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Fundamentos da GEOLOGIA Manoella de Souza Soares Alicerce das ciências ambientais, a geologia é uma ciência que busca compreender os processos e elementos formadores da Terra. Assim, neste livro, são apresentados os principais fundamentos de geologia, com o propósito de suprir as necessidades teóricas de alunos de geografia e outras ciências ambientais. Compreender as especificidades da geologia enquanto ciência, sua visão sistêmica e sua relação com o método científico é essencial nesse processo. Associada a outras ciências, como a física, a química, a geografia, as engenharias e as ciências ambientais, a geologia busca entender a forma, a composição, a origem, os processos e as transformações que ocorreram no planeta Terra nesses pouco mais de 4,5 bilhões de anos. www.iesde.com.br facebook.com/iesdebrasil Código Logístico 58693 Fundação Biblioteca Nacional ISBN 978-85-387-6498-4 9 788538 764984 Fundamentos da Geologia Manoella de Souza Soares Fundamentos da Geologia IