Geologia Resumo

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Geologia – é definida como o estudo da Terra. Em geral é dividida em duas grandes 
áreas: Geologia Física e Geologia Histórica. 
 
Geologia Física – estuda os materiais da Terra, tais como os minerais e rochas, bem 
como os processos que operam no seu interior e na sua superfície. 
Geologia Histórica – examina a origem e a evolução da Terra, seus continentes, 
oceanos, atmosfera e o surgimento da vida. 
 
Geologia e uma ciência ampla subdividida em muitas especialidades e mantém 
relação com a Astronomia, Física, Química, Biologia e Matemática. 
 
OBJETIVOS DA CIÊNCIA GEOLÓGICA: 
 
 Estudo das características do interior e da superfície da Terra 
 Compreensão dos processos físicos, químicos e físico-químicos que levaram o 
planeta a ser tal como o observamos. 
 Definição da maneira adequada (não destrutiva) de utilizar os materiais e 
fenômenos geológicos como fonte de matéria prima e energia para melhoria 
da qualidade de vida da sociedade 
 Resolução de problemas ambientais causados anteriormente e 
estabelecimento de critérios para evitar danos futuros ao meio ambiente, nas 
várias atividades humanas; 
 Valorização da relação entre o ser humano e a Natureza. 
 
 
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DA GEOLOGIA PARA ENGENHARIA CIVIL? 
 
 
 Projeto de estruturas: de qualquer obra civil depende das caracteristicas do 
solo e das rochas que o compõem; 
 Projeto e construção de tuneis: em especial, depende do conhecimento da 
estrutura do solo, incluindo sua composição e a existência de fraturas; 
 Localização de petróleo: e feita, em grande parte, a partir do perfil geológico 
do terreno, isto e, do conjunto de rochas que compõem uma determinada 
região. 
 
A Geologia de Engenharia é a “ciência dedicada à investigação, estudo e solução de 
problemas de engenharia e meio ambiente, decorrentes da interação entre a Geologia e os 
trabalhos e atividades do homem, bem como a previsão e desenvolvimento de medidas 
preventivas ou reparadoras de acidentes geológicos”. 
 
Geologia: estudo das caracteristicas geológicas que determinam parâmetros 
numéricos e sua distribuição geométrica em um dado maciço (zoneamento geotécnico); 
Mecânica dos Solos e Rochas: solução de problemas de estabilidade a partir de 
cálculos numéricos. 
 
A Geologia de Engenharia alem de sua raiz na Geologia, tem ligações muito fortes 
com a Mecânica dos Solos e Mecânica das Rochas. Estas três juntas formam a GEOTECNIA. 
 
O Crescente desenvolvimento de obras de engenharia civil e a necessidade de 
utilização de terrenos progressivamente de pior qualidade, levam ao reconhecimento, cada 
vez mais generalizado, da importância da adequada caracterização geológico e geotécnico 
dos terrenos, com a finalidade de prever seu comportamento face às solicitações. 
 
OS ESTUDOS GEOLÓGICOS E GEOTÉCNICOS Devem ser realizados em Fases, iniciando-
se pelos métodos mais simplificados e progredindo aos mais sofisticados dependendo do nível 
de conhecimento requerido (R$). 
 
 Fase 1: Estudos de Viabilidade - dados hidrológicos, pedológicos, geotécnicos 
e conhecimento regional; 
 Fase II: Anteprojeto (SPT e Rotativa); 
 Fase III: Projeto Executivo (se necessário, ensaios complementares de campo 
ou laboratório); 
 Fase IV: Execução da Obra e Instrumentação (previsto X observado); 
 Fase V: Retro análise (projeto foi adequado?). 
 
Ferramentas de Prospecção: 
_ Sondagens de Simples reconhecimento SPT (solos); 
_ Sondagens rotativas: Rochas; 
_ Ensaios de Campo Complementares: CPTu, Palheta, Pressiômetro, 
etc.; 
_ Coleta de amostras indeformadas → ensaios laboratoriais: 
Triaxial, Cisalhamento direto, etc.; 
_ Resistência à compressão simples: caracterização de rochas. 
 
A falta de investigação geotécnica e/ou o desconhecimento do comportamento do 
solo e a causa mais frequente de problemas de fundações. 
 
IMPORTANCIA DOS ESTUDOS GEOLÓGICOS E GEOTÉCNICOS: 
 
_ A magnitude das solicitações nas fundações e cada vez maior; 
_ O espaço disponível para a execução das obras e cada vez menor – subsolos e obras 
em áreas menos nobres (solos com baixa capacidade de suporte, etc.); 
_ R$$$$$$$$ - uma obra projetada com nível adequado de investigação gera uma 
redução no custo das fundações. 
 
