ Salinização dos aquíferos: A sobreexploração de aquíferos próximos do mar favorece a entrada de água salgada nos aquíferos e coloca em risco o abastecimento público e atividades económicas, industriais ou agrícolas. • METAIS PESADOS são substancias químicas; ao serem ingeridos, os metais pesados entram na cadeia alimentar, ao longo da qual se vão acumulando. BIOACUMULAÇÃO: absorção e armazenamento de substâncias tóxicas, em tecidos ou órgãos específicos, numa concentração +elevada do que a esperada. BIOAMPLIAÇÃO: acumulação de uma determinada substância tóxica ao longo da cadeia alimentar verificando-se que, de nível trófico para nível trófico, a sua quantidade é cada vez maior, afetando organismos que não foram diretamente expostos. RECURSOS BIOLÓGICOS Consequências da exploração: ○ Sobreexploração; ○ Introdução de espécies exóticas; ○ Desflorestação. RECURSOS ENERGÉTICOS Plataforma petrolífera; Estação de produção / tratamento de gás natural; Carvão. Consequências da exploração: ○ Chuvas ácidas ○ Poluição (água, ar e solo) ○ Aquecimento global. Aquecimento global Fusão dos gelos das calotes polares e dos glaciares Redução das zonas costeiras. • RESÍDUOS Orgânicos (SV) : biodegradáveis. Inorgânicos (não derivam dos SV) : não são biodegradáveis. • Proteção ambiental e desenvolvimento sustentável vai ao encontro das necessidades do presente sem comprometer as necessidades das gerações futuras. COMO PROMOVER? Melhor gestão ambiental: 1. Ordenamento do território; 2. Redução do impacte ambiental: - redução da produção de resíduos; - tratamento dos resíduos sólidos urbanos; - politica dos 3’R ( REDUZIR, REUTILIZAR, RECICLAR); - preservação das zonas frágeis; - controlo da extração de areias e rochas. 3. Recuperação de áreas degradadas; 4. Conservação do património geológico. ÁREAS PROTEGIDAS: permitem melhorar condições de sobrevivência dos SV permitindo a manutenção da biodiversidade no seu habitat natural. 7. Como conhecer o interior da Terra • Métodos Diretos: 1. Análise das rochas da superfície terrestre (estudo dos afloramentos); 2. Exploração em minas; 3. Perfurações; 4. Sondagens (ultraprofundas); 5. Análise dos materiais expelidos pelos vulcões. • Métodos Indiretos: 1. Planetologia e Astrogeologia; 2. Métodos Geofísicos : - Geotermia ou Geotermismo; - Gravimetria; - Densidade; - Geomagnetismo; - Sismologia. MÉTODOS INDIRETOS: 2. Métodos Geofísicos - Geotermia: a ºC com o da profundidade (mas cada vez menos) GRADIENTE GEOTÉRMICO: aumento da ºC com a profundidade. (ºC/m). GRAU GEOTÉRMICO: n.º de metros (m) necessários descer em profundidade para que a ºC 1ºC. (m/ºC). • Perto do rifte RIFTE +quente 1. Grau Geotérmico 2. Gradiente Geotérmico 1 -( Grau Geotérmico pq não é preciso descer mtos metros para que a ºC 1ºC.) • Longe do rifte RIFTE - calor+ calor 1. Grau Geotérmico 2. Gradiente Geotérmico Se a ºC cada vez +devagar É preciso descer +metros para conseguir que a ºC 1ºC FLUXO TÉRMICO: quantidade de calor libertado à superfície por unidade de superfície e de tempo. Interior calor Exterior - Gravimetria medida da gravidade em ≠’s locais do globo. ANOMALIAS GRAVIMÉTRICAS: o valor normal da força gravítica ao nível do mar = 0 ANOMALIA NEGATIVA: - montanhas; - domo-salino; - falhas; - crosta continental (menos/mto espessa) ANOMALIA POSITIVA: - fundos oceânicos; - jazida de minério; - crosta continental oceânica. Anomalia