Vol 37 Fundamentos de Ciências e Geociências para o Ensino Fundamental

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Presidente da República Federativa do Brasil
Luis Inácio Lula da Silva
Ministro da Educação
Fernando Haddad
Secretário Executivo
José Henrique Paim Fernandes
Secretário de Educação Básica
Maria do Pilar Lacerda Almeida e Silva 
Diretora de Política da Educação Infantil e Ensino Fundamental
Jeanete Beauchamp
Coordenação Geral de Política de Formação de Professores (REDE)
Roberta de Oliveira
Universidade Federal do Pará
Reitor
Alex Bolonha Fiúza de Mello
Vice-Reitora
Regina Fátima Feio Barroso
Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação
Roberto Dall’ Agnol
Pró-Reitor de Extensão
Ney Cristina Monteiro de Oliveira 
Coordenação do Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento da Educação Matemática e Científica
Terezinha Valim Oliver Gonçalves
Coordenação Geral do Programa EDUCIMAT
Terezinha Valim Oliver Gonçalves
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
NúCLEO DE PESqUISA E DESENVOLVIMENTO DA EDUCAçãO MATEMÁTICA E CIENTíFICA
CENTRO DE PESqUISA E DESENVOLVIMENTO DA EDUCAçãO MATEMÁTICA E CIENTíFICA
EDUCIMAT: Formação, Tecnologias e Prestação de Serviço em Educação em Ciências e Matemátcas
Curso de Formação Continuada em Educação em Ciências para Professores de 5ª a 8ª série do Ensino Fundamental
Volume 37
FUNDAMENTOS DE CIÊNCIAS E GEOCIÊNCIAS PARA O 
ENSINO FUNDAMENTAL 
Maria Lúcia Harada (Org.) 
Elinete Oliveira Raposo Ribeiro
José Fernando Pina Assis
 
 Educimat 16 Editora da UFPA
Belém - Pará - 2008
Conselho Editorial 
Adilson Oliveira do Espírito Santo – UFPA
Adriano Sales dos Santos Silva – UFPA
Ana Cristina Cristo Vizeu Lima - UFPA
Ariadne Peres do Espírito Santo – UFPA
Arthur Gonçalves Machado Júnior – PPGECM
Eugenio Pacelli Leal Bittencout - UFPA
Flávio Leonel Abreu da Silveira - UFPA
Gleiciane de Souza Alves - PPGECM 
Isabel Cristina Rodrigues Lucena - UFPA
Jane Felipe Beltrão - UFPA
José Fernando Pina Assis – UFPA
Mara Rubia Ribeiro Diniz Silveira - PPGECM
Marcio Couto Henrique – UFPA
Maria Isaura de Albuquerque Chave UFPA
Maria Lúcia Harada - UFPA 
Natanael Freitas Cabral - UNAMA
Neivaldo Oliveira Silva - UEPA 
Renato Borges Guerra – UFPA
Sheila Costa Vilhena Pinheiro – PPGECM
Tadeu Oliver Gonçalves - UFPA
Tânia Regina dos Santos – UEPA
Terezinha Valim Oliver Gonçalves - UFPA
Valéria Risuenho Marques - SEMEC
Dados Internacional de Catalogação na Publicação (CIP)
Biblioteca Setorial do NPADC, UFPA
 Harada, Maria Lúcia.
H284f Fundamentos de ciências e geociências para ensino fundamental / 
Maria Lúcia Harada (org.), Elinete Oliveira Raposo Ribeiro, José 
Fernando Pina Assis. — Belém: Ed. UFPA, 2008.
(Obras completas EDUCIMAT; v. 37)
ISBN 85-247-0292-3 
ISBN 85-247-0316-4 
 
 1.CIÊNCIA-Ensino fundamental. 2. GEOCIÊNCIAS - Ensino 
fundamental. FUNDAMENTAL.I Ribeiro, Elinete Oliveira Raposo. II. 
Assis, José Fernando Pina. III. Universidade Federal do Pará. Núcleo 
Pedagógico de Apoio ao Desenvolvimento. 
SUMÁRIO
UM PRÓLOGO
UNIDADE 1 – UM PLANETA EM CONSTANTES TRANSFORMAÇÕES 11
1. ENERGIA E TRANSFORMAçÕES 13
1.1. Fontes de energia dos processos terrestres 14
2. DE qUE É CONSTITUíDA A TERRA? 	 17
3. MODELANDO A SUPERFíCIE 20
 3.1. O Desgaste dos Continentes 20
 3.2. Formação de Cadeias de Montanhas 23
4. UMA FÁBRICA DE PEDRAS 26
 4.1. O Ciclo das Rochas 26
5. PELOS CAMINHOS DA ÁGUA 28
 5.1. Por que ocorre o Ciclo da Água? 30
6. TEMPERATURA E UMIDADE: O CLIMA DA TERRA 31
7. TEMPO GEOLÓGICO: A IDADE DO PLANETA 32
 7.1. Por que estudar o passado da Terra? 32
8. AMBIENTES GEOLÓGICOS E TRANSFORMAçÕES 35
UNIDADE 2 – ÁGUA - UM LÍQUIDO PRECIOSO 37
1. ORIGEM E DISTRIBUIçãO DA ÁGUA 38
2. COMPOSIçãO E PROPRIEDADES FíSICAS E qUíMICAS DA ÁGUA 39
3. CLASSIFICAçãO DA ÁGUA 43
4. RESERVAS DE ÁGUA DOCE 44
5. POLUIçãO DAS ÁGUAS 45
6. ESCASSEZ DE ÁGUA NO MUNDO E SOLUçÕES 47
 6.1 Processos de purificação da água 48
7. TRANSFORMANDO ENERGIA COM A ÁGUA 49
UNIDADE 3 – BIODIVERSIDADE E AMBIENTE 51
1. A CLASSIFICAçãO BIOLÓGICA 52
2. REINO BACTERIA (Prokaryotae, Procaryotae, Monera) 55
2.1 Os Procariotos e seus ambientes 57
2.2 Diversidade bacteriana 59
3. VíRUS 60
4. REINO PROTISTA 61
4.1 Protozoários 62
4.2 Algas 63
4.3 Pseudofungos 64
5. REINO FUNGI 64
6. REINO ANIMALIA 66
6.1 Filo Porífera 67
6.2 Filo Cnidaria 68
6.3 Filo Platyhelminthes 69
6.4 Filo Rotifera 70
6.5 Filo Nematoda 70
6.6 Filo Anelida 72
6.7 Filo Mollusca 72
 OS ARTRÓPODES 73
6.8 Filo Chelicerata 73
6.9 Filo Mandibulata (Uniramia) 74
6.10 Filo Crustacea 75
6.11 Filo Echinodermata 76
OS CORDADOS 76
6.12 Filo Urochordata 77
6.13 Filo Cephalochordata 77
6.14 Filo Craniata 77
7. REINO PLANTAE 80
7.1 Vegetais Atraqueófitos 80
7.2 Plantas Traqueófitas 81
Gimnospermas 82
Angiospermas 83
O PROGRAMA EDUCIMAT: Formação, Tecnologias e Prestação de Serviços em 
Educação em Ciências e Matemáticas
 O Programa EDUCIMAT é coordenado e desenvolvido pelo NúCLEO PEDAGÓGICO 
DE APOIO AO DESENVOLIMENTO CIENTíFICO (NPADC) da Universidade Federal do 
Pará, que integra a Rede Nacional de Formação Continuada de Professores de Educação Básica 
(MEC/SEB), na qualidade de Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Educação Matemática 
e Científica. 
 O Programa visa à formação continuada de professores para a Educação Matemática e 
Científica, no âmbito da Educação Infantil e Ensino Fundamental. Como estratégia de trabalho, 
prevê a formação/fortalecimento de grupos de professores	 tutores dos Centros Pedagógicos 
de Apoio ao Desenvolvimento Científico (CPADC) e municipais, por meio da constituição 
dos Grupos Pedagógicos de Apoio ao Desenvolvimento Científico (GPADCs) em nível de 
especialização lato sensu. Nessa perspectiva, colocam-se como princípios de formação, dentre 
outros: a reflexão sobre a própria prática, a formação da cidadania e a pesquisa no ensino, 
adotando-se como transversalidade a educação inclusiva, a educação ambiental e a educação 
indígena. 
 O Programa está proposto para quatro anos, iniciando-se no Estado do Pará, com 
possibilidades de expansão para outros estados, especialmente das regiões Norte, Nordeste e 
Centro-Oeste. Parcerias poderão ser estabelecidas para otimizar o potencial da região no que diz 
respeito à institucionalização da formação continuada de professores no âmbito da Educação 
Infantil, Séries Iniciais, Ciências e Matemáticas. 
 O Programa EDUCIMAT situa-se no Núcleo Pedagógico de Apoio ao Desenvolvimento 
Científico (NPADC/UFPA), no âmbito do Programa de Pós-graduação em Educação em Ciências 
e Matemáticas, assim como o Mestrado. O NPADC é unidade acadêmica dedicada à pesquisa, 
à pós-graduação e a educação continuada de professores de Ciências e Matemáticas, desde a 
educação infantil e séries iniciais até a pós-graduação lato e stricto sensu. Conta com a parceria 
da Secretaria Executiva de Estado de Educação, por meio do Convênio 024/98 e de Instituições 
de Ensino Superior integrantes do Protocolo das Universidades da Amazônia: Universidade 
da Amazônia (UNAMA), Centro de Estudos Superiores do Estado do Pará (CESUPA) e a 
Universidade do Estado do Pará (UEPA).
