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Secretaria Municipal de Educação do Rio de Janeiro SME-RJ Professor de Ensino Fundamental – Ciências MA084-19 Todos os direitos autorais desta obra são protegidos pela Lei nº 9.610, de 19/12/1998. Proibida a reprodução, total ou parcialmente, sem autorização prévia expressa por escrito da editora e do autor. Se você conhece algum caso de “pirataria” de nossos materiais, denuncie pelo sac@novaconcursos.com.br. www.novaconcursos.com.br sac@novaconcursos.com.br OBRA Secretaria Municipal de Educação do Rio de Janeiro - SME-RJ Professor de Ensino Fundamental – Ciências Edital CVL/SUBSC Nº 104 de 16 de Maio de 2019. AUTORES Específico da Disciplina - Pro Ana Luisa M. da Costa Lacida, Renata Benito, Janaina Lopes e Profo Bruno Chieregatti Língua Portuguesa - Profª Zenaide Auxiliadora Pachegas Branco Fundamentos Teórico Metodológicos e Político Filosóficos da Educação - Profª Ana Maria B. Quiqueto PRODUÇÃO EDITORIAL/REVISÃO Elaine Cristina Leandro Filho DIAGRAMAÇÃO Thais Regis CAPA Joel Ferreira dos Santos APRESENTAÇÃO PARABÉNS! ESTE É O PASSAPORTE PARA SUA APROVAÇÃO. A Nova Concursos tem um único propósito: mudar a vida das pessoas. Vamos ajudar você a alcançar o tão desejado cargo público. Nossos livros são elaborados por professores que atuam na área de Concursos Públicos. Assim a matéria é organizada de forma que otimize o tempo do candidato. Afinal corremos contra o tempo, por isso a preparação é muito importante. Aproveitando, convidamos você para conhecer nossa linha de produtos “Cursos online”, conteúdos preparatórios e por edital, ministrados pelos melhores professores do mercado. Estar à frente é nosso objetivo, sempre. Contamos com índice de aprovação de 87%*. O que nos motiva é a busca da excelência. Aumentar este índice é nossa meta. Acesse www.novaconcursos.com.br e conheça todos os nossos produtos. 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SUMÁRIO ESPECÍFICO DA DISCIPLINA O Universo – origem; o Sistema Solar; o Sol como fonte de energia; movimentos da Terra e da Lua e suas conse- quências............................................................................................................................................................................................................. 01 Rochas e solos - origem e estrutura da Terra; origem, tipos, composição e modificações das rochas; minérios, jazi- das e minas; formação e tipos de solos; práticas agrícolas; erosão; doenças relacionadas com o solo; exploração e conservação do solo; combustíveis fósseis............................................................................................................................................ 10 Ar atmosférico – composição; relações com os seres vivos; poluição do ar; doenças transmissíveis pelo ar; pressão atmosférica e suas variações; ventos; noções básicas de meteorologia................................................................................... 18 Camadas atmosféricas................................................................................................................................................................................... 25 Água - propriedades físicas e químicas; ciclo da água; relações com os seres vivos; pressão na água; flutuação dos corpos; vasos comunicantes; poluição da água; purificação da água; doenças relacionadas com a água; tra- tamento de água e esgoto.......................................................................................................................................................................... 28 Citologia: Bioquímica celular; doenças carenciais; A base molecular da vida; Constituintes da matéria viva; célula (características, propriedades físicas e químicas); Organelas e suas funções. Transporte de substâncias através da membrana.......................................................................................................................................................................................................... 35 Metabolismo energético; Fotossíntese: etapas, equações e fatores influenciadores; Ácidos nucleicos: estrutura e função, síntese proteica, Atividades celulares; reprodução e desenvolvimento................................................................... 43 Divisão Celular.................................................................................................................................................................................................. 35 Histologia animal e vegetal. Seres vivos: Características gerais; semelhanças e diferenças entre os seres vivos; constituição dos seres vivos - níveis de organização: células, tecidos, órgãos e sistemas e os grandes grupos ve- getais e animais (classificação, características básicas dos grandes reinos, representantes); classificação e carac- terização geral (filos, classes, ordens, famílias, gêneros e espécies); funções vitais; adaptações ao ambiente e re- presentantes mais característicos............................................................................................................................................................. 57 Os Vírus e seres de organização mais simples (procariontes, protistas e fungos)........................................................................... 71 Ecologia / Meio Ambiente e Sociedade: conceitos ecológicos; ciclos biogeoquímicos; estudo das populações; sucessão ecológica; interações; cadeias, teias e pirâmides ecológicas; relações entre os seres vivos; reciclagem; energias alternativas; poluição e desequilíbrio ecológico; biodiversidade e distribuição dos organismos na bio- sfera; biociclos, principais biomas e ecossistemas brasileiros e terrestres.............................................................................. 43 Fisiologia humana: nutrição, digestão, respiração, circulação; coração, vasos sanguíneos, composição e tipagem sanguínea e excreção; locomoção, ossos, músculos e percepção sensorial; desvios da coluna, coordenação nervosa e hormonal; reprodução vegetal e animal............................................................................................................................................. 81 Reprodução humana: anatomia e fisiologia do aparelho reprodutor humano, gametogênese, gravidez e parto, em- briogênese, controle da reprodução e métodos anticoncepcionais, doenças sexualmente transmissíveis e drogas. 81 Genética - Leis de Mendel; análise de heredogramas, genealogias e probabilidades; polialelia; grupos sanguíne- os; sexo e herança genética; anomalias cromossomiais;................................................................................................................. 124 Biotecnologia, clonagem, transgenia e novas tecnologias............................................................................................................. 139 Preservação da Saúde: Defesas do organismo e imunização; doenças adquiridas não transmissíveis; doenças adquiridas e transmissíveis; (principais viroses, bacterioses, protozooses, helmintoses e micoses), vacina, soro e saneamento básico...................................................................................................................................................................................... 142 Evolução: origem da vida; teoria e evidências da evolução; mecanismos de especiação; evolução do homem........ 151 Fundamentos de Química - estrutura e propriedades da matéria;estrutura atômica; elementos químicos; tabela periódica; íons; moléculas; substâncias químicas; misturas e combinações: separação de misturas; reações químicas (tipos e equações); óxidos, bases, ácidos e sais; eletroquímica; termoquímica; equilíbrio químico. Ligações químicas. 164 Química Orgânica: cadeia carbônica; fórmulas estruturais; classes de compostos orgânicos......................................... 226 SUMÁRIO Fundamentos de Física – estados físicos da matéria e mudanças de estado; leis de Newton; força; movimento; energia cinética e potencial; gravidade; massa e peso; Gravitação universal e movimentos planetários; Leis de Kepler................. 247 Trabalho e potência; máquinas simples; hidrostática; movimentos ondulatórios; fenômenos luminosos; espelhos, lentes e problemas visuais; temperatura, calor e termodinâmica; escalas termométricas; eletricidade, circuitos elétricos e magnetismo................................................................................................................................................................................ 274 Mecânica - cinemática: o movimento e suas causas; referencial, trajetória, posição, velocidade, aceleração........... 247 Tipos de movimentos retilíneos: queda livre. Pressão e flutuação dos corpos........................................................................ 305 LÍNGUA PORTUGUESA Leitura e compreensão de textos variados ............................................................................................................................................ 01 Modos de organização do discurso: descritivo, narrativo, argumentativo ................................................................................ 44 Gêneros do discurso: definição, reconhecimento dos elementos básicos ............................................................................... 44 Métodos de argumentação: indução, dedução, dialética ................................................................................................................ 44 Coesão e coerência: mecanismos, efeitos de sentido no texto .................................................................................................... 44 Relação entre as partes do texto: causa, consequência, comparação, conclusão, exemplificação, generalização, particularização ................................................................................................................................................................................................ 