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Sedimentos e Geologia APRESENTAÇÃO O solo que recobre as rochas e sobre o qual encontramos a vegetação é resultado da degradação das rochas através do intemperismo e, principalmente, de rochas expostas na atmosfera. A anális e do solo revela sua natureza, ou seja, a rocha-mãe que o originou e as condições de sua alteraçã o. As alterações podem ser causadas por processos químicos, físicos ou biológicos. Nesta Unida de de Aprendizagem, você aprenderá sobre o ciclo das rochas sedimentares e sua relação com o meio ambiente. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Descrever a composição, textura e estrutura das rochas sedimentares e dos sedimentos.• Relacionar as características sedimentares com os vários tipos de ambientes gerados.• Identificar o ciclo das rochas sedimentares.• INFOGRÁFICO Observe o infográfico a seguir, que ajudará você a entender o ciclo das rochas, em que os materi ais são alterados, transformados e decompostos, formando diferentes litologias. Esse conhecime nto é importante para a compreensão do meio ambiente da Terra. CONTEÚDO DO LIVRO O conhecimento sobre os processos de superfície do ciclo das rochas, sua composição, textura e suas correlações com o meio ambiente é importante para o estudo de problemas ambientais e par a a exploração dos recursos energéticos e minerais. Acompanhe algumas páginas da obra Para entender a Terra, de John Grotzinger e Tom Jordan. Faça o estudo no capítulo Sedimentação: rochas formadas por processos de superfície. Boa leitura. CYAN VS Gráfica VS Gráfica MAG VS Gráfica YEL VS Gráfica BLACK GEOCIÊNCIAS www.grupoa.com.br JOHN GROTZINGER TOM JORDAN TERRA P A R A E N T E N D E R A SEXTA EDIÇÃO GROTZINGER & JORDAN SEXTA EDIÇÃO PA RA EN TEN D ER A TERRA Desde que Frank Press e Raymond Siever lançaram a primeira edição de Para Entender a Terra (1965), este manual vem sendo paulatinamente atualizado e hoje se tornou um dos mais importantes livros-texto de universidades de vários países. Sucessores dos grandes mestres que iniciaram esta obra, Tom Jordan e John Grotzinger, dois cientistas de gran- de envergadura na atualidade, terminam, nesta sexta edição, o ciclo de uma grande reestruturação em relação à primeira edição. A introdução de desenhos e esquemas inovadores, a mo- derna concepção sobre tectônica de placas, a concepção da Terra como um sistema interativo e a análise de como a di- nâmica planetária tem infl uenciado a evolução da vida evi- denciam a profunda modernização deste livro-texto. O leitor é estimulado a fazer e pensar como os geólogos, enten- dendo como eles adquiriram o conhecimento que possuem, como esse conhecimento impacta a vida dos cidadãos e o que se pode fazer para melhorar o ambiente da Terra. Leitura indicada para os cursos de bacharelado e licen- ciatura em Geologia, Geografi a, Ciências da Terra, Cli- matologia, Meteorologia, Ciências do Solo, Agronomia, Engenharias, Biologia, Ecologia, Ciências Ambientais e afi ns. A obra destina-se também a técnicos e profi ssionais que necessitem complementar e atualizar seus conhecimen- tos gerais fora da área de especialização e ao público em geral que se interessa pelos fenômenos da Terra e da natureza. TERRA P A R A E N T E N D E R A SEXTA EDIÇÃO G ROTZ I NG E R & JOR DAN 42685 Para Entender a Terra.indd 142685 Para Entender a Terra.indd 1 31/01/2013 10:05:0731/01/2013 10:05:07 Catalogação na publicação: Natascha Helena Franz Hoppen CRB10/2150 G881e Grotzinger, John. Para entender a terra [recurso eletrônico] / John Grotzinger, Tom Jordan ; tradução: Iuri Duquia Abreu ; revisão técnica: Rualdo Menegat. – 6. ed. – Dados eletrônicos. – Porto Alegre : Bookman, 2013. Editado também como livro impresso em 2013. Tradução da 4. ed. de Rualdo Menegat, Paulo César Dávila Fernandes, Luís Aberto Dávila Fernandes, Carla Cristine Porcher. ISBN 978-85-65837-82-8 1. Geociências. 2. Geologia. I. Jordan, Tom. II. Título. CDU 55 Tradutores da 4ª edição Rualdo Menegat Professor do Instituto de Geociências/UFRGS Paulo César Dávila Fernandes Professor da Universidade do Estado da Bahia Luís Aberto Dávila Fernandes Professor do Instituto de Geociências/UFRGS Carla Cristine Porcher Professora do Instituto de Geociências/UFRGS 5 Sedimentação: Rochas Formadas por Processos de Superfície Os processos superficiais do ciclo das rochas � 120 Bacias sedimentares: os recipientes dos sedimentos 126 Ambientes de sedimentação � 128 Estruturas sedimentares � 131 Soterramento e diagênese: do sedimento à rocha � 134 Classificação dos sedimentos siliciclásticos e das rochas sedimentares � 137 Classificação dos sedimentos químicos e biológicos e das rochas sedimentares � 140 A maior parte da superfície terrestre, incluindo o assoalho oceânico, é coberta de se-dimentos. Essas camadas de partículas soltas têm diversas origens. A maior parte dos sedimentos é gerada pelo intemperismo da crosta continental. Alguns resul- tam dos restos de organismos que secretaram conchas minerais. Ainda outros consistem em cristais inorgânicos que se precipitaram quando elementos químicos dissolvidos nos oceanos e lagos se combinaram para formar novos minerais. As rochas sedimentares foram uma vez sedimentos e, por isso, são o registro das condições da superfície terrestre da época e do lugar onde eles foram depositados. Os geólogos podem reconstruir o caminho de volta dessas rochas para inferir as áreas-fonte dos sedimentos e os tipos de ambientes onde foram originalmente depositados. Por exemplo, o topo do Monte Everest é composto de calcários fossilíferos (que contêm fós- seis). Como sabemos que esses calcários são formados a partir de minerais carbonáticos na água do mar, podemos concluir que o Monte Everest fez parte do assoalho de um oceano! O tipo de análise utilizada aplica-se exatamente da mesma forma para antigas linhas de costa, montanhas, planícies, desertos e pântanos de outras regiões. Ao recons- truirmos tais ambientes, podemos mapear continentes e oceanos de muito tempo atrás. As rochas sedimentares também podem revelar antigos eventos e processos das pla- cas tectônicas segundo sua presença em (ou ao redor de) arcos vulcânicos, vales em rifte 1 ou em montanhas em limites colisionais ou vulcânicos. Em alguns casos, onde os consti- tuintes dos sedimentos e das rochas sedimentares são derivados da alteração de rochas preexistentes, podem-se formular hipóteses sobre o clima antigo e o regime do intempe- rismo. Também podemos utilizar as rochas sedimentares formadas pela precipitação na água do mar para ler a história da mudança do clima e da química dos oceanos da Terra. A estratificação cruzada de grande parte visível neste arenito registra a história de sua formação em um antigo deserto. [John Grotzinger] Grotzinger_05.indd 119Grotzinger_05.indd 119 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 120 PA R A E N T E N D E R A T E R R A Os processos superficiais do ciclo das rochas Os sedimentos e as rochas