Objetivos do Programa EDUCIMAT
Contribuir para a melhoria do ensino e da aprendizagem 
de Ciências e de Matemática no Estado do Pará e em 
outras regiões do país;
Formar professores especialistas na área de Ensino 
de Ciências e Matemáticas, para constituir Grupos 
Pedagógicos Municipais na área de Educação Matemática 
e Científica;
Formar e certificar professores de Ciências e 
Matemáticas da Educação Infantil e Fundamental 
nos Estados e Municípios, por meio da Educação a 
Distância;
Fortalecer os municípios, instituindo os GPADC 
como organismos municipais capazes de assegurar a 
tutoria da formação continuada de professoresem cada 
município;
Buscar a parceria dos governos municipais, estaduais e de 
outras instituições, garantindo a produção e reprodução 
de materiais didáticos específicos. 
Linhas de Ação do EDUCIMAT
1. Desenvolvimento de programas e cursos de formação 
continuada, em rede, e de professores da Educação 
Infantil e Fundamental, de natureza semi-presencial 
e a distância nos municípios, incluindo elaboração de 
materiais didáticos, tais como módulos, livros, softwares 
e vídeos;
2. Realização de programa de formação de tutores, em nível 
de pós-graduação lato sensu, para o desenvolvimento 
de programas e cursos de formação continuada de 
professores e lideranças acadêmicas locais;
3. Desenvolvimento de tecnologias educacionais (software, 
kits, cd-rom) para o ensino infantil e fundamental, 
no âmbito dos municípios e unidades educacionais 
públicas;
4. Associação a outras instituições de ensino superior 
e outras organizações para a oferta de programas de 
formação continuada, formação de grupos de estudos e 
pesquisas e implantação de redes e novas tecnologias 
educacionais.
Estratégias para o desenvolvimento do Programa
Formação de Pólos para o desenvolvimento do Programa 
EDUCIMAT, por meio de momentos presenciais e a 
distância;
Realização de Seminários e Encontros com a participação 
da equipe coordenadora do programa, professores, 
prefeituras e associações para firmar compromissos e 
acordos com o Programa;
Participação de estudantes, tutores e professores 
na produção de materiais didáticos e/ou produção 
intelectual;
Tutorias presenciais e a distância para formação de 
professores nas áreas de educação infantil, séries iniciais, 
ciências e matemática.
Desenvolvimento de cursos presenciais, semi-presenciais 
e a distância. 
Cursos de Especialização a Distância para Formação 
de Tutores e Cursos de Formação Continuada de 
Professores
Educação Matemática e Científica ênfase em Educação 
Infantil;
Educação Matemática e Científica ênfase em Séries 
Iniciais;
Educação em Ciências ênfase em Ensino Fundamental;
Educação Matemática ênfase em Ensino Fundamental.
Metas do Programa EDUCIMAT
Formar, em 4 anos, 1920 (um mil, novecentos e vinte) 
tutores;
Formar, com tutoria local, cerca de 20.500 (vinte mil 
e quinhentos) professores para educação infantil, séries 
iniciais, ciências e matemática;
Produzir kits de material instrucional para o ensino de 
Ciências e de Matemática;
Produzir 88 (oitenta e oito) produtos, nas quatro linhas 
de ação, em quatro anos;
Reproduzir, por meio de acordos com prefeituras e outras 
instituições, produtos de ensino e de formação, para uso 
da rede pública de ensino.
Comitê Geral do Programa EDUCIMAT
Profª. Dra. Terezinha Valim Oliver Gonçalves UFPA
Profª. Ms. Andrela Garibaldi Loureiro Parente UFPA
Prof. Ms. Adriano Sales dos S. Silva UFPA/Castanhal 
Profª. Ms. Larissa Sato Dias CESUPA
Coordenação de Áreas:
Ciências
Maria Lúcia Harada UFPA
Educação Indígena
Jane Felipe Beltrão UFPA
Matemática
Tadeu Oliver Gonçalves UFPA
Educação Infantil
Tânia Regina Lobato dos Santos UEPA
Educação Inclusiva
Maria Joaquina Nogueira da Silva CESUPA
Séries Iniciais
Neivaldo Oliveira Silva SEDUC
Educação Ambiental
Ariadne da Costa Peres UFPA
Secretária
Lourdes Maria Trindade Gomes
Apresentação
Caro(a) professor(a),
Temos o prazer de compartilhar com você o módulo sobre Fundamentos de Ciências 
e Geociências, enquanto parte integrante do curso de formação continuada de professores 
do Programa EDUCIMAT - Formação, tecnologias e prestação de serviços em Educação 
em Ciências e Matemáticas. Neste módulo iremos discutir tópicos de Ciências, tais como: 
caracterização da constituição da terra; características da Biodiversidade e sua importância 
no contexto amazônico; propriedades e importância da água para a vida e desenvolvimento 
tecnológico.
A escolha dos assuntos reflete sua importância para debate e discussão nas escolas de 
nossa região (amazônida), assim como para todo o País.
Para fomentar a discussão, apresentaremos textos acompanhados de atividades que 
possibilitem nosso diálogo e reflexão acerca do desenvolvimento da vida e diversidade dos 
seres vivos e que possamos estabelecer uma ação pedagógica voltada à formação de cidadãos 
críticos e capazes de se conhecer como Homem e reconhecer-se como natureza. Esperamos 
que as ações propostas lhe auxiliem a olhar reflexivamente para sua formação e atuação como 
professor.
Para que você tenha o melhor aproveitamento do módulo, recomendamos que desenvolva 
um plano de estudo, dedicando pelo menos duas horas diárias para leituras, desenvolvimento das 
atividades, anotações, indagações e reflexões que poderão ser compartilhadas com o professor-
tutor deste módulo.
No módulo são apresentadas três formas de exercícios, cuja realização é fundamental 
para uma melhor apreensão dos conteúdos:
 ... para	 refletir – Trata-se de exercícios de reflexão em que o professor terá 
a oportunidade de, por alguns instantes, parar a leitura para refletir sobre o 
conhecimento que possui acerca do conteúdo que está sendo estudado.
 ... para	refletir	e	registrar – Neste momento, o professor registrará sua reflexão 
e/ou pesquisa, para posterior auto-avaliação/revisão/aperfeiçoamento durante 
o desenvolvimento do módulo, algumas vezes construindo materiais didáticos 
que poderão ser utilizados com seus alunos. Com isso, terá a oportunidade de 
desenvolver a sua autonomia de pesquisa e escrita.
	Atividades – todas as atividades estão enumeradas para facilitar a comunicação com os 
colegas cursistas e com o professor-tutor. Trata-se de exercícios de caráter investigatório 
que deverão ser entregues ao professor-tutor durante a realização do módulo. 
As atividades propostas no módulo e a pontualidade na execução dessas atividades irão 
orientar a avaliação do seu desempenho como cursista e as suas anotações e contribuições irão 
orientar a avaliação do módulo.
queremos parabenizá-lo pela decisão de dar mais um passo em sua formação acadêmica. 
A responsabilidade de formar cidadãos conscientes de seu papel na sociedade requer um 
constante aperfeiçoamento e atualização. 
Desejamos que você tenha o melhor aproveitamento possível.
 E agora, MÃOS À OBRA!!
UM PRÓLOGO
 
Tempestades, terremotos, furacões, maremotos e tsunamis, enchentes, erupções vulcânicas, 
avalanches, deslizamentos de terra, estiagens, invernos, verões, eclipses, entre outros, são 
fenômenos naturais curiosos e surpreendentes a cuja ocorrência o ser humano sempre dedicou 
atenção e preocupação.
Desde seu alvorecer a humanidade busca compreender, para então explicar tais fenômenos. 
Na ausência dessa compreensão surgiram ao longo do tempo explicações místicas, não raro 
religiosas, muitas das quais ainda perduram. Entretanto, o dinamismo e a transdisciplinaridade do 
conhecimento têm conseguido avançar na direção da sua compreensão científica.
Hoje, é possível ver a história a partir das pilhas de informação acumulada pelas idas e 
vindas incessantes, promovidas pela secular investigação científica. Muita coisa ainda é, de todo 
ou em parte, não justificada cientificamente. A explicação para alguns processos terrestres ainda 
carece de maior investigação e suas teorias precisam ser mais testadas.
Como a Terra se originou? Quais as modificações que tem sofrido desde então? No que irá 
transformar-se adiante no tempo?
Nascida dos primórdios do tempo e do espaço, movendo-se rodopiante e orbitalmente 
durante bilhões de anos, a Terra, um minúsculo ponto na imensidão etérea do universo material, 
propõe um número inimaginário de questões desafiantes sobre si mesma. 