44 Conectivos: classificação, uso, efeitos de sentido. Coordenação e subordinação: classificação, usos no texto .......... 44 Verbos: pessoa, número, tempo e modo ............................................................................................................................................... 44 Vozes verbais .................................................................................................................................................................................................... 01 Transitividade verbal e nominal ................................................................................................................................................................ 72 Estrutura, classificação e formação de palavras .................................................................................................................................... 01 Metáfora, metonímia, hipérbole, eufemismo, antítese, ironia ........................................................................................................ 63 Gradação, ênfase .............................................................................................................................................................................................. 63 Acentuação ........................................................................................................................................................................................................ 69 Pontuação: regras, efeitos de sentido ...................................................................................................................................................... 72 Recursos gráficos: regras, efeitos de sentido ........................................................................................................................................ 63 FUNDAMENTOS TEÓRICO METODOLÓGICOS E POLÍTICO FILOSÓFICOS DA EDUCAÇÃO Fundamentos legais da educação brasileira: Lei Federal nº 9.394 de 20/12/1996 - Lei de Diretrizes e Bases da Educação Brasileira........................................................... 01 Diretrizes Curriculares Nacionais: Parecer 04 CNE/SEB/98 e Resoluções 02 CNE/SEB/98 e 01 CNE/SEB/06................... 20 Lei Federal nº 10.793, de 01/12/2003 – Altera a redação do art. 26, § 3º, e do art. 92 da Lei 9.394/96, que estabelece as Diretrizes e Bases da Educação Nacional......................................................................................................................................... 24 Lei Federal nº 13.005, de 25 de junho de 2014. Aprova o Plano Nacional de Educação - PNE e dá outras providências....................................................................................................................................................................................................... 24 SUMÁRIO Lei Federal nº 10.639/03 – Altera a Lei no 9.394,de 20 de dezembro de 1996, que estabelece as diretrizes e bases da educação nacional, para incluir no currículo oficial da Rede de Ensino a obrigatoriedade da temática “História e Cultura Afro-Brasileira”, e dá outras providências.......................................................................................................................... 41 Lei Federal nº 11.645, de 10/03/08 – Altera a Lei 9.394/96, modificada pela Lei 10.639/03, que estabelece as Diretrizes e Bases da Educação Nacional, para incluir no currículo oficial da rede de ensino a obrigatoriedade da temática “História e Cultura Afro-Brasileira e Indígena”..................................................................................................................................... 43 Lei Federal nº 12.976, de 04/04/2013 - Altera a Lei nº 9394/96, de 20 de dezembro de 1996, que estabelece as diretrizes e bases da educação nacional, para dispor sobre a formação dos profissionais da educação e dá outras providências....................................................................................................................................................................................................... 43 Lei Federal nº 13.415, de 16 de fevereiro de 2017. Altera as Leis nos 9.394, de 20 de dezembro de 1996, que estabelece as diretrizes e bases da educação nacional, e 11.494, de 20 de junho 2007, que regulamenta o Fundo de Manutenção e Desenvolvimento da Educação Básica e de Valorização dos Profissionais da Educação, a Consolidação das Leis do Trabalho - CLT, aprovada pelo Decreto-Lei n 5.452, de 1o de maio de 1943, e o Decreto-Lei no 236, de 28 de fevereiro de 1967; revoga a Lei no11.161, de 5 de agosto de 2005; e institui a Política de Fomento à Implementação de Escolas de Ensino Médio em Tempo Integral................................................................................................................................ 44 Lei Federal nº 13.478, de 30 de agosto de 2017. Altera a Lei no 9.394, de 20 de dezembro de 1996 (Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional), para estabelecer direito de acesso aos profissionais do magistério a cursos de formação de professores, por meio de processo seletivo diferenciado.................................................................................... 46 Resolução nº 4/10 - Define Diretrizes Curriculares Nacionais Gerais para a Educação Básica......................................... 47 Resolução CNE/CP nº 2, de 22 de dezembro de 2017 - Institui e orienta a implantação daBase Nacional Comum Curricular, a ser respeitada obrigatoriamente ao longo das etapas e respectivas modalidades no âmbito da Educação Básica................................................................................................................................................................................................ 67 Fundamentos teóricos da educação: Perspectiva Histórica da Educação. Aspectos filosóficos e sociológicos da Educação. Aspectos psicológicos do desenvolvimento humano e teorias da aprendizagem. Teorias de Currículo, na perspectiva pós-crítica de currículo. Concepções de aprendizagem na perspectiva histórico-cultural................................................................................................. 70 Instrumentos pedagógicos do ensino e da aprendizagem: Projeto Político Pedagógico. Planejamento. Avaliação: função, objetivos e modalidades. Projeto didático. Metodologias de Ensino...................................................................................................................................................................... 95 Letramento como processo de apropriação da leitura e da escrita presente em todas as áreas de ensino: Conceitos de letramento. O letramento e as diversas áreas do conhecimento..................................................................... 113 ESPECÍFICO DA DISCIPLINA ÍNDICE O Universo – origem; o Sistema Solar; o Sol como fonte de energia; movimentos da Terra e da Lua e suas consequên- cias................................................................................................................................................................................................................................. 01 Rochas e solos - origem e estrutura da Terra; origem, tipos, composição e modificações das rochas; minérios, jazidas e minas; formação e tipos de solos; práticas agrícolas; erosão; doenças relacionadas com o solo; exploração e conser- vação do solo; combustíveis fósseis.................................................................................................................................................................. 10 Ar atmosférico – composição; relações com os seres vivos; poluição do ar; doenças transmissíveis pelo ar; pressão atmosférica e suas variações; ventos; noções básicas de meteorologia............................................................................................. 18 Camadas atmosféricas............................................................................................................................................................................................. 25 Água - propriedades físicas e químicas; ciclo da água; relações com os seres vivos; pressão na água; flutuação dos corpos; vasos comunicantes; poluição da água; purificação da água; doenças relacionadas com a água; tratamento de água e esgoto....................................................................................................................................................................................................... 28 Citologia: Bioquímica celular; doenças carenciais; A base molecular da vida; Constituintes da matéria viva; célula (ca- racterísticas, propriedades físicas e químicas); Organelas e suas funções. Transporte de substâncias através da mem- brana............................................................................................................................................................................................................................. 35 Metabolismo energético; Fotossíntese: etapas, equações e fatores influenciadores; Ácidos nucleicos: estrutura e fun- ção, síntese proteica, Atividades celulares; reprodução e desenvolvimento.................................................................................... 43 Divisão Celular............................................................................................................................................................................................................ 