Trabalho de campo Geologia Geral

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CAPA
Índice 
Introdução	1
Objectivo Geral	2
Objectivos Específicos	2
Metrologia do Trabalho	3
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	3
A Terra-laboratório	3
Como surgiu a estrutura interna da Terra	4
Que rumo tomaram os elementos químicos durante a diferenciação primária? E o que ocorreu depois?	4
A origem da Terra	5
Comparação com meteoritos	7
A Teoria da Deriva Continental	7
A contestação da teoria	9
Tectónica de Placas	9
Conclusão	11
Referências Bibliograficas	12
Introdução
A partir da década de 1950, a humanidade pôde observar a Terra vista de longe por meio das fotografias obtidas durante as viagens espaciais. Hoje em dia, as imagens fornecidas pelos satélites permitem caracterizar as grandes feições superficiais do nosso planeta, e detalhá-las com base nos estudos das rochas componentes e suas propriedades físicas e químicas. No entanto, o mesmo não é possível para o caso do interior do planeta, já que a maior profundidade atingida em perfurações para observação direta dos materiais rochosos foi de 12 km, na península de Kola (Rússia), o que é quase nada, comparado com o raio terrestre raio equatorial 6.378 km - raio polar: 6.357 km. Apesar disso, o conhecimento geológico sobre as camadas mais profundas da Terra evoluiu muito ao longo das primeiras décadas do século XX, graças à utilização de evidências indiretas, como os dados geofísicos, e às características dos magmas que irrompem na crosta e das rochas geradas em profundidade que hoje estão expostas na superfície por conta dos processos geológicos ou podem ser observadas em minas profundas. As ideias científicas mais antigas registradas sobre o interior da Terra indicam concepções baseadas em observações de fenômenos naturais que se imaginava terem origem profunda, como o vulcanismo, mas também havia modelos estabelecidos sem base observacional. Por exemplo, Aristóteles (século IV) considerava a Terra como uma esfera sólida; no século XVII (Athanasius Kircher), a Terra era vista como um corpo com seu interior parcialmente fundido, com canais alimentadores dos vulcões
Objectivo Geral
· Conhecer a estrutura interna e Composição da terra 
Objectivos Específicos 
· Explicar o Sistema Químico Dinâmico da Terra; 
· Explicar a Origem da Terra;
· Explicar a Teoria da Deriva Continental e de Tectónica de Placas.
Metrologia do Trabalho 
A metodologia utilizada na realização deste trabalho corresponde a uma combinação de diversas abordagens tais como pesquisa bibliográfica e análise documental. 
 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O Sistema Químico Dinâmico da Terra
A terra sólida que fica ao nosso alcance, as rochas superficiais e os solos delas derivadas por desgaste físico e químico, é constituída por minerais, ou seja, compostos químicos inorgânicos. Os elementos destes compostos já se achavam presentes à época da formação da terra, há cerca de 4,5 bilhões de anos atrás. A composição do interior terrestre possivelmente é similar na sua parte mais externa a crusta e o manto a algumas das rochas presentes na superfície, embora os minerais alí presentes sejam diferentes.
· A Terra-laboratório
Imagine um edifício com vários laboratórios. No piso térreo, são realizadas experiências sob condições de pressão e temperatura compatíveis com aquelas da superfície terrestre. Investigam-se aqui os efeitos da atmosfera oxidante, da água da chuva geralmente, levemente ácida e dos organismos sobre os minerais e rochas que se encontram expostos na superfície da terra.
No primeiro subsolo, em equipamentos diferentes, porém igualmente especiais, pesquisa-se o comportamento de óxidos de magnésio, alumínio, cálcio, sílico, ferro e outros elementos químicos sob temperaturas de até pouco menor que 2.000°C, e pressões de até umas centenas de milhares de vezes superior à pressão atmosférica, que é de 1 kg.cm-2, aproximadamente. Pesquisa-se, também, o comportamento de silicatos de magnésio, alumínio, cálcio e ferro. Novamente, busca-se saber quais os minerais estáveis sob cada condição de pressão e temperatura, quando teve início o processo de fusão das misturas de minerais investigadas.
