PLACAS TECTÔNICAS E RESFRIAMENTO DO MAGMA

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FUNDAÇÃO EDUCACIONAL ALÉM PARAÍBA
ENGENHARIA CIVIL COM ÊNFASE EM MEIO AMBIENTE
 
LUCINALDO ZANON
VALÉRIA AZEVEDO
VANESSA CRUZ
ALÉM PARAÍBA
2017
 
PLACAS TECTÔNICAS E RESFRIAMENTO DO MAGMA
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LUCINALDO ZANON
VALÉRIA AZEVEDO
VANESSA CRUZ
 
 
 
 
 
 
 
 
 PLACAS TECTÔNICAS E RESFRIAMENTO DO MAGMA
Trabalho constituinte da primeira avaliação semestral de Fundamentos de Geologia para Engenharia.
Curso de Engenharia Civil com Ênfase em Meio Ambiente
Elementos de Geologia
PROFESSORA: Cátia Farias
 
ALÉM PARAÍBA
2017
 
LISTA DE TABELAS
 
 
Tabela 1 – História das teorias e fatos científicos afins com a TTP	7
Tabela 2 – Fatos científicos que fundamentaram a TTC	8
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
 
 
Figura 1 – Teoria da Deriva Continental	06
Figura 2 – Estrutura interna da Terra	11
Figura 3 – Correntes de convecção gerados pelo calor do Núcleo Terrestre	12
Figura 4 – Principais placas tectônicas	13
Figura 5 – Limites Divergentes ou Construtivos	14
Figura 6 – Limites Convergentes ou Destrutivos	15
Figura 7 – Movimento tangencial entre as placas do Pacífico e Norte-Americana e a falha de San Andreas	15
Figura 8 – Fronteiras entre Placas Tectônicas	16
Figura 9 – Ciclo das rochas	18
 