ESTUDOS GEOLÓGICOS E GEOTÉCNICOS FINALIDADE ESSENCIAL: Contribuir para a 
elaboração de um projeto econômico e seguro de empreendimentos Eng. Civil e, 
consequentemente, para a redução de insucessos materiais e vidas. 
 
TEMPO GEOLÓGICO: Uma avaliação da imensidade do tempo geológico é 
fundamental para entender a evolução da Terra e sua biota. A escala do tempo geológico 
resulta do trabalho de muitos geólogos do Séc. XIX, os quais reuniram informações 
fragmentadas de numerosas exposições de rochas e construíram uma cronologia sequencial 
baseada nas mudanças da biota da Terra através dos tempos. Subsequentemente com a 
descoberta da radioatividade em 1895, e o desenvolvimento de várias técnicas radiométricas 
de datação, os geólogos tem sido capazes de atribuir idades absolutas em anos às subdivisões 
da escala de tempo geológica. 
 
Como estudar períodos tão longos? 
_ Através das Rochas: Estratigrafia e Radioatividade 
_ Através dos Fósseis. 
 
DETERMINAÇÃO DO TEMPO GEOLÓGICO 
 
_ Datação Relativa 
- Comparação; 
- Depósitos de sedimentos (mesmo lugar); 
- Fósseis (lugares diferentes). 
_ Vantagem 
• Relativa Precisão 
• Mais novo x Mais velho 
_ Desvantagem 
• Não determina idade! 
• Limitada para rochas não sedimentares 
 
Base: Estratigrafia 
– Princípio da Horizontalidade 
– Princípio da Superposição 
– Princípio da Continuidade Lateral 
O Séc. XVII foi um período fértil para o desenvolvimento da Geologia como ciência 
devido à ampla circulação dos escritos do anatomista dinamarquês Nicolas Steno (1638-1686). 
Steno observou que as inundações espalhavam a água dos rios através de suas planícies de 
inundação, sendo depositadas camadas de sedimentos, soterrando organismos que lá viviam. 
Após a litificação esses sedimentos se transformavam em rochas sedimentares. 
PRINCÍPIOS DE STENO 
_ Superposição: em uma sucessão de camadas não perturbadas de rochas 
sedimentares, a camada mais antiga estaria no fundo e a camada mais nova no topo. Este 
princípio é a base para a determinação das idades relativas dos estratos e dos fosseis neles 
presentes; 
_ Horizontalidade original: as partículas sedimentares na água se assentam sob a 
influência da gravidade. Assim, o sedimento é depositado, essencialmente, em camadas 
horizontais. Portanto, uma sequencia de camadas de rochas sedimentares, inclinada de forma 
muito íngreme, ter-se-ia inclinado após a sua deposição e litificação; 
_ Continuidade lateral: afirma que uma camada de sedimento se estende 
lateralmente em todas as direções até que se afina, se contrai ou termina contra as margens da 
bacia deposicional. 
 
 
 
_ Datação Absoluta 
- Decaimento Radioativo: meia vida 
_ Vantagem 
• Fornece uma idade (numérica) 
_ Desvantagem 
• Relativamente imprecisa 
• Nem sempre é possível 
• Aplicação a rochas ígneas/metamórficas 
 
Relação com o tempo não é direta!! 
– Depósitos: taxas não constantes 
– Erosão e intemperismo modifica depósito 
– Comparação distante: Argentina = Amazônia? Sucessão Faunística 
 
DATAÇÃO RELATIVA - DISCORDÂNCIAS 
– Desconformidades (Sedimentar x Sedimentar): Houve um período de desgaste 
longo antes de reiniciar a sedimentação; 
– Não Conformidade (Sedimentar x Ígnea/Metamórfica): A rocha ígnea/metamórfica 
abaixo da sedimentar é mais antiga que a camada mais baixa da sedimentar; 
– Discordância Angular (Sedimentar x Sedimentar – ângulos diferentes): As camada na 
diagonal 
_ Embora a maior parte dos isótopos dos 92 elementos que ocorrem na natureza 
seja estável, alguns são radioativos. Esses isótopos decaem espontaneamente para outros 
isótopos de elementos mais estáveis, liberando energia no processo. Essa descoberta de 
Pierre e Marie Curie, em 1903, permitiuaos geólogos vislumbrar, finalmente, um mecanismo 
alternativo para explicar a origem do calor interno da Terra desvinculado do resfriamento 
residual da fusão original. 
_ O Decaimento Radioativo é o processo pelo qual um núcleo atômico instável é 
espontaneamente transformado em núcleo atômico de um elemento diferente. 
 