 Vamos imaginar a seguinte situação: você é um viajante espacial dirigindo-se para o sol, a 
estrela mais próxima.Na medida em que se aproxima, o brilho dele tende a ofuscá-lo e, de certo 
modo, impede que você perceba que ao seu redor orbitam planetas, pequenas esferas envolvidas 
por nuvens de gases, muitas delas com luas, esferas menores orbitando em torno de si. Sua 
curiosidade o leva a observar com mais detalhe a terceira esfera a partir do sol. Sua cor branco-
azulada promovida pelo envoltório gasoso o atrai. Chegando mais perto você inicia preparativos 
para aterrissagem e, ao diminuir a velocidade de sua nave, começa a perceber contrastes de claro e 
escuro, como numa colcha de retalhos. Mais perto ainda, já quase pousando, destaca nitidamente 
a superfície, onde vê oceanos, vastas áreas cobertas por massas líquidas nas quais “flutuam” 
continentes, áreas menores, porém mais elevadas, formadas por massas sólidas. quase ao pouso, 
percebe que as áreas elevadas são muito contrastantes, ora florestas e campos, ricos tapetes de tons 
verdejantes, ora desertos, onde a tonalidade é creme amarelada, quase vermelha, ou ainda calotas 
polares, áreas cobertas por uma grossa capa branca. Em alguns pontos, quase todos bordejando 
essas áreas; há montanhas, fileiras de terras íngremes e muito mais elevadas. 
Finalmente, ao pousar, você inicia sua mais pormenorizada observação e colhe detalhes: 
Há solo, camada de terra solta cobrindo vales e canyons, depressões alongadas, estreitas ou largas; 
há rios, grandes e pequenos cursos d’água carregando lama e a depositando curso abaixo, ou em 
lagos, massas d’água de contorno quase circular. Há também serras, planaltos, morros e colinas, 
elevações de topo íngreme, plano ou mesmo arredondado. Olhando para o alto você se depara 
com nuvens, massas cinza-esbranquiçadas deslocando-se intermitentes, e vê que ocasionalmente 
de dentro delas sai e precipita-se chuva, gotículas de matéria líquida, que aos milhares, rumo ao 
solo, escorrem lavando e limpando, carregando areia, pequenas partículas de terra e levando tudo 
em direção aos cursos d’água. Olhando melhor, percebe que há animais, formas vivas movendo-se 
sobre a superfície, flutuando no ar, ou ainda mergulhadas nas vastas massas d’água. Há também 
vegetais, outra manifestação viva do planeta, ora cobrindo o solo como num gramado ou capinzal, 
ora elevando-se do chão arbustiva ou arboreamente, constituindo um enorme tapete de cor verde. 
Mais ali, se depara com um vulcão, uma montanha vomitando fumaça e fogo. De seu interior jorram 
lavas, torrentes fumegantes, líquidas, viscosas, rubras, que descem suas encostas espalhando-se 
ao redor. Súbito um ruído estranho, interior, ensurdecedor e repentino o assusta: um terremoto, 
onde a terra sacode e racha destruindo tudo ao redor. Tudo muito rápido! Tudo isso lhe assombra 
e encanta. 
Pasmado com tamanha demonstração de inequívoca agitação, você se pergunta: como tudo 
isso começou? De onde vieram as várias e diferentes feições da matéria terrestre?Como será seu 
interior? O que se abriga lá por dentro? Será ela igual a outras esferas que orbitam a estrela sol? 
Terá ela um fim, se é que teve um começo!? 
Para que as respostas fluam, você precisará fazer observações, exames preliminares de 
fatos ou eventos, estabelecer interpretações, julgamentos acerca dos mesmos. Finalmente, você 
obterá conclusões, explicações, elaborando modelos teóricos que possam justificar, prever ou 
reproduzir tais fatos ou eventos.
 Isso significa pensar cientificamente o planeta dinâmico conhecido como Terra.
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FUNDAMENTOS DE CIÊNCIAS E GEOCIÊNCIAS - 5ª A 8ª SÉRIE 
UNIDADE 1
UM PLANETA EM CONSTANTES TRANSFORMAÇÕES
Objetivos
Professor (a), a partir da leitura desta unidade, esperamos que você seja capaz de:
	Conhecer os principais constituintes materiais da Terra;
	Compreender as transformações que ocorrem na superfície terrestre;
	Compreender o papel da água nas alterações atmosféricas e do solo.
Conteúdo 
	Energia e transformação;
	Constituição do ambiente terrestre;
	Formação de montanhas;
	O papel da água nas alterações da superfície terrestre;
	O tempo geológico.
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EM CIÊNCIAS E MATEMÁTICAS
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FUNDAMENTOS DE CIÊNCIAS E GEOCIÊNCIAS - 5ª A 8ª SÉRIE
 A Terra é um planeta em permanente transformação e 
a percepção disso é relativamente simples, desde que possamos 
presenciar os fenômenos de transformação em todo seu 
desenvolvimento. Considerando a natureza sob o ponto de vista 
geológico, a dificuldade aumenta na medida em que quase sempre, 
não temos acesso à observação direta dos fenômenos. 
Nestes casos, o reconhecimento e a descrição das transformações necessitam, em geral, 
de evidências indiretas e interpretações baseadas em extrapolações em termos de espaço e tempo.
quando lidamos com transformações geológicas, é comum a dificuldade na construção do 
raciocínio que nos permitiu identificá-las e a descrição do fenômeno das transformações: distinguir 
entre fenômeno e sua interpretação. Há dificuldades para o estabelecimento interpretação dos 
fenômenos a partir de sua observação em particular. Um exemplo disso são as rochas encurvadas 
que encontramos na natureza, e que costumamos denominar de dobramento.
Tal definição já inclui interpretação. Se considerarmos 
tais rochas como dobradas, implicitamente admitimos que houve 
momento em que não estavam dobradas e somente depois sofreram 
transformação, dobrando-se. Tudo, sem que houvesse testemunha 
para o evento, e seguramente envolvendo enormes forças que 
deveriam ter atuado para realizar tal dobramento.
... para refletir 
Por que as coisas se modificam?
O que nos leva a supor a ocorrência de transformações como 
a citada anteriormente? 
Em que consiste a transformação de um material?
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FUNDAMENTOS DE CIÊNCIAS E GEOCIÊNCIAS - 5ª A 8ª SÉRIE 
1. ENERGIA E TRANSFORMAÇÕES
Em todos os casos de transformação, é possível constatar algum tipo de movimento, em 
que alguma parte de matéria se deslocou em relação a outra. Toda transformação consiste em 
movimento, que pode alterar a natureza da matéria envolvida, de tal sorte que alguma característica 
ou propriedade da mesma resulte modificada.
Por outro lado, sabemos que só é possível colocar um corpo em movimento ou modificar 
seu estado inicial de movimento, se lhe for adicionada alguma força. Essa capacidade de produzir 
esforços resulta no que conhecemos por energia.
Considerando que cada parte da matéria contém uma quantidade diferente de energia , as 
transformações ocorrerão à medida que também ocorra o fluxo da energia, transportando-a de um 
ponto com maior concentração para um de menor concentração. quanto maior for sua quantidade 
disponível, maior será a capacidade de transformação da matéria.
As transformações são, portanto, uma resposta ao desequilíbrio energético, toda vez que 
ele ocorre.
A Terra é um planeta sujeito a ação de várias fontes permanentes de liberação de energia. 
Entre elas podemos incluir a energia solar e a energia gravitacional, que provocam ininterruptamente 
situações de desequilíbrio energético nos materiais terrestres, obrigando-os ‘a transformarem-se 
na busca de uma nova situação de equilíbrio. Enquanto isso ocorre, a energia flui através deles, 
transformando-se também em outros tipos de energia. Assim, desde que foi formada, a Terra vem 
passando pela condição de constante transformação em todas as suas escalas de espaço e tempo.
... para refletir e registrar 
Considere a afirmativa: O Sol tem mais energia que a Terra. A partir 
disso, como você justifica o fato da Terra liberar energia para o 
espaço?
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FUNDAMENTOS DE CIÊNCIAS E GEOCIÊNCIAS - 5ª A 8ª SÉRIE
1.1. Fontes de Energia dos Processos Terrestres
A Terra está situada dentro do campo energético que se estende ao redor do Sol e 
sua distância até ele é um dos fatores determinantes da quantidade da energia recebida 
pelo planeta. Essa energia é responsável pela ocorrência de muitos fenômenos naturais na 
superfície do planeta, entre os quais, existência e manutenção das formas vivas, variação 
média de temperatura, variações de pressão atmosférica, estações climáticas, correntes 
marítimas, precipitação pluviométrica, regime de ventos, etc. 
Esses fenômenos podem ser demonstrados através de experimentos de fácil 
realização, como por exemplo, a construção de um pluviômetro ou de um barômetro. Você 
pode encontrar essas informações em: Farndon, J. 1992. Guia Prático de Ciências – Como 
a Terra funciona. Editora Globo.
 Há pelo menos 5 bilhões de anos, o Sol libera enorme quantidade 
de energia. Isso ocorre por conta das transformações da matéria solar 
produzidas pela contração solar (redução do volume) e da fusão nuclear 
[transformação do hidrogênio (H) em hélio (He)]. 
Essas reações de fusão ocorrem principalmente no interior do astro. Lá, o calor e a pressão 
são suficientes para liberar elevada quantidade de energia, a partir da união de dois núcleos de 
hidrogênio formando um único núcleo de hélio, mais estável, o que diminui o estado energético do 
sistema levando à liberação de energia.
