Aula 1 Estrutura da terra e tempo geológico

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS 
GEOLOGIA GERAL APLICADA A ENGENHARIA HÍDRICA 
LUIS EDUARDO A.S. SUZUKI 
Geologia? 
 Petrologia? 
Mineralogia? 
Minerais primários? 
Minerais secundários? 
 Pedologia? 
ALGUNS CONCEITOS 
 
 Geologia (do grego Geo = Terra; logos = ciência) é a ciência 
da Terra. 
 Petrologia e Mineralogia são ramos da Geologia que 
estudam respectivamente as rochas e minerais. 
 Os minerais constituem as rochas. 
 No solo há minerais provenientes das rochas (minerais 
primários) e minerais formados a partir da alteração dos 
minerais primários (minerais secundários). 
 A Pedologia consiste no estudo do solo (Pedo = solo) e é 
considerada uma ciência, não sendo portanto um ramo da 
Geologia. 
CARACTERÍSTICAS DO GLOBO TERRESTRE 
 
 A Terra tem forma elipsóide mais achatada nos pólos. 
 O seu raio médio é de 6370 km. 
 O relevo da superfície terrestre mostra um desnível 
máximo da ordem de 20 km (maior altitude: Monte 
Everest - 8850 m, e maior depressão: fossa das Filipinas – 
11510 m). 
 Considerando-se que os continentes têm uma altitude 
média de 800 m e os mares uma profundidade média de 
3800 m, o desnível médio na crosta terrestre é de apenas 
4,6 km. 
Foto tirada do espaço pela NASA 
em outubro de 1993, mostra-se 
as faces norte (lado claro) e sul 
(lado com sombras) do Everest. 
O monte Everest é a mais alta 
montanha da Terra. Está localizado 
na cordilheira do Himalaia, na 
fronteira entre a República Popular 
da China e o Nepal. 
COMO SURGIU A TERRA? 
 No primeiro dia Deus criou o ceu, a terra, o dia e a noite. 
 No segundo dia as águas. 
 No terceiro criou as árvores frutíferas. 
 No quarto criou-se o sol , a lua e as estrelas. 
 No quinto dia os animais marinhos e selvagens. 
 E no sexto fez os seres humanos. 
 Já no sétimo Deus descansou. 
 O universo surgiu há aproximadamente 15 bilhões de 
anos, através de uma grande explosão, chamada “Big 
Bang”. 
 Esta explosão projetou gases em um volume de espaço 
muito grande. À medida que a temperatura diminuiu, 
começou a formação de prótons, elétrons e nêutrons, e 
depois dos átomos dos elementos. 
 Os elementos formados primeiro foram os mais leves, no 
caso, Hidrogênio e Hélio. Estes dois elementos químicos 
se formaram rapidamente após o Big Bang, provavelmente 
nos primeiros 100 segundos (isto é, menos de 2 minutos 
após o Big Bang). 
 Ao projetar a matéria do universo, a explosão do Big Bang 
provavelmente provocou um grande momento angular, isto 
é, produziu “rodamoinhos” que fizeram com que porções de 
matéria girassem em torno de um centro. 
 Com o esfriamento do universo, esta matéria dispersa se 
aglomerou em nuvens de gás. 
 Aos poucos, estas nuvens começaram a se adensar até 
que, a partir de uma certa densidade crítica, o campo 
gravitacional de seus centros produziram um colapso 
gravitacional. 
 Este colapso gerou uma quantidade enorme de calor, e 
assim se formaram as primeiras estrelas. 
 Este calor advém de reações nucleares que ocorrem no 
núcleo do planeta, e é responsável por um grupo de 
processos que ocorrem no planeta, chamado de dinâmica 
interna da Terra. 
 Entre os processos deste grupo estão a formação do 
magma e suas correntes, o movimento das placas 
tectônicas, a formação de montanhas, etc. 
 O Sol é a fonte de calor externo, e está envolvida em 
processos que são conhecidos, em seu conjunto, como 
dinâmica externa da Terra. 
POR QUE ENTENDER A DINÂMICA INTERNA E 
EXTERNA DA TERRA? 
 A dinâmica interna da Terra é importante para se entender 
a origem dos minerais e das rochas ígneas. 
 A dinâmica externa para se entender o intemperismo, 
que provoca a alteração das rochas, o transporte e 
deposição de seus produtos e a formação das rochas 
sedimentares. 
 Os processos metamórficos (que formam as rochas 
metamórficas) podem estar relacionados à dinâmica interna 
e externa da Terra. 
 Os elementos químicos mais abundantes do planeta são: 
ferro (que pode existir como metal, como óxido, ou silicato, 
ou sulfeto - hematita, especularira), oxigênio (geralmente, 
combinado com outros elementos, especialmente com o 
sílicio), silício, magnésio (geralmente como óxido ou 
silicato-quartzos), níquel (como liga junto ao ferro, silicato 
junto ao magnésio, ou sulfeto junto ao ferro-piritas,galena), 
enxofre (nos sulfetos), cálcio (como óxido ou silicato) e 
alumínio. 
 Estes oito elementos, juntos, compõem cerca de 90% da 
massa do nosso planeta. 
ESTRUTURA INTERNA DA TERRA 
Núcleo Interno 
Núcleo Externo 
Manto 
Crosta 
 As sondagens profundas realizadas na crosta da Terra 
atingiram até hoje, no máximo, 12 km. 
 Apesar da marca impressionante, quando comparada 
com o raio da Terra (6.378 km), ela é desprezível. 
 Assim, a maior parte do conhecimento sobre a estrutura 
interna da Terra foi indiretamente obtido pelo estudo das 