35 Histologia animal e vegetal. Seres vivos: Características gerais; semelhanças e diferenças entre os seres vivos; cons- tituição dos seres vivos - níveis de organização: células, tecidos, órgãos e sistemas e os grandes grupos vegetais e animais (classificação, características básicas dos grandes reinos, representantes); classificação e caracterização geral (filos, classes, ordens, famílias, gêneros e espécies); funções vitais; adaptações ao ambiente e representantes mais ca- racterísticos................................................................................................................................................................................................................ 57 Os Vírus e seres de organização mais simples (procariontes, protistas e fungos)........................................................................... 71 Ecologia / Meio Ambiente e Sociedade: conceitos ecológicos; ciclos biogeoquímicos; estudo das populações; suces- são ecológica; interações; cadeias, teias e pirâmides ecológicas; relações entre os seres vivos; reciclagem; energias alternativas; poluição e desequilíbrio ecológico; biodiversidade e distribuição dos organismos na biosfera; biociclos, principais biomas e ecossistemas brasileiros e terrestres.......................................................................................................................... 43 Fisiologia humana: nutrição, digestão, respiração, circulação; coração, vasos sanguíneos, composição e tipagem sanguínea e excreção; locomoção, ossos, músculos e percepção sensorial; desvios da coluna, coordenação nervosa e hormonal; reprodução vegetal e animal.......................................................................................................................................................... 81 Reprodução humana: anatomia e fisiologia do aparelho reprodutor humano, gametogênese, gravidez e parto, em- briogênese, controle da reprodução e métodos anticoncepcionais, doenças sexualmente transmissíveis e drogas...... 81 Genética - Leis de Mendel; análise de heredogramas, genealogias e probabilidades; polialelia; grupos sanguíneos; sexo e herança genética; anomalias cromossomiais;................................................................................................................................... 124 Biotecnologia, clonagem, transgenia e novas tecnologias...................................................................................................................... 139 Preservação da Saúde: Defesas do organismo e imunização; doenças adquiridas não transmissíveis; doenças adquiri- das e transmissíveis; (principais viroses, bacterioses, protozooses, helmintoses e micoses), vacina, soro e saneamento básico............................................................................................................................................................................................................................. 142 Evolução: origem da vida; teoria e evidências da evolução; mecanismos de especiação; evolução do homem................ 151 Fundamentos de Química - estrutura e propriedades da matéria; estrutura atômica; elementos químicos; tabela periódica; íons; moléculas; substâncias químicas; misturas e combinações: separação de misturas; reações químicas (tipos e equações); óxidos, bases, ácidos e sais; eletroquímica; termoquímica; equilíbrio químico. Ligações químicas. 164 Química Orgânica: cadeia carbônica; fórmulas estruturais; classes de compostos orgânicos.................................................... 226 ESPECÍFICO DA DISCIPLINA ÍNDICE Fundamentos de Física – estados físicos da matéria e mudanças de estado; leis de Newton; força; movimento; ener- gia cinética e potencial; gravidade; massa e peso; Gravitação universal e movimentos planetários; Leis de Kepler........ 247 Trabalho e potência; máquinas simples; hidrostática; movimentos ondulatórios;fenômenos luminosos; espelhos, len- tes e problemas visuais; temperatura, calor e termodinâmica; escalas termométricas; eletricidade, circuitos elétricos e magnetismo................................................................................................................................................................................................................ 274 Mecânica - cinemática: o movimento e suas causas; referencial, trajetória, posição, velocidade, aceleração..................... 247 Tipos de movimentos retilíneos: queda livre. Pressão e flutuação dos corpos.................................................................................. 305 1 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A O UNIVERSO – ORIGEM; O SISTEMA SOLAR; O SOL COMO FONTE DE ENERGIA; MOVIMENTOS DA TERRA E DA LUA E SUAS CONSEQUÊNCIAS. O universo é, provavelmente, uma das grandezas mais complexas que existem, afinal, absolutamente tudo o que podemos imaginar está inserido nele. Mas como algo de magnitude tão grande pode ter simplesmente surgido? O que havia em seu lugar antes dele? Há quanto tempo se formou e como foi esse processo? Em noites sem lua, em locais pouco iluminados por casas, ruas e edifícios, podemos ver uma infinidade de pe- quenos pontos luminosos no céu: são as estrelas. Ao ob- servar o céu a olho nu, conseguimos ver uma parte mínima do que chamamos de Universo. Já na observação do céu feita com o auxílio de um telescópio, é possível perceber que o número de corpos celestes é muito maior e também pode-se ver detalhes das formas e da cor dos astros. A atmosfera da Terra, contudo, limita a atuação dos te- lescópios terrestres, por este motivo são utilizados telescó- pios espaciais, como o telescópio Hubble, para as pesquisas astronômicas mais sofisticadas. Além destes instrumentos para o estudo do Universo, os cientistas contam com equi- pamentos de informática para cálculos, tratamento de da- dos e imagens recebidas dos telescópios, simulações etc. Esses recursos possibilitaram responder à questão: o que compõe o Universo? O Universo é composto por aglomerados de galáxias, com nebulosas, estrelas, cometas, planetas e seus satéli- tes, e tudo que neles existe - no caso do planeta Terra, por exemplo, plantas, animais, rochas, água, ar, etc. Existem várias explicações sobre a origem do Univer- so. Há, sobre esse assunto, as explicações religiosas e as científicas. Trataremos aqui da visão científica, ou seja, de como os cientistas procuram explicar os fenômenos que observam no Universo. Não se sabe ao certo, mas os cientistas calculam que o Universo tenha começado a existir há cerca de 15 bilhões de anos. Parece impossível afirmar uma coisa dessas - 15 bilhões de anos é muito tempo! O que levou os cientistas a pensarem que o Univer- so tenha tido um começo? O telescópio Hubble consegue captar a luz de estrelas e mostra como elas eram há bilhões de anos. Analisando a luz das estrelas é possível saber a velocidade com que elas estão se afastando ou se aproximando de nós, sua composição química, idade, temperatura e massa, entre outros aspectos. Descobriu-se, então, algo inesperado: as galáxias estão se afastando da Terra! Para entender melhor o que está acontecendo, faça vá- rias bolinhas de tinta com uma caneta sobre a borracha de uma bexiga (balão de aniversário) e comece a soprar. Veja o que acontece com a distância entre as marcas de tinta. A análise da luz das estrelas mostra que as galáxias estão se afastando uma das outras, assim como as mar- cas feitas na bexiga. Isso acontece porque o Universo, como a bexiga de nosso exemplo, está se expandindo. Mas se eles está se expandindo, podemos concluir que, no passado, as galáxias estavam mais próximas. Quanto mais voltarmos no tempo, mais próximas elas estavam. Podemos supor um momento em que toda a maté- ria do Universo estava compactada em um único ponto, infinitamente comprida em temperaturas enormes. Foi então o que aconteceu o que os cientistas chamam de “a grande explosão” ou, em inglês, o big-bang. Era o início do Universo, que teria ocorrido há, mais ou menos, 15 bilhões de anos. Depois da explosão, a temperatura inicial, que era de mais de um trilhão de graus Celsius, começou a diminuir. Os átomos como formam a matéria hoje se originaram a partir dos prótons, elétrons e outras partículas. Primeiro, os átomos se agruparam em nuvens de ga- ses. Cerca de um bilhão de anos depois, as primeiras es- trelas e galáxias surgiram. E antes do big-bang? Os cientistas não sabem dizer. Como não havia nem tempo nem espaço antes da grande explosão, alguns acham difícil afirmar que havia alguma coisa anterior. Se- gundo eles, todo o Universo passou a existir só a partir da grande explosão. Mas a ciência ainda não tem uma resposta para essa dis- cussão. Como também não tem para o futuro do Universo. Estrelas As estrelas “nascem” a partir de nebulosas constituídas, em grande parte, por gases, poeira e partículas sólidas. Os cientistas explicam que existe uma atração recí- proca entre as partículas de matéria que compõe a gran- de nuvem – a nebulosa. Essa atração é denominada força de gravidade. Em razão da força de gravidade, a matéria que constitui uma nebulosa se agrupa, compondo uma massa compacta e formando os astros. Nebulosa Alguns astros alcançam um tamanho gigantesco, e a temperatura no seu interior é elevadíssima. A pressão e o aquecimento se tornam tão intensos no centro desses astros que uma grande quantidade de energia é liberada sob forma de calor e luz. 2 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A #FicaDica É essa propriedade de produzir o próprio calor e a própria luz o que diferencia as estrelas dos planetas e de outros astros. O brilho das estrelas é produzido por parte de sua energia, que se irradia pelo espaço sob a forma de luz. As estrelas não duram para sempre. Elas “nascem”, evoluem e “morrem”. Esse mesmo processo ocorre com o Sol, pois ele também é uma estrela. A luz das estrelas Pode parecer estranho, mas quando olhamos para as estrelas, estamos vendo o passado delas. Se a estrela esti- ver bem longe, bem longe mesmo, ela pode até nem mais existir da forma como a conhecemos hoje – e