 A liberação de energia solar pode se manifestar na forma de manchas solares, gases 
incandescentes e vento solar. 
 Você pode realizar uma atividade para visualização indireta das manchas solares com os 
seus alunos, construindo, por exemplo, um projetor de manchas solares. Para isso, consulte Couper, 
H. e Henbest, N. 1991. Guia Prático de Ciências – Como o Universo Funciona. Editora Globo.
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FUNDAMENTOS DE CIÊNCIAS E GEOCIÊNCIAS - 5ª A 8ª SÉRIE 
	Energia interna da Terra
Diversos fenômenos naturais evidenciam que a Terra é um planeta dinamicamente instável 
por possuir grande quantidade de energia interna. Podemos perceber isso ao observar os:
	Vulcões e fontes termais (geisers) –liberação de matéria 
fluida com elevada temperatura do interior da Terra; 
	Grau geotérmico – aumento gradativo da temperatura a 
partir da superfície em direção ao centro da Terra; 
	Terremotos – liberação de energia mecânica a partir do 
movimento das rochas em subsuperfície.
... para refletir e registrar 
Pesquise a respeito da existência de vulcões e terremotos no 
Brasil e na Amazônia. Elabore um roteiro para utilização desse 
material com os seus alunos. Nas páginas www.cienciahoje.uol.
com.br, www.vulcanoticias.hpg.ig.com.br e www.unb.br/ig/sisbra você 
encontrará informações que poderão auxiliar sua pesquisa.
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Fonte: SBPC (2000).
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FUNDAMENTOS DE CIÊNCIAS E GEOCIÊNCIAS - 5ª A 8ª SÉRIE
	 Energia gravitacional 
quando alguma coisa cai, move-se rapidamente em direção ao solo. Isto ocorre devido 
à existência de uma força chamada atração gravitacional. O conceito baseia-se no princípio de 
atração da matéria, enunciado por Isaac Newton, que diz: matéria atrai matéria na razão direta 
de suas massas e na razão inversa do quadrado da distância que as separa. Este enunciado é 
representado pela seguinte equação:
Onde: F = força de atração gravitacional
 G = constante de atração gravitacional
 M1, M2 = massas dos dois corpos que se atraem
 d = distância entre os dois corpos
Mesmo que ainda não compreendamos muito bem, sabemos que é a atração da gravidade 
que nos mantém fixos no solo. A Terra possui um campo gravitacional onde todos os corpos ao 
seu redor estão sujeitos a sua atração. Do mesmo modo, o Sol exerce forte atração sobre a Terra e 
todos os astros dispostos em seu campo gravitacional.
Consequentemente, cada pedaço da matéria, cada corpo possui uma determinada energia 
potencial fornecida pela gravidade, cuja tendência é fluir sempre para o centro da Terra, onde a 
densidade de massa se concentra.
ATIVIDADE 1
Utilize os conceitos vistos para explicar as seguintes 
afirmativas:
- Segundo os astronautas, é difícil andar na Lua.
- Porque ocorrem as marés na Terra.
	 Energia magnética
A Terra é um gigantesco ímã, cuja posição dos pólos 
magnéticos é aproximadamente a mesma dos pólos geográficos 
norte e sul. Entretanto, ao longo do tempo suas posições vêm 
mudando significativamente, chegando mesmo a inverter sua 
polaridade. 
O campo magnético terrestre submete todos os corpos ao redor do planeta à sua atuação do 
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mesmo modo como faz o campo gravitacional. Entretanto, seus efeitos estão restritos a partículas 
carregadas elétrica ou magneticamente. 
Isto pode ser observado no caso da bússola, onde uma agulha metálica magnetizada orienta-
se permanentemente em direção aos pólos norte e sul da terra. Outra comprovação deste fenômeno 
pode ser vista no caso de algumas espécies de aves migratórias cujo senso de orientação geográfica 
só pode ser justificado pela existência de mecanismos magnéticos internos, relacionados ao campo 
magnético terrestre.
2. DE QUE É CONSTITUÍDA A TERRA?
Ao estudar a Terra do ponto de vista das transformações, é importante considerarmos que 
os materiais terrestres estão sofrendo modificações. A parte sólida constitui a totalidade do planeta 
em termos de massa e volume, apresentando diâmetro aproximado de 12.662 km. A observação 
direta do interior terrestre só é possível até os 10–15 km de profundidade, através de sondagens, 
perfurações de minas e erupções vulcânicas. Assim, quase a totalidade da própria crosta terrestre 
(camada mais superficial), cuja espessura média chega aos 50 km, permanece inacessível à 
observaçãodireta. É composta por três esferas: crosta, manto e núcleo.
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 Crosta: camada sólida da superfície da Terra, chamada também de litosfera. Compreende 
apenas 1% de seu volume total. Apresenta a seguinte composição média:
Composição % PESO % VOLUME
Oxigênio 46,6 93,8
Silício (Si) 27,7 0,9
Alumínio (Al) 8,1 0,5
Ferro (Fe) 5,0 0,4
Cálcio (Ca) 3,6 1,0
Sódio (Na) 2,8 1,3
Potássio (K) 2,6 1,8
Magnésio (Mg) 2,1 0,3
Esses elementos apresentam-se sob a forma de substâncias sólidas cristalinas conhecidas 
como minerais, dos quais os mais abundantes são os silicatos. 
Minerais são compostos químicos que apresentam estrutura interna 
rígida, composição química definida, origem inorgânica e natural, constituindo as 
rochas que ocupam uma porção considerável da crosta terrestre.
Os minerais apresentam propriedades físicas e químicas que permitem sua identificação 
e utilização para diferentes finalidades. Entre elas citamos: forma, cor, densidade, brilho, dureza, 
tenacidade, clivagem e fratura. Todo mineral que possua importância econômica é chamado de 
minério.
Os minerais refletem as condições físico-químicas predominantes no local de sua formação, 
por isso são considerados indicadores ambientais. 
 Manto e Núcleo 
São as duas esferas materiais do interior do planeta. Estão a grandes profundidades e só 
podemos saber a respeito delas a partir de evidências indiretas.
A partir dos resultados obtidos com o emprego das ondas sísmicas (velocidade e refração), 
das medidas de grau geotérmico e das variações de densidade das rochas do interior terrestre, 
é possível obter comprovações a respeito da estrutura e da composição química do Manto e do 
Núcleo. Assim, admite-se que o Manto seja basicamente sólido, constituído de silicatos de Ferro e 
Magnésio, com espessura aproximada de 2.900 km. O Núcleo, por sua vez, deve ser formado por 
Ferro e Níquel, dividido em uma porção mais externa, líquida, com 2.200 km de espessura e uma 
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outra, mais interna e sólida, com espessura de 1.300 km. 
 Além destas camadas a Terra apresenta externamente três outras esferas materiais: 
Atmosfera, Biosfera, Hidrosfera.
 Atmosfera: composta de matéria gasosa, distribuída em diversas camadas, entre elas a 
Troposfera (mais próxima da superfície). Esta camada concentra 99% da matéria gasosa da 
Terra, sendo responsável pelos fenômenos climáticos. Sua composição média é a seguinte:
COMPOSIÇÃO % PESO
Nitrogênio (N) 78,1
Oxigênio (O) 20,9
Argônio (A) 0,9
Gás Carbônico (CO2) 0,03
Outros 0,07
... para refletir e registrar 
Pesquise nos livros didáticos de ciências a respeito da existência 
de outras camadas constituintes da atmosfera, além da troposfera. 
Identifique suas características.
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 Biosfera: é constituída por todas as formas vivas existentes no planeta, formadas quase que 
totalmente por substâncias orgânicas complexas, onde predominam o oxigênio, carbono, 
hidrogênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. A biosfera representa uma pequena fração do 
volume terrestre e sua existência depende de condições físico-químicas específicas e restritas. 
Apesar disso, ela é responsável, entre outras coisas, pelo caráter predominantemente oxidante 
da atmosfera, produzido pela enorme quantidade de oxigênio liberado pela reação de 
fotossíntese.
Fotossíntese – reação química realizada em presença da luz solar, através da qual 
os vegetais obtém energia e liberam oxigênio para a atmosfera.
Pode	ser	representada	pela	equação	CO2+H2O	=	C2H2O	+	O2	↑
 Hidrosfera: camada líquida que cobre ¾ da superfície da Terra. É constituída principalmente 
de água (H2O) representada pelos oceanos, calotas de gelo polar e todas as formas de água doce 
continentais. Sua existência é fundamental para a manutenção de todas as formas de vida na 
superfície do planeta. Sua composição média é a seguinte:
Elemento químico % PESO
Oxigênio 86,0
Hidrogênio 10,5
Outros 3,5
3. MODELANDO A SUPERFÍCIE
3.1. O Desgaste dos Continentes
A matéria sólida do nosso planeta, além de inacessível à observação direta na sua maior 
parte, também se apresenta aos sentidos humanos com fortes características de imutabilidade. 
A litosfera está intimamente associada a uma sensação de permanência e segurança, pois não 
estamos acostumados a vê-la modificar-se de um dia para outro, exceto as pessoas que vivem em 
áreas assoladas por abalos sísmicos e vulcanismo.