sedimentares formadas a partir deles são produzidos durante os estágios de superfície do ciclo das rochas. Esses processos agem depois que as ro- chas formadas no interior da crosta ficam expostas na su- perfície devido à tectônica e antes de retornarem para ní- veis mais profundos por subducção. Eles movem materiais de uma área-fonte, onde são criadas partículas sedimenta- res, para uma área de acumulação, onde são depositadas em camadas. O trajeto que as partículas sedimentares seguem da fonte até o destino pode ser bastante longo, envolven- do diversos processos importantes que resultam das inte- rações entre a tectônica de placas e os sistemas do clima. Vamos analisar o papel do rio Mississippi em um tí- pico processo sedimentar. Os movimentos de placas so- erguem rochas nas Montanhas Rochosas. A precipitação nessas montanhas – uma área-fonte – causa intemperismo nas rochas. Se a precipitaçãoaumentar nas montanhas, o intemperismo também aumentará. O intemperismo mais rápido produz mais sedimentos a serem liberados no rio e transportados morro e rio abaixo. Ao mesmo tempo, se o fluxo no rio também aumentar em razão de maior precipi- tação, o transporte de sedimentos pela extensão do rio au- mentará, e o volume de sedimento a ser entregue às áreas de acumulação – locais de deposição, também conhecidos como bacias sedimentares – no delta do Mississippi e no Golfo do México também aumentará. Nessas bacias sedi- mentares, os sedimentos empilham-se uns sobre os outros – camada após camada – e, por fim, são soterrados na pro- fundidade da crosta terrestre, onde podem estar repletos de óleo e gás natural valiosos. Os processos de superfície do ciclo das rochas que são importantes na formação de rochas sedimentares es- tão revistos na Figura 5.1 e resumidos a seguir: � Intemperismo é o processo geral pelo qual as rochas são fragmentadas na superfície terrestre para produ- zir partículas sedimentares. Há dois tipos de intem- perismo. O intemperismo físico ocorre quando a rocha sólida é fragmentada por processos mecânicos, como congelamento e derretimento ou acunhamento por raízes de árvores (Figura 5.2), os quais não alte- ram sua composição química. Os escombros de ro- chas fragmentadas vistos com frequência no topo de montanhas e colinas é basicamente resultado do in- temperismo físico. O intemperismo químico refere- -se aos processos pelos quais os minerais em uma rocha são alterados ou dissolvidos quimicamente. O apagamento ou desaparecimento de inscrições em antigos túmulos e monumentos é causado principal- mente por intemperismo químico. � Erosão refere-se aos processos que deslocam partícu- las de rocha produzidas por intemperismo e as afas- tam da área-fonte. A erosão ocorre mais comumente quando a água da chuva desce morro abaixo. � Transporte refere-se aos processos pelos quais as partículas sedimentares são movidas para áreas de acumulação. O transporte ocorre quando as corren- tes de vento e de água e o deslocamento das gelei- ras transportam partículas para novos lugares morro abaixo ou a jusante. O estudo dos sedimentos e das rochas sedimentares tem, da mesma forma, grande valor prático. O petróleo, o gás natural e o carvão, nossas mais importantes fontes de energia, são encontrados nessas rochas. Uma série de outros recursos minerais impor- tantes também são sedimentares, como as rochas fosfáticas utilizadas para fertilizantes e grande parte do minério de ferro do mundo. O conhecimento sobre a formação des- ses tipos de sedimentos ajuda-nos a encontrar e utilizar esses recursos limitados. Por fim, devido ao fato de que praticamente todos os processos sedimentares acontecem próximo à superfície terrestre, onde a humanidade vive, eles fornecem os fundamentos para o entendimento dos problemas ambientais. Antigamente, estudávamos as rochas sedimentares sobretudo para melhor explorar os recursos naturais citados antes. Cada vez mais, entretanto, estudamos essas rochas para me- lhorar nosso conhecimento sobre o meio ambiente da Terra. Neste capítulo, veremos como os processos de superfície do ciclo das rochas produzem sedimentos e rochas sedimentares. Descreveremos as composições, texturas e estruturas dos sedimentos e das rochas sedimentares e examinaremos como correlacioná-los com os vários tipos de ambientes em que são gerados. Ao longo do capítulo, aplicaremos nosso conhecimento das origens dos sedimentos para o estudo dos problemas ambientais humanos e para a exploração dos recur- sos energéticos e minerais. Grotzinger_05.indd 120Grotzinger_05.indd 120 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 C A P Í T U LO 5 � S E D I M E N TAÇ ÃO: R O C H A S F O R MA DA S P O R P R O C E S S O S D E S U P E R F Í C I E 121 � Deposição (também chamada de sedimentação) refere-se aos processos pelos quais as partículas sedimentares depositam-se quando o vento se aquieta, as correntes de água se desaceleram, ou os bordos das geleiras se fundem para formar camadas de sedimento em áreas de acumulação. Em ambientes aquáticos, formam-se precipitados químicos que se depositam, e conchas de organismos mortos são quebradas e depositadas. � Soterramento ocorre à medida que as camadas de sedimentos se acumulam em áreas de acumula- ção sobre material anteriormente depositado, que é compactado e progressivamente soterrado em uma bacia sedimentar. Esses sedimentos permanecerão em profundidade, como parte da crosta terrestre, até que sejam soerguidos novamente ou subduzidos por processos da tectônica de placas. � Diagênese refere-se às mudanças físicas e químicas – in- cluindo pressão, calor e reações químicas – pelas quais os sedimentos soterrados nas bacias sedimentares são litificados, ou convertidos em rochas sedimentares. Intemperismo e erosão: a fonte de sedimentos Os intemperismos físico e químico reforçam um ao outro. O intemperismo químico enfraquece as rochas e as tor- na mais suscetíveis à fragmentação. Quanto menores os fragmentos produzidos por intemperismo físico, maior a área de superfície exposta ao intemperismo químico. Jun- tos, os intemperismos físico e químico da rocha produ- O intemperismo altera as rochas física e quimicamente. A erosão carrega as partículas produzidas pelo intemperismo. O transporte por água, geleiras e vento move as partículas morro abaixo. A deposição (ou sedimentação) ocorre quando as partículas se assentam ou os minerais dissolvidos se precipitam. O soterramento ocorre à medida que camadas de sedimentos acumulam-se e compactam as camadas depositadas anteriormente. A diagênese litifica os sedimentos, transformando-os em rochas sedimentares. FIGURA 5.1 � Diversos processos de superfí- cie do ciclo das rochas contribuem para a for- mação de rochas sedimentares. FIGURA 5.2 � As raízes de plantas contribuem para o intempe- rismo físico ao penetrarem em fraturas e causando acunhamen- to das rochas. [David R. Frazier/Photo Researchers] Grotzinger_05.indd 121Grotzinger_05.indd 121 