Finalmente, no segundo subsolo, as experiências são realizadas em equipamentos, sob condições de temperatura de milhares de graus centígrados e de pressão da ordem de milhões de vezes superior à da pressão atmosférica. Estuda-se aqui o comportamento de ligas metálicas, de ferro e níquel, na presença de pequenas quantidades de enxofre, oxigénio, e outros elementos químicos. Verifica-se, também, as condições de início de fusão das misturas, e a natureza dos compostos químicos produzidos em cada experiência.
Como surgiu a estrutura interna da Terra
Considera-se que o planeta Terra tenha se formado no interior de uma nebulosa solar quente (composta por gases e sólidos na forma de poeira) a partir de componentes químicos mais refratários, que se condensaram em temperaturas muito altas. Assim, os elementos químicos mais abundantes do planeta são bastante restritos, a saber: ferro (que pode existir como metal, como óxido, ou silicato, ou sulfeto), oxigénio (geralmente, combinado com outros elementos, especialmente com o sílicio), silício, magnésio (geralmente como óxido ou silicato), níquel (como liga junto ao ferro, silicato junto ao magnésio, ou sulfeto junto ao ferro), enxofre (nos sulfetos), cálcio (como óxido ou silicato) e alumínio (como óxido ou silicato). Estes oito elementos, juntos, compõem cerca de 90% da massa do nosso planeta.
 Durante o processo de formação da Terra, os condensados e as partículas de poeira colidem e unem-se, umas às outras. As massas dos aglomerados e as velocidades das colisões crescem rapidamente. Em contrapartida, o número de corpos presentes decresce. Surgem primeiro grande número de corpos planetesimais, muito menores que a Lua. Depois de múltiplas colisões, surgem os protoplanetas, com dimensões parecidas com a da Lua. A energia das colisões leva ao aquecimento dos corpos, e isto promoveu a fusão, pelo menos parcial, dos componentes de menor ponto de fusão: o ferro metálico e sulfetos de ferro e níquel líquidos, os quais, por serem mais densos, acumulam-se no centro do planeta, enquanto os outros materiais mais leves concentram-se ao redor deste núcleo, no manto espesso, e na crosta. Esta separação chama-se de diferenciação primária.
Que rumo tomaram os elementos químicos durante a diferenciação primária? E o que ocorreu depois?
Com a estrutura precoce do planeta formou-se o núcleo metálico e o manto e a crosta silicáticos. O ferro participa de todas as “camadas”, enquanto magnésio, silício e oxigénio (por exemplo) participam essencialmente do manto e da crosta. Elementos de grande interesse económico, como o níquel, ouro e elementos do grupo de platina, apresentam grande afinidade química com ligas de ferro ou os sulfetos. Tais elementos podem ter sido concentrados no núcleo no momento da diferenciação primária, e desse modo são escassos nas outras camadas. De outra parte, elementos alcalinos, tais como o sódio e potássio, concentram-se em minerais silicáticosde maior facilidade de fusão, e tendem a concentrar-se na crosta terrestre.
 Após a diferenciação primária, o material do manto e da crosta sofre reciclagem e reprocessamento em decorrência da convecção que, durante o resfriamento, promove a transferência de calor do interior da Terra para a superfície. As transferências de calor são acompanhadas pelo transporte de material em direcção à superfície.
 Em profundidades moderadas no interior da Terra, ocorrem processos de fusão parcial. Alguns elementos tais como magnésio e níquel tendem a ficar na parte refratária, não fundida, enquanto outros elementos tendem a se concentrar no. 
Os líquidos produzidos ou seja, os magmas migram e consolidam-se como componentes da crosta terrestre. Como compensação do processo de ascensão do material quente e menos denso, ocorre descida de material mais frio e mais denso que retorna ao interior da Terra parte dos componentes materiais da crosta e do manto superior raso. Os movimentostridimensionais de ascensão e descida de matéria rochosa podem abranger toda a extensão do manto, como deve ocorrer, por exemplo, em baixo das ilhas Havai no meio do Oceano Pacífico, ou podem envolver apenas a parte do manto raso, como deve acontecer em baixo do Oceano Atlântico. 
Os movimentos de fluxo térmico e materiais verticais são acompanhados por movimentos laterais que movimentam as placas litosféricas, que constituem os diversos segmentos da crosta da Terra. Esta diferenciação secundária começou logo após a diferenciação primária da Terra, e continua até hoje.
