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Curso de Graduação em Engenharia Disciplina: Fundamentos de Geologia Aula 06 – REVISÃO AV1 Professor Me. Ádamo Figueiredo Tema da aula: Revisão AV1 Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia A Crosta terrestre • A Crosta terrestre é como a casca de uma fruta (maçã, ameixa); • Ela é muito fina em comparação com as demais camadas. • A crosta é subdividida em Crosta CONTINENTAL (SIAL) e Crosta OCEÂNICA (SIMA). Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia •Na crosta terrestre atuam os agentes: ENDÓGENOS EXÓGENOS Interior da Terra Formam o relevo Superfície da Terra Moldam o relevo Ex: vulcanismo e tectonismo Ex: clima Fundamentos de Geologia • Camada que é localizada logo abaixo da Crosta; • Se estende desde os ~32 km de até 2900 km profundidade; • Maior camada terrestre; • Possui 83% do volume da terra; • Magma (rochas fundidas); • Subdividido em: SUPERIOR E INFERIOR O Manto terrestre Fundamentos de Geologia • A diferença básica entre os dois mantos encontra-se na temperatura e na composição física; • O manto superior é mais “frio” e pastoso, e o inferior é mais quente e liquefeito. Fundamentos de Geologia No manto terrestre ocorrem as chamadas CORRENTES DE CONVECÇÃO, que são as responsáveis pela movimentação das placas tectônicas e, com isso, dos continentes. Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia • Camada mais interna da terra; • Subdividido em: EXTERNO E INTERNO; • O núcleo externo (Fe e Mg) é líquido, com uma fluidez muito maior que a do manto, em razão das temperaturas que se aproximam dos 3000°C; • Sua extensão vai de 2.900 km até os 5.150 km. O núcleo terrestre Fundamentos de Geologia • O núcleo interno, por outro lado, é sólido, com temperaturas iguais ou semelhantes às encontradas na superfície do Sol, na ordem dos 5000°C; • Pressão é extremamente elevada, algo em torno de três milhões de vezes maior do que a pressão atmosférica no nível do mar. Fundamentos de Geologia • O núcleo interno é constituído de uma liga metálica maciça de níquel e ferro, o que faz com que essa camada seja também chamada de NIFE; • Origem do magnetismo da Terra. Fundamentos de Geologia • A Crosta terrestre é composta, sobretudo, por rochas; • São formadas por minerais; • Existem 3 tipos de rochas: – Sedimentares; – Ígneas (magmáticas); –Metamórficas Fundamentos de Geologia • As rochas Sedimentares são derivadas de restos e detritos de outras rochas pré-existentes; • O intemperismo faz com que as rochas sejam constantemente alteradas; • O material resultante é transportado pela e finalmente depositado como um sedimento; • Deve haver então, uma compactação ou cimentação do material para ele se transformar em uma rocha Sedimentar – DIAGÊNESE. São exemplos de rochas sedimentares: areia, argila, sal-gema e calcário Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia • As rochas ígneas (magmáticas) são rochas que são formadas graças à consolidação do magma expelido graças ao vulcanismo; • Intrusivas (plutônicas) e Extrusivas (vulcânicas); Fundamentos de Geologia • Rochas magmáticas extrusivas (vulcânicas) são aquelas que surgem a partir do resfriamento do magma expelido em forma de lava por vulcões, formando a rocha na superfície e em áreas oceânicas. • Como nesse processo a formação da rocha é rápida, ela apresenta características diferentes das rochas intrusivas. • Exemplo: basalto Fundamentos de Geologia • Rochas magmáticas intrusivas (plutônicas) são aquelas que se formam no interior da Terra, em um processo constitutivo mais longo. • Exemplos: diorito. Fundamentos de Geologia Rochas magmáticas intrusivas Fundamentos de Geologia • As rochas metamórficas são um tipo de rocha derivado da metamorfose (transformação) de rochas que sofreram modificação em sua composição; • Temperatura, pressão; • Agentes do metamorfismo; • Exemplo: mármore Fundamentos de Geologia • MINERAL: É um elemento ou composto químico, de composição geralmente definida, de ocorrência natural e estrutura interna ordenada; Em geral são sólidos (exceto água e mercúrio); produzidos por processos inorgânicos. Um MINERAL é toda substância natural, sólida e inorgânica que possui composição química determinada e apresenta propriedades físicas. Fundamentos de Geologia ESTRUTURA CRISTALINA COR BRILHO RISCA CLIVAGEM FRATURA DUREZA Propriedades Físicas: NÃO CONFUNDA ROCHA COM MINERAL!! Os minerais possuem uma estrutura homogênea e propriedades físico-químicas constantes. São eles que formam as rochas. As rochas, por sua vez, não possuem uma composição unitária nem tampouco uma fórmula química definida. Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia • Os materiais que encontramos na superfície da Terra são, em sua maior parte, produto das transformações que a litosfera sofre; • Esses materiais constituem a base de muitas atividades humanas, tais como a agricultura e a construção civil. Fundamentos de Geologia Intemperismo: • Conjunto de processos: físicos, químicos e biológicos que atuam na superfície dos continentes e que acabam modelando, após milhares a milhões de anos, as rochas que afloram na superfície terrestre. SUPERFÍCIE TERRESTRE Fundamentos de Geologia INTEMPERISMO FÍSICO BIOLÓGICOQUÍMICO DESGREGAÇÃO DA ROCHA (QUEBRA) DECOMPOSIÇÃO DA ROCHA DECOMPOSIÇÃO E DESAGREGAÇÃO DA ROCHA • Mecanismo que provoca a desagregação das rochas, com separação dos grãos anteriormente coesos sem sua alteração química. Fundamentos de Geologia Intemperismo físico Fundamentos de Geologia INTEMPERISMO FÍSICO TERMAL MECÂNICO Termal: • É o mais comum dos processos intempéricos de natureza física; • São processos de desagregação devido à variação de temperatura nos corpos rochosos; • O intemperismo é favorecido em ambientes onde ocorrem fortes variações de temperatura, de clima seco e pouca ou nenhuma vegetação, ou seja, em ambientes áridos ou semi-áridos. Fundamentos de Geologia Variação da temperatura nas rochas: • As rochas, por ação do sol, são aquecidas 1,5 a 2,5 vezes mais que a atmosfera, apresentando temperaturas acima de 60°C; • À noite elas passam a ter temperaturas da ordem de 20°C. Em algumas regiões, pode chegar até 10°C – ou, ainda, menores. Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia • Cada mineral possui um coeficiente de dilatação diferenciado, provocando as tensões de dilatação; • As rochas: –Durante o dia : DILATAM-SE –Durante a noite: CONTRAEM-SE Fundamentos de Geologia Intemperismo físico/termal Fundamentos de Geologia Intemperismo físico/termal Fundamentos de Geologia • Há um tipo de intemperismo físico termal chamado de REPUXO COLOIDAL: –Retração da argila devido à sua diminuição de umidade, o que em contato com a rocha gera tensões capazes de fraturá-la. Fundamentos de Geologia Repuxo Coloidal Fundamentos de Geologia Mecânico • O processo consiste na presença de um agente qualquer em fendas das rochas (geralmente água), o qual se expande e contrai, pressionando a rocha até a sua ruptura. CICLOS DE GELO E DEGELO Fundamentos de Geologia • As fraturas nas rochas contendo água, podem congelar, expandindo-se e exercendo esforço, abrindo ainda mais as fraturas; • A água aumenta em 8% o seu volume devido à arrumação das partículas durante a cristalização; Fundamentos de Geologia Intemperismo físico/mecânico GELO Fundamentos de Geologia • De forma geral, o intemperismo físico (termal emecânico) resulta em: • Desagregação (quebra) da rocha ; • Sedimentos de variados tamanhos e • Mantém-se a composição química dos minerais. Intemperismo químico: • É o processo de decomposição da rocha com a alteração química dos seus componentes. Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia Estátua deformada graças à ação do intemperismo químico Fundamentos de Geologia Intemperismo Biológico: • Processos de intemperismo de rochas causados por fatores biológicos (seres vivos); • Podem causar tanto desagregação (quebra), quanto decomposição. Fundamentos de Geologia Físico – Biológico • São processos de natureza física causados por organismos; • Exemplos: – A pressão de crescimento de raízes ocupando fendas de rochas; – Animais escavadores. Fundamentos de Geologia Intemperismo físico-biológico Intemperismo físico-biológico Químico - Biológico • Processos nos quais vegetais superiores promovem a dissolução química das rochas através de substâncias ácidas produzidas pelas suas raízes. Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia Intemperismo químico-biológico Representação do ciclo da água Fundamentos de Geologia Evaporação Infiltração PrecipitaçãoCondensação Evapotranspiração Águas subterrâneas • Água subterrânea é toda a água que ocorre abaixo da superfície da Terra, preenchendo os poros ou vazios intergranulares das rochas; • As águas subterrâneas cumprem uma fase do ciclo hidrológico, uma vez que constituem uma parcela da água precipitada Fundamentos de Geologia • Fatores que controlam o suprimento de água subterrânea: • Permeabilidade do solo • Relevo • Vegetação • Tipo de chuva Fundamentos de Geologia Logo: Zona NÃO SATURADA Zona SATURADA Nível Hidrostático Poroso • Possui água armazenada nos espaços entre os grãos criados durante a formação da rocha (é o caso das rochas