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 122 PA R A E N T E N D E R A T E R R A zem tanto produtos sólidos como dissolvidos, e a erosão carrega esses materiais adiante. Os produtos finais são agrupados ou como sedimentos siliciclásticos ou como sedimentos químicos e biológicos. SEDIMENTOS SILICICLÁSTICOS O intemperismo físico e químico de rochas preexistentes forma partículas clásticas que são transportadas e depositadas na forma de sedi- mentos. Essas partículas variam em tamanho, desde ma- tacão e seixo até areia, silte e argila. Elas também variam muito na forma. A ruptura natural ao longo de juntas, planos de acamamento e outras fraturas na rocha-matriz determina a forma dos matacões, calhaus e seixos. Os grãos de areia tendem a herdar suas formas dos cristais individuais da rocha-matriz, na qual eram anteriormente encaixados uns nos outros. A maioria das partículas clásticas é produzida pelo intemperismo de rochas comuns compostas predominan- temente por silicatos, por isso os sedimentos formados a partir dessas partículas são chamados de siliciclásticos. A mistura de minerais nos sedimentos siliciclásticos varia. Minerais como o quartzo são resistentes ao intemperismo e, assim, são encontrados quimicamente inalterados nos sedimentos siliciclásticos. Podem existir fragmentos par- cialmente alterados de minerais, como o feldspato, que são menos resistentes ao intemperismo e, portanto, menos estáveis. Além disso, outros minerais dos sedimentos silici- clásticos, como os argilominerais, podem ser neoformados por intemperismo químico. A variação na intensidade do intemperismo pode produzir conjuntos diferentes de mi- nerais em sedimentos derivados da mesma rocha-matriz. Onde o intemperismo é intenso, o sedimento conterá ape- nas partículas clásticas feitas de minerais quimicamente estáveis, misturados com argilominerais. Onde o intem- perismo é pouco intenso, muitos mineraisque são instá- veis em condições superficiais sobrevivem como partículas clásticas no sedimento. O Quadro 5.1 mostra três conjun- tos de minerais em um afloramento típico de granito. SEDIMENTOS QUÍMICOS E BIOLÓGICOS Os produtos dis- solvidos pelo intemperismo químico são íons ou molé- culas que se acumulam nas águas dos solos, rios, lagos e oceanos. Essas substâncias dissolvidas são precipitadas como reações químicas e biológicas para formar sedimen- tos químicos e biológicos. Fazemos a distinção entre es- ses dois tipos de sedimentos somente por conveniência, pois, na prática, muitos sedimentos químicos e biológicos sobrepõem-se. Os sedimentos químicos formam-se no ou próximo ao local de deposição. Por exemplo, a evapo- ração da água do mar frequentemente leva à precipitação de gipsita ou halita (Figura 5.3). Os sedimentos biológicos também formam-se pró- ximo ao local de deposição, mas resultam de minerais precipitados por organismos. Alguns organismos, como moluscos e corais, precipitam minerais à medida que crescem. Após a morte dos organismos, suas conchas ou esqueletos acumulam-se no assoalho oceânico na forma de sedimentos. Nesses casos, o organismo controla direta- mente a precipitação mineral. Entretanto, em um segundo processo, de mesma importância, os organismos contro- lam a precipitação mineral apenas de forma indireta. Em vez de obter minerais da água para formar uma concha, esses organismos alteram o ambiente circundante de for- ma que a precipitação mineral ocorre fora do organismo, ou mesmo distante dele. Acredita-se que certos microrga- nismos permitem a precipitação de pirita (um mineral de sulfeto de ferro) dessa forma (ver Capítulo 11). Os sedimentos biológicos em ambientes marinhos rasos consistem em camadas de partículas sedimentares precipitadas biologicamente como conchas inteiras ou quebradas (Figura 5.4). Muitos tipos diferentes de orga- nismos, desde corais a mariscos e algas, podem contribuir com suas conchas. Às vezes, as conchas podem ser trans- portadas e, posteriormente, quebradas e depositadas como sedimentos bioclásticos. Esses sedimentos de águas ra- sas consistem, predominantemente, em dois minerais de carbonato de cálcio – calcita e aragonita – em proporções FIGURA 5.3 � Os sais precipitam-se quando a água que contém minerais dissolvidos evapora. Isso ocorreu no Vale da Morte, na Califórnia (EUA). [John G. Wilbanks/Agefoto] Grotzinger_05.indd 122Grotzinger_05.indd 122 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 C A P Í T U LO 5 � S E D I M E N TAÇ ÃO: R O C H A S F O R MA DA S P O R P R O C E S S O S D E S U P E R F Í C I E 123 variáveis. Outros minerais, como fosfatos e sulfatos, são abundantes apenas em certos sedimentos bioclásticos. No oceano profundo, os sedimentos biológicos são constituídos de conchas de poucos tipos de organismos planctônicos. A maioria desses organismos secreta con- chas compostas primariamente de calcita e aragonita, mas algumas espécies formam conchas de sílica, que são precipitadas amplamente sobre algumas partes do assoa- lho oceânico profundo. Como essas partículas biológicas acumulam-se em águas muito profundas, onde a agitação por correntes que transportam sedimentos é rara, as con- chas dificilmente formam sedimentos bioclásticos. Transporte e deposição: a viagem de descida até as bacias sedimentares Depois de se formarem pelo intemperismo e pela erosão, as partículas clásticas e os íons dissolvidos começam uma viagem até uma bacia sedimentar. Essa viagem pode ser muito longa; por exemplo, ela pode estender-se por mi- lhares de quilômetros desde os tributários do rio Missis- sippi, nos contrafortes das Montanhas Rochosas, até os pântanos do delta do Mississippi. A maioria dos agentes de transporte carrega material morro abaixo em uma viagem só de ida. Uma rocha que cai de um penhasco, a areia que é carregada por um rio que deságua no mar e as geleiras que vagarosamente deslizam morro abaixo são, todas elas, respostas à força da gravi- dade. Embora os ventos possam levar materiais de locais mais baixos para mais elevados, no longo prazo os efeitos da gravidade prevalecem. Quando uma partícula soprada pelo vento cai no oceano e sedimenta-se através da água, ela fica aprisionada. Ela pode ser movimentada de novo somente por uma corrente oceânica, a qual transporta apenas para outro sítio deposicional do próprio fundo ma- rinho. As correntes marinhas transportam sedimentos por distâncias mais curtas do que grandes rios continentais, e o pequeno percurso de transporte dos sedimentos quími- cos ou biológicos contrasta com as grandes distâncias de deslocamento dos sedimentos siliciclásticos. Porém, no fi- nal, todos os caminhos de transporte de sedimentos, por mais simples ou complicados que possam parecer, condu- zem morro abaixo até uma bacia sedimentar. AS CORRENTES COMO AGENTES DE TRANSPORTE A maio- ria dos sedimentos é transportada por correntes de ar ou de água. A enorme quantidade de todos os tipos de sedi- mentos encontrada nos oceanos resulta, principalmente, da capacidade de transporte dos