DATAÇÃO EFETIVA: COMBINAÇÃO DE AMBOS OS PROCESSOS 
 
ESCALA DO TEMPO GEOLÓGICO - DESENVOLVIMENTO 
 
A escala do tempo geológico é uma escala hierárquica na qual a história da Terra de 
4,6 bilhões de anos é dividida em unidades de tempo de extensões variadas. Sem o benefício 
das técnicas de datação radiométrica, mas aplicando métodos de datação relativa aos 
afloramentos rochosos, os geólogos na Inglaterra e na Europa Ocidental definiram as unidades 
de tempo mais importantes. Eles fizeram isso usando os princípios de superposição e da 
sucessão fossilífera, correlacionaram várias exposições rochosas e compuseram uma unidade 
geológica complexa. Essa unidade complexa é, com efeito, uma escala de tempo relativa, 
porque as rochas são arranjadas em sua correta ordem sequencial. 
_ A escala geológica do Tempo está dividida em Éons, que se dividem em Eras, 
posteriormente se dividem em Períodos, e estes se dividem em Épocas. 
CONCLUSÕES 
_ A Terra faz parte do Sistema Solar; 
_ Formação há 4,6 bilhões de anos; 
_ A Geologia estuda uma escala de tempo bastante superior à maioria das outras 
ciências; 
_ O tempo geológico pode ser estabelecido a partir de critérios relativos e absolutos, 
com diferentes graus de precisão. 
 
 
TERRA: PLANETA DINÂMICO 
 
Terra: planeta dinâmico e complexo que vem sofrendo mudanças contínuas desde a 
sua formação a 4,6 bilhões de anos; 
_ As atividades no Planeta Terra são governadas por dois mecanismos térmicos: 
_ Mecanismo Interno: controla os movimentos no manto e no núcleo, suprindo 
energia para fundir rochas, mover continentes e soerguer montanhas; 
_ Mecanismo Externo (energia solar): gera energia para a atmosfera e oceanos → 
clima e tempo. Chuva e vento erodem montanhas, modelam paisagens que, por sua vez, 
alteram a forma da superfície e influencia no clima. 
 
Terra pode ser entendida como um sistema, ou seja, como uma combinação de 
partes relacionadas que interagem de forma organizada. 
Os componentes deste sistema são: Atmosfera; Hidrosfera; Bioesfera; Litosfera; 
Núcleo 
A vida se desenvolve em três "camadas" principais: crosta, hidrosfera e atmosfera. 
A atmosfera e composta basicamente de N, O e Ar e foi, supostamente, enriquecida 
ao longo do tempo, devido a emanações gasosas do interior da 
Terra e, acredita-se, por meio de corpos cadentes (cometas), incluindo água e matéria 
orgânica. 
A temperatura da Terra e mantida/influenciada por uma fonte de calor externa - o Sol 
- e também pelo calor no interior do planeta. O Sol, em especial, tem uma grande influencia no 
regime de ventos e chuva. 
A Hidrosfera e a Atmosfera não foram sempre iguais. Inicialmente não existiam e sua 
composição mudou com alguns dos principais eventos da historia da Terra: 
_ 4,5 Ga: Formação do núcleo e desgaseificação; 
_ 4,3 Ga: Grande crescimento dos continentes (resfriamento da crosta); 
_ 3,9 Ga: Redução dos bombardeios meteóricos; 
_ 3,8 Ga: Registros mais antigos de atividade biológica e primeiros sedimentos, por 
deposição no fundo dos oceanos. 
Pelo fato de terem surgido apenas após a formação do planeta, a atmosfera e a 
hidrosfera são classificadas como secundárias. Sua origem primordial veio do desprendimento 
de gases do núcleo e, além disso, uma parte de sua composição tem origem extraterrestre. 
A composição original de atmosfera era rica em gás carbônico (CO2) e metano (CH4), 
levando a temperaturas extremamente altas pelo efeito-estufa. 
Com o tempo esse gás carbônico foi fixado no fundo dos oceanos na forma de CaCO3. 
Todas as partes do nosso planeta e todas as suas interações juntas constituem o 
SISTEMA TERRA; 
_ A Terra e um sistema aberto, ou seja, ha troca de energia com o resto do cosmos. A 
energia do sol energiza o intemperismo que provoca a erosão da superfície terrestre. A energia 
do sol também e responsável pelo crescimento de plantas, que servem de alimento para outros 
seres vivos. 
_ O SISTEMA TERRA e complexo, tornando difícil seu estudo por inteiro. 
Desta forma e comum estar o SISTEMA TERRA em partes ou GEOSISTEMAS. 
GEOSISTEMAS: sistema clima, sistema de placas tectônicas, sistema geodinâmo 
(campo magnético terrestre). 
 