sedimentares), como os arenitos do Sistema Aquífero Guarani; • Os aquíferos porosos funcionam como esponjas onde os espaços vazios são ocupados por água. Fundamentos de Geologia Os aquíferos podem ser classificados quanto aos tipos de espaços vazios em: O Aquífero Guarani é considerado, até o momento, como o maior do mundo); Localizado na região sul da América do Sul (partes do território do Brasil, Argentina, Uruguai e Paraguai). • O Aquífero Guarani ocupa uma extensão de terra de, aproximadamente, 1,2 milhão de quilômetros quadrados; • Para se ter uma ideia do tamanho da reserva, ela tem capacidade para abastecer, de forma sustentável, cerca de 400 milhões de habitantes, com 43 trilhões de metros cúbicos de água doce por ano; • A profundidade da reserva é de, aproximadamente, 1500 metros; • A quantidade de água doce seria capaz de abastecer a população mundial por mais de cem anos. • A reserva de água está protegida de contaminações e infiltrações por uma camada de rocha basáltica. Fundamentos de Geologia Fissural (cristalino/embasamento cristalino) • a água circula pelas fissuras resultantes do fraturamento das rochas relativamente impermeáveis (ígneas ou metamórficas), como os basaltos; Fundamentos de Geologia Cársticos • São os aqüíferos formados em rochas carbonáticas (sedimentares, ígneas ou metamórficas); • Constituem um tipo peculiar de aquífero fraturado, onde as fraturas, devido à dissolução do carbonato pela água, podem atingir aberturas muito grandes, criando, neste caso, verdadeiros rios subterrâneos; • São exemplos destes, as regiões da Gruta de Maquiné, São Domingos, Vale do Ribeira e Bonito Fundamentos de Geologia Gruta do Maquiné Fundamentos de Geologia Livres • Aquíferos que se localizam mais próximos à superfície; • Como no caso do aquífero Pantanal Fundamentos de Geologia Os aquíferos podem ser classificados quanto a sua posição e estrutura em: Confinados • Presença de uma camada de menor permeabilidade que submete as águas a uma pressão superior à atmosférica; • Nos aquíferos confinados os poços tubulares profundos podem apresentar artesianismo, isto é, a água jorra do poço sem necessidade de equipamento de bombeamento Fundamentos de Geologia Classificação dos aquíferos, com respectivos níveis de pressão • Para melhor compreender as características fluviais de um determinado rio é fundamental que sejam feitas análises tanto no perfil transversal (de um leito para o outro), como no perfil longitudinal (que analisa a declividade, em qualquer corte do rio, no sentido da nascente à foz). Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia Com relação ao regime os rios podem ser: • Perenes, quando drenam durante todo o ano; • Intermitentes, quando drenam apenas durante o período chuvoso; • efêmeros, que são aqueles que só drenam no momento da chuva, sendo comuns em áreas de ambiente árido e semiárido. Fundamentos de Geologia Padrão de Drenagem: • É o desenho formado pelo arranjo e disposição dos canais de drenagem dos rios em uma área; • influenciado por dois fatores: climático e geológico. Padrões de drenagem Fundamentos de Geologia Bacia e Sub-bacia Hidrográfica • Uma bacia hidrográfica compreende toda a área de captação natural da água da chuva que proporciona escoamento superficial para o canal principal e seus tributáros. Bacias Hidrográficas do Ceará Fundamentos de Geologia Christofoletti (1980) divide o leito fluvial em: Leito Vazante: que está incluído no leito menor e é utilizado para o escoamento das águas, acompanhando o talvegue; Leito Menor: bem delimitado, encaixa-se entre as margens ou diques marginais; Leito Maior Periódico/Sazonal: regularmente ocupado pelas cheias, pelo menos uma vez ao ano; Leito Maior Excepcional: trata-se do setor onde ocorrem as cheias mais elevadas, as enchentes com periodicidade indefinida Fundamentos de Geologia Esquema de representação de uma planície de inundação Fundamentos de Geologia Av. Heráclito Graça – Fortaleza/CE Fundamentos de Geologia De acordo com o escoamento fluvial, as bacias de drenagem podem ser classificadas em: • Exorréicas: Quando a drenagem se organiza e deságua em um oceano; • Endorréicas: Quando a drenagem se dirige para uma depressão ou um mar continental; • Arréicas: quando os rios se dissipam nas areias do deserto; • Criptorréicas: quando a drenagem é subterrânea, como nos relevos cársticos. Fundamentos de Geologia Influência da maré • As marés consistem numa mudança periódica do nível das águas oceânicas, e se devem à atração exercida pela Lua e pelo Sol. – Preamar: “maré cheia” – água alcança maior amplitude nesse