A origem da Terra 
Provavelmente a Terra começou com uma poeira cósmica que mantinha em movimento correntes de convecção em seu interior , quando, por volta de 3000ºC, determinadas substâncias começaram a se liqüefazer. Primeiro o ferro liqüefeito começou a formar o núcleo, por ser mais pesado, depois vieram o silício, óxidos metálicos, dando origem ao manto. Quando a temperatura da Terra diminuiu, também a radiação do calor para o espaço foi reduzida. Entre 1500ºC e 800ºC começou a solidificação da crusta. A atmosfera formou-se pouco a pouco e no início compunha-se de vapor de água, amoníaco e óxido de carbono. A água dos actuais oceanos estava concentrada em partena atmosfera e em parte ainda no interior das rochas. Nesta fase temos então, uma Terra constituída exclusivamente por rochas denominadas ígneas ou magmáticas. Com a crosta sólida e a atmosfera continuando seu resfriamento, a maior mudança ocorreria a cerca de 374ºC, quando o vapor da atmosfera se condensaria formando chuvas, iniciando pelas regiões mais frias do globo.
Este deve ter sido o primeiro momento em que caiu água sobre a crusta, desgastando-a e acumulando-se, em seguida, nas primeiras depressões, formando os primeiros mares. Nesta etapa começam também a se formar as rochas sedimentares. A acção da água que caia e corria sobre as rochas ígneas, previamente formadas, reduzia em fragmentos de diversos tamanhos, que eram transportados e depositados junto com as lamas mais finas nas depressões preenchidas pelas águas. Esse material, mais tarde consolidado, constituiria as primeiras rochas sedimentares. Com a crusta solidificada e as rochas quentes logo abaixo, surgem outros fenômenos. A partir de 70km até 700km em direção ao centro da Terra o manto ainda continua esfriando. Isto causa uma constante modificação do volume e um conseqüente enrugamento da crusta. Tal enrugamento produz fraturamentos e dobramentos das rochas da crusta. Ainda pelas fraturas, o magma sobe até a superfície originando os vulcões. As variações de temperatura das diferentes camadas do planeta são as responsáveis pela instabilidade da crusta e mesmo pelo movimento dos continentes. Resumindo, estima-se que a formação do Sistema Solar teve início há 6,0 bilhões de anos (B.a.), quando uma enorme nuvem de gás vagava pelo Universo começou a se contrair. A poeira e os gases dessa nuvem se aglutinaram pela força da gravidade e, há aproximadamente 4,5 B.a., formaram várias esferas que giravam em torno de uma esfera maior de gás incandescente, que deu origem ao sol. As esferas menores formaram os planetas, dentre os quais a Terra. Logo, o nosso planeta formou-se há cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, a partir da agregação de parte da poeira constituinte da nuvem originária de todo o Sistema Solar. Pequenos fragmentos de silicatos e metais atraíram-se inicialmente e pedaços maiores foram aumentando a massa e, conseqüentemente, a gravidade do pequeno planeta. Inicialmente a matéria original que formou o planeta era fria mas, devido à atração gravitacional e à desintegração dos elementos radioativos, desenvolveu- se um forte calor interno. A partir daí, o planeta começou a sofrer diferenciação interna por densidade onde os elementos químicos mais pesados como ferro e níquel concentram-se no seu centro formando um núcleo metálico e um manto com silicatos, com perdas de água e de gases que formaram a atmosfera. Por fim solidificou-se uma fina camada de rochas denominada de Crosta. 
O calor gerado no interior de nosso planeta pelo decaimento radioativo de elementos químicos como tório, urânio e potássio, originando outros elementos químicos, é a fonte de energia responsável por todos os eventos tectônicos assistidos na crosta do Planeta Terra. Estudando a propagação das ondas registradas nos sismógrafos espalhados pelo mundo inteiro, pode-se até certo ponto, inferir muitas características do interior da Terra. 
As ondas sísmicas mudam de velocidade e de direção de propagação com a variação das características do meio atravessado, sendo assim, as informações sobre a velocidade das ondas sísmicas no interior da Terra, geradas a cada terremoto, permitiram reconhecer três camadas principais: Crosta, Manto e Núcleo externo e interno.