rios, que anualmente carregam uma carga de sedimentos sólidos e dissolvidos de cerca de 25 bilhões de toneladas (25 � 10 15 g) (Figura 5.5). As correntes de ar também movem materiais, mas em quantidade muito menor que a dos rios e corren- tes oceânicas. Quando as partículas são levantadas por fluidos como o ar ou a água, as correntes carregam-nas adiante na direção do vento ou do rio. Quanto mais forte a corrente – isto é, quanto mais rápido ela flui –, maiores são as partículas que ela transporta. QUADRO 5.1 Minerais que permanecem nos sedimentos siliciclásticos derivados de um afloramento médio de granito sob diferentes intensidades de intemperismo Intensidade do intemperismo Baixa Média Alta Quartzo Quartzo Quartzo Feldspato Feldspato Argilominerais Mica Mica Piroxênio Argilominerais Anfibólio FIGURA 5.4 � Um tipo de rocha se- dimentar de origem biológica é for- mado inteiramente de fragmentos de conchas. [John Grotzinger] Grotzinger_05.indd 123Grotzinger_05.indd 123 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 124 PA R A E N T E N D E R A T E R R A FORÇA DA CORRENTE, TAMANHO DA PARTÍCULA E SELEÇÃO A sedimentação começa onde o transporte termina. Para partículas clásticas, a força que controla a sedimentação é a gravidade. As partículas tendem a assentar-se sob a atração gravitacional. Essa tendência opõe-se à capaci- dade de uma corrente carregar uma partícula. A veloci- dade de assentamento é proporcional à densidade e ao tamanho da partícula (ver Capítulo 4, Geologia na Prática, pág. 103). Como todas as partículas clásticas têm, aproxi- madamente, a mesma densidade, utilizamos o tamanho como indicador da velocidade de assentamento de mine- rais na sedimentação. (Analisaremos em maior detalhe as categorias de tamanhos de partículas mais adiante neste capítulo.) Na água, os grãos maiores assentam-se mais rapidamente que os menores. Isso também é verdadeiro no ar, mas a diferença é muito menor. A força da corrente, que está diretamente relaciona- da à sua velocidade, determina o tamanho das partícu- las depositadas em um determinado lugar. Quando uma corrente de ar ou de água começa a desacelerar, ela não pode mais continuar levando as partículas maiores sus- pensas, que, então, se depositam. Quando a corrente se desacelera ainda mais, as partículas menores também se assentam. Por fim, quando a corrente para por completo, mesmo as menores partículas se depositam. As correntes segregam as partículas nos seguintes modos: � Correntes fortes (mais velozes que 50 cm/s) carregam cascalho (que inclui matacões, calhaus e seixos) com um abundante suprimento de partículas menores. Tais correntes são comuns em riachos que fluem ve- lozmente em terrenos montanhosos, onde a erosão é rápida. O cascalho é depositado na praia, em locais onde as ondas erodem costas rochosas. � Correntes moderadamente fortes (velocidade entre 20- 50 cm/s)depositam camadas de areia. As correntes de força moderada são comuns na maioria dos rios, que carregam e depositam areia em seus canais. Inunda- ções que fluem rapidamente podem espalhar areia na planície do vale fluvial. As ondas e as correntes depo- sitam areia em praias e oceanos. Os ventos também transportam e depositam areia, especialmente nos desertos. Porém, como o ar é muito menos denso do que a água, são necessárias velocidades de corrente muito maiores para mover sedimentos de mesmo ta- manho e densidade. � Correntes fracas (velocidade menor que 20 cm/s) car- regam lama, composta pelas menores partículas clás- ticas (silte e argila). Essas correntes são encontradas na planície de um vale fluvial quando as inundações recuam vagarosamente ou param de escoar. Em geral, as lamas são depositadas no oceano a alguma distân- cia da praia, onde as correntes são muito lentas para Fluxo da corrente Ondulações de areia FIGURA 5.5 � Os sedimentos são facilmen- te transportados pela corrente de água. Nesta foto, pequenas ondulações de areia no canal são evidência do transporte de sedimentos. [John Grotzinger] Grotzinger_05.indd 124Grotzinger_05.indd 124 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 C A P Í T U LO 5 � S E D I M E N TAÇ ÃO: R O C H A S F O R MA DA S P O R P R O C E S S O S D E S U P E R F Í C I E 125 carregar até mesmo as finas partículas em suspensão. Grande parte do fundo do mar aberto é coberto por partículas de lama originalmente transportadas pelas ondas superficiais e correntes ou pelo vento. Todas essas partículas assentam-se vagarosamente em pro- fundidades onde as correntes e ondas não atuam, até alcançarem, por fim, o assoalho oceânico. Como vemos, as correntes podem começar carregan- do partículas de tamanhos muito diversos e, à medida que a velocidade varia, essas partículas vão se separando. Uma corrente forte e rápida pode depositar uma camada de cas- calho, enquanto mantém areias e lamas em suspensão. Se a corrente enfraquece e desacelera, depositará uma cama- da de areia sobre a de cascalho. Se parar completamente, então depositará uma camada de lama no topo da camada de areia. Essa tendência de segregar sedimentos de acordo com o tamanho, à medida que varia a velocidade da cor- rente, é chamada de seleção. Um sedimento bem selecio- nado consiste em partículas de tamanho predominante- mente uniforme. Um sedimento pobremente selecionado contém partículas de muitos tamanhos (Figura 5.6). À medida que cascalho, seixos e grãos de areia vão sendo transportados por correntes de água ou de ar, as partículas tombam e chocam-se umas com as outras ou friccionam-se contra o substrato rochoso. A abrasão resul- tante afeta as partículas de duas formas: reduz seu tama- nho e suaviza as arestas e as pontas (Figura 5.7). Esses efei- tos aplicam-se à maioria das partículas grandes, havendo pouca abrasão na areia e no silte causada por impacto. O transporte das partículas não é contínuo, mas in- termitente. Um rio pode transportar grandes quantidades de areia e cascalho quando suas margens extravasam, mas ele abandona essa carga assim que a inundação recua e so- mente volta a apanhá-la e carregá-la para locais ainda mais distantes quando da próxima cheia. Da mesma forma, ven- tos fortes podem carregar grandes quantidades de pó por poucos dias para, então, aquietar-se e depositar o material como uma camada de sedimentos. As marés fortes nos li- torais podem transportar fragmentos de conchas quebradas para lugares mais distantes costa afora e abandoná-los lá. O tempo total entre a formação das partículas clásticas e sua deposição final pode ser de muitas centenas ou milha- res de anos, dependendo da distância até a bacia sedimentar final e do número de paradas ao longo do caminho. As par- tículas clásticas erodidas nas cabeceiras do rio Mississippi, situadas nas montanhas no oeste de Montana (EUA), por exemplo, levam centenas de anos para viajar os 3.200 km dos rios Missouri e Mississippi até o Golfo do México. Oceanos como tanques de mistura química O fator de controle da sedimentação química