 
1 INTRODUÇÃO
 
Estima-se que o planeta Terra tenha mais de 4,5 bilhões de anos e ao longo desse tempo até hoje vem sofrendo constantes transformações físicas, químicas e biológicas, que proporcionaram o surgimento e a evolução da vida. A aparente estabilidade é equivocada, uma vez que a cada tremor de terra, a cada vulcão em atividade, somos lembrados que a Terra permanece ativa e ainda em evolução.
A Tectônica de Placas é a teoria mais aceita atualmente no meio científico e começou a ser desenvolvida a partir de dois fenômenos geológicos distintos: a deriva continental e a expansão dos fundos oceânicos.
Após séculos de observações, em 1912 foram publicados os dois primeiros artigos científicos em que o meteorologista e geofísico alemão Alfred Lothar Weneger, baseado em evidências geológicas, paleontológicas e geométricas defendeu a tese de que os continentes estiveram reunidos em um único super-continente, a Pangea, que se fragmentou. Esse primeiro conceito da deriva continental não foi bem aceita no meio científico, pois não havia um mecanismo que permitisse explicar a movimentação das massas continentais através de distâncias tão longas.
"As forças que deslocam os continentes são as mesmas que produzem as grandes cadeias de montanhas dobradas. Deriva continental, falhas e compressões, terremotos, vulcanismo, ciclos transgressivos, deslocamento dos polos, estão, sem dúvida, relacionados às mesmas causas. A intensificação destes fenômenos em certos períodos da história da Terra, mostra que isto é verdade. Mas, o que é a causa e o que é efeito, apenas o futuro irá revelar (WEGENER, 1966)."
Figura 1: Teoria da Deriva Continental
Somente na década de 60, com o desenvolvimento de tecnologias que permitiram a exploração do fundo oceânico durante e pós Segunda Guerra, resgatou-se a velha teoria de Weneger e de outros cientistas, na qual defendiam que os continentes não eram estáticos. Os dados obtidos através de expedições subaquáticas permitiram verificar e refinar a teoria da deriva continental, que foi designada de teoria da Tectônica de Placas ou da expansão oceânica. 
A atual teoria teve rápida aceitação basicamente por quatro motivos: 
a) demonstração de que a idade da crosta oceânica é, em geral, bastante mais jovem do que a continental; 
b) confirmação de que o campo magnético terrestre teve múltiplas inversões no passado geológico (e que estão registadas nas anomalias magnéticas do fundo oceânico); 
c) elaboração da teoria da expansão oceânica envolvendo a criação de nova crusta oceânica nas zona de riftes e de consumo dessa crosta nas zonas de subducção; 
d) constatação de que a grande maioria dos sismos e da atividade vulcânica está associada às fossas abissais e aos riftes.
Nas tabelas a seguir, retiradas do trabalho de CELINO (2003) tem-se uma breve história de como esta teoria evoluiu até o momento atual.
Tabela 1 – História das teorias e fatos científicos afins com a TTP
Tabela 2 – Fatos científicos que fundamentaram a TTC
A teoria da tectónica de placas propiciou uma abordagem multidisciplinar e interdisciplinar no estudo da Terra, envolvendo ramos como a paleontologia, a sismologia, a petrografia e a física dos materiais. Também permitiu entender porque é que os sismos e as erupções vulcânicas se concentram em áreas específicas da Terra, como é que as grandes cadeias montanhosas (como os Himalaias, os Alpes e os Andes) se formaram e porque é que o gradiente geotérmico é mais elevado nuns locais do que noutros. 
Embora muitos fenômenos e formações possam ser explicados, o homem ainda não possui nenhum controle sobre os processos relacionados ao movimento das placas tectônicas, tendo apenas meios de minimizar seus efeitos negativos.
Para entendermos melhor a teoria das placas tectônicas, precisamos conhecer a estrutura interna da Terra.
2 ESTRUTURA INTERNA DA TERRA
A Terra é formada basicamente por três camadas quimicamente diferentes: núcleo, manto e crosta. 
O núcleo é a camada mais profunda, composta de um material que se comporta de forma líquida na parte mais externa e na parte mais interna extremamente sólida - ligas de ferro (Fe) e níquel (Ni), que não derrete devido à elevadíssima pressão. Essa camada é a responsável pelo campo magnético da Terra. Estima-se que a temperatura no núcleo seja de 5.000 a 7.000 °C.
O manto também é formado por uma camada interna e externa, e tem em sua composição rochas compostas por silicatos, alguns sulfetos e óxidos de ferro. Essas rochas encontram-se em temperaturas muito altas e na parte superior do manto, também chamada de Astenosfera, se movem em correntes internas de convecção, como uma estrutura plástica que permite a movimentação das placas tectônicas, tema deste trabalho. Segundo alguns estudos o manto superior pode alcançar de 100 a 410 km, enquanto o inferior 660 a 2925 km. Há ainda uma hipótese de que haja uma zona de transição entre a camada superior e inferior do manto, que teria entre 410 a 660 km, e onde se encontra um “oceano” abaixo da superfície. No entanto, esta água faria parte da composição de minerais, e seria humanamente impossível extraí-la de tal profundidade e composição. 
A crosta ou litosfera é composta por rochas, minérios e leito do mar, e pode ser dividida em duas camadas: SIAL, ou camada “granítica” e SIMA, ou camada “basáltica”. Nas regiões continentais (zonas superiores) predominam as rochas de constituição granítica, ricas em sílica (Si) e alumínio (Al), daí a denominação SIAL. Essa é a camada superior da crosta e em geral é coberta por formações sedimentares.
Já nas regiões marinhas e inferiores aos continentes predominam as rochas de constituição basáltica, ricas em silicatos de magnésio e ferro (SIMA). As rochas de basalto impedem a penetração da água do mar para as profundidades da Terra.
Estima-se que a espessura da crosta terrestre seja de 8 km sob os oceanos e até 100 km sob os continentes. 
 