ondas de propagação sísmica e de outros processos 
associados à dinâmica interna, como os produtos ejetados 
por vulcões durante as erupções. 
CAMADAS DA TERRA 
 O núcleo é dividido em interno e externo. A distância 
entre a superfície da Terra e o centro é de 6.400 km. 
O núcleo interno se estende do centro da Terra até 5.100 
km, e o externo de 5.100 a 2.900 km. 
 Acredita-se que o núcleo interno seja constituído por 
uma liga metálica em estado sólido, provavelmente de 
ferro-níquel, e sua densidade estimada corresponda à 
densidade calculada de 11,5 g cm-3, enquanto o núcleo 
externo deve conter algum outro elemento de peso 
atômico menor, pois sua densidade é 10 g cm-3. O núcleo 
externo é líquido. 
 Envolvendo o núcleo está o manto. 
 A descontinuidade de Gutenberg separa estas duas 
camadas, a aproximadamente 2.900 km de profundidade. 
 O limite superior do manto é definido por outra 
descontinuidade, a de Mohorovicic (Moho), que a separa 
do manto. Esta última descontinuidade também é 
chamada de Moho, e sua profundidade não é constante, 
sendo de 5 a 10 km nas áreas oceânicas e de 30 a 80 km 
nas áreas continentais. 
 Por isto, as sondagens para estudo do manto são 
geralmente realizadas no leito oceânico, apesar das 
dificuldades de embarcar os equipamentos de sondagem 
em navios e plataformas. 
O manto se divide em manto inferior (de 2.900 km a 650 
km), manto transicional (de 650 a 400 km) e manto 
superior (de 400km até a descontinuidade Moho). 
 A densidade do manto superior varia entre 3,2 g cm-3 a 3,7 
g cm-3. Esta densidade coincide com as das rochas 
ultramáficas, ricas em olivinas magnesianas e piroxênios. 
 Entre o Moho e uma profundidade de 400 km observa-se 
uma diminuição na velocidade das ondas sísmicas, e esta 
zona foi denominada de zona de baixa velocidade. 
Acredita-se que as rochas máficas têm sua origem ali, 
principalmente o peridotito (olivina + piroxênio) e o eclogito 
(granada + piroxênio). 
 Esta zona de baixa velocidade possui uma pequena 
quantidade de líquido, em torno de 2% no máximo. 
Embora pequena, nas condições que dominam esta 
camada, é suficiente para que seu comportamento seja 
mais plástico. 
 Esta parte é chamada de astenosfera. 
 Envolvendo o manto encontra-se a crosta. 
 É a camada mais externa da Terra e que pode ser 
subdividida em dois tipos conforme sua composição 
química e estrutura: 
 crosta continental e oceânica. 
 A crosta continental é relativamente espessa, de 35 a 70 
km de espessura, de densidade relativamente baixa 
(2,4g/cm3) e de composição relativamente rica em Al e Si, 
além de Na e K, comparável a dos granitos 
 A crosta oceânica,por sua vez, é bastante fina (de 3 a 12 
km de espessura), de densidade um pouco mais elevada 
(2,7g/cm3) e de composição relativamente mais rica em 
Mg e Fe comparável a dos basaltos. 
 litosfera: camada mais externa da Terra, de 
comportamento rígido. Inclui a crosta e a porção superior 
do manto, até 100km de profundidade. 
 astenosfera: camada situada logo abaixo da litosfera, que 
se encontra parcialmente fundida (- de 10% de fusão) e 
apresenta comportamento plástico. Estende-se de 100 a 
250km de profundidade, aproximadamente, estando 
totalmente situada no interior do manto. 
mesosfera: camada rígida de temperaturas e pressões 
muito elevadas que compreende o restante do manto, 
estendendo-se do limite inferior da astenosfera ao limite 
manto núcleo. 
 núcleo externo: corresponde a porção externa do núcleo 
que é líquida. Estende-se da profundidade de 2885km 
(limite manto-núcleo) à 5155km. 
 A distribuição heterogênea de elementos no planeta 
(evidenciada pela variação da densidade) mostra que o 
globo terrestre não é homogêneo física e quimicamente. 
 As informações hoje existentes sobre o seu zoneamento 
interno foram obtidas através da sismologia e da 
meteorítica, estudo de meteoritos (meteoritos são corpos 
celestes que atingem a Terra esporadicamente). 
 A sismologia consiste no estudo de terremotos, 
particularmente do estudo das ondas elásticas produzidas 
por um terremoto, que se propagam na Terra em todas as 
direções. 
 A meteorítica fornece informações sobre as geosferas 
internas da Terra, considerando que os meteoritos sejam 
pedaços de planetas que iniciaram a sua evolução à 
mesma época da Terra, mas não a completaram, tendo se 
desintegrado. 
 Em termos de composição química são reconhecidos os 
meteoritos metálicos (sideritos e siderólitos), compostos por 
Fe (~92%) e Ni (~8%), e os meteoritos rochosos (condritos 
e acondritos), de composição muito similar às rochas 
terrestres básicas e ultrabásicas. 
 Os primeiros correspondem a 1/3 e os últimos a 2/3 dos 
meteoritos encontrados na Terra, sugerindo que o núcleo 
desse proto-planeta era menor que o seu manto, o que é 
também observado na Terra. 
TEMPO GEOLÓGICO 
 