e biológi- ca é a precipitação, mais do que a gravidade. Substâncias dissolvidas na água durante o intemperismo químico são carregadas por ela como uma solução homogênea. Esses materiais formam a própria solução aquosa, de modo que a gravidade não tem como atuar para a deposição isola- da deles. Como os materiais dissolvidos fluem rio abaixo, eles, ao final, entram no oceano. Os oceanos podem ser pensados como imensos tan- ques de mistura química. Os rios, a chuva, o vento e as geleiras constantemente levam materiais dissolvidos para eles. Além disso, pequenas quantidades de materiais dis- solvidos entram no oceano pelas reações químicas entre a água e o basalto quente das dorsais mesoceânicas. Os oceanos estão continuamente perdendo água, que eva- pora de suas superfícies. Os volumes de entrada e saída de água dos oceanos são tão exatamente equilibrados que permanecem constantes por curtos intervalos do tempo geológico, como anos, décadas ou mesmo séculos. Em grandes escalas de milhares a milhões de anos, entretan- to, o equilíbrio pode mudar. Durante as Idades do Gelo mais recentes, por exemplo, quantidades significativas de água do mar foram convertidas em gelo glacial e o nível do mar foi rebaixado por mais de 100 m. FIGURA 5.6 � Quando as correntes diminuem a velocidade, os sedimentos são segregados de acordo com o tamanho da partícula. O grupo relativamente homogêneo de grãos de areia da esquerda é bem selecionado; o grupo da direita é pobremente selecionado. [Bill Lyons] Areia bem selecionada Areia pobremente selecionada Grotzinger_05.indd 125Grotzinger_05.indd 125 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 126 PA R A E N T E N D E R A T E R R A A entrada e a saída de materiais dissolvidos são, da mesma forma, equilibradas. Cada um dos vários com- ponentes da água do mar participa de alguma reação química ou biológica que, por fim, se precipita da água e se deposita no assoalho marinho. Como resultado, a salinidade do oceano – a quantidade total de substân- cias dissolvidas em um dado volume de água do mar – mantém-se constante. Considerando todos os oceanos do mundo, a precipitação mineral equilibra o influxo total de materiais dissolvidos – que é outra maneira, ainda, como o sistema Terra mantém seu equilíbrio. Podemos entender alguns dos mecanismos que sus- tentam esse balanço químico ao analisarmos o balanço do cálcio. Esse elemento é um importante componente do mais abundante precipitado biológico formado nos oceanos: o carbonato de cálcio (CaCO3). No continente, o cálcio é dissolvido quando o calcário e os silicatos que o contêm – como certos feldspatos e piroxênios – sofrem intemperismo, liberando-o como íons (Ca 2� ). Estes são levados para os oceanos, onde vários organismos ma- rinhos combinam íons de cálcio com íons de carbonato (CO3 2� ), também presentes na água do mar, para formar conchas de carbonato de cálcio. Dessa forma, o cálcio, que entra no oceano como íon dissolvido, sai dele como sedimento sólido quando os organismos morrem e suas conchas sedimentam-se e acumulam-se como sedimento de carbonato de cálcio sobre o fundo marinho. Por fim, os sedimentos de carbonato de cálcio serão soterrados e transformados em calcário. O balanço químico que man- tém constante o nível de cálcio dissolvido no oceano é, em parte, regulado pelas atividades dos organismos. Mecanismos não biológicos também mantêm o ba- lanço químico nos oceanos. Por exemplo, íons de sódio (Na � ) levados para os oceanos reagem quimicamente com íons de cloro (Cl � ) para formar o precipitado de clo- reto de sódio (NaCl). Isso acontece quando a evaporação eleva a quantidade de íons de sódio e cloro para além do ponto de saturação. Como vimos no Capítulo 3, as solu- ções cristalizam minerais quando se tornam tão saturadas com os materiais dissolvidos que não podem mais contê- -los. A intensa evaporação necessáriapara a cristalização do sal ocorre nas águas rasas e quentes dos braços de mar ou em lagos salinos. Bacias sedimentares: os recipientes dos sedimentos Como vimos, as correntes que movem sedimentos atra- vés da superfície terrestre geralmente fluem morro abai- xo. Portanto, os sedimentos tendem a se acumular em depressões na crosta terrestre. Essas depressões são for- madas por subsidência, na qual uma ampla área da cros- ta afunda em relação às elevações das áreas adjacentes. A subsidência é parcialmente induzida pelo peso adicional dos sedimentos sobre a crosta, mas é principalmente con- trolada pelos mecanismos tectônicos. As bacias sedimentares são regiões de extensão va- riável, onde a combinação de sedimentação e subsidência formou uma espessa acumulação de sedimentos e rochas sedimentares. As bacias sedimentares são fontes primá- rias de óleo e gás natural na Terra. A exploração comercial desses recursos ajudou-nos a entender melhor a estrutura mais profunda das bacias e da litosfera continental. Bacias rifte e bacias de subsidência térmica Quando um continente começa a fragmentar-se, o meca- nismo de subsidência da bacia, controlado pelas forças de separação das placas, envolve deformação, adelgaçamen- to e aquecimento da porção da litosfera sotoposta (Figura 5.8). Uma rachadura alongada e estreita, conhecida como vale em rifte, desenvolve-se com o afundamento de gran- des blocos crustais. O magma quente e dúctil do man- to sobe e preenche o espaço criado pela litosfera e pela crosta adelgaçadas, iniciando-se uma erupção vulcânica de rochas basálticas na zona do rifte. As bacias rifte são profundas, estreitas e alongadas, com espessas sucessões Moderada LongaCurta Maior, mais anguloso Menor, mais arredondado Distância do transporte FIGURA 5.7 � A abrasão durante o transporte reduz o tamanho e a angularidade das partícu- las clásticas. Os grãos tornam-se arredondados e um pouco menores à medida que são trans- portados, embora sua forma geral possa não mudar significativamente. Grotzinger_05.indd 126Grotzinger_05.indd 126 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 C A P Í T U LO 5 � S E D I M E N TAÇ ÃO: R O C H A S F O R MA DA S P O R P R O C E S S O S D E S U P E R F Í C I E 127 de rochas sedimentares e também de rochas ígneas ex- trusivas e intrusivas. O vale em rifte do leste da África, 2 o vale em rifte do Rio Grande (EUA) e o vale do Jordão no Oriente Médio são exemplos de bacias rifte. Nos estágios finais da separação de placas, quando os processos de rifteamento são substituídos pela expansão do assoalho oceânico, fazendo com que as placas continentais comecem a se afastar uma da outra, o mecanismo de subsi- dência da bacia passa a envolver, principalmente, o esfria- mento da litosfera que foi adelgaçada e aquecida durante os estágios iniciais do processo (Figura 5.8). 