O GRAND CANYON II

Prévia do material em texto

O GRAND CANYON II – ROCHAS ÍGNEAS E METAMÓRFICAS
Vejamos de perto este escarpado rochoso do Grand Canyon. Aqui encontramos camadas de rocha dura, empilhada e inclinadas umas sobre as outras. Grãos de areia lisos e arredondados quase do mesmo tamanho cimentados entre si. Pegadas de animais conservadas na rocha. 
Estes indícios nos ajudarão a conhecer as origens das rochas. Numa duna de areia encontramos também camadas empilhadas e inclinadas umas sobre as outras. Grãos lisos e arredondados quase todos do mesmo tamanho depositados pelo vento. Na superfície vemos pegadas pequenas de lagartixas. 
Este escarpado rochoso é na realidade uma duna antiga de areia que endureceu e se converteu em rocha. A história de sua origem está conservada nela mesma, história que podemos ler se soubermos como interpretar os indícios. 
Usemos o mesmo método para encontrar a origem de algumas dessas rochas. As paredes do Canyon se formaram de diversas classes de pedras e de seixos encravados em outra rocha, se examinarmos alguns destes seixos, poderemos descobrir como eles se formaram. Este seixo está formado quase totalmente de material escuro. Há alguns cristais de cor clara dispersos no material escuro. Ainda não sabemos como a rocha se formou.
Aqui vemos outro tipo de rocha, está composta de cristais claros e escuros unidos entre si. Também não sabemos como se formou. 
Aqui termos uma terceira classe de rocha, está feita de cristais muito pequenos dispostos em camadas, para se conhecer sua origem e a das rochas vistas anteriormente, estudaremos sua composição. 
Primeiro fazemos um corte em cada uma, as lâminas são colocadas num porta-objetos e são polidas até permitir a passagem da luz. Se as fotografarmos com luz polarizada e ampliarmos a fotografia está será vista assim: veremos então a maneira como estão dispostos os cristais que as formam. Na primeira rocha cristais grandes estão rodeados de muitos cristais pequenos. A segunda rocha está formada totalmente de cristais grandes ajustados entre si. Os cristais da terceira rocha também tem um ajuste preciso, porém são pequenos e estão dispostos em camadas. De tal maneira que as três rochas têm algo em comum – todas têm cristais, porém em cada rocha estão dispostos de maneira diferente.
Para se descobrir a origem destas rochas devemos primeiro saber como os cristais se formam e o que são. Este é um cristal de quartzo, porém nem todos os cristais são assim, a maior parte dos sólidos da Terra são formados por cristais, por exemplo: o açúcar, os metais, o gelo e o sal. 
Aqui temos um cristal de sal de tamanho grande, é muito fácil dividir ou partir o cristal, uma ou mais vezes no sentido paralelo a sua superfície. Se tentarmos parti-lo em sentido perpendicular à sua superfície o cristal se despedaça. Isto nos mostra que o cristal é mais frágil no sentido paralelo de sua superfície. Aqui vemos ampliado um milhão de vezes o interior de um cristal, as linhas paralelas são formadas por muitas camadas de átomos, estas partículas diminutas que formam todas as coisas. O cristal se parte limpidamente através das camadas de átomos. Vimos que os cristais são formados de átomos invisíveis dispostos em padrões regulares. Como se acomodam os átomos? 
Estes são cristais triturados de uma substância chamada salol, cada fragmento se compõe de milhões de átomos dispostos regularmente, se aquecermos esses cristais eles se fundem. Porque o calor permite que os se movam livremente no líquido ao destruir seu arranjo original. Vamos levar o salol fundido ao microscópio para observa-lo quando se esfria, usaremos a fotografia de exposição intermitente para acelerar a ação. Ao esfriar o salol os cristais começam a crescer, os bilhões de átomos invisíveis voltam a formar padrões regulares. O resultado é uma massa de cristais que crescem entremesclados, mas porque os átomos formam estes padrões?