Negativa (montanhas) -= 0 Anomalia Positiva (mar) + E AS MONTANHAS? a inexistência de anomalias gravimétricas positivas mostra que as montanhas possuem raízes profundas que compensam o em altitude. - Densidade: a densidade com a profundidade a que os materiais se encontram, mas o não é constante. - Geomagnetismo A Terra tem um campo magnético invisível que determina que qualquer corpo magnético se possa orientar segundo a direção dos pólos magnéticos Norte-Sul. TEORIA ELETROMAGNÉTICA . - o material do núcleo externo ( em estado liquido), encontra-se em rotação relativamente ao núcleo interno e do manto (sólidos), e cria uma corrente elétrica que determina o campo magnético terrestre. *Os minerais ferromagnesianos das lavas funcionam como “bússolas” indicadoras da orientação do campo magnético terrestre na altura da sua formação*. - Paleomagnetismo:• POLARIDADE NORMAL (Norte) + • POLARIDADE INVERSA (Sul) - as rochas ricas em minerais ferromagnéticos registam o campo magnético existente na altura em que estas rochas se formaram. • Factos que apoiam a Teria da Expansão perto da crista da dorsal, as rochas são muito novas e tornam-se progressivamente mais velhas, à medida que se encontram mais afastadas dessa zona; as rochas mais recentes, junto à crista, apresentam polaridade normal, isto é, de acordo com o campo magnético atual; os blocos rochosos dispostos paralelamente e de forma simétrica em relação à crista da dorsal alternam na polaridade magnética (normal-inversa-normal...), sugerindo que o campo magnético da Terra inverte periodicamente a polaridade ao longo do tempo geológico. - Sismologia: A propagação das ondas sísmicas (velocidade e direção de propagação) fornece informações sobre as características físicas das rochas em profundidade do globo. 8. 9. Vulcanologia • Tipos de vulcões: Central; Fissural; MAGMA = Lava + Gases Tipos de magmas:ºC Plutónica/ Intrusiva Vulcânica/ Extrusiva • = PRESSÃO viscosidade qdo ºC (+quente +fluido) • = TEMPERATURA viscosidade qdo pressão (+comprido +viscoso) • MAGMAS ºC ; Pressão; Teor em H2O; ºC parcial de fusão de cada material. Materiais expelidos durante uma erupção: - materiais gasosos : GASES; - materiais sólidos: PIROCLASTOS; - materiais líquidos; LAVA BÁSICOS INTERMÉDIOS ÁCIDOS Basalto Andesito Riólito Gabro Diorito Granito • Rochas Mesocratas - Si (50-70) - cor: intermédia - minerais máficos e félsicos - CROSTA CONTINENTAL • Rochas Leucocratas - Si (>70) viscosidade - cor: clara - minerais félsicos - CROSTA CONTINENTAL • Rochas Melanocratas - Si (45-50) viscosidade - cor: escura - minerais máficos - MANTO SUPERIOR (Astenosfera) ºC formação de minerais observáveis Vulcanismo primário • Tipos de Lava: ○ LAVAS BÁSICAS: Lavas Pahoehoe ou Encordoadas: - mto fluidas (rios de lava); Após a sua solidificação superfícies lisas ou de aspeto semelhante a cordas. Lavas aa ou Escoriáceas: - pouco fluidas; - deslocam-se lentamente Após a sua solidificação superfícies ásperas e mto fissuradas (devido à perda rápida de gases) Lavas Pillow Lavas ou em Almofada: - subaquáticas, Após a sua solidificação debaixo de água superfícies com aspeto de almofada dispostos uns sobre os outros ○ LAVAS ÁCIDAS: Agulha Vulcânica: - lava de viscosidade solidifica na chaminé; Domos ou Cúpulas: - lava viscosa solidifica sobre a cratera vulcânica obstruindo-a; - forma uma estrutura arredondada. Nuvens