oscilação. – Baixa mar: “maré baixa” - água alcança menor amplitude nesse oscilação. Diferenças de maré Destruição do patrimônio construído por ressacas do mar Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia Resultado dos eventos de maré de sizígia e ressaca do mar somados. Fortaleza/CE, 2018. Fundamentos de Geologia A IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DOS SOLOS O solo constitui-se em um importante elemento nas obras de engenharia, por ser: • Material de fundação: elemento onde se apoiam todas as obras de engenharia, prédios, pontes, barragens, estradas, etc., recebendo delas todas as cargas provenientes do peso próprio de suas estruturas e de sua funcionalidade. • Material de construção: elemento utilizado para construção de barragens, rodovias, aterros e moradias (solo-cimento). Fundamentos de Geologia O solo é formado por agentes físicos, químicos e biológicos, de uma forma muito desigual nas várias regiões do planeta (intemperismo). Problemas estruturais em rodoviasFundamentos de Geologia “O solo é um corpo tridimensional da paisagem, resultante da ação combinada de vários processos pedogenéticos (adição, perdas, transformações...) e depende da intensidade de manifestação dos fatores de formação - clima, relevo e organismos- sobre o material de origem durante certo período de tempo. As inúmeras combinações de intensidades de manifestação desses fatores condicionam a formação de uma imensidade de tipos de solos, composição e comportamentos diferenciados.” (OLIVEIRA, 2005) Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia • A palavra solo é originada do latim: solum que significa superfície do chão; • Os solos são formados pela decomposição das rochas e sua evolução depende do clima, da rocha de origem, do relevo, do tempo e até mesmo dos microorganismos; Fundamentos de Geologia ORIGEM Todos os solos se originam da decomposição das rochas que constituíam inicialmente a crosta terrestre. A decomposição é decorrente de agentes físicos e químicos. Por decomposição física: através de agentes como água, temperatura, vegetação, vento; formam-se os pedregulhos e areias (solos de partículas grossas) e até mesmo os siltes (partículas intermediárias), e, somente em condições especiais, as argilas (partículas finas). Na ação do intemperismo físico, não há alteração na composição química e minerológica da rocha, mas sim laterações texturais, ou seja dissociação das partículas das rochas, que consequentemente resultam em solo grosso Solo grosso Fundamentos de Geologia ÁGUA TEMPERATURA VEGETAÇÃO VENTO PEDREGULHOS AREIAS SILTES ARGILAS Partículas grossas Partículas interm. Partículas finas • Por decomposição química: entende-se o processo em que há modificação química ou mineralógica das rochas de origem; • O principal agente é a água e os mais importantes mecanismos de ataque são a oxidação, hidrólise, hidratação, carbonatação e os efeitos químicos da vegetação; • As argilas representam o ultimo produto do processo de decomposição Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia Rocha oxidada Fundamentos de Geologia Horizonte • camada de solo aproximadamente paralela à superfície com propriedades distintas das camadas adjacentes. • Os horizontes se formam como consequência da movimentação de substâncias cuja intensidade varia com as condições onde se forma o próprio solo. A natureza e o número de horizontes varia muito. HORIZONTE As camadas que constituem o perfil de um terreno, denominadas de “Horizontes” são designadas pela letra A (camada superficial), B (subsolo) e C (camada profunda). Perfil do solo • Seção vertical que, partindo da superfície do terreno, aprofunda-se ate onde chega a ação do intemperismo, na maioria das vezes, uma serie de camadas dispostas horizontalmente, denominadas de horizontes, paralelas a superfície do terreno, que possuem propriedades resultantes dos efeitos combinados dos processos de formação do solo (pedogênese). Fundamentos de Geologia Fundamentos de Geologia PERFIL DE SOLO Tipo de Solos (Classificação geológica e genética dos solos) Fundamentos de Geologia TRANSPORTADOS Coluvionares Ação da gravidade Aluvionares Águas de rios Eólicos Ação do vento Drifts Transportado por geleiras Orgânicos Diversas ações Sofrem transporte por diversos tipos de agentes Fundamentos de Geologia Solos Coluvionares Fundamentos de Geologia Solos Aluvionares Fundamentos de Geologia Solos eólicos: • São os solos resultantes do carregamento pelo vento; • O transporte eólico provoca o arredondamento das partículas, em virtude do seu atrito constante. Fundamentos de Geologia Obrigado !