inclusive ter se transformado em outro corpo celeste. Quando obser- vamos uma estrela, estamos captando a luz que ela emitiu para o espaço. A luz é uma forma de energia que viaja com a incrível velocidade de cerca de 300 mil quilômetros por segundo. Mas como a distância entre os corpos celestes também é grande, pode levar um bom tempo para que a luz da estrela chegue até nós. Veja o exemplo: A estrela mais próxima de nós, depois do Sol, cha- mada Próxima do Centauro, está a uma distância de 40 trilhões de quilômetros da Terra. Isso quer dizer que a luz dessa estrela leva cerca de 4,2 anos ou 4,2 anos-luz para chegar até aqui. Então quando observamos essa estrela, estamos vendo, nesse momento, a luz que ela emitiu há 4,2 anos atrás. Se, neste momento, essa estrela deixasse de existir ela só “se apagaria” e sua luz deixaria de chegar até nós apenas daqui há 4,2 anos. Só então percebería- mos que ela deixou de existir. O brilho das estrelas é ofuscado durante o dia pela luz do Sol, que é a estrela mais perto da Terra. Por isso, percebemos as estrelas no céu somente à noite, mes- mo que elas permanecendo lá durante o dia. Cor das estrelas A olho nu é difícil distinguir a cor das estrelas. Em razão das grandes distâncias que elas estão de nós, a quantidade de luz que chega aos nossos olhos é muito pequena e não percebemos cores quando há pouca luz. A cor das estrelas depende do calor que chega do nú- cleo à superfície delas e tem, portanto, relação com a sua temperatura. As estrelas com superfície mais quente apre- sentam cores branca ou azulada, já aquelas de cor averme- lhada são as que têm a superfície menos quente. Com o telescópio é possível observar a cor das estrelas com mais nitidez. Nas estrelas menos quentes,a temperatura da super- fície chega a 3.000ºC, enquanto nas mais quentes chega a 50.000ºC. O Sol tem a cor amarelada e, comparado com as ou- tras estrelas, possui uma temperatura média. Figura: O azul representa o gás interestelar quente. Das estrelas surge a cor verde, já a poeira quente é verme- lha. As estrelas supergigantes vermelhas são as estrelas de maior brilho ao centro. Porque as estrelas piscam? Olhando para o céu à noite, podemos ver que o bri- lho das estrelas muda: elas “piscam”. Mas estrelas estão sempre emitindo a mesma luz. O piscar é provocado por mudanças no ar da atmosfera que a luz atravessa. Constelações A posição de uma estrela em relação a outra nos pa- rece fixa. No entanto, as estrelas estão se movendo, ge- ralmente em grande velocidade. Em razão da imensa distância entre as estrelas e nós, só é possível perceber essa movimentação com o uso de instrumentos apropriados ou no decorrer de séculos. Por parecer que as estrelas estão fixas no céu, con- seguimos imaginar um agrupamento delas formando constelações. Nesses agrupamentos, as estrelas pare- cem, para nós que as observamos da Terra, estar próxi- mas entre si. Na verdade, elas podem estar muito distan- tes umas das outras, às vezes separadas por dezenas de anos-luz. 3 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A Na constelação do Cruzeiro do Sul, por exemplo, para o observador situado na Terra, as estrelas parecem formar uma cruz. Mas, se um observador, localizado em outro ponto do espaço visse essa constelação, provavel- mente não conseguiria perceber a figura da cruz. Durante o ano, percebemos o Cruzeiro do Sul em di- ferentes posições com relação ao observador terrestre; no entanto, sempre mantém a mesma posição com rela- ção às demais constelações. Na realidade, é a Terra – nos- so ponto de observação – que está se movimentando. Os povos de várias civilizações observavam que, na épo- ca em que suas terras áridas eram atacadas por pragas de escorpião, um determinado conjunto de estrelas surgia no céu. Na imaginação deles, tratava-se de um grande escor- pião celeste. Baseados no surgimento da constelação de Es- corpião, os povos mesopotâmicos previam a época da seca. As constelações serviam de referência para delimitar as estações do ano, distinguir as épocas da seca e de plantio, construir calendários e identificar estrela-guia para as navegações. Os povos indígenas brasileiros, da mesma forma que outros povos, imaginavam figuras no céu ao olhar para as estrelas. Cada cultura tem, portanto, as suas próprias constelações. Oficialmente, em 1888, os astrônomos agruparam as estrelas e dividiram o céu em 88 constelações oficiais com fronteiras precisas. Desta forma, cada direção no céu pertence necessariamente a uma (e apenas uma) de- las. Elas foram batizadas, em sua maioria, de acordo com a tradição proveniente da Grécia antiga, e seus nomes oficiais são sempre em latim. As mais conhecidas, por exemplo, são as que compõe o Zodíaco: Áries (carneiro), Taurus (o touro) etc. Galáxias Galáxia é um termo que se origina da palavra gala, que significa “leite”, em grego. Inicialmente, era a deno- minação da nossa galáxia, a Via Láctea, e, depois, se ge- neralizou como denominação de todas as demais. As galáxias são compostas por nuvens de gás e poei- ra, um grande número de estrelas, planetas, cometas e asteroides e diversos corpos celestes unidos pela ação da força gravitacional. Numa noite estrelada podemos ver uma faixa esbran- quiçada que corta o céu. Essa “faixa” de astros é apenas uma parte da galáxia onde está localizado o planeta Ter- ra. Os antigos a denominaram Via Láctea, cujo significa- do em latim é “caminho de leite”. A Via Láctea pertence a um conjunto, ou seja, um aglomerado de diversas galáxias. O Universo contém mais de 200 bilhões de galáxias de tamanho e formas va- riadas. Há galáxias de forma elíptica, outras são espirais e muitas são as galáxias irregulares, ou seja, que não tem forma específica. Representação da galáxia de Andrômeda 4 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A Representação da Via Láctea vista de perfil (acima) e vista de cima (abaixo) O SISTEMA SOLAR O sistema solar é um conjunto de planetas, asteroi- des e cometas que giram ao redor do sol. Cada um se mantém em sua respectiva órbita em virtude da intensa força gravitacional exercida pelo astro, que possui massa muito maior que a de qualquer outro planeta. Os corpos mais importantes do sistema solar são os oito planetas que giram ao redor do sol, descrevendo órbitas elípticas, isto é, órbitas semelhantes a circunfe- rências ligeiramente excêntricas. Os planetas que compõem o sistema solar O sol não está exatamente no centro dessas órbitas, como pode-se ver na figura abaixo, razão pela qual os planetas podem encontrar-se, às vezes, mais próximos ou mais distantes do astro. Órbitas elípticas dos planetas do Sistema Solar Origem do Sistema Solar O Sol e o Sistema Solar tiveram origem há 4,5 bilhões de anos a partir de uma nuvem de gás e poeira que gira- va ao redor de si mesma. Sob a ação de seu próprio peso, essa nuvem se achatou, transformando-se num disco no qual ao centro formou-se o sol. Dentro desse disco, ini- ciou-se um processo de aglomeração de materiais sóli- dos, que, ao sofrer colisões entre si, deram lugar a corpos cada vez maiores, os outros planetas. A composição desses aglomerados relacionava-se com a distância que havia entre eles e o sol. Longe do as- tro, a temperatura é muito baixa, e os planetas assim lo- calizados possuem matéria gasosa ou gelo, como o caso de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Já os planetas perto do sol, ao contrário, tiveram, em geral, o gelo evaporado, restando apenas rochas e metais, é o caso de Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Os componentes do Sistema Solar O sol O Sol é a fonte de energia que domina o sistema so- lar. Sua força gravitacional mantém os planetas em órbita e sua luz e calor tornam possível a vida na Terra. A Ter- ra fica, em média, aproximadamente há 150 milhões de quilômetros do Sol (distância percorrida pela luz em 8 minutos). Todas as demais estrelas estão localizadas em pontos muito mais distantes. As observações científicas realizadas indicam que o Sol é uma estrela de luminosidade e tamanho médios. No céu existem incontáveis estrelas maiores e mais bri- lhantes, mas para nossa sorte, a luminosidade, tamanho e distância foram exatos para que em nosso planeta se desenvolvessem formas de vida como a nossa. O Sol possui 99,9% da matéria de todo o Sistema So- lar. Isso significa que todos os demais astros do sistema juntos somam apenas 0,1%. Composição do Sol O Sol é uma enorme esfera de gás incandescente com- posta essencialmente de hidrogênio e hélio, com um diâ- metro de 1,4 milhões de quilômetros. 5 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A O volume do Sol é tão grande que em seu interior caberiam mais de 1 milhão de planetas do tamanho do nosso. Para igualar seu diâmetro, seria necessário colocar 109 planetas como a Terra um ao lado do outro. No centro da es- trela encontra-se o núcleo, o qual a temperatura alcança os 15 milhões de graus centígrados e onde também ocorre o processo de fusão nuclear, por meio do qual o hidrogênio se transforma em hélio. Já na superfície a temperatura do Sol é de cerca de 6.000 graus Celsius. Os planetas do Sistema Solar São oito os planetas clássicos do Sistema Solar. Na ordem de afastamento do Sol, são eles: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. A partir dos avanços tecnológicos que possibilitaram a observação do céu com instrumentos ópticos como lunetas, telescópios e outros, os astrônomos vêm obtendo informações cada vez mais precisas sobre os planetas e seus satélites. Outros astros do Sistema Solar Satélites Até 1610, o único satélite conhecido era o da Terra, a Lua. Naquela ocasião, Galileu Galilei (1564-1642), com a sua luneta, descobriu satélites na órbita do planeta Júpiter.Hoje se sabe da existência de dezenas de satélites. Na Astronomia, satélite natural é um corpo celeste que se movimenta ao redor de um planeta graças a força gravi- tacional. Por exemplo, a força gravitacional da Terra mantém a Lua girando em torno do nosso planeta. Os satélites artificiais são objetos construídos pelos seres humanos. O primeiro satélite artificial foi lançado no es- paço em 1957. Atualmente há vários satélites artificiais ao redor da Terra. O termo “ lua” pode ser usado como sinônimo de satélite natural dos diferentes planetas. 