Figura 2: Estrutura interna da Terra (Foto: Reprodução/Colégio Qi)
3 TECTÔNICA DE PLACAS
 A teoria mais aceita atualmente é a Tectônica de Placas, e parte do princípio de que a superfície da Terra (de material rochoso, mas frágil em resistência) está fragmentada em diversas placas delimitadas por falhas geológicas, que se movem umas em relação às outras. Segundo CHARLES SCAWTHORN (2003), estas placas são conduzidas por um movimento de convecção do material da Astenosfera, que por sua vezé impulsionado pelo calor gerado no núcleo da Terra. Através das correntes de convecção sob alta pressão, que causam movimento ascendente dos materiais mais quentes e fluidos do manto, o magma (dentre outros materiais e gases) são expelidos em direção a Litosfera através das falhas geológicas e pontos mais frágeis da crosta. Chegando a Litosfera, o magma já perdeu algumas de suas propriedades e agora, já na superfície, é chamado de lava e tende a se movimentar lateralmente e perde calor por causa da resistência desta, cedendo novamente lugar a mais material aquecido. 
As falhas geológicas possuem zonas de convergência ou divergência. Os movimentos das placas são quase imperceptíveis a olho nu, no entanto, ocasiona uma intensa atividade geológica em seus limites, responsável por terremotos, maremotos e vulcões. Consequentemente, as rochas superficiais sofrem algum tipo de deformação, produzindo estruturas características, conhecidas como produtos do tectonismo, que iremos abordar a seguir. 
Figura 3: Correntes de convecção gerados pelo calor do Núcleo Terrestre
Uma placa tectônica é uma porção de litosfera limitada por zonas de convergência e/ou zonas de subducção. Atualmente, a Terra tem sete placas tectônicas principais e outras sub-placas de menores dimensões. Segundo a teoria da tectônica de placas, as placas tectônicas são criadas nas zonas de divergência, ou "zonas de rifte”, e são consumidas em zonas de subducção. É nas zonas de fronteira entre placas que se registram a grande maioria dos terremotos e erupções vulcânicas.
As sete principais Placas são: 
a) Placa Africana
b) Placa da Antártida
c) Placa Australiana
d) Placa Eurasiática
e) Placa do Pacífico (rodeada pelo Círculo de Fogo do Pacífico)
f) Placa Norte-americana
g) Placa Sul-americana
Figura 4: Principais placas tectônicas
3.1 TIPOS DE MOVIMENTO DAS PLACAS
Nessa região de encontro das placas ocorrem frequentes sismos e são também os de maiores magnitudes. As placas tectônicas, como já foi dito, são rígidas e o contato entre elas cria um acúmulo de energia, acumulando também tensões na crosta terrestre. As falhas geológicas, por serem zonas frágeis, serão como uma válvula de escape dessas tensões. 
Existe três tipos de limites entre placas tectônicas, quanto ao sentido do encontro entre elas. São eles:
- Limites Divergentes ou Construtivos
As correntes de convecção atuam em direções contrárias, originando rupturas no assoalho oceânico, por exemplo, de onde é expelido o magma (lava basáltica). Dessa forma, ao esfriar, o magma forma as cordilheiras, causando a renovação do assoalho oceânico. Estão relacionadas a uma sismicidade muito grande e um vulcanismo intenso. 
Figura 5: Limites Divergentes ou Construtivos
- Limites Convergentes ou Destrutivos
As placas se movimentam uma em direção a outra. Nesse caso pode acontecer de uma placa afundar sob a outra (zona de subducção). Acontece entre uma placa oceânica e uma continental, pois a placa oceânica tende a ser mais densa que a placa continental, fazendo com que ela seja “engolida”.
Já quando a convergência ocorre entre duas placas continentais (de igual densidade), ocorre a formação de cadeias montanhosas, como o Himalaia, por exemplo. 
Figura 6: Limites Convergentes ou Destrutivos
- Limites Transformantes ou Conservativos 
Os limites de duas placas tectônicas se movimentam, uma em relação a outra, em sentidos opostos, ao longo de uma falha geológica. Nestes locais existem intensos abalos sísmicos.
 