Este aparelho nos ajudará a ilustrar o que aconteceu, estas bolinhas de plástico representam os átomos, para representar o calor usaremos este vibrador. Neste momento os átomos do modelo se movem livremente em todas as direções de modo parecido aos átomos verdadeiros. Agora, esfriaremos lentamente, nossos “átomos” do modelo reduzindo a energia do vibrador. A medida que os átomos do modelo reduzem lentamente sua velocidade começam a unir-se entre si formando um padrão ordenado. A medida que os átomos invisíveis do material esfriam e perdem algo de sua energia térmica formam cristais de configuração regular, porque se acomodam entre si desta maneira. Os átomos podem formar cristais somente quando se encontram livres para moverem-se até formar padrões regulares.
Agora, vejamos o que sucede se detivermos esse movimento. Este recipiente contém cristais de borato de bismuto em pó, aquecendo os cristais a 700° C eles se fundem e os átomos agora se movem livremente, se esfriarmos o material lentamente durante meia hora obteremos uma massa de cristais que cresceram entremesclados. Vimos o processo acelerado 60 vezes, agora vamos repetir o experimento esfriando o material em 30 segundos, ao invés de fazê-lo em 30 minutos, esta vez não se formam cristais, ao esfriar o material rapidamente apanhamos os átomos em seu lugar antes que tenham tempo para formar padrões ordenados. O resultado é uma massa sólida de átomos em desordem, a isto chamamos vidro. 
Podemos usar os átomos do modelo para ilustrar como se formou o vidro. Vejamos o que acontece quando detemos repentinamente a vibração, o resultado é uma disposição desordenada dos átomos do modelo, semelhante à dos átomos do vidro. Estes átomos não tiveram tempo suficiente para unirem-se ordenadamente. Assim, para se produzir cristais os átomos devem se mover livremente e devem também devem dispor de tempo suficiente para acomodarem-se em padrões regulares. Caso contrário, os átomos permanecem desordenados e formam vidro.
Agora, tomemos as três amostras de rochas uma por uma e vejamos se podemos descobrir como se constituíram. Os cristais bem formados da primeira rocha sugerem que em certo tempo estiveram fundidos. O fato de os cristais serem pequenos e estarem separados nos indica que a rocha fundida deve ter esfriado rapidamente de maneira que se solidificou antes que os cristais pudessem crescer. Em que condições naturais se produz rocha fundida e logo se esfria rapidamente?
Cada vez que um vulcão faz uma erupção, lança rocha fundida sobre a superfície da Terra. Ao esfriar-se a rocha fundida se solidifica rapidamente. Se na rocha fundida estivessem-se formando cristais seu crescimento seria mais lento. Ou se deteria por completo como resultado deste esfriamento. Depois de algumas horas ou de alguns dias, a rocha fundida endurece. A rocha fundida que foi lançada do vulcão antes de poder formar cristais, poderá endurecer até constituir um vidro natural como a obsidiana. Se a rocha se esfria rapidamente poderia chegar a ter esta aparência.... Esta, esta ou esta.... Todas elas rochas vulcânicas. Como se formou esta segunda amostra de rocha?
Seus grandes cristais unidos entre si nos indicam que em certo momento esteve fundida e que se esfriou lentamente permitindo que seus átomos formassem cristais. Em que condições naturais isto acontece?