6 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A • Cometas Um cometa é o corpo menor do sistema solar, semelhante a um asteroide. Possui uma parte sólida, o núcleo, com- posto por rochas, gelo e poeira e têm dimensões variadas (podendo ter alguns quilômetros de diâmetro). Geralmente estão distantes do Sol e, nesse caso, não são visíveis. Eles podem se tornar visíveis à medida que, na sua longa trajetória, se aproximam do Sol sublimando o gelo do nú- cleo e liberando gás e poeira para formar a cauda e a “cabeleira” em volta do núcleo. O mais conhecido dele é o Halley, que regularmente passa pelo nosso Sistema Solar. De 76 em 76 anos, em média, ele é visível da Terra. Ele passou pela região do Sistema Solar próxima do nosso planeta, em 1986, o que possibilitou a sua visibilidade, portanto, o Halley deverá estar de volta em 2062. Cometa Halley 7 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A • Asteroides Um asteroide é um corpo menor do sistema solar, ge- ralmente da ordem de algumas centenas de quilômetros apenas. São milhões de corpos rochosos que giram ao redor do Sol. Da Terra, só podem ser observados por meio de telescópio. Entre as órbitas dos planetas Marte e Júpiter, encontra-se um cinturão de asteroides e outro após a ór- bita de Netuno. • Meteoroides, meteoros e meteoritos São fragmentos de rochas que se formam a partir de cometas e asteroides. O efeito luminoso é produzi- do quando fragmentos de corpos celestes se incendeiam em contato com a atmosfera terrestre devido ao atrito. Esses rastros de luz são denominados meteoros e popu- larmente conhecidos como estrelas cadentes, mas não são estrelas. Quando caem sobre a Terra, atraídos pela força gra- vitacional, são chamados de meteoritos. Na maioria das vezes, eles são fragmentos de rochas ou de ferro. Os meteoritos têm forma variada e irregular, e o tamanho pode variar de micro fragmentos a pedaços de rochas de alguns metros de diâmetro. O maior meteorito brasileiro (pesando mais de 5000 quilos), o Bendegó, foi encontrado no interior da Bahia em 1784 e encontra-se em exposição no Museu Nacional do Rio de Janeiro. Meteorito Bendegó A LUA A Lua é o satélite natural da Terra. Consiste em um corpo rochoso com 3. 476 km de diâmetro, quase um terço do tamanho da Terra. A distância média da Terra à Lua é de 384. 400 km. O nosso satélite não tem atmos- fera para proteger o ser humano ou outro ser vivo da exposição direta às radiações solares, como a radiação ultravioleta. Também não existe água e nem vulcões porque, ao contrário da Terra, a Lua tem a parte mais interna em estado sólido (não apresenta magma). Mas há muitas crateras, geralmente formadas pelo impacto de corpos celestes no passado. As colisões derreteram rochas e for- maram lavas, que esfriam e aparecem como áreas escu- ras na Lua, chamadas mares. A temperatura na sua superfície varia, em média, de 100ºC a -150ºC. Todas essas condições não permitem a existência de seres vivos na Lua. O observador terrestre percebe o movimento aparente da Lua e dos demais as- tros visíveis no céu à noite no sentido leste para oeste. Os principais movimentos da Lua são: de translação ao redor da Terra e de rotação sobre seu próprio eixo. Esses dois movimentos têm praticamente o mesmo tem- po de duração: aproximadamente 27 dias e 8 horas. Por esse motivo, a Lua mantém sempre a mesma face voltada para a Terra. 8 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A As fases da Lua O brilho da Lua é reflexo da luz do Sol. Da mesma forma que os planetas, ela não tem luz própria. O observador terrestre vê partes diferentes da Lua iluminadas pelo SoL, enquanto ela se movimenta ao redor da Terra. Esses diferentes aspectos, denominados fases da Lua, são: Lua Nova, Quarto Crescente, Lua Cheia e Quarto Min- guante. Quarto: significa 1/4. O Sol ilumina a metade da esfera lunar e, daqui da Terra, vemos apenas a metade da porção iluminada pelo Sol, isto é, 1/4 da Lua. A fase de Lua Nova é quando a sua face iluminada está do lado oposto à Terra. Para nós está voltada a face não iluminada. Nessa fase a Lua não é vista no céu noturno. Nos dias seguintes, a Lua tem a aparência de um arco iluminado e, às vezes, pode ser vista à tardinha. À medida que a Lua translada ao redor da Terra aumenta a parte que vemos iluminada. Após cerca de sete dias, ela está na sua fase Quarto Crescente. A Lua segue a sua órbita. A cada dia aumenta a sua região iluminada vista da Terra. Quando a Lua está em posição oposta à posição do Sol em relação à Terra, a Lua fica com a face voltada para nós completamente iluminada. É a fase da Lua Cheia. Nesse período a Lua surge no céu no início da noite. Nas noites seguintes, podemos observar que a parte iluminada da Lua começa a diminuir até que só a metade da sua face é vista. Ela parece no céu bem mais tarde da noite e pode ser vista ao amanhecer. É a fase Quarto Minguante. A Lua segue na sua translação, mudando de posição em relação à Terra e ao Sol. Para quem a observa da Terra, vai diminuindo a parte iluminada, até que ela novamente não é vista no céu. A Lua, então, completa o seu ciclo e retorna à fase de Lua Nova. As quatro fases da Lua acontecem em ciclos contínuos, num período de 29 dias e 12 horas. 9 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A Eclipses Os eclipses são fenômenos que ocorrem devido à posição entre a Lua, a Terra e o Sol. Às vezes, esses astros se alinham, bloqueando parte da luz solar que ilumina a Terra ou a Lua. Os eclipses podem ser lunares ou solares. Eclipse Lunar O eclipse lunar acontece na fase da Lua Cheia. Ocorre quando a Terra fica entre o Sol e a Lua, que passa pela região da sombra da Terra. A Terra, nessa ocasião, bloqueia os raios solares que iluminam a Lua. A sombra da Terra se projeta na Lua, cobrindo-a parcial (eclipse parcial) ou totalmente (eclipse total). 10 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A Eclipse solar Ocorre quando a Lua fica entre o Sol e a Terra, ou seja, na fase de Lua Nova. E todos ficam alinhados em uma reta só. Nessa ocasião, a Lua bloqueia os raios solares que iluminam parte da Terra. O eclipse solar pode ser parcial para algumas regiões. Esse fenômeno ocorre pelo menos duas vezes ao ano; no entanto, ocorre raramente num mesmo local da Terra. A influência da Lua sobre a Terra A Lua é a principal causa dos fenômenos das marés. A força de atração entre a Terra e a Lua e entre a Terra e o Sol (em menor grau) provoca a subida e a descida do nível das águas do mar. A subida é a maré alta ou a preamar. A descida é a maré baixa ou a baixa-mar. As marés acontecem porque a força gravitacional é maior no lado da Terra que está mais próximo à Lua do que no lado oposto, mais afastado. Mas a influência da atração gravitacional da Lua e dos planetas sobre o cor- po humano pode ser desprezada diante da influência do planeta Terra e até de corpos muito mais leves, porém muito mais próximos. ROCHAS E SOLOS - ORIGEM E ESTRUTURA DA TERRA; ORIGEM, TIPOS, COMPOSIÇÃO E MODIFICAÇÕES DAS ROCHAS; MINÉRIOS, JAZIDAS E MINAS; FORMAÇÃO E TIPOS DE SOLOS; PRÁTICAS AGRÍCOLAS; EROSÃO; DOENÇAS RELACIONADAS COM O SOLO; EXPLORAÇÃO E CONSERVAÇÃO DO SOLO; COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS. A crosta terrestre possui várias camadas compostas por três tipos de rochas, que são formadas pela mistura de diferentes materiais. Essas rochas podem ser mag- máticas, também chamadas de ígneas, sedimentares ou metamórficas.Rochas magmáticas ou ígneas As rochas magmáticas ou ígneas (ígneo vem do latim e significa “fogo”) são originadas do interior da Terra, onde são fundidas em altíssima temperatura. Nas erupções de vulcões essas rochas são lançadas do interior da Terra para a superfície. Sofrem, então, resfriamento rápido e se solidi- ficam. Outras vezes, ficam nas proximidades da superfície, onde se resfriam lentamente e, também, se solidificam. 1) Rochas ígneas extrusivas ou vulcânicas: são aque- las que surgem a partir do resfriamento do magma expelido em forma de lava por vulcões, formando a rocha na superfície e em áreas oceânicas. Como nesse processo a formação da rocha é rápida, ela apresenta características diferentes das rochas in- trusivas. Um exemplo é o basalto. 2) Rochas ígneas intrusivas ou plutônicas: são aquelas que se formam no interior da Terra, geralmente nas zonas de encontro entre a astenosfera e a litosfe- ra, em um processo constitutivo mais longo. Elas surgem na superfície somente através de aflora- mentos, que se formam graças ao movimento das placas tectônicas, como ocorre com a constituição das montanhas. Exemplo: gabro. O basalto é uma rocha escura muito utilizada na pavi- mentação de calçadas, ruas e estradas e são advindas do resfriamento rápido do magma. No Rio Grande do Sul, encontramos as falésias de Tor- res, formadas de basalto. As faixas escuras das famosas calçadas de Copacabana, no Rio de Janeiro, são formadas por basalto. 