Figura 7: Movimento tangencial entre as placas do Pacífico e Norte-Americana e a falha de San Andreas
Figura 8: Fronteiras entre Placas Tectônicas
 4 RESFRIAMENTO DO MAGMA
Conhecem-se apenas dois processos que conduzem ao resfriamento do magma: a transformação em lava por erupção vulcânica e a cristalização no interior da crosta ou manto, dando origem a um plutão (rochas magmáticas). Em ambos os casos a massa magmática arrefece, solidificando e formando rochas ígneas.
 
4.1 A CROSTA E AS ROCHAS
	A crosta é formada principalmente por minerais, rochas, solo (residual e transportado), material em estado amorfo, mineralóide e minério.
 	Minerais são elementos ou compostos naturais sólidos formados por um processo inorgânico natural, que possuem uma composição química bem definida.
	Rochas são agregados naturais de um ou mais tipos de minerais. Existem três tipos de rocha.
- Rochas ígneas ou magmáticas: formada pelo resfriamento e consolidação do magma (lava de vulcão) em contato com a atmosfera (água ou ar) ou no interior da crosta terrestre.
Ex.: basalto, diabásio, granito
- Rochas sedimentares: formadas pela consolidação de materiais derivados da decomposição e desintegração de qualquer rocha, pelo acúmulo de solo, matéria orgânica ou pela precipitação de substâncias químicas em bacias de sedimentação.
Ex.: arenito, siltito, argilito, gipsita, coquina, folhelho
- Rochas metamórficas: são originadas de rochas pré-existentes que sofreram a ação dos agentes do metamorfismo (altas pressões e altas temperaturas) ocorrendo uma alteração em sua estrutura e composição mineralógica.
Ex.: gnaisse, mármore
Figura 9: Ciclo das rochas
4.1.1 Rochas Ígneas ou Magmáticas
	As rochas magmáticas podem ser encontradas na superfície (rochas extrusivas) provenientes de atividades vulcânicas, quando o magma sofre o seu resfriamento em contato com o ar ou água, na superfície da crosta. Essa rocha é rica em basalto. Segundo POPP (2010) todas as ilhas oceânicas e vulcânicas são recentes, ou seja, de idade posterior ao início da migração dos continentes. 
	Nas áreas onde ocorreram erupções vulcânicas, formam-se planaltos basálticos. É por isso que geralmente essas áreas são densamente povoadas. Os solos que resultam da decomposição das rochas vulcânicas são muito férteis. O que sempre atraiu o ser humano em sua luta pela sobrevivência.
	Mas também podem ser encontradas em alguma profundidade, podendo ser classificadas como Hipo-abissais, quando o magma sofre o seu resfriamento no interior da crosta em profundidades intermediárias (+/- 50 m), e Rochas Intrusivas ou Plutônicas quando o magma sofre o seu resfriamento a grandes profundidades (+/- 300 m). O granito é um exemplo clássico de rochas intrusivas. Quanto mais lento e profundo for o resfriamento do magma, mais desenvolvido será os minerais que a constitui, consequentemente, maior a resistência à esforços mecânicos de compressão a rocha terá.
	