 O conceito de tempo é central para a geologia. A maioria 
dos processos geológicos que modelam a superfície da 
Terra e conferem estrutura ao seu interior, operaram ao 
longo de um tempo muito longo, da ordem de milhões e 
bilhões de anos. 
 As rochas expostas à superfície são os registros visíveis 
dos processos geológicos passados. 
 Das relações de tempo e espaço traduzidas pelas rochas, 
os geólogos construíram a escala de tempo geológico, que 
é usada para ordenar os eventos geológicos da história da 
Terra. 
 O tempo geológico é entendido como o tempo decorrido 
desde a formação da Terra até os nossos dias, isto é, 
aproximadamente 4,6 bilhões de anos. 
ERAS GEOLOGICAS 
 As eras geológicas são divisões da escala de tempo 
geológico que podem ser subdivididos em períodos a fim 
de se conhecer a longa vida do planeta. 
 As eras são caracterizadas pelas formas em que os 
continentes e os oceanos se distribuíam e os seres 
viventes que neles se encontravam. 
ERAS GEOLÓGICAS 
• Arqueozóica 
– Formação dos escudos cristalinos 
• Proterozóica 
– Extrusões de Magma originando grandes depósitos de 
minerais metálicos (Ferro, manganês etc.) 
• Paleozóica 
– Grande atividade transformadora da superfície, com o 
surgimento dos Alpes Escandinavos, Montes Apalaches 
etc. 
– Soterramento de florestas – originando jazidas de carvão 
mineral 
ERA PALEOZOICA 
Divide-se em três Períodos : 
 Primário Inferior: 
 Ordoviciano 
 Cambriano ( 490.000 a 600.00 anos) 
 Primário Médio: 
 Siluriano 
 Devoniano (400.000 a 430.000 anos) 
 Primário Superior : 
 Carbonifero 
 Permiano ( 270.000 a 350.000 anos) 
CARACTERÍSTICAS DO PERIODO PRIMÁRIO INFERIOR 
Características Gerais : 
 Presença de Rochas Metamórficas e sedimentares. 
 Desenvolvimento da vida principalmente no mar. 
 Aparecimento de invertebrados na Terra e gigantescas 
florestas. 
 Divisão da Terra em 05 Continentes: Gondwana, Angara, 
Algonquiana, Terra Escandinava e Terrínia. 
 Grandes movimentos Tectônicos. 
CARACTERÍSTICAS DOS PERIODOS MÉDIO E SUPERIOR: 
Características no Brasil : 
 Intensa erosão dos terrenos Brasileiros; 
 Formação das grandes bacias sedimentares; 
 Grandes abalos orogênicos; 
 Formação das jazidas de carvão no sul do Brasil. 
ERAS GEOLÓGICAS 
• Mesozóica 
 Grandes derramamentos de lava 
 Sedimentação dos fundos marinhos – originando grande 
parte das jazidas de petróleo 
 É bastante conhecida como a Idade dos Répteis por causa 
do aparecimento dos dinossauros neste período, além de 
moluscos e outros. 
 O clima do planeta neste período era quente, uniforme e 
tendia para o resfriamento dos pólos. 
 Já se podia observar a formação dos continentes do sul. 
 