Comparação com meteoritos
 Pressupondo-se que os meteoritos tiveram a mesma origem e evolução dos outros corpos do Sistema Solar, pode-se comparar seus diferentes tipos com as diferentes camadas internas da Terra:
· Condritos: meteoritos provenientes da fragmentação de corpos pequenos, que não sofreram diferenciação. Não existem materiais geológicos, ou seja, terrestres, semelhantes aos condritos.
· Sideritos: meteoritos compostos por ferro metálico com cerca de 8% de níquel. Provenientes da fragmentação de corpos maiores, como a Terra, que sofreram a diferenciação interna. Considera se que a sua composição química seja a mesma do núcleo terrestre. 
· Acondritos: meteorito que também sofreu diferenciação interna como a terra e são compostos principalmente por silicatos e quantidade variável de ferro e ainda outros tipos. Pela sua densidade e composição, faz-se a correlação com a composição do manto. 
A Teoria da Deriva Continental
A teoria que os continentes não estiveram sempre nas suas posições actuais, foi conjecturada muito antes do século vinte; este modelo foi sugerido, pela primeira vez, em 1596 por um fabricante holandês, Abraham Ortelius. Ortelius sugeriu de que as Américas "foram rasgadas e afastadas da Europa e África por terremotos e inundações e acrescentou: " os vestígios da ruptura revelam-se, se alguém trouxer para a sua frente um mapa do mundo e observar com cuidado as costas dos três continentes. A ideia de Ortelius foi retomada no século dezanove. Entretanto, só em 1912 é que a idéia do movimento dos continentes foi seriamente considerada como uma teoria científica designada por Deriva dos Continentes, escrita em dois artigos publicados por um meteorologista alemão chamado Alfred Lothar Wegener. Argumentou que, há cerca de 200 milhões de anos, havia um supercontinente - Pangéia= Pangea - que começou a fraturar-se.
Alexander Du Toit, professor de geologia na Universidade de Joanesburgo e um dos defensores mais acérrimos das idéias de Wegener, propôs que a Pangéia, primeiro, se dividiu em dois grandes continentes, a Laurásia no hemisfério norte e a Gondwana no hemisfério sul. Laurásia e Gondwana continuaram então a fraturar-se, ao longo dos tempos, dando origem aos vários continentes que existem hoje. 
A teoria de Wegener foi apoiada em parte por aquilo que lhe pareceu ser o ajuste notável dos continentes americanos e africanos do sul, argumento utilizado por Abraham Ortelius três séculos antes. Wegener também estava intrigado com as ocorrências de estruturas geológicas pouco comuns e dos fósseis de plantas e animais encontrados na América do Sul e África, que estão separados actualmente pelo Oceano Atlântico. Deduziu que era fisicamente impossível para a maioria daqueles organismos ter nadado ou ter sido transportado através de um oceano tão vasto. Para ele, a presença de espécies fósseis idênticas ao longo das costas litorais de África e América do Sul eram a evidência que faltava para demonstrar que, uma vez, os dois continentes estiveram ligados.
Segundo Wegener, a Deriva dos Continentes após a fraturação da Pangéia explicava não só as ocorrências fósseis, mas também as evidências de mudanças dramáticas do clima em alguns continentes. Por exemplo, a descobertade fósseis de plantas tropicais (na formação de depósitos de carvão) na Antárctida conduziu à conclusão que este continente, atualmente coberto de gelo, já esteve situada perto do equador, com um clima temperado onde a vegetação luxuriante poderia desenvolver-se. Do mesmo modo que os fósseis característicos de fetos (Glossopteris) descobertos em regiões agora polares, e a ocorrência de depósitos glaciários em regiões áridas de África, tal como o Vaal River Valley na África do sul, foram argumentos factuais invocados a favor da teoria da Deriva dos Continentes.
 A teoria da Deriva Continental transformar-se-ia na bomba que explodiu na comunidade científica da época, de tal modo fez surgir uma nova maneira de ver a Terra. Contudo, apesar das evidências, a proposta de Wegener não foi tão bem recebida, pela comunidade científica, como se possa pensar, embora estivesse, em grande parte, de acordo com a informação científica disponível, naquele tempo. Uma fraqueza fatal na teoria de Wegener era o fato de não poder responder satisfatoriamente à pergunta mais importante levantada pelos seus críticos.