11 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A A pedra-pomes, gerada após rápido resfriamento em contato com a água formando uma rocha cheia de poros ou buracos devido à saída de gases. Parece uma “espuma endurecida”. A pedra-pomes é utilizada para polir objetos e amaciar a pele. O granito (vem do latim granum, que significa “grão”) se forma no interior da crosta terrestre por resfriamento lento e solidificação do magma. É muito utilizado em re- vestimento de pisos, paredes e pias. O granito é formado por grãos de várias cores e brilhos: são os minerais. Uma rocha é formada de um ou mais minerais. A maioria das rochas compõe-se de vários tipos de mine- rais. Minerais são elementos ou compostos químicos, ge- ralmente sólidos, encontrados naturalmente no planeta. Há mais de dois mil tipos diferentes de minerais. Eles são formados pela união de vários tipos de átomos, como silício, oxigênio, alumínio, cálcio e ferro. As dife- renças entre os minerais devem-se aos diferentes tipos de átomos que os formam e também à maneira como os átomos estão “arranjados”. Pedaço de granito O Granito é usado para fazer bancada de pias, pisos, etc. O granito é formado principalmente por três tipos de minerais: o quartzo, o feldspato e a mica. Os grãos que aparecem em cor cinza no granito cor- respondem a grãos de quartzo. Veja na figura a seguir que o quartzo, como a maioria dos minerais, é formado por uma série de partes que lembram figuras geométri- cas. Dizemos então que o quartzo, como a maioria dos minerais, forma cristais. Cristal de rocha formado por uma variedade de quartzo transparente. Veja acima a forma cristalina típica desse cristal. Há também formas coloridas de quartzo, como a ametista. O outro tipo de mineral presente no granito é o felds- pato, que pode apresentar diversas tonalidades: amarelo, branco, rosa, verde. A decomposição desse mineral pela água da chuva for- ma a argila que é usada para fazer tijolos, cimento, concreto e diversos objetos. A cor preta ou cinza-escura e brilhan- te presente no granito corresponde a pequenos grãos de mica. Existem também outros tipos de mica, de cores dife- rentes. A mica é um bom isolante de calor de eletricidade; por isso é utilizada no ferro elétrico de passar roupa. Rochas sedimentares Observe na figura a seguir que a rocha é formada por camadas (ou estratos). Esse tipo de rocha é chamado de rocha sedimentar e se forma a partir de mudanças ocorridas em outras rochas. Chuva vento, água dos rios, ondas do mar: tudo isso vai, aos poucos, fragmentando as rochas em grãos de minerais. Pouco a pouco, ao longo de milhares de anos, até o granito mais sólido se transforma em pequenos fragmentos. Esse processo é chamado de intemperismo. 12 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A Os fragmentos de rochas são transportados pelos ventos ou pela água da chuva até os rios, que, por sua vez, os levam para o fundo de lagos e oceanos. Lá os fragmentos vão se depositando em camadas. É assim que se formam, por exemplo, terrenos cobertos de areia, como as praias. Esses fragmentos ou sedimentos vão se acumulando ao longo do tempo. As camadas de cima exercem pressão sobre as camadas de baixo, compactando-as. Essa pressão acaba por agrupar e cimentar os fragmentos e endurece a massa formada. é assim que surgem as rochas sedimentares. Tudo isso, não se esqueça, leva milhares de anos. Desse modo, a areia da praia transforma-se, lentamente, em uma rocha sedimentar chamada arenito. Sedimentos de argila transformam-se em argilito. As camadas vão cobrindo também restos de plantas e animais. Por isso é muito comum encontrar restos ou marcas de animais e plantas em rochas sedimentares: o animal ou planta morre e é coberto por milhares de grãos de minerais. Os restos ou marcas de organismos antigos são chamado de fósseis. Analisando os fósseis, os cientistas podem estudar como era a vida no passado em nosso planeta. Formação das rochas sedimentares • A origem do arenito O arenito se forma quando rochas como o granito se desintegram aos poucos pela ação dos ventos e das chuvas. Os grãos de quartzo dessas rochas formam a areia. Areias e dunas de areia, porém não são rochas: são fragmentos de rochas. A areia pode se depositar no fundo do mar ou em depressões e ficar submetida a um aumento de pressão ou temperatura. Assim cimentada e endurecida, forma o arenito – um tipo de rocha sedimentar. O arenito é usado em pisos. Rocha de arenito 13 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A Dunas de areia no Vale da Morte, Califórnia O Calcário O acúmulo de esqueletos, conchas e carapaças de animais aquáticos ricos em carbonato de cálcio, que é um tipo de sal, podem formar outra variedade de rocha sedimentar, o calcário. O calcário também se forma a partir de depósitos de sais de cálcio na água. O calcário é utilizado na fabricação de cimento e de cal. A cal serve para pintura de paredes ou para a fabricação de tintas. A cal ou o próprio calcário podem ser utilizados para neutralizar a acidez de solos. Cascatas de calcário na Turquia, Egeu. Rochas metamórficas Você já viu pias, pisos ou esculturas de mármore? O már- more é uma rocha formada a partir de outra rocha, o calcário. É um exemplo de rocha metamórfica. As rochas metamórficas são assim chamadas porque se originam da transformação de rochas magmáticas ou se- dimentares por processos que alteram a organização dos átomos de seus minerais. Surge, então, uma nova rocha, com outras propriedades e, às vezes, com outros minerais. Muitas rochas metamórficas se formam quando ro- chas de outro tipo são submetidas a intensas pressões ou elevadas temperaturas. Quando, por exemplo, por mudanças ocorridas na crosta, uma rocha magmática é empurrada para regiões mais profundas e de maior pres- são e temperatura, alterando a organização dos minerais. Ardósia é usada como piso Outra rocha metamórfica é a ardósia, originada da ar- gila e usada em pisos. Pias e pisos também podem ser feitos de gnaisse, uma rocha metamórfica originada geralmente do granito. O Corcovado e o Pão de Açúcar, no Rio de Janeiro, e a maio- ria das rochas da serra do Mar também são de gnaisses. Vista da praia do morro do Pão de Açucar (RJ), formado de gnaisse Gemas ou pedras preciosas As gemas são rochas muito duras. São riquezas exis- tentes no subsolo, comumente conhecidas como pedras preciosas. As jazidas de esmeralda, rubi, diamante e outras são raras por isso essas pedras têm grande valor comercial. No subsolo,também são encontradas jazidas de me- tais, por exemplo, ouro, ferro, manganês, alumínio, zinco, cobre, chumbo. Há ainda as jazidas de material de origem orgânica, conhecidas como combustíveis fósseis – formadas a par- tir da transformação de restos de plantas e animais. O carvão-de-pedra (hulha) e o petróleo são exemplos des- ses combustíveis, recursos energéticos, ou seja, substân- cias utilizadas na produção de energia. 14 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A Algumas gemas ou pedras preciosas O CICLO DAS ROCHAS Você viu que as rochas magmáticas são formadas tanto pela cristalização do magma no interior da terra como pela lava liberada dos vulcões. Mas as rochas magmáticas – e também as metamórficas – podem ser quebradas em pequenos pedaços ou frag- mentos que se acumulam em camadas de sedimentos e acabam se transformando, por compressão, em rochas sedi- mentares. Finalmente, você viu também que as rochas sedimentares e também as magmáticas, sob a ação de altas temperatu- ras e pressão, podem se transformar em rochas metamórficas. Mas, se uma rocha metamórfica for derretida, ela pode novamente se tornar uma rocha magmática. Essas mudanças formam, portanto, um ciclo em que uma rocha, ao longo de muito tempo, pode se transformar em outra. É o ciclo das rochas. COMO O SOLO SE FORMOU A camada de rochas na superfície da Terra está, há milhões de anos, exposta às mudanças de temperatura e à ação da chuva, do vento, da água dos rios e das ondas do mar. Tudo isso vai, aos poucos, fragmentando as rochas e pro- vocando transformações químicas. Foi assim, pela ação do intemperismo, que, lentamente, o solo se formou. E é dessa mesma maneira que está continuamente se remodelando. Os seres vivos também contribuem para esse processo de transformação das rochas em solo. Acompanhe o esque- ma a seguir. 15 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A A chuva e o vento desintegram as rochas. Pedaços de liquens ou sementes são levados pelo vento para uma região sem vida. A instalação e a reprodução desses organismos vão, aos poucos, modificando o local. Os liquens, por exem- plo, produzem ácidos que ajudam a desagregar as rochas. As raízes de plantas que crescem nas fendas das rochas irão contribuir para isso. A medida que morrem, esses organismos enriquecem o solo em formação com matéria orgânica e, quando ela se decompõe, o solo se torna mais rico em sais minerais. Outras plantas, que necessitam de mais nutrientes para crescer, podem então se instalar no local. Começa a ocorrer o que se chama de sucessão ecológica: uma série de organismos se instala até que a vegetação típica do solo e do clima da região esteja formada. O que existe no solo? Há muitos tipos de solo. A maioria deles é composta de areia e argila, vindas da fragmentação das rochas, e de restos de plantas e animais mortos (folhas, galhos, raízes, etc.). Esses restos estão sempre sendo decompostos por bac- térias e fungos, que produzem uma matéria orgânica escura, chamadas húmus. À medida que a decomposição continua, o húmus vai sendo transformado em sais minerais e gás carbônico. Ao mesmo tempo, porém, mais animais e vegetais se depositam no solo e mais húmus é formado. A decomposição transforma as substâncias orgânicas do húmus em substâncias minerais, que serão aproveitadas pelas plantas. Desse modo, a matéria é reciclada: a matéria que formava o corpo dos seres vivos acabará fazendo no- vamente parte deles depois se decomposta. Vemos, então, que o solo é formado por uma parte mineral, que se originou da desagregação das rochas, e por uma parte orgânica, formada pelos restos dos organismos mortos e pela matéria orgânica do corpo dos seres vivos que es- tão sofrendo decomposição. Vivem ainda no solo diversos organismos, inclusive as bactérias e os fungos, responsáveis pela decomposição da matéria orgânica dos seres vivos. Nos espaços entre os fragmentos de rochas, há ainda água e ar – ambos importantes para o desenvolvimento das plantas. Por baixo da camada superficial do solo encontramos fragmentos de rochas. Quanto maior a profundidade em relação ao solo, maiores são também os fragmentos de rocha. 