As rochas mais utilizadas como Brita dentro da Engenharia Civil são:
- basalto colunar;
- diabásio;
- granito.
4.1.2 Rochas Sedimentares
	Rochas que resultam da desintegração e decomposição de rochas preexistentes (magmáticas, metamórficas ou sedimentares), graças a ação de intemperismo - conjunto de processos mecânicos, químicos e biológicos que ocasionam a transformação das rochas em sedimentos.
	O intemperismo pode ser dividido em dois grupos:
	a) Físicos (variação de temperatura; congelamento da água; cristalização dos sais; ação física dos vegetais).
b) Químicos (hidrólise; hidratação; oxidação; carbonatação; ação química dos organismos e das matérias orgânicas).
O clima, a topografia, os tipos de rochas e a vegetação presente são alguns dos fatores que influenciam a ação do intemperismo.
As rochas sedimentares que possuem maior aplicação na engenharia são:
- Arenito (calçamento) Rc= 250 kgf/cm2; (origem mecânica)
- Varvito de Itú (piso de piscina, revestimento interno); (origem mecânica)
- Calcáreo (fábrica de cimento); (origem química)
- Gipsita (gesso, cimento Portland). (origem química)
4.1.3 Rochas Metamórficas
	São aquelas originadas de outras rochas (magmáticas ou sedimentares) que sofreram a ação de altas pressões e elevadas temperaturas, ou tiveram contato com gases e líquidos magmáticos. Dessa maneira, origina-se uma nova rocha, com novas propriedades e outra composição mineral.
Ex: 
Arenito (Sedimentar) 	Quartzito (Metamórfica);
Cálcáreo (Sedimentar) 	Mármore(Metamórfica);
Granito (Magmática) 	Gnaisse (Metamórfica)
As rochas metamórficas mais empregadas na engenharia civil são: 
- Gnaisse: brita, fachada de residência;
- Ardósia: piso, fachada (revestimento externo e interno);
- Itacolomito (pedra mineira): piso, fachada;
- Mármore: piso, revestimento (externo e interno), lajes polidas (pia).
5 CONCLUSÃO
	Conhecer a dinâmica do nosso planeta é de suma importância para assegurar qualidade e segurança às obras da construção civil.
	Vimos nesse trabalho as características geológicas da Terra e como a teoria da Tectônica de Placas revolucionou as Ciências que estudam o comportamento do nosso planeta, explicando evidências geofísicas, de formações e deformações geológicas, energia liberada por terremotos, maremotos e vulcões, e as áreas em que estão mais propensas a ocorrer. A Teoria da Deriva Continental abrange grande número de conhecimentos relativos a isostasia e a radioatividade, apontando para soluções de diversos problemas ainda não resolvidos e com a possibilidade de serem solucionados futuramente.
	Ao conhecer a história de um determinado território, a origem de suas rochas e as transformações pelas quais já passou, o solo que se formou, saberemos levar em conta aspectos e técnicas que garantam, ou pelo menos minimizem eventuais danos causados pela força liberada nos limites e falhas tectônicas. Além de outros interesses como plantações, exploração de minérios, e principalmente desenvolvimento de novas tecnologias que venham contribuir para a evolução das Ciências da Terra.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 
CANO, Rogério de Oliveira Márcio. Reflexão e Prática no Ensino. Vol. 7. Ed Blucher, 2012.
CHEN, W. F.; SCAWTHORN C.; Earthquake engineering—Handbooks. Ed. CRC Press LLC. 2003.
POPP, José Henrique. Geologia Geral. 6° ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010.
SENE, DE Eustáquio; MOREIRA, João Carlos. Espaço Geográfico e Globalização. São Paulo: Ed. Scipione, 2012.
WEGENER, A. The Origin of Continents and Oceans. London, Methuen & Co. Ltd. 120p. (1966).
CELINO, J. J.; MARQUES, E. C. de LUCENA; Leite, O. R. Da Deriva dos Continentes a Teoria da Tectônica de Placas: uma abordagem epistemológica da construção do conhecimento geológico, suas contribuições e importância didática. Universidade Federal da Bahia Instituto de Geociências – DGGA, 2003. <http://www.degeo.ufop.br/geobr/artigos/artigos_completos/volume3/celino.pdf> Acesso em: 21 mar. 2017.
CONSTÂNCIO, Douglas; ZATTA, Mirian Patrícia. Geologia. Centro de Ciências Exatas, Ambientais e de Tecnologias da Pontifícia Universidade Católica. Campinas.
< http://www.helix.eng.br/downloads/geologia_-_1.pdf> Acesso em: 21 mar. 2017.
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