Nunca perguntamos sobre a origem do solo ou do subsolo. Na praia, convivemos 
naturalmente com areia e raramente refletimos sobre sua natureza e formação. Temos notícias 
de avalanches e não perguntamos por que ocorrem. As águas dos rios carregam fragmentos de 
rochas, sem que reflitamos sobre sua origem e destino. No entanto, observando cuidadosamente, 
percebemos que a Terra está em permanente transformação.
As rochas superficiais estão em constante desequilíbrio energético. Formadas em sua 
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maioria em locais distantes da superfície, sua exposição aos agentes da intempérie produz um 
conjunto de processos denominado intemperismo, cuja ação é provocada pela água, vento, gelo 
e pelos organismos vivos. Os principais produtos do intemperismo são os sedimentos, observados 
com freqüência num corte de estrada, formando uma série de camadas superpostas. 
 A partir da ação intempérica, parte do material rochoso é transportada 
na forma de sedimentos, principalmente pela água, além de outros agentes 
como vento e pela gravidade, num conjunto de processos denominados 
erosão.
As transformações erosivas são resultantes de desequilíbrios energéticos associados direta 
ou indiretamente à gravidade e à energia solar. Um dos principais resultados da erosão é a tendência 
ao nivelamento da superfície terrestre, através da remoção dos sedimentos das porções mais altas e 
sua deposição nas depressões, principalmente nas bacias oceânicas.
Considerando a superfície terrestre como um todo, verificamos que a água é o principal 
agente intempérico e erosivo, justificando o dito popular “água mole em pedra dura tanto bate atéque fura”.
... para refletir e registrar 
A Terra sofre constantes transformações erosivas as quais tendem a 
nivelar sua superfície. Então, porque ainda existem montanhas?
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A velocidade com que os processos de intemperismo e erosão vêm desgastando o relevo 
pode ser calculada através da ação do principal agente erosivo: as correntes fluviais. Conhecendo-
se a quantidade média de sedimentos contidos em um litro de água de rio e também a velocidade e 
o volume de suas águas, podemos determinar a quantidade de sedimentos que ele transporta num 
dado intervalo de tempo.
Estima-se que o rio Amazonas transporte anualmente cerca de 600 milhões de toneladas 
de sedimento, enquanto toda a rede hidrográfica dos EUA transporta 400 milhões de toneladas 
anuais, levando-os para as bacias oceânicas. Considerando a idade da Terra (4,5 bilhões de anos) 
e a velocidade do processo de desgaste continental, o relevo do continente americano já deveria 
ter sido totalmente reduzido a uma imensa planície ao nível do mar. 
No entanto, isso não está acontecendo. Por quê? 
A explicação está no caráter cíclico da dinâmica terrestre. Ao mesmo tempo em que 
ocorre o desgaste superficial, novas montanhas estão sendo formadas a partir dos movimentos 
compressivos de outras partes da crosta, que dobram os materiais sedimentares transportados 
pelos agentes do intemperismo e da erosão.
De fato, há muitas evidências sobre essas movimentações: deslocamentos horizontais e 
verticais relativos da crosta; dobramento de camadas sedimentares, originalmente horizontais; 
registro de fósseis marinhos em cadeias montanhosas atuais; ação de terremotos; erupções 
vulcânicas, etc. Cada um destes fatores é sugestivo da movimentação da crosta em grande escala, 
mas em conjunto, constituem prova das referidas movimentações.
Podemos então resumir da seguinte maneira o processo de reciclagem do relevo, desgastado 
pelo intemperismo, pela erosão e o conseqüente soerguimento de montanhas, após sua acumulação: 
os materiais que o intemperismo e a erosão removem das montanhas continentais são depositados 
em extensas bacias oceânicas, constituindo inicialmente espessos pacotes sedimentares. Ao longo 
de milhões de anos, estes pacotes são comprimidos e dobrados por enormes forças, partindo-os, 
triturando suas rochas e modificando sua própria natureza. Como resultado, lentamente emerge 
do mar uma nova cadeia montanhosa.
Essa idéia explica, sem dúvida, porque ainda existem montanhas. No entanto, não identifica 
quais são as forças capazes de comprimir bilhões de toneladas de rochas, elevando-as a alguns 
milhares de metros acima do nível do mar. 
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... para refletir 
Como se formaram as profundas bacias oceânicas?
Por que as cadeias de montanhas estão limitadas a algumas 
regiões costeiras?
A origem dessas forças (forças orogenéticas) e sua relação com os mencionados fenômenos 
geológicos no tempo e no espaço, constituem um dos desafios enfrentados pela moderna geologia. 
Há muita divergência a respeito do assunto, gerando diferentes teorias como as que são expostas 
a seguir. 
3.2. Formação de Cadeias de Montanhas
As teorias orogenéticas admitem basicamente a idéia de que, paralelas às margens de 
algumas regiões costeiras, existem bacias de deposição de sedimentos continentais, denominadas 
geossinclinais. São extensas, relativamente estreitas, originalmente rasas e aprofundam-se à 
medida que ocorre a sedimentação. 
Ao longo do tempo geológico, esses depósitos sofrem compressão lateral e lentamente 
arqueiam, terminando por elevar-se acima do nível do mar.
 
Etapas de formação de uma cadeia de montanhas: sedimentação, arqueamento, dobramento, elevação.
 O Modelo das Correntes de Convecção no Manto
 
 Proposto para explicar a dinâmica das camadas de rocha na superfície terrestre. Considera 
que devido ao aumento gradativo da temperatura com a profundidade (grau geotérmico), formam-
se correntes de convecção de matéria no manto terrestre, similares às que ocorrem na matéria 
fluida (hidrosfera e atmosfera), embora em velocidade incomparavelmente mais lenta.
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Fonte: SBPC (2000).
Estas correntes têm fases predominantemente 
descendentes (células convectivas), gerando 
forças que puxam a crosta para baixo, 
propiciando o rebaixamento das bacias 
oceânicas, à medida que são preenchidas por 
sedimentos. 
Seguem-se movimentos convectivos horizontais que geram forças de compressão no limite 
em que duas células convergem, produzindo fraturamento, dobramentos, rompendo e fundindo 
parcialmente as rochas. Nestes locais formam-se as cadeias de montanha continentais e estão 
concentrados os registros de abalos sísmicos (terremotos). 
No limite em que duas células divergem, o processo é oposto, gerando forças de distensão, 
o que permite o aparecimento de novos materiais (magma) a partir de processos vulcânicos, 
geralmente de caráter submarino. Nestes locais, formam-se as cadeias vulcânicas meso-oceânicas 
e estão concentradas as atividades magmáticas.
 Apesar de bastante completo, o modelo das correntes de convecção no Manto deixa em 
aberto questões importantes: 
	A sua própria localização no Manto exatamente sob as faixas costeiras de deposição;
	O padrão de distribuição dos focos dos terremotos em profundidade;
	A ocorrência deste tipo de orogênese em determinadas áreas costeiras, como na costa oeste da 
América do Sul, além de sua ausência na margem leste do mesmo continente.
 Modelo da tectônica de placas
 Tem sua origem na antiga teoria da deriva dos continentes, elaborada a partir da constatação 
das afinidades dos contornos continentais e das semelhanças geológicas e fossilíferas observadas 
entre continentes diferentes.
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 Segundo a teoria, originalmente haveria 
um único continente que, há algumas centenas de 
milhões de anos, teria se rompido em várias partes, 
iniciando a migração geradora da atual configuração 
dos continentes terrestres.
 A partir de novos conhecimentos e com o apoio 
da geologia marinha, a antiga idéia da deriva dos 
continentes foi retomada e o modelo da tectônica 
de placas deu-lhe maior substância e coerência.
Segundo ele, toda a crosta terrestre, 
incluindopequena porção superior do manto, é 
constituída por uma espécie de mosaico composto 
de placas rígidas (continentais e oceânicas) que, há 
200 milhões de anos, teriam iniciado movimentos 
migratórios que resultaram em todas as feições da 
atual crosta terrestre.
Três tipos de movimento estão envolvidos:
	Afastamento de duas placas, gerando cadeias 
vulcânicas meso-oceânicas entre elas (formação 
de novo assoalho oceânico);
	Aproximação e choque entre duas placas, onde uma delas submerge sob a outra em direção 
ao Manto, proporcionando a formação de abalos sísmicos, vulcanismos e, posteriormente, 
cadeias montanhosas;
	Deslocamento relativo entre duas placas, gerando intensa atividade sísmica em conseqüência 
da compressão entre elas.
A tectônica de placas, considerada em toda a sua complexidade, consegue explicar a quase 
totalidade dos fenômenos tectônicos conhecidos, porém deixa questões relevantes em aberto: 
	A formação de cadeias montanhosas de idade maior que 200 milhões de anos; 
	As forças gigantescas, capazes de movimentar as placas; 
Há geólogos que propõem uma junção deste modelo com o modelo das correntes de 
convecção. Neste caso, as correntes de convecção seriam responsáveis apenas pelo deslocamento 
das placas e não pela totalidade dos fenômenos que a versão original procurava explicar. 
Há várias objeções, deixando em aberto um dos mais apaixonantes debates sobre a dinâmica 
interna da crosta.