Ardentes - piroclastos (cinzas e gases); - deslocam-se a grandes velocidades • Tipos de Erupções EFUSIVA: (lava básica) - lava mto fluida; - emissão tranquila de lavas fluidas sem projeção de piroclastos; - formação de escoadas extensas (rios de lava); - a lava solidifica lentamente. EXPLOSIVA: (lava ácida) - lava mto viscosa; - explosões violentas; - emissões de piroclastos; - pode dar origem a nuvens ardentes,agulha ou domos; - a lava solidifica rapidamente. MISTA: (lava intermédia) - alternância de fases efusivas (derrames lávicos) e de fases explosivas (pouco violentas, com emissão de piroclastos). Vulcanismo Secundário (residual) Atividade Fumarólica: • FUMAROLAS: - vapor de água e HCL • SULFATARAS - vapor de água e compostos de enxofre • MOFETAS - vapor de água e compostos de carbono • GÉISERES: -água • NASCENTES TERMAIS: - água + sais minerais • Tipos de Vulcanismo em função da Localização Tectónica • VULCANISMO DE RIFTE Divergência de placas: (ºC, pressão e teor em H2O) - afastamento de 2 placas tectónicas (OO e CC); - magma ascende à superfície; - erupções subaquáticas. - magma: BÁSICO - erupção: EFUSIVA e/ou MISTA • VULCANISMO DE INTRAPLACAS: no interior da placa tectónica. • VULCANISMO DE INTRAPLACAS: zonas de contacto entre placas. • VULCANISMO DE SUBDUCÇÃO Convergência de placas: (ºC e teor em H2O) - colisão de 2 placas tectónicas (OO e CO) - mergulho da placa +densa, originando uma zona de subducção - a partir de certa profundidade, as condições de pressão e ºC induzem a fusão da placa em subducção, formando magma. - magma: ÁCIDO OU INTERMÉDIO - erupção: EXPLOSIVA Como prever uma erupção vulcânica? 1. Vulcão: extinto, adormecido ou ativo; 2. Mapas de risco; 3. Vigilância. 10. 11. Sismologia • Sismos 1. NATURAIS: tectónicos, vulcânicos, colapso. 2. ARTIFICIAIS: barragens, minas. TEORIA DO RESSALTO ELÁSTICO os movimentos tectónicos geram tensões junto às rochas que envolvem a falha; estas deformações acumulam energia; qdo ultrapassa o limite de elasticidade entre os blocos rochosos origina uma rutura (falha), deslocando-se e libertando energia sob a forma de calor e ondas sísmicas, originando um sismo. DEFORMAÇÃO: Lenta Dobra Rápida Falha SISMOS: superficiais –70km intermédios – 70-300km profundos – >300km V : P e S Rigidez Densidade V em meio líquido RIGIDEZ DENSIDADE VELOCIDADE • ONDAS SÍSMICAS 1. Ondas Profundas ou Interiores - interior da Terra; - paralela à propagação do raio sísmico - velocidade - origem: no foco Ondas P (Primárias) - ondas longitudinais (S,L,G) velocidade amplitude Ondas S (Secundárias) - ondas transversais (S) velocidade amplitude 2. Ondas Superficiais ou Longas - à superfície da Terra; - perpendicular à propagação do raio sísmico. - velocidade - amplitude - origem: nos pontos de superfície onde as ondas S e P emergem. Ondas L (Love) S - ondas longas (S); Ondas R (Rayleigh) P e S - ondas +destrutivas (S,L); - V SISMOGRAFOS: aparelhos que detetam e registam as vibrações sísmicas. SISMOGRAMA: registo das vibrações sísmicas pelo sismógrafo. Informações recolhidas pelo sismograma: 1. Tempo de chegada das diferentes ondas sísmicas; 2. Comportamento do sismo; 3. Distancia do epicentro ao local de registo (distância epicentral); 4. Localização do epicentro; 5. Velocidade de propagação de qualquer onda sísmica; 6. Profundidade do foco; 7. Magnitude. INTENSIDADE MAGNITUDE Estragos