 
 
 
SISMOLOGIA: Estudo da propagação das ondas de terremotos. 
A propagação das ondas sísmicas produzidas pelos terremotos varia de velocidade e 
de trajetória em função das características do meio elástico em que trafegam. A correta 
interpretação do registro dessas ondas, através dos sismogramas, permite inferir valores de 
velocidade e densidade tanto em rochas no estado sólido, ou parcialmente fundidas, como 
naquelas situadas próximas da superfície ou em grandes profundidades. Dessa forma, é 
possível comprovar suposições sobre o estado dessas estruturas internas. 
A Terra possui três principais geosferas: a Crosta, o Manto e o Núcleo, descobertas 
pela análise da refração e da reflexão de ondas P e S. Cada geosfera, por sua vez, apresenta 
subdivisões. 
 
 
A camada mais externa e delgada da Terra é chamada CROSTA, cuja espessura varia 
de 35 km a 10 km ao longo de uma seção cortando áreas continental e oceânica. 
Nas regiões montanhosas a crosta pode alcançar 65 km de espessura. A mesma figura 
sugere que a Crosta Continental flutua acima de material muito denso do manto, à semelhança 
dos icebergs sobre os oceanos. Esse é o Princípio da Isostasia que assegura que as “leves” áreas 
continentais flutuem sobre um Manto de material mais denso. Assim, a maior parte do volume 
das massas continentais posiciona-se abaixo do nível do mar pela mesma razão que a maior 
parte dos icebergs permanece mergulhada por debaixo do nível dos oceanos. 
O limite entre a Crosta e o Manto foi descoberto por um sismólogo croata Andrija 
Mohorovicic, em 1909. É chamado de Descontinuidade de Mohorovicic, ou Moho, ou 
simplesmente M. Apesar de bastante variada a Crosta pode ser subdividida em: Crosta 
Continental: Menos densa e geologicamente mais antiga e complexa. Normalmente apresenta 
uma camada superior formada por rochas graníticas e uma inferior de rochas basálticas. Crosta 
Oceânica: Comparativamente mais densa e mais jovem que a continental. Normalmente é 
formada por uma camada homogênea de rochas basálticas. 
 
 
A porção mais volumosa (80%) de todas as geosferas é o MANTO. Divide-se em 
Manto Superior e Manto Inferior. Situa-se logo abaixo da Crosta e estende-se até quase a 
metade do raio da Terra. O Manto é grosseiramente homogêneo formado essencialmente por 
rochas ultrabásicas e oferece as melhores condições para a propagação de ondas sísmicas, 
recebendo a denominação de “janela telessísmica”. 
Litosfera: É uma placa com cerca de 70 km de espessura que suporta os continentes e 
áreas oceânicas. A Crosta é a camada mais externa dessa porção da Terra. A litosfera é 
caracterizada por altas velocidades e eficiente propagação das ondas sísmicas, implicando 
condições naturais de solidez e de rigidez de material. A litosfera é a responsável pelos 
processos da Tectônica de Placas e pela ocorrência dos terremotos. 
Astenosfera: É também chamada de zona de fraqueza ou de baixa velocidade pela 
simples razão do decréscimo da velocidade de propagação das ondas S. Nessa região, em que 
se acredita que as rochas estão parcialmente fundidas, as ondas sísmicas são mais atenuadas 
do que em qualquer outra parte do Globo. 
A astenosfera, que se extende até 700 km de profundidade, apresenta variações 
físicas e químicas. É importante assinalar que é o estado não sólido da astenosfera que 
possibilita o deslocamento, sobre ela, das placas rígidas da litosfera. 
O Manto Inferior, que seestende de 700 km até 2900 km (limite do Núcleo), é uma 
região que apresenta pequenas mudanças na composição e fases mineralógicas. A densidade e 
a velocidade aumentam gradualmente com a profundidade da mesma forma que a pressão. 
 
 
Apesar de sua grande distância da superfície terrestre, O NÚCLEO também não 
escapa das investigações sismológicas. Sua existência foi sugerida pela primeira vez, em 1906, 
por R. D. Oldham, sismólogo britânico. 
A composição do Núcleo foi estabelecida comparando-se experimentos laboratoriais 
com dados sismológicos. Assim, foi possível determinar uma incompleta, mas razoável 
aproximação sobre a constituição do interior do Globo. 
Ele corresponde, aproximadamente, a 1/3 da massa da Terra e contém 
principalmente elementos metálicos (ferro e níquel). 
Em 1936, a sismóloga Inge Lehman, descobriu o contacto entre o Núcleo Interno e o 
Núcleo Externo. Esse último possui propriedades semelhantes aos líquidos, o que atenua a 
propagação das ondas S. O Núcleo Interno é sólido e nele se propagam tanto as ondas P como 
as S. 
CONCLUSÕES 
_ A Terra faz parte do Sistema Solar; 
_ Formação ha 4,6 bilhões de anos; 
_ Interior da Terra conhecido indiretamente: Sismologia, 
Gravimetria, Paleomagnetismo; 
_ A Terra pode ser descrita por três camadas; 
_ Na Terra a interação entre seus elementos forma um sistema complexo, com um 
comportamento de difícil previsão.