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4. UMA FÁBRICA DE PEDRAS
A denudação continental e a orogênese, consideradas sob determinado ponto de vista, 
determinam profundas e permanentes modificações no relevo. Porém, simultaneamente envolvem 
também modificações nas rochas constituintes da litosfera, pois são estes os materiais desgastados 
pelo intemperismo que acabam soerguidos nas montanhas. As transformações próprias das rochas 
constituem, portanto, um novo ângulo sob o qual pode ser encarada a dinâmica da litosfera.
Ao transferirmos o foco de interesse da geomorfologia (estudo das modificações do 
relevo terrestre) para a petrologia (estudo da gênese das rochas), percebemos que existem grandes 
diferenças entre as rochas constituintes da litosfera. Apesar de constituídas de poucas formas 
minerais, elas variam entre si em número, proporção, tamanho, grau de coesão, etc. O estudo 
dessas diferenças constitui uma pista para a compreensão das transformações da Terra.
... para refletir 
Como e onde se formam as rochas?
Por que as rochas se modificam?
Essas transformações apresentam algum caráter cíclico?
Ao tratarmos destes assuntos, voltamos a nos defrontar com a dificuldade da observação 
direta, pois os dados acessíveis são fragmentários, necessitando de muitas correlações e 
extrapolações para obtermos respostas aceitáveis às questões propostas.
4.1. O Ciclo das Rochas
 Existem três ambientes básicos de formação de rochas: sedimentar, magmático (ou ígneo) 
e metamórfico. Cada um deles apresenta variações específicas que imprimem marcas nas rochas, 
tornando-as indicadoras do ambiente em que se originaram. 
Cada tipo de rocha, submetida á condições distintas daquelas reinantes em seu ambiente 
de origem, necessita adaptar-se a este novo ambiente e, conseqüentemente, transformar-se em um 
novo tipo de rocha a ele compatível. 
 As transformações de um tipo de rocha em outro, a partir de condições físico-químicas 
reinantes, denomina-se ciclo das rochas (Ciclo Petrogenético).
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 Rochas formadas na superfície terrestre
O intemperismo provoca a desagregação e decomposição das rochas expostas à superfície 
terrestre. Uma parcela do material resultante passa a fazer parte do solo, enquanto outra é removida 
pelos agentes erosivos, impulsionados pela gravidade. As correntes fluviais, como principal agente 
erosivo, carregam enormes quantidades de material, promovendo seu desgaste à medida que 
provocam o choque dos fragmentos entre si e com seu leito. 
Os materiais transportados (sedimentos) eventualmente chegam a locais de águas 
relativamente calmas, como oceanos e lagos, onde são depositados horizontalmente em camadas 
(estratos) distintas, que podem ser individualizadas a partir da cor, granulometria, forma dos 
grânulos, natureza dos componentes, etc. Com o passar do tempo, a compactação endurece estas 
camadas transformando-as em rochas sedimentares.
A pressão exercida pelas camadas sobrepostas é uma das condições necessárias para a 
transformação dos sedimentos em rocha. Do mesmo modo, é importante a presença de um cimento 
natural, como o carbonato de cálcio (CaCO3) que, levado por águas infiltrantes, precipita-se nos 
espaços entre os grânulos sedimentares, soldando-os. 
A rocha sedimentar formada a partir desse processo (compactação e cimentação) é 
denominada clástica ou detrítica. Um exemplo disso é o arenito, rocha formada basicamente por 
grãos de areia. 
As rochas sedimentares também se formam a partir da precipitação de íons dissolvidos 
na água. São denominadas rochas sedimentares químicas, como o calcário, composto quase 
totalmente por carbonato de cálcio. 
Íons são elementos ou compostos químicos energeticamente instáveis, carregados 
eletricamente. Podem ser positivos (cátions) ou negativos (ânions).
Há também o caso das rochas sedimentares biogênicas, resultado do acúmulo, compactação 
e solidificação de restos de organismos nos leitos das bacias sedimentares. Um exemplo disso é o 
carvão mineral, originado por restos vegetais.
 Rochas formadas abaixo da superfície terrestre
Diferentemente das rochas sedimentares, algumas rochas encontradas na superfície terrestre 
apresentam-se extremamente cristalinas, pressupondo a existência de condições ambientais 
distintas para a sua formação. 
A partir de experiências com cristais em laboratórios, o estudo das condições de formação 
desse tipo de rochas revelou observações importantes:
	Em um cristal, os átomos sempre estão arranjados de forma regular, mantendo distâncias 
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milimetricamente fixas entre si;
	A presença de cristais em arranjo espacial desordenado identifica que a rocha formou-se a 
partir de material em estado de fusão ou semi-fusão;
	O tamanho relativo dos cristais indica o tempo de resfriamento do material fundido ou semi-
fundido: se o resfriamento for lento, os cristais tenderão a crescer mais, se for rápido, os cristais 
tenderão a ser de menor tamanho. 
Essas observações são usadas para analisar amostras de rochas cristalinas e identificar 
como e onde elas se formaram: 
	Rochas ígneas vulcânicas, formadas a partir da solidificação de material fundido (magma) 
que subiu através de fendas, solidificando na superfície terrestre. 
	Rochas ígneas plutônicas, formadas a partir da solidificação de material fundido nas 
profundezas da crosta. 
	Rochas metamórficas, formadas a partir das modificações químicas em rochas pré-existentes, 
quando submetidas à alta temperatura e pressão, reinantes abaixo da superfície terrestre; é 
importante destacar que as transformações ocorrem, mantendo as rochas no estado sólido. 
5. PELOS CAMINHOS DA ÁGUA
 Na tentativa de compreender as transformações na litosfera, ficou evidente o papel 
desempenhado pela água na maioria dos processos envolvidos. Assim, é importante compreender 
as características da hidrosfera e das suas transformações.
A água encontra-se nas formas líquida, sólida ou gasosa, em toda a superfíciedo planeta 
e distribuída na atmosfera, na biosfera, na hidrosfera (em reservatórios continentais e oceânicos), 
ocupando ¾ da área total da superfície terrestre, conforme mostrado no quadro abaixo:
DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NA TERRA
Superfície total na Terra 510.106 km2
Superfície total das águas salgadas 364.106 km2
Volume total de água salgada 1.350.106 m3
Volume total de água doce (superficiais e subterrâneas) 37,6.106 km3
Volume de geleiras 37,6.106 km3
Volume de lagos e rios 29.106 km3
Volume de águas subterrâneas 0,2.106 km3
Volume total de água armazenada na massa biológica 8,4.106 km3
Volume de água na atmosfera 0,0006.106 km3
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Ela circula permanentemente entre esses reservatórios (sub-superfície, flora, fauna, 
atmosfera), naquilo que é conhecido como ciclo hidrológico, transferindo-se da superfície para 
a atmosfera principalmente através da evaporação direta, transpiração de plantas/animais e da 
sublimação. O conjunto recebe o nome de evapotranspiração. 
A evaporação é uma forma lenta de passagem da água do estado líquido ao estado 
de vapor pela ação do calor, ocorrendo apenas na sua superfície. Sublimação é a 
passagem direta da água no estado sólido para o gasoso.
O vapor d’água sobe com as correntes de circulação atmosférica e pode atingir grandes 
alturas (1000 km ou mais). Aí, a temperatura é mais baixa e o vapor condensa em gotas muito 
pequenas. As gotículas de água se juntam em nuvens. quando há muita quantidade de vapor, a 
condensação continua, aumentando o tamanho das gotas e a água cai (precipitação) na superfície 
terrestre. 
 Ao chegar na superfície, a água pode seguir vários caminhos. Uma parte pode ser devolvida 
diretamente à atmosfera por evaporação. Outra parte escoa superficialmente e contribui para a 
formação de córregos, rios, riachos, lagoas e lagos. Parte desta infiltra-se no solo, reidratando-o 
enquanto uma outra parcela desce verticalmente as camadas do solo, e acumula-se em depósitos 
subterrâneos. A profundidade de penetração da água depende da textura do solo.
O escoamento superficial e a infiltração dependem do tipo de solo e da deposição de matéria 
orgânica na superfície. Solos com elevado teor de matéria orgânica são porosos, mais absorventes 
e reduzem o volume de escoamento superficial.
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O ciclo hidrológico é um agente modelador da superfície terrestre por causar erosão, 
transportar e depositar sedimentos. Para compreendê-lo, é preciso medir a intensidade de seus 
processos nos diversos ambientes onde ocorre. 
Nos oceanos há excesso de evaporação, todavia este valor é compensado pelo excesso 
de precipitação que ocorre nas áreas continentais. Isto caracteriza a existência mundial de um 
balanço hidrológico, sustentado pelo escoamento superficial e subterrâneo da água dos continentes 
até os oceanos e por sua circulação atmosférica, devolvendo umidade aos continentes. Como a 
evaporação também ocorre nas áreas continentais e a precipitação nas áreas oceânicas, conclui-se 
que, nestes locais o ciclo hidrológico se dá em escalas menores.
5.1. Por que corre o Ciclo da Água?
A água continental, sob a ação da gravidade, escoa para os reservatórios marinhos. Caso 
não houvesse os fenômenos de evaporação, condensação e precipitação, toda água continental 
teria escoado para as bacias oceânicas num tempo relativamente curto.
O ciclo da água resulta de um conjunto de transformações promovido pela energia solar 
e pela ação da gravidade, que agem diretamente nos reservatórios e indiretamente através da 
circulação atmosférica. A Terra está em equilíbrio radiante, emitindo para o espaço praticamente a 
mesma quantidade de energia que recebe do sol. A temperatura resultante, determinada em grande 
parte pela distância da Terra ao Sol, está dentro dos limites favoráveis para a ocorrência da água 
nos três estados físicos e a conseqüente movimentação através do seu ciclo.
A passagem de água líquida para vapor d’água (evaporação e transpiração dos seres 
vivos) é um fenômeno de desequilíbrio energético sustentado pela energia solar. quanto maior 
a energia calorífica disponível (quanto maior a temperatura), tanto mais intenso será o fenômeno 
de evaporação. Todavia, ela depende de pelo menos mais dois fatores: a existência de água no 
estado líquido e a própria quantidade de vapor d’água existente na atmosfera circundante da massa 
liquida, que exerce pressão de vapor e contrabalança a tendência à evaporação. 
Temperaturas mais elevadas estimulam a circulação atmosférica horizontal ou vertical, 
movendo as massas de ar saturadas em vapor d’água, facilitando o fenômeno de evaporação.
O retorno do vapor ao estado líquido na atmosfera (condensação) ocorre em virtude do 
resfriamento do ar, a partir do momento em que a massa atinge o ponto de saturação de vapor. Este 
resfriamento ocorre primordialmente em conseqüência da movimentação vertical. À medida que a 
massa de ar se eleva, atinge regiões com baixa pressão circundante e consequentemente expande-
se e resfria. O resultado desse processo é a formação de nuvens.
O fenômeno da chuva (precipitação) ocorre quando as gotículas de água nas nuvens 
aglutinam-se até atingir um tamanho cerca de um milhão de vezes maior, favorecendo sua queda 
por ação da gravidade.
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6. TEMPERATURA E UMIDADE: O CLIMA DA TERRA
O ciclo da água depende da energia solar, principalmente no que se refere à fase de 
evapotranspiração. Por conta disso, os padrões de distribuição de umidade junto à superfície 
terrestre coincidem, em grande parte, com o padrão de distribuição da temperatura. Como a Terra 
é aproximadamente esférica, os raios solares incidentes atingem mais intensamente as regiões 
equatoriais. Em direção aos pólos, a curvatura da Terra faz com que esta incidência seja menor, o 
que leva à perda da energia incidente por unidade de área superficial, resultando em temperaturas 
médias progressivamente menores. Desse modo, a temperatura decresce gradativamente desde 
o equador até os pólos, gerando um padrão latitudinal de temperatura. quanto maior a latitude 
menor a temperatura. 
Latitude é a medida em graus tomada a partir do equador em direção aos pólos 
norte e sul, variando de 0º a 90º.
A atmosfera apresenta variações térmicas em todas as suas camadas. Na parte inferior, 
as temperaturas são em geral elevadas, diminuindo gradativamente até a parte superior. Este 
fato promove o fenômeno da circulação atmosférica. O ar se movimenta porque dois pontos 
desigualmente aquecidos junto à superfície terrestre geram diferenças de pressão nas massas de ar 
mais acima. quanto maior a temperatura de uma dada massa de ar, maior será o volume ocupado 
e menor será sua densidade, por conta do afastamento de suas moléculas. 
Com isso, ocorre uma diminuição da atração gravitacional sobre a camada de ar mais 
aquecida, fazendo com que ela suba. O deslocamento do ar abre espaço para que outras camadas 
menos aquecidas (e mais densas) desçam até a superfície da Terra por conta da atração gravitacional, 
completando-se desse modo o ciclo atmosférico. 
Portanto, o ar se movimenta em resposta ao aquecimento desigual da superfície terrestre, 
decorrente da forma, dos movimentos da Terra, das diferenças na velocidade de aquecimento e 
resfriamento e dos diferentes materiais sobre os quais a energia solar incide. 
O clima pode ser considerado uma síntese da história do tempometeorológico. Enquanto o 
tempo meteorológico é algo concreto, o clima é algo apenas estatístico: uma espécie de generalização 
dos registros do tempo no decorrer de um longo período. 
O padrão climático latitudinal é modificado principalmente por influência dos continentes e 
oceanos. As diferentes velocidades de absorção de energia pelo solo e pela água fazem com que os 
climas continentais possuam uma variação anual de temperatura maior do que os climas marinhos. 
Os continentes também tendem a desviar o fluxo de ar e interromper os padrões latitudinais de 
umidade. 
As condições atmosféricas estão constantemente mudando no tempo e no espaço, entretanto, 
os processos que operam nestas mudanças atuam mais ou menos uniformemente ao longo do ano. 
Por esta razão, os lugares secos e úmidos da Terra permanecem essencialmente na mesma situação, 
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ano após ano. Assim, é possível definir as regiões onde predominam climas desérticos, tropicais, 
temperados e polares. 
 ATIVIDADE 2
Elabore experimentos que demonstrem a circulação atmosférica e 
os fenômenos de evaporação e condensação da água, que possam 
ser utilizados em aula. 
Consulte Hann, J. 1991 Guia Prático de ciências – Como a Ciência 
Funciona. Editora Globo. 
7. TEMPO GEOLÓGICO: A IDADE DO PLANETA
Encurralado na extremidade mais recente do tempo geológico, ausente praticamente da 
totalidade da história do planeta, o Homo sapiens lançou-se na aventura de reconstruí-la, uma das 
mais fascinantes aventuras da inteligência, na tentativa de decifrar a origem do planeta, da vida e 
de sua evolução através dos tempos. 
A tarefa começa com a necessidade de reunir evidências, indícios dispersos do passado 
geológico e registrados nas rochas. Entretanto, é preciso ordenar esses registros cronologicamente, 
associando-os a processos geológicos. 
Desse estudo emergem idéias e princípios que transformam o registro nas rochas numa 
seqüência dinâmica, como imagens de cinema, e a história começa a ganhar corpo. Todavia, é 
necessário o auxílio da tecnologia para decifrar muito dos registros. Para isso lança-se mão das 
simulações em laboratório para completar ou retificar o cenário como um todo.
A questão é que os registros do passado não estão amplamente disponíveis e as condições 
de experimentação laboratorial nem sempre retratam fielmente as condições naturais. Portanto, 
estudar e entender o passado geológico é como fazer uma viagem a um tempo onde os fenômenos 
são tão amplos e complexos que tornam difícil sua compreensão.
7.1 Por que estudar o passado da Terra?
Além da curiosidade natural de desvendar a historia do nosso planeta, o estudo do passado 
da Terra tem duas outras importantes finalidades:
	Auxiliar na busca por recursos naturais;
	Permitir o entendimento dos fenômenos naturais que ocorrem atualmente no planeta.
O conhecimento da história da Terra permite construir uma noção de geologia e de meio-
ambiente, na qual é possível compreender o momento geológico atual e prever com maior clareza 
possível os próximos passos da história do planeta.
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A circulação atmosférica e o ciclo da água são processos que se desenvolvem e completam 
em ritmos que facilitam a observação e o acompanhamento direto pelo homem. 
Há, porém, ciclos de transformações na litosfera e na biosfera que envolvem processos 
muitos lentos e cujas mudanças não são passíveis de observação, exceto se considerarmos o 
tempo geológico. Diferentemente do tempo cronológico usual, ele abrange escalas estranhas à 
nossa experiência cotidiana, escapando aos padrões usuais limitados aos sentidos humanos e seus 
instrumentos de ampliação.
De um modo geral, o conceito de tempo é extremamente subjetivo. A familiaridade que 
temos com ele, faz com que em raras ocasiões, reflitamos sobre sua existência e significado. Ele 
é medido por eventos, podendo ser considerado de modo relativo (por exemplo: antigo, muito 
antigo, etc) ou de modo absoluto (por exemplo: há tantos anos). Em qualquer dos casos, algumas 
questões são básicas se considerarmos o conceito de tempo: 
	Tempo e evento são indissociáveis, pois o tempo não ocorre sem que haja alguma transformação 
da matéria;
	Os eventos geológicos são marcadores de tempo e apresentam algumas propriedades particulares 
tais como a repetição e velocidade constante;
A ciência geológica elaborou, há bastante tempo, uma escala geológica utilizável 
mundialmente, baseada no registro das rochas, seus minerais constituintes, suas estruturas 
(estratificações, dobramentos, falhamentos), seus fósseis, etc. A escala apresenta formas de 
raciocínio que dão sentido ao registro nas rochas e à seqüência dos eventos no tempo, baseadas 
em dois princípios:
	O princípio do Atualismo (uniformidade dos processos geológicos), proposto por James 
Hutton, baseado na idéia de que o presente é a chave do passado. Estudando-se os processos 
atuais do planeta e os efeitos que deixam nas rochas, podemos decifrar os registros antigos, 
associando-lhes processos equivalentes. 
	O princípio da Superposição, continuidade lateral e horizontalidade original das camadas de 
rochas, proposto por Nicolaus Steno, baseado na idéia de que as rochas se superpõem segundo 
suas idades. Em um pacote de rochas estratificadas, as mais antigas encontram-se na base e as 
mais novas no topo. 