Divide-se em três Períodos: 
TRIÁSICO 
JURÁSSICO 
CRETÁCIOS 
CARACTERÍSTICAS DO PERÍODO TRIASSICO 
é caracterizado por três tipos de rocha: 
 arenito fluvial vermelho, 
 calcário marinho fossilífero e 
 evaporitos e arenitos continentais. 
 Globalmente o Triássico é identificado pela sua fauna 
típica. 
FÓSSEIS DO TRIÁSSICO 
FÓSSEIS DO TRIÁSSICO 
CARACTERÍSTICAS DO PERIODO JURÁSSICO 
 Definido pelo geógrafo e naturalista alemão von Humboldt 
em 1795, o Período Jurássico durou de 205.7 a 142 
milhões de anos. 
 O limite inferior é caracterizado pela mudança das 
condições de sedimentação, que antes eram continentais, 
e que passaram a ser marinhas, já que o período se inicia 
com uma grande transgressão, ou seja, o nível dos 
oceanos sobe, e as águas invadem os continentes, 
formando grandes mares intracontinentais. 
FÓSSEIS DO JURÁSSICO 
CARACTERÍSTICAS DO PERÍODO CRETÁCEO 
 
 Em terra os dinossauros ainda eram dominantes, mas 
igualmente se extinguiram no final do período. Mamíferos e 
aves ainda são insignificantes em número. 
 Quanto à flora, os angiospermas (plantas com flores) se 
diversificam e adquirem bastante importância. 
 Nesse período, grande parte da superfície da Terra estava 
coberta por mares rasos (Europa, Norte da África, 
Madagascar, norte da Índia, Japão, margem leste da 
América do Norte, México e leste da América do Sul). 
 No início do Cretáceo haviam quatro grandes áreas de 
terra bem próximas, e um vasto Oceano Pacífico. Essas 
massas consistem da América do Sul + África, Índia, 
América do Norte + Groenlândia + Europa ( também 
chamada de Laurásia) e Austrália. 
 
 
ERAS GEOLÓGICAS 
• Cenozóica 
– Terciário: Formação dos dobramentos modernos: Andes, 
Alpes, Himalaia 
– Quaternário: Grandes Glaciações 
• Contornos dos continentes atuais