3 O esfriamento leva a um aumento da densidade da litosfera, o que, por sua vez, leva à sua subsidência abaixo do nível do mar, onde os sedimentos podem se acumular. Como o resfriamento da litosfera é o principal processo de criação das bacias sedi- mentares; nesse estágio, são chamadas de bacias de subsi- dência térmica 4 . Os sedimentos da erosão da área adjacen- te preenchem a bacia próximo ao nível do mar ao longo da borda do continente, criando uma plataforma continental. A plataforma continental continua a receber sedi- mentos por um longo período de tempo, seja porque a borda em deriva do continente afunda lentamente, seja porque os continentes têm uma imensa área que pode prover o suprimento de partículas. Posteriormente, a car- ga resultante do aumento da massa de sedimentos depri- me a crosta, de modo que as bacias podem receber ain- da mais materiais do continente. Como resultado dessa subsidência contínua e do transporte de sedimentos, os depósitos de plataforma continental podem acumular-se em um metódico acomodamento de espessuras de 10 km ou mais. As plataformas continentais das regiões costei- ras do Atlântico na América do Norte e do Sul, na Europa e na África são bons exemplos de bacias de subsidência térmica. Essas bacias começaram a se formar quando o supercontinente Pangeia se fragmentou há cerca de 200 milhões de anos e, com isso, as placas da América do Norte e da América do Sul separaram-se das placas da Eurásia e da África. FIGURA 5.8 � Bacias sedimentares formadas por separação de placas. Subsidência por esfriamento e espessamento da litosfera Plataforma carbonática Crosta continental afundada pelo peso dos sedimentos e esfriamento da litosfera Margem continental Planície abissal Crosta continental Litosfera continental Astenosfera Transporte de partículas por água, geleiras e vento Bacia de subsidência térmica (depósitos na plataforma continental) Sedimentos 1 Um rifte desenvolve-se à medida que materiais quentes do manto ascendem e a litosfera é aquecida, alongada e adelgaçada. 2 Começa a expansão do fundo oceânico. 3 Os evaporitos, os sedimentos deltaicos e os carbonatos são depositados. 4 Esses depósitos são, então, soterrados por acumulação de sedimentos adicionais e então submetidos à diagênese. Blocos crustais caídos Vale em rifte Rochas ígneas e sedimentos não marinhos Grotzinger_05.indd 127Grotzinger_05.indd 127 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 128 PA R A E N T E N D E R A T E R R A Bacias flexurais Um terceiro tipo de bacia sedimentar desenvolve-se den- tro de zonas tectônicas convergentes, onde uma placa litosférica é empurrada sobre a outra. O peso da placa cavalgante causa uma curvatura ou flexão na placa aca- valada, resultando na formação de uma bacia flexural. A Bacia Mesopotâmica, no Iraque, é uma bacia flexural formada quando a Placa da Arábia colidiu com e foi sub- duzida pela Placa da Eurásia. As enormes reservas de pe- tróleo do Iraque (perdendo apenas para a Arábia Saudita) devem seu tamanho ao fato de terem os ingredientes cer- tos nessa importante bacia flexural. Na verdade, o petró- leo que havia se formado nas rochas que hoje estão sob a Cordilheira de Zagros foi espremido para fora, formando diversos poços de petróleo com volumes maiores do que 10 bilhões de barris. Ambientes de sedimentação Entre a área-fonte onde os sedimentos são formados e a bacia sedimentar onde são soterrados e convertidos em rochas sedimentares, os sedimentos viajam ao longo de muitos ambientes de sedimentação. Um ambiente de se- dimentação é uma área de deposição sedimentar carac- terizada por uma combinação particular de condições cli- máticas e processos físicos, químicos e biológicos (Figura 5.9). Dentre as características importantes dos ambientes de sedimentação, incluem-se: � o tipo e a quantidade de água (oceano, lago, rio e ter- ra árida); � o tipo e a força dos agentes de transporte (água, ven- to, gelo); � o relevo (terras baixas, montanha, planície costeira, oceano raso e oceano profundo); � a atividade biológica (precipitação de conchas, cresci- mento de recifes de coral, agitação de sedimentos por organismos escavadores); � a posição na placa tectônica ocupada pelas áreas-fon- te (cinturão de montanhas vulcânicas, zona de colisão entre continentes) e pelas bacias sedimentares (rifte, subsidência térmica, flexural); � o clima (climas frios podem formar geleiras; climas áridos podem formar desertos onde, há precipitação de minerais por evaporação). Considere as praias do Havaí, famosas por suas exó- ticas areias verdes, que resultam de seu ambiente de sedi- mentação peculiar. A ilha vulcânica do Havaí é composta de basalto com olivina, que é liberada durante o intem- perismo. Os rios transportam a olivina para a praia, onde as ondas e as correntes produzidas pelas ondas a concen- tram e removem fragmentos de basalto para formar de- pósitos de areia ricos nesse mineral. Os ambientes de sedimentação são frequentemente agrupados por sua localização, seja nos continentes, em regiões costeiras ou nos oceanos. Essa subdivisãobastan- te geral destaca os processos que dão aos ambientes de sedimentação suas identidades características. Ambientes continentais Os ambientes de sedimentação em continentes são diver- sos, devido ao grande intervalo de variação de temperatu- ra e precipitação de chuva na superfície. Esses ambientes são estruturados no entorno de rios, desertos, lagos e ge- leiras (ver Figura 5.9). � Um ambiente lacustre é controlado pelas ondas relati- vamente pequenas e pelas correntes moderadas dos corpos interiores de água doce ou salina. A sedimen- tação química de matéria orgânica ou de carbonatos pode ocorrer em lagos de água doce. Os lagos salinos, como aqueles encontrados em desertos, evaporam e precipitam diversos minerais evaporíticos, como a ha- lita. O Grande Lago Salgado 5 (EUA) é um exemplo. � Um ambiente aluvial inclui o canal fluvial, as margens do canal e o fundo plano do vale, em ambas as margens do canal, que é inundado quando o rio transborda (a planície de inundação). Os rios estão presentes em todos os continentes, exceto na Antártida, de modo que os de- pósitos aluviais estão amplamente distribuídos. Os or- ganismos são abundantes nos depósitos de inundação lamacentos e são responsáveis pelos sedimentos orgâ- nicos que se acumulam em pântanos adjacentes aos ca- nais fluviais. O clima varia de árido a úmido. Um exem- plo é o rio Mississippi e suas planícies de inundação. � Um ambiente desértico é árido. O vento e os rios que fluem de modo intermitente através dos desertos transportam areia e poeira. A aridez inibe o cresci- mento orgânico abundante, de modo que os organis- mos têm pouco efeito nos sedimentos. As dunas de areia do deserto são um exemplo desse ambiente. � Um ambiente glacial é dominado pela dinâmica das massas de gelo em movimento e é caracterizado pelo clima frio. A vegetação está presente, mas tem pouco efeito no sedimento. Nas bordas de derretimento de uma geleira, as correntes da água do degelo formam um ambiente aluvial transicional. Ambientes costeiros A dinâmica das ondas, das marés e das correntes em praias arenosas domina os ambientes costeiros (ver Figura 5.9): � ambientes