causados Energia libertada no foco (hipocentro) Escala de MERCALLI Escala de RICHTER FATORES QUE FAZEM VARIAR A INTENSIDADE DE UM SISMO: - magnitude; - profundidade do foco; - natureza das rochas do subsolo; - distância epicentral; - localização do epicentro; - características das regiões afetadas pelo sismo Carta de Isossitas: linhas curvas, fechadas em torno do epicentro e que delimitam zonas de =intensidade. A Sismicidade em Função da Localização Tectónica • SISMICIDADE NAS CONSTRUTIVAS Divergência de Placas Litosféricas: - afastamento das placas tectónicas (OO e CC) - as falhas são paralelas ao rifte; - os sismos ocorrem também nas falhas transformantes (perpendiculares ao rifte) - o deslizamento em sentidos opostos das placas causa acumulação de energia; - sismos de foco pouco profundo; - pode ocorrer Tsunami; • SISMICIDADE NAS ZONAS CONSERVATIVAS Deslizamento de placas litosféricas: - movimento horizontal das 2 placas em sentidos contrários; - sismos de foco pouco profundo. • SISMICIDADE NAS ZONAS DE SUBDUCÇÃO Convergência de 2 placas tectónicas (OO e CC), obriga ao mergulho da placa +densa, originando-se uma zona de subducção onde se geram tensões causadoras de sismos. • SISMICIDADE NAS ZONAS DE COLISÃO Convergência de Placas Litosféricas - a colisão de 2 placas tectónicas (CC) não conduz à subducção, mas geram-se grandes tensões causadoras de sismos. PREVENÇÃO: 1. Estudo geológico dos terrenos; 2. Construções antissísmicas; 3. Planos de ordenamento do território; 4. Planos de evacuação 5. Formação de pessoal (emergência); 6. Educação da população. 12. 13. Estrutura Interna da terra • QUE FATORES FAZEM VARIAR A VELOCIDADE DAS ONDAS? A velocidade das ondas P e S com a profundidade. distância epicentral profundidade velocidade média de propagação A velocidade das ondas P e S varia com a rigidez dos materiais e com a sus densidade. rigidez velocidade densidade velocidade As ondas P e S ao mudarem de meio de propagação são desviadas sofrendo reflexões ou refrações. Ao passarem de um meio para o outro com características físicas diferentes, as ondas sísmicas alteram a sua trajetória. ( descontinuidades ). • Superfícies de Descontinuidade MOHO C M N.E. N.I. GUTENBERG LEHMANN DESCONTINUIDADE DE MOHO: Crusta-Manto. DESCONTINUIDADE DE GUTENBERG: Manto-Núcleo externo. DESCONTINUIDADE DE LEHMANN: Núcleo externo-Núcleo interno. MODELO GEOQUÍMICO MODELO FÍSICO Crusta - Continental: (Si/Al) (+antiga) (granito) rochas magmáticas, metamórficas e sedimentares - Oceânica: (Si/Ma) (+recente) (basalto) zona superficial: Basalto; zona profunda: Gabro - Litosfera (sólida e rígida). - materiais sólidos e rígidos - a velocidade das ondas S e P Manto (Fe/Ma) - Superior - Inferior (peridotito – rica em olivina e piroxena) - Litosfera (sólida e rígida) - Astenosfera (sólida, dúctil, plástica e quente) (a velocidade das ondas P e S .) - Mesosfera (sólida) (a velocidade das ondas P e S ) Núcleo (Fe/Ni) - Externo (líquido) (a velocidade das ondas P e as ondas S deixam-se de propagar) - Interno (sólido) (a velocidade das ondas P ) - Endosfera • As ondas P que se refratam no Manto a sua velocidade, devido à modificação de propriedades físicas dos materiais rochosos. • ASTENOSFERA: Zona de baixa () velocidade. ZONA DE SOMBRA SÍSMICA: ONDAS S (sólido) ONDAS P (S,L,G) Éons Era Período
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