16 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A O ser humano retira recursos minerais das camadas abaixo do solo. Parte da água da chuva, por exemplo, se infiltra no solo, passando entre os espaços dos grãos de argila e de areia. Outra parte vai se infiltrando também nas rochas sedimentares e em fraturas de rochas, até encontrar camadas de rochas impermeáveis. Formam-se assim os chamados lençóis de água ou lençóis freáticos, que abastecem os poços de água. Finalmente, na camada mais profunda da crosta ter- restre, encontramos a rocha que deu origem ao solo – a rocha matriz. Tipos de solo O tipo de solo encontrado em um lugar vai depender de vários fatores: o tipo de rocha matriz que o originou, o clima, a quantidade de matéria orgânica, a vegetação que o recobre e o tempo que se levou para se formar. Em climas secos e áridos, a intensa evaporação faz a água e os sais minerais subirem. Com a evaporação da água, uma camada de sais pode depositar-se na superfí- cie do solo, impedindo que uma vegetação mais rica se desenvolva. Já em climas úmidos, com muitas chuvas, a água pode se infiltrar no solo e arrastar os sais para re- giões mais profundas. Alguns tipos de solo secam logo depois da chuva, outros demoram para secar. Por que isso acontece? E será que isso influencia na fertilidade do solo? • Solos arenosos: são aqueles que têm uma quantida- de maior de areia do que a média (contêm cerca de 70% de areia). Eles secam logo porque são muito porosos e permeáveis: apresentam grandes espaços (poros) entre os grãos de areia. A água passa, então, com facilidade entre os grãos de areia e chega logo às camadas mais profundas. Os sais minerais, que servem de nutrientes para as plantas, seguem junto com a água. Por isso, os solos arenosos são geralmente pobres em nutrientes uti- lizados pelas plantas. • Solos argilosos: contêm mais de 30% de argila. A ar- gila é formada por grãos menores que os da areia. Além disso, esses grãos estão bem ligados entre si, retendo água e sais minerais em quantidade neces- sária para a fertilidade do solo e o crescimento das plantas. Mas se o solo tiver muita argila, pode ficar encharcado, cheio de poças após a chuva. A água em excesso nos poros do solo compromete a circu- lação de ar, e o desenvolvimento das plantas fica prejudicado. Quando está seco e compacto, sua porosidade diminui ainda mais, tornando-o duro e ainda menos arejado. Solo argiloso Solo argiloso compactado pela falta de água • Terra preta: também chamada de terra vegetal, é rica em húmus. Esse solo, chamado solo humífe- ro, contém cerca de 10% de húmus (composto de materiais orgânicos, ou seja, restos de animais e plantas mortas) e é bastante fértil. O húmus ajuda a reter água no solo, torna-se poroso e com boa aeração e, por meio do processo de decomposição dos organismos, produz os sais minerais necessá- rios às plantas. Os solos mais adequados para a agricultura possuem uma certa proporção de areia, argila e sais minerais uti- lizados pelas plantas, além do húmus. Essa composição facilita a penetração da água e do oxigênio utilizado pe- los microrganismos. São solos que retêm água sem ficar muito encharcados e que não são muito ácidos. 17 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A • Terra roxa: é um tipo de solo bastante fértil, caracterizado por ser o resultado de milhões de anos de decom- posição de rochas de arenito-basáltico originadas do maior derrame vulcânico que este planeta já presenciou, causado pela separação da Gondwana – América do Sul e África – datada do período Mesozoico. É caracterizado pela sua aparência vermelho-roxeada inconfundível, devido a presença de minerais, especialmente Ferro. No Brasil, esse tipo de solo aparece nas porções ocidentais dos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná, São Paulo e sudestedo Mato Grosso do Sul, destacando-se, sobretudo, nestes três últimos estados por sua qualidade. Historicamente falando, esse solo teve muita importância, já que, no Brasil, durante o fim do século XIX e o início do século XX, foram plantadas nestes domínios grandes lavouras de café, fazendo com que surgissem ferrovias, propician- do o crescimento de cidades, como São Paulo, Itu, Ribeirão Preto e Campinas. Atualmente, além do café, são plantadas outras culturas. O nome terra roxa é dado a esse tipo de solo, em razão dos imigrantes italianos que trabalhavam nas fazendas de café, referindo-se ao solo com a denominação Terra rossa, já que rosso em italiano significa vermelho. E, devido à simi- laridade entre essa palavra, e a palavra “roxa”, o nome “Terra roxa” acabou se consolidando. O solo de terra roxa também existe na Argentina, aonde é conhecida como “ tierra colorada”, bastante presente nas províncias de Misiones e Corrientes. • O solo é um grande filtro Para que se obtenham plantas saudáveis e uma horta produtiva é necessário que o solo contenha água. A capaci- dade de retenção de água depende do tipo de solo. A água, por ser um líquido solvente, dissolve os sais existentes no solo e, assim, as plantas podem absorvê-los. Nem toda a água da chuva flui diretamente para os córregos, riachos e rios. Quando chove, parte da água infiltra-se e vai penetrando na terra até encontrar uma camada impermeável, encharcando o solo. Por exemplo, 1 metro cúbico (1m³) de areia encharcada pode conter até 400 litros de água. O ar também ocupa os poros existentes entre os grãos de terra. As raízes das plantas e os animais que vivem no solo precisam de ar para respirar. 18 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A Esquema mostrando camadas do solo e subsolo, em corte Quando o solo se encharca, a água ocupa o lugar antes ocupado pelo ar, dificultando o desempenho das raízes e a vida dos animais no solo. Se o solo estiver muito compactado, não filtrará a água com facilidade. Acontecerão, por exemplo, as grandes enxurradas após uma forte chuva. A urbanização, com a pavimentação de ruas e estradas, a canalização de rios e o desmatamento de grandes áreas dificultam o escoamento da água das chuvas. AR ATMOSFÉRICO – COMPOSIÇÃO; RELAÇÕES COM OS SERES VIVOS; POLUIÇÃO DO AR; DOENÇAS TRANSMISSÍVEIS PELO AR; PRESSÃO ATMOSFÉRICA E SUAS VARIAÇÕES; VENTOS; NOÇÕES BÁSICAS DE METEOROLOGIA. O ar atmosférico que envolve a Terra é uma mistura de gases, vapor de água e partículas suspensas (poeira, fuligem, produtos químicos, entre outros). Os elementos que compõem o ar são essencialmente o nitrogênio (78%) e o oxigênio (21%) e em pequena quantidade argônio (0.94%), gás carbônico (0,03%), neônio (0,0015%), entre outros. 1. Propriedades Físicas do Ar O ar tem algumas características que nos ajuda a perceber sua existência, já que não o vemos ou sequer podemos tocá-lo. São suas propriedades físicas: 19 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A 2. Matéria e Massa Como todas as coisas que conhecemos, o ar é com- posto de matéria, afinal é formado por diversos gases, que por sua vez são formados por átomos. Então, o ar tem massa e ocupa espaço. Exemplo: Ao soprarmos um balão de aniversário ele fica cheio de ar e ocupa mais espaço. 3. Pressão O ar atmosférico exerce pressão sobre a superfície terrestre, é a chamada pressão atmosférica. Quanto mais próximo da superfície maior é a pressão (o ar tem mais massa e pesa mais) e à medida que aumenta a altitude diminui a pressão, pois tem menos ar acima e ele fica mais leve. 4. Densidade O ar tem peso graças à gravidade, a força que atrai todas as coisas para o centro da Terra, por isso a con- centração dos gases é maior próximo ao nível do mar, consequentemente mais denso. Então o ar que respira- mos é mais denso do que o ar das montanhas, porque em altitudes maiores a densidade do ar diminui e ele se torna rarefeito. 5. Resistência O ar se contrapõe ao movimento porque ele tem re- sistência. Quanto mais rápido for o deslocamento (maior a velocidade) maior será a resistência. Exemplo: quanto mais depressa andamos de bicicleta, maior será a resis- tência do ar. Por esse motivo que carros, aviões, barcos e outros tipos de veículos são projetados para diminuir a resistência do ar, pois dessa maneira ele gastará menos energia (combustível) e sofrerá menor desgaste. 6.Compressibilidade, Expansibilidade e Elasticida- de O ar pode sofrer compressão ou expansão e depois retornar ao estado em que estava. • Quando é comprimido ele diminui o seu volume (Compressibilidade). Exemplo: apertar o êmbolo da seringa até o fim, tapando o orifício. O ponto até onde vai o êmbolo mostra o quanto o ar foi compri- mido. • Se parar de acontecer compressão, o ar volta a ocupar o espaço que ocupava antes (Elasticidade). Exemplo: quando apertamos o êmbolo da seringa, tapando o orifício e depois soltamos, o êmbolo re- torna à posição anterior. • Quando o ar se expande aumenta o seu volume (Expansibilidade). Exemplo: um vidro com perfume é aberto e o cheiro se espalha pelo ambiente, pois o aroma volátil misturado com o ar ocupa um es- paço maior. POLUIÇÃO DO AR A Poluição do Ar ou Poluição Atmosférica é o resulta- do do lançamento na atmosfera de grandes quantidades de gases ou partículas líquidas e sólidas, que provocam impacto ambiental e problemas de saúde humana. Dentre as substâncias poluentes temos as poeiras in- dustriais, aerossóis, fumaças negras, solventes, ácidos e hidrocarbonetos. Em diversos países, o nível de poluição do ar está acima do considerado aceitável pela OMS (Organização Mundial da Saúde). Apesar da China ser frequentemente lembrada como um desses países, estão a ser realizados muitos esforços para que esse grave quadro seja revertido. Na lista dos países que liberam a maior quantidade de dióxido de carbono, o Brasil aparece nas primeiras co- locações. Poluição atmosférica: uma paisagem comum em muitos países Causas A poluição do ar pode ser causada por fontes naturais ou por