deltaicos, onde os rios desembocam em la- gos ou no mar; � ambientes de planície de maré, onde extensas áreas expos- tas na maré baixa são dominadas por correntes de maré; � ambientes praiais, onde as ondas fortes que se aproxi- mam e arrebentam no litoral distribuem os sedimen- tos na praia, depositando faixas de areia ou cascalho. Na maioria dos casos, os sedimentos que se acumu- lam nos ambientes costeiros são siliciclásticos. Os orga- nismos afetam esses sedimentos principalmente esca- vando-os e misturando-se a eles. Contudo, em alguns Grotzinger_05.indd 128Grotzinger_05.indd 128 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 C A P Í T U LO 5 � S E D I M E N TAÇ ÃO: R O C H A S F O R MA DA S P O R P R O C E S S O S D E S U P E R F Í C I E 129 FIGURA 5.9 � Vários fatores interagem para criar ambientes de sedimentação. Localização geográfica e posicionamento na placa tectônica Processos orgânicos e organismos que modificam os sedimentos Clima Meio e agente de transporte Ambientes continentais Lago Ambientes marinhos 1 1 Aluvial 2 2 Desértico 3 3 10 11 8 M ar p rof un do Ma r p rof un do 9 Glacial 4 4 Mar profundo 8 Margem continental/talude 1110 Recifes orgânicos 9 Plataforma continental Lago Lago de deserto Geleira Ambiente de sedimentação Agente de transporte Ambientes costeiros Sedimentos depositados Correntes lacustres, ondas Sedimentos Clima Areia e lama, precipitados salinos em climas áridos Árido a úmido Processos orgânicos Organismos de água doce e precipitados Correntes fluviais Areia, lama e cascalho Árido a úmido Matéria orgânica em depósitos lamosos de inundação Vento Areia e pó Árido Pouca atividade orgânica Rios 5 Delta 6 Praia Deserto Correntes de turbidez Recife orgânico Margem continental/talude 7 Planície de maré Ma r p rof un do Delta Agente de transporte Correntes fluviais, ondas Sedimentos Clima Areia e lama Árido a úmido Processos orgânicos Soterramento de detritos vegetais 5 Praia Ondas, correntes de maré Areia e cascalho Árido a úmido Pouca atividade orgânica 6 Planícies de maré Correntes de maré Areia e lama Árido a úmido Organismos misturados aos sedimentos 7 Gelo, água de degelo Areia, lama e cascalho Frio Pouca atividade orgânica Agente de transporte Correntes oceânicas Correntes de turbidez Sedimentos Lama e areia Correntes oceânicas e ondas Lama e areia Ondas e marés Organismos calcificados Processos orgânicos Deposição de restos de organismos Deposição de restos de organismos Secreção de carbonatos por corais e outros organismos Deposição de restos de organismos Plata form a con tinen tal Ondas e marés Areia e lama Grotzinger_05.indd 129Grotzinger_05.indd 129 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 130 PA R A E N T E N D E R A T E R R A ambientes tropicais e subtropicais, partículas sedimenta- res, sobretudo sedimentos carbonáticos, podem ter ori- gem biológica. Esses sedimentos biológicos também estão sujeitos ao transporte por ondas e correntes de maré. Ambientes marinhos Os ambientes marinhos geralmente são subdivididos de acordo com a profundidade da água, que determina os tipos de correntes que estão presentes (ver Figura 5.9). Al- ternativamente, eles podem ser classificados com base na distância até a margem continental. � Ambientes de plataforma continental estão localizados em águas rasas distantes das praias continentais, onde a sedimentação é controlada por correntes relativamente calmas. Esses sedimentos podem ser compostos tan- to por partículas siliciclásticas quanto por carbonatos biogênicos, dependendo da quantidade de sedimentos siliciclásticos fornecidos pelos rios e da abundância de organismos que produzem carbonato. A sedimentação também pode ser química se o clima for árido e um braço do mar tornar-se isolado e evaporar. � Recifes orgânicos são compostos por estruturas carbo- náticas formadas de material secretado por organis- mos, construídas sobre as plataformas continentais ou em ilhas vulcânicas oceânicas. � Ambientes de encosta e de margem e talude continental são encontrados nas águas mais profundas das mar- gens continentais, onde o sedimento é depositado por correntes de turbidez. Uma corrente de turbidez é uma avalancha submarina turbulenta de sedimento e água que se move vertente abaixo. A maioria dos sedimen- tos depositados por correntes de turbidez é siliciclás- tico, mas em locais onde os organismos produzem se- dimentos carbonáticos abundantes, os sedimentos de margem continental podem ser ricos em carbonatos. � Ambientes marinhos profundos são encontrados distan- te dos continentes, onde as águas calmas são pertur- badas apenas ocasionalmente por correntes oceânicas. Entre esses ambientes, pode-se citar o talude con- tinental, que é construído por correntes de turbidez deslocando-se para longe das margens continentais; as planícies abissais, as quais acumulam sedimentos carbonáticos supridos predominantemente por es- queletos de plâncton; e as dorsais mesoceânicas. Ambientes de sedimentação siliciclásticos versus químicos e biológicos Os ambientes de sedimentação podem ser agrupados não apenas por sua localização, mas também pelos tipos de sedimentos encontrados neles ou pelo processo domi- nante de formação de sedimentos. Os ambientes assim agrupados constituem duas classes amplas: ambientes de sedimentação siliciclásticos e ambientes de sedimentação químicos e biológicos. Os ambientes de sedimentação siliciclásticos são aqueles constituídos predominantemente por sedimen- tos siliciclásticos. Eles incluem todos os ambientes con- tinentais, bem como os ambientes costeiros, que servem de zonas de transição entre os ambientes continentais e os marinhos. Nessa categoria, estão também incluídos os ambientes oceânicos da plataforma continental,da mar- gem continental e do assoalho oceânico profundo, onde areias e lamas siliciclásticas são depositadas (Figura 5.10). Os sedimentos desses ambientes siliciclásticos são fre- quentemente chamados de sedimentos terrígenos, para indicar sua origem no continente. Ambientes de sedimentação químicos e biológicos são aqueles caracterizados principalmente pela precipita- ção química e biológica (Quadro 5.2). Ambientes carbonáticos são locais marinhos onde o carbonato de cálcio, principalmente secretado por orga- nismos, é o principal sedimento. Eles são, de longe, os mais abundantes ambientes de sedimentação químicos e biológicos. Centenas de espécies de moluscos e outros or- ganismos invertebrados, bem como algas e os microrga- nismos calcários (contendo cálcio), secretam conchas ou esqueletos carbonáticos. Várias populações desses orga- nismos vivem em diferentes profundidades da água, tan- to em áreas calmas como em lugares onde as ondas e as correntes são fortes. Quando eles morrem, suas conchas se acumulam para formar o sedimento. QUADRO 5.2 Principais ambientes de sedimentação químicos e biológicos Ambiente Agente de precipitação Sedimentos COSTEIRO E MARINHO Carbonático (recifes, plataformas, mar