A contestação da teoria
 A teoria de Wegener foi muito contestada nos anos seguintes à sua morte, com o principal ponto negativo sendo o facto de que as massas continentais não poderiam se movimentar pelos oceanos da maneira proposta sem se fragmentar inteiramente, o que foi argumentado por Harold Jeffreys, um renomado sismólogo inglês.
 No início da década de 1950, porém, as idéias de Wegener foram retomadas, face a novas observações e descobertas científicas, ligadas especialmente aos oceanos. Um novo debate surgiu sobre as provocativas idéias de Wegener e suas implicações-
Tectónica de Placas
A configuração actual dos continentes é resultado de movimentos tectónicos, daí a necessidade de conhecimentos dos seus mecanismos.
A teoria proposta por Wegner foi sobretudo atacada por não conseguir explicar como se podem mover os continentes ao longo de tantos quilómetros. Durante cerca de 30 anos esta teoria quase que foi abandonada devido ao cepticismo em seu redor, e só nos anos 60 inicia-se o renascimento destas ideias, transformadas agora numa nova teoria baptizada com nome de tectónica de placas. Nesta teoria o que se move é a litosfera, isto é, os primeiros 100 km e o seu movimento é possível devido à existência das camadas viscosas da astenosfera. A separação dos continentes é levada a cabo pela criação de nova crusta oceânica que vai ocupando o espaço que fica entre os continentes que se separam. Devido ao facto de nesta teoria se formar nova crusta oceânica na separaçãodos continentes, de início denominou-se esta teoria por alastramento oceânico.
A teoria de Wegener começou a ser aceite mais amplamente apenas no início dos anos 60 do século passado, em razão do mapeamento do fundo oceânico, de descobertas das fossas abissais, de estudos detalhados de paleomagnetismo das rochas oceânicas, entre outras. Esses estudos tornaram-se possíveis em razão de descobertas que dependiam de tecnologias avançadas, principalmente pela utilização de submarinos durante a Segunda Guerra mundial.
Quando Wegener propôs suas idéias, muito pouco era conhecido da estrutura das bacias oceânicas. Alguns geólogos suspeitavam que o assoalho oceânico era composto principalmente de basalto (sima, que consiste principalmente de silício e magnésio), baseado apenas em pequenas amostragem feitas em algumas partes dos oceanos. Entretanto, eram bem conhecidas as rochas continentais, compostas grandemente de silício e alumínio (sial). O conhecimento das cordilheiras oceânicas era também bastante precário e apenas a do Atlântico era conhecida. Com o desenvolvimento principalmente, dos sonares, foram descobertos vulcões submarinos com os cumes achatados ou afilados, com cerca de 3000 a 4000 m de altitude, inteiramente submersos. Esses cumes achatados foram denominados “Guyots ” enquanto que os afilados, de “Seamount ” Brown & Gibson 1983. Essas estruturas teriam sido ilhas de origem vulcânica que, formadas acima da superfície do oceanos, foram desgastadas pela acção das ondas e erosão eólicas, acabando por formar os “Guyots”.
Conclusão
Com o avanço das pesquisas sobre o fundo dos oceanos, principalmente com a datação das rochas, foi possível observar que, próximo às bordas dos continentes, as rochas do assoalho oceânico são mais antigas. Quando são comparadas as idades das rochas do atlântico norte com as do atlântico sul, percebemos que as primeiras possuem idades maiores. Para responder a esta questão é necessário se conhecer a cronologia dos eventos pós-fragmentação do supercontinente Pangéia.
As mesmas características estudadas para o estabelecimento da divisão Geoquímica da Terra composição química, temperatura e pressão resultam em comportamento dinâmico diferente para os materiais do interior, quando submetidos aos esforços tectônicos (definidos como as forças de grande escala na dinâmica terrestre. O comportamento dinâmico dos materiais das diferentes camadas será abordado no tópico sobre a dinâmica interna terrestre Tectônica de Placas, enquanto o estado físico dos materiais já foi indicado e cabe apenas um reforço, já que frequentemente se publicam, em livros didáticos, e mesmo em documentários e reportagens sobre a Terra, informações equivocadas a esse respeito. Apesar das altas temperaturas reinantes no interior terrestre, a alta pressão age no sentido de dificultar a fusão dos materiais, aumentando o seu ponto de fusão.Assim, os materiais muito quentes do interior da Terra encontram-se no estado sólido.
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