Isto pode acontecer unicamente nas profundezas da Terra onde não podemos fazer observações diretas. Os vulcões nos demonstram que as temperaturas nas profundezas da Terra são suficientemente altas para fundir a rocha. Quando uma massa de rocha subterrânea se funde o manto sobreposto de rochas sedimentárias e as demais rochas não fundidas atuam como isolantes. Assim, muito pouco calor pode escapar e a pressão da rocha sobreposta impede que os líquidos e os gases escapem. No transcurso de milhares de anos a rocha fundida se esfria e converte em uma massa sólida de cristais que cresceram entremesclados. Se as forças que atuam dentro da Terra empurram a rocha cristalina para cima a erosão acabará por descobrir a rocha. O resultado eventual seria uma cadeia de montanhas formada por cristais que cresceram entremesclados.As rochas que tem essa origem podem adquirir formas muito diferentes. Todas são rochas plutônicas, assim chamadas em honra de Plutão, o deus grego dos infernos. Tanto as rochas plutônicas como as rochas vulcânicas são rochas ígneas – palavra de origem latina que significa fogo. 
Examinemos agora a terceira amostra, esta rocha se formou também de cristais que cresceram entremesclados, porém neste caso os cristais estão dispostos em camadas distintas, isto sugere que a rocha nunca esteve fundida, ao menos, não totalmente. Pois a fusão teria destruído as camadas. Se a rocha não se fundiu, como explicar os cristais entremesclados com quais está feita? 
Faremos uma demonstração colocando este disco de aço neste microscópio especial. O aço se aquece a 850° C. Ainda se encontra sólido porque seu ponto de fusão é de 1500° C. O aço, como as rochas, se formam de cristais que cresceram entremesclados. Agora, subimos a temperatura do aço mantendo a baixo de seu ponto de fusão. Apesar do aço ainda ser sólido, alguns de seus átomos devem mover-se porque os cristais estão crescendo. Vemos que sob certas condições em um sólido, os átomos podem se mover permitindo o crescimento de cristais. Em que condições naturais se movem os átomos de uma rocha sólida permitindo o crescimento de tais cristais? 
 Já sabemos que a rochas plutônicas se formam quando uma grande massa de rochas se funde ao uma grande profundidade e depois se cristaliza lentamente, a rocha circundante submetida a quase a mesma temperatura e a mesma pressão não se funde. Quanto esta rocha é empurrada para cima e é descoberta podemos ver os efeitos do calor e da pressão. A maior parte da montanha que se encontra no primeiro plano está formada de rocha plutônica de cor clara, que segundo sabemos esteve fundida alguma vez, a rocha escura que se encontra junto dela é parte da rocha circundante que não se fundiu.
Aqui podemos ver os lugares onde a rocha fundida abriu caminho dentro de uma fenda da rocha escura, esta é mais uma prova de que esta rocha não se fundiu. Aqui temos outra massa de rocha plutônica, novamente encontramos uma classe diferente de rocha em contato com ela, a rocha mais escura se compõem de camadas distintas compostas de cristais que cresceram entremesclados.
As rochas formadas dessa maneira podem adquirir muitas configurações diferentes, embora nunca estivessem fundidas, o calor e a pressão das profundezas subterrâneas, as dobraram e as comprimiram até fazer com que seus cristais crescessem e se unissem, esta é uma rocha metamórfica que significa transformada.
Agora, se interpretarmos os indícios que contém as rochas podemos descobrir sua origem. Este é o Canyon, onde encontramos as três rochas que estudamos, todos os seixos procedem de rochas que se originaram a diversos quilômetros debaixo da Terra e agora se encontram encravados em outras rochas da superfície da Terra. Poderíamos agora fazer a seguinte pergunta: que aconteceria com todas essas rochas se estivessem sepultadas debaixo de muitos quilômetros de rochas?
Aqui temos um pedaço de rocha que não foi sepultada, se tivesse permanecido a vários quilômetros debaixo da Terra durante milhões de anos, a rocha teria este aspecto. Estaria completamente cristalizada e seria muito mais dura. Se estivesse numa profundidade ainda maior onde o calor e a pressão são mais fortes, poderia ter essa aparência. Como se transformou? Que teria acontecido se estivesse em profundidades ainda maiores onde o calor e a pressão são ainda mais fortes? Foi dito que a maior parte das rochas são feitas de outras rochas. Como se explica esta afirmação?