atividades humanas. Fontes naturais A atividade vulcânica libera gases poluentes Alguns processos naturais são responsável pela libe- ração de gases poluentes na atmosfera: - Atividade de vulcões 20 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A - Liberação de metano por animais durante o proces- so de digestão - Poeira de desertos - Decomposição Atividades humanas Os carros podem liberar grande quantidade de gases poluentes As atividades humanas ou antropogênicas também liberam grande quantidade de gases tóxicos e poluentes: - Industrialização - Queimadas - Veículos e queima de combustíveis fósseis - Mineração - Uso de aerossóis - Produção de energia elétrica Principais Poluentes Dentre os principais poluentes que causam o dese- quilíbrio no ar atmosférico temos: - Monóxido de carbono: Produto resultante da quei- ma incompleta dos combustíveis. - Dióxido de enxofre e óxidos de azoto: produtos da combustão do enxofre presente nos combustíveis fósseis. - Dióxido de carbono: Produto resultante da queima de qualquer matéria orgânica. É encontrado natu- ralmente na atmosfera, mas quando lançado em grande quantidade, provoca desequilíbrios, entre eles, o efeito estufa. - Chumbo: Produto usado na gasolina para aumentar sua octanagem. No Brasil, o chumbo foi substituí- do pelo álcool etílico anidro, como aditivo à gaso- lina com essa mesma finalidade. - Ozônio: O gás ozônio apresenta diferentes funções conforme o local onde é encontrado. Quando en- contra-se na troposfera, causa poluição e chuva ácida, sendo prejudicial para plantas e saúde hu- mana. - Clorofluorcarbonos: Esses gases são responsáveis por destruir a camada de ozônio. - Material particulados: Resultado da queima de com- bustíveis fósseis, como a fuligem. Esses materiais são extremamente poluentes. As principais doenças causadas pelo ar As doenças respiratórias podem atingir as pessoas através da poeira, pelos de animais, fumaça, odorese perfumes que atuam como agentes alérgicos. Além dis- so, a poluição do ar também contribui para a causa dessas doenças, ao passo que prolifera partículas e fungos tóxicos. Dentre as doenças respiratórias algumas delas são: Sarampo – Provocado pelo vírus Morbili virus, o seu contágio é por meio de saliva ou secreções respiratórias das pessoas. Os sintomas são manchas avermelhadas pelo corpo, febre, tosse, mal estar, conjuntivite, perda de apetite e coriza. Para recuperação, é necessário repouso, alimentação leve e muito líquido. Bronquite Asmática – Também chamada de Bronqui- te Alérgica, é dada por conta da inflamação dos brôn- quios, ramificações do pulmão onde o ar passa. Causada por alergias, pode ser curada quando o agente alérgico for identificado e o medicamento agir no pulmão para desinflamar a região acometida, facilitando a passagem do ar. Seus sintomas são: dificuldade para respirar, tosse com catarro, boca e ponta dos dedos arroxeados. Asma – Causa inchaço e estreitamento das vias do pulmão havendo dificuldade respiratória, falta de ar, aperto no peito e tosse. Para as pessoas que têm asma, a poluição é um agravante; e para quem não tem, a ex- posição excessiva às áreas poluídas pode desencadear a doença. Câncer de pulmão – Pessoas que cresceram em áreas de grande poluição estão mais propensas a desenvolver esse tipo de doença. O acúmulo de partículas pode dar origem a um broto canceroso, o início da doença no cor- po do paciente. É comprovado que a poluição aumenta e risco de câncer, tanto quanto o fumo passível. Em todos os casos é fundamental a procura de um médico para um diagnóstico correto. Além disso, a auto- medicação é arriscada, visto que para cada doença existe uma medicação específica e controlada por receita mé- dica. 21 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A EXERCÍCIO COMENTADO 1. (Exercicios.brasilescola.uol.com.br) A água relacio- na-se com diversas doenças, entretanto, não está asso- ciada apenas àquelas transmitidas pela ingestão e con- tato, por exemplo. Doenças transmitidas por vetores que se desenvolvem em ambiente aquático também estão relacionadas com a água. Sendo assim, analise as alter- nativas e marque aquela em que não há um vetor que apresenta parte do ciclo de vida na água. a) Malária. b) Zika. c) Leptospirose. d) Dengue. e) Chikungunya Resposta: Letra C. A leptospirose é transmitida pelo contato com água contaminada, geralmente, com a urina de rato. A meteorologia é a ciência que estuda as condições atmosféricas e, com isso, auxilia na previsão do tempo. Os técnicos fazem a previsão do tempo estudando vários aspectos da atmosfera: massas de ar, frentes frias ou quentes, umidade do ar, temperatura do lugar, pressão atmosférica, etc. Tempo e clima É comum as pessoas confundirem os termos tempo e clima. Afinal, o que significa cada um deles? O termo tempo corresponde a uma situação de mo- mento. Indica o estado atmosférico em determinado tem- po e lugar. Hoje, onde você mora pode estar chovendo, mas amanhã poderá estar ensolarado. Pela manhã, pode estar muito calor e pela tarde todos serem surpreendidos pela chegada de uma frente fria. O termo clima corresponde ao conjunto de condições atmosféricas que ocorrem com mais frequência em uma determinada região. Por exemplo, na Caatinga, no Nor- deste brasileiro, o clima é quente e seco, podendo ocorrer chuvas. Mesmo quando o tempo está chuvoso, o clima permanece o mesmo (quente e seco). Fatores relacionados à previsão do tempo • As nuvens O tipo de nuvem presente na atmosfera é uma pista para a previsão do tempo. Quando olhamos para o céu e vemos nuvens escuras, geralmente cinzentas, logo achamos que vai chover. A nuvem escura possui gotículas de água tão próxi- mas umas das outras que a luz do Sol quase não consegue atravessá-las. E a chuva pode se formar justamente quando as gotículas se juntam e formam gotas maiores, que não fi- cam mais suspensas na atmosfera e caem. As nuvens podem ficar em diferentes altitudes e variar nas suas formas, que dependem de como a nuvem sobe e da temperatura do ar. São utilizadas palavras que vieram do latim para descrever os vários tipos de nuvens. Cirros: Nuvens altas e de cor branca. Cirru significa “caracol” em latim. Muitas vezes essas nuvens se parecem com cabelos brancos. Podem ser formadas por cristais de gelo. Cúmulos: Nuvens brancas formando grandes grupos, com aspecto de flocos de algodão. Cumulu em latim sig- nifica “pilha”, “montão”. Estratos: Formam grandes camadas que cobrem o céu como se fossem um nevoeiro, tornando o dia nublado. Estratu significa “camada”. Para descrever as nuvens usamos ainda os termos nimbos e altos. Nimbos são nuvens de cor cinza-escuro. A presença de nimbos no céu é sinal de chuva. Nimbos significa “portador de chuva”. E altos são nuvens eleva- das. Esses dois termos podem ser combinados para descre- ver os vários tipos de nuvens. Cúmulos-nimbos, por exem- plo, são nuvens altas que costuma indicar tempestade. 22 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A As massas de ar A massa de ar é um aglomerado de ar em determi- nadas condições de temperatura, umidade e pressão. As massas de ar podem ser quentes ou frias. As quentes, em geral, deslocam-se de regiões tropicais, e as frias se originam nas regiões polares. As massas de ar podem ficar estacionadas, em de- terminado local, por dias e até semanas. Mas quando se movem, provocam alteração no tempo, havendo cho- ques entre massas de ar quente e frio: enquanto uma avança, a outra, recua. O encontro entre duas massas de ar de temperaturas dife- rentes dá origem a uma frente, ou seja, a uma área de transição entre duas massas de ar. A frente pode ser fria ou quente. Uma frente fria ocorre quando uma massa de ar frio encontra e empurra uma massa de ar quente, ocasionan- do nevoeiro, chuva e queda de temperatura. E uma frente quente ocorre quando uma massa de ar quente encontra uma massa de ar frio que estava estaciona- da sobre uma região, provocando aumento da temperatura. OS VENTOS O ar em movimento se chama vento. Sua direção e velocidade afetam as condições do tempo. Para se pre- ver quando uma massa de ar chegará a uma determina- da localidade é fundamental conhecer a velocidade dos ventos. O movimento do ar, em relação à superfície da Terra, pode variar desde a calmaria e falta de vento até a for- mação de furacões que provocam a destruição em razão de ventos a mais de 120 quilômetros por hora. A velocidade dos ventos é medida com um aparelho denominado anemômetro, que é, basicamente, um tipo de cata-vento, como se pode ver abaixo. No anemômetro, as pequenas conchas giram quando o vento bate nelas, fazendo toda a peça rodar. Um ponteiro se movimenta em uma escala graduada, em que é registra- da a velocidade do vento. Nos aeroportos, é comum ver instrumentos, como, por exemplo, a biruta, que é muito simples, usada para verificar a direção do vento. Também podemos encon- trar birutas na beira de praias, para orientar pescadores, surfistas etc. 23 ES PE CÍ FI CO D A D IS CI PL IN A Os aeroportos, atualmente têm torres de controle, nas quais as informações sobre velocidade e direção dos ventos obtidas por instrumentos são processadas por computadores, que fornecem dados necessários para o pouso e decolagem. Agora vamos pensar: Em dias quentes, à beira-mar, algumas horas depois do amanhecer, pode-se sentir uma brisa agradável vinda do mar. Como podemos explicar isso? O Sol aquece a água do mar e a terra. Mas a terra esquenta mais rápido que o mar. O calor da terra aquece o ar logo acima dela. Esse ar fica mais quente, menos denso e sobe. A pressão atmosférica nessa região se tor- na menor do que sobre o mar. Por isso, a massa de ar sobre o mar, mais fria, mais densa e com maior pressão, se desloca, ocupando o lugar do ar que subiu. Então esse ar aquece, e o processo se repete. O movimento horizontal de ar do mar para a terra é chamado brisa
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