profundo, etc.) Organismos conquíferos, algumas algas; precipitação inorgânica da água do mar Areias e lamas carbonáticas, recifes Evaporito Evaporação da água do mar Gipsita, halita, outros sais Silicosos (mar profundo) Organismos conquíferos Sílica CONTINENTAL Evaporito Evaporação da água lacustre Halita, boratos, nitratos, carbonatos e outros sais Pântano Vegetação Turfa Grotzinger_05.indd 130Grotzinger_05.indd 130 05/12/12 08:5205/12/12 08:52 C A P Í T U LO 5 � S E D I M E N TAÇ ÃO: R O C H A S F O R MA DA S P O R P R O C E S S O S D E S U P E R F Í C I E 131 Os ambientes carbonáticos, com exceção daqueles de mar profundo, são encontrados predominantemente nas regiões oceânicas tropicais ou subtropicais mais quentes, onde florescem organismos que secretam carbonato. Es- sas regiões contêm recifes orgânicos, praias de areia car- bonática, planícies de maré e margens carbonáticas rasas. Em poucos lugares, os sedimentos carbonáticos podem formar-se em águas mais frias, que são supersaturadas em carbonato – águas que geralmente estão abaixo de 20°C, como algumas regiões do Oceano Índico no sul da Austrália. Esses sedimentos carbonáticos são formados por um grupo muito limitado de organismos, sendo que a maioria deles secreta conchas de calcita. Ambientes silicosos são ambientes marinhos profun- dos especiais, cujo nome se refere aos restos de carapaças silicosas neles depositados. Os organismos planctônicos que secretam sílica desenvolvem-se na superfície das águas, onde os nutrientes são abundantes. Quando mor- rem, suas carapaças assentam-se no assoalho do oceano e acumulam-se em camadas de sedimentos silicosos. Um ambiente evaporítico forma-se em uma ensea- da ou braço de mar, onde a taxa de evaporação da água quente é maior que a mistura com a água do mar aberto com a qual está conectada. A taxa e o tempo de evapora- ção controlam a salinidade da água do mar submetida a esse processo e, assim, os tipos de sedimentos formados. Ambientes evaporíticos também se formam em lagos sem rios emissários. Tais lagos podem produzir sedimentos de halita, borato, nitratos e outros sais. Calcário/dolomito Camadas de sedimentos siliciclásticos Camadas mais resistentes, grãos mais grossos camada com grãos mais finoscamada com grãos mais finoscamada com grãos mais finos camada com grãos mais finoscamada com grãos mais finoscamada com grãos mais finos FIGURA 5.10 � Estas rochas sedimentares expostas em El Capitan, nas Montanhas Guadalupe do oeste do Texas (EUA), formaram-se em um antigo oceano aproximadamente 260 milhões de anos atrás. As encostas mais baixas das montanhas contêm rochas sedimen- tares siliciclásticas, formadas em ambientes de mar profundo. Os penhascos sobrejacentes de El Capitan são calcário e dolomita, for- mados a partir de sedimentos depositados em um mar raso quando organismos que secretam carbonato morreram, deixando as con- chas na forma de um recife. [John Grotzinger] Grotzinger_05.indd 131Grotzinger_05.indd 131 05/12/12 08:5305/12/12 08:53 Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual da Instituição, você encontra a obra na íntegra. DICA DO PROFESSOR Uma das importâncias econômicas do estudo dos sedimentos é a localização e a extração de petr óleo. Para saber mais sobre o processo de formação do petróleo, assista ao vídeo a seguir, prepar ado para esta Unidade de Aprendizagem. Aponte a câmera para o código e acesse o link do vídeo ou clique no código para acessar. EXERCÍCIOS 1) Os sedimentos e as rochas sedimentres são produzidas durante o estágio de superfície do ciclo ds rochas. Sobre esse processo, marque a alternativa correta. A) Intemperismo é o processo de compactação dos sedimentos que formam as rochas sedimen tares. B) A erosão aproxima os sedimentos da área-fonte. C) O processo de deposição acontece logo após o processo de erosão. D) Os sedimentos soterrados na bacia sedimentar jamais retornam à superfície da Terra. E) Os sedimentos são litificados na etapa de diagênese. 2) O intemperismo é o processo pelo qual as rochas são fragmentadas na superfície terr estre. Sobre esse processo, marque a alternativa correta. A) O intemperismo químico aumenta a resistência física das rochas. B) Os intemperismos químicos e físicos, juntos, produzem apenas produtos dissolvidos. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/f2126cc4e9e21a4b8d6fec042a8a8b63 C) As partículas clásticas são sempre do tipo argila. D) A crioclastia é um tipo de intemperismo ocorrente em ambientes submetidos a altas temper aturas, como no deserto. E) A mistura de minerais nos sedimentos siliclásticos varia. 3) Após o intemperismo e a erosão, as partículas e os íons começam uma viagem até a b acia sedimentar. Sobre os processos de transporte e deposição, marque a alternativa c orreta. A) O transporte dos sedimentos depende também da força da gravidade. B) Correntes fortes carregam apenas partículas menores de sedimento. C) As correntes moderadamente fortes depositam argila em locais onde ondas erodem costas r ochosas. D) Correntes fracas carregam areia. E) Grande parte do fundo do mar aberto é coberto por cascalho transportado pelo vento. 4) Conforme os sedimentos vão sendo transportados por correntes de água ou de ar, as partículas tombam e chocam-se umas com as outras ou friccionam-se contra o substr ato rochoso. Com base nessa informação, marque a alternativa cuja descrição está de acordo com a imagem respectiva. Partícula carregada por uma longa distância. A) Partícula carregada por uma curta distância. B) Partícula carregada por uma distância moderada. C) Partícula carregada por uma distância curta. D) Partícula carregada por uma distância moderada. E) 5) As rochas sedimentares e os sedimentos químicos e biológicos são classificados pela su a composição química. Sobre os sedimentos químicos e biológicos, marque a alternati va incorreta. A) A calcita é um mineral carbonático. B) Os minerais carbonáticos são resultado da reação do sedimento carbonático com água. C) Os sedimentos carbonáticos bioclásticos foram originalmente secretados como conchas po r animais marinhos. D) Sedimentos evaporíticos se formam apenas em ambiente marinho. E) Evaporitos marinhos são rochas sedimentares e sedimentos químicos formados pela evapor ação da água do mar. NA PRÁTICA O ciclo da rocha que acontece na superfície é importante para a geologia como ciência e també m tem sua aplicação econômica na localização de gás natural e petróleo. No entanto, esse saber t ambém pode ser aplicado para a preservação do patrimônio históricocultural. SAIBA + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professo r: As rochas sedimentares e os fósseis Aponte a câmera para o código e acesse o link do vídeo ou clique no código para acessar. Atlas da arenização Aponte a câmera para o código e acesse o link do vídeo ou clique no código para acessar. http://fossil.uc.pt/pags/sedime.dwt http://www.ub.edu/geocrit/b3w-449.htm
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