A escala de tempo geológico é uma medida dos intervalos de tempo que separam um 
determinado evento de outro e permite situá-los cronologicamente ao longo da história do planeta. 
De acordo com ela, o tempo pode ser dividido em quatro grandes unidades, que reúnem eventos 
geológicos em ordem decrescente de abrangência: Éon, Era, Período e Época.
 Apesar de válidas, as divisões atribuídas aos intervalos do tempo permitem desvendar 
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apenas a idade relativa das rochas e dos eventos a elas associados.
Para obter a idade absoluta das rochas e dos eventos, a ciência geológica precisou melhorar 
a escala, inserindo nela conceitos de radioatividade química, instrumentos de medida de tempo 
mais precisos. Foi então criada a escala radiométrica do tempo. Nela, os intervalos de tempo são 
medidos a partir do registro das transformações que ocorrem em elementos químicos especiais, 
conhecidos como isótopos e que apresentam propriedades radioativas.
Isótopo é um elemento químico instável, cujo núcleo atômico se desintegra 
lentamente, emitindo energia radioativa e, gradualmente, transforma-se em outro 
elemento químico mais estável.
Ocorrem vários desses elementos no ambiente natural e, quando uma rocha se forma, alguns 
deles são confinados nelas, funcionando a partir de então como um relógio natural. Lentamente, eles 
vão liberando energia radioativa (na forma de Raios Alfa, Beta e Gama) e aos poucos transformam-
se em outros elementos. Entre os mais importantes, citamos:
Urânio (237U) que transforma-se em Chumbo (237Pb);
Potássio (40K) que transforma-se em Argônio (40Ar);
Rubídio (87Rb) que gera o Estrôncio (87Sr);
Carbono (14C) que transforma-se em Nitrogênio (14N);
À esquerda estão os elementos radioativos (elementos-pai) e à direita estão os elementos 
radiogênicos (elementos-filho). Segundo o princípio da radioatividade, os elementos-pai 
transformam-se em elementos-filho em velocidade constante, mesmo que se alterem as condições 
ambientais onde ambos estão colocados. Assim, foi possível estabelecer uma espécie de relógiopara medir o tempo de transformações das rochas da crosta, calculando a quantidade relativa de 
elementos-pai e elementos-filho que as rochas contém. 
Como o tempo de transformação é muito lento, as unidades de medida envolvem milhões 
e bilhões de anos. A escolha do método de datação mais adequado dependerá, portanto, das 
características das rochas ou do mineral que se quer datar.
Alguns métodos de datação radioativa (como o Carbono 14) permitem datar apenas 
eventos geológicos muito jovens (com idade de até cem mil anos) ou mesmo artefatos de época 
pré-histórica. No entanto, para datar eventos mais antigos, (com idade acima de milhões de anos), 
são usados outros métodos como por exemplo, Urânio–Chumbo, Rubídio-Estrôncio, Potássio-
Argônio, etc. 
A partir do uso destes métodos, a ciência geológica admite atualmente que a Terra formou-
se aproximadamente há 4,6 bilhões de anos, idade radiométrica obtida em rochas meteoríticas 
muito comuns na superfície da Terra e similares ao material que originou o planeta.
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O tempo geológico é incrivelmente longo, principalmente quando o comparamos com o 
curto intervalo de tempo que trata da existência do Homem. Apesar disso, é possível datar os 
eventos utilizando o registro geológico da distribuição dos fósseis nas rochas.
Fóssil - todo resto ou vestígio de um ser vivo do passado geológico, encontrado 
preservado nas rochas.
Esta escala é denominada escala paleontológica do tempo e inclui grandes intervalos, 
caracterizados pelo surgimento, predomínio e declínio das espécies vivas ao longo do tempo. 
Segundo a escala, o tempo é dividido nos seguintes intervalos, contados em seqüência decrescente 
a partir do início do registro da vida na Terra:
	Idade dos organismos unicelulares
	Idade dos organismos multicelulares
	Idade dos metazoários grandes
	Idade dos primeiros organismos invertebrados
	Idade dos primeiros organismos vertebrados
	Idade das primeiras plantas terrestres
	Idade dos primeiros insetos
	Idade dos primeiros vertebrados terrestres
	Idade dos dinossauros
	Idade dos vegetais com flores
	Idade dos mamíferos
8. AMBIENTES GEOLÓGICOS E TRANSFORMAÇÕES
As sociedades modernas demandam e dependem dos recursos geológicos. Vivemos a era 
dos metais e estes são materiais encontrados exclusivamente nas rochas. Assim, um dos principais 
objetivos da pesquisa geológica é a identificação de jazidas minerais. 
Jazidas minerais são acumulações de minérios úteis, cuja exploração é 
economicamente viável.
Os elementos químicos e minerais úteis ao homem encontram-se predominantemente 
dispersos na crosta, inviabilizando sua exploração. Os processos atuantes nos ciclos de transformação 
da litosfera são os responsáveis pela mobilização destes elementos e por suas eventuais concentrações 
na crosta. Alguns minérios são frutos de processos sedimentares, de processos metamórficos e 
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ainda outros de processos magmático, associados não somente a determinados tipos de rocha, 
como também a estruturas geológicas especificas.
Para relembrar os processos de formação de rochas, releia o tópico UMA 
FÁBRICA DE PEDRAS.
O estudo geológico da natureza nos permite perceber porque os recursos minerais não 
são renováveis. Mesmo a água, um recurso tradicionalmente considerado renovável, em virtude 
do rápido desenvolvimento de seu ciclo, está no limiar desta condição, tendo em vista a rápida 
ampliação da demanda e o mau uso que a sociedade moderna vem lhe conferindo. Disso tudo, é 
bom não esquecer que “minério não dá duas safras” e que somente “sabendo usar não vai faltar”.
A Terra constitui um ambiente em constante mudança, com transformações ocorrendo em 
profunda interação entre as diversas esferas (atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera) em um 
ritmo próprio, rápido ou lento. 
Os materiais terrestres interrelacionam-se em um conjunto de condições e processos 
químicos, físicos e biológicos, constituindo o que chamamos de ambiente geológico.
A dinâmica deste ambiente pode ser caracterizada por modificações lentas, às vezes 
graduais, capazes de ao longo do tempo, resultar em amplas mudanças no ambiente terrestre.
A vida como a conhecemos é um exemplo disso. Floresceu de forma singular a partir da 
interação matéria e energia, evoluindo ao longo do tempo, favorecendo-se das características do 
ambiente geológico, tais como a intensidade e ritmo de suas transformações. 
ATIVIDADE 3
Dê sua opinião sobre as ações de intervenção do homem sobre a 
natureza.
Elas são necessárias? 
Podem ser evitadas? 
Discuta com os seus alunos e registre as opiniões. 
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UNIDADE 2
ÁGUA –UM LÍQUIDO PRECIOSO
Objetivos
Professor (a), a partir da leitura desta unidade esperamos que você seja capaz de:
	Compreender o papel que a água desempenha na vida terrestre;
	Compreender os efeitos da poluição da água ao ambiente e ao ser humano;
	Conhecer os processos de tratamento e purificação da água.
Conteúdo 
	Distribuição, composição e propriedades físicas e químicas da água;
	Classificação da água;
	Reservas de água doce;
	Poluição, escassez e purificação da água;
	Transformando energia com a água.
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1. ORIGEM E DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA
fonte: http://www.coljxxiii.
com.br/webquest/globo.
jpg
A Terra não é o único planeta do sistema solar que possui água, é 
o que nos dizem as evidências recentes. Mas, é o único a apresentá-la nas 
formas sólida, líquida e gasosa, simultaneamente.
Como surgiu a água no nosso planeta? Acredita-se que a hidrosfera 
foi formada pelo bombardeamento da Terra por meteoritos que continham 
mais de 20% de água, por cometas contendo vapor d’água e principalmente pela fase de erupções 
vulcânicas do planeta ocorrida entre 4 e 2 bilhões de anos atrás, que teria lançado grandes 
quantidades de vapor d’água na atmosfera.
A água é encontrada em toda parte do nosso planeta, ocupando cerca de 72% da superfície, 
com um volume aproximado de 1,4 bilhões de km3.
Como você pode ver na figura anterior, a parte da água do planeta é salgada, encontrada 
nos oceanos e mares, imprópria para o consumo. Somente 3% do volume total é água doce, dos 
quais a maior parte encontra-se nas geleiras, calotas polares, icebergs e no subsolo muito profundo, 
restando menos de 1% disponível na superfície.
O Brasil detém aproximadamente 12% do volume total de água doce do planeta, distribuída 
desigualmente pelo país. Cerca de 80% da água doce encontra-se na Região Amazônica. O restante 
distribui-se nas demais regiões, onde se concentra a maioria da população brasileira.
A água é um recurso fundamental para a vida, participando de vários processos e 
desempenhando diversas funções no corpo de todos os seres vivos. Como tal faz parte da 
constituição de animais e vegetais em alta porcentagem. Assim, aproximadamente 70% do corpo 
humano é constituído por água; e algumas frutas e verduras contêm mais de 90% de água em 
sua composição. E como você viu na unidade anterior, a água é o agente fundamental em vários 
processos da dinâmica terrestre.
... para refletir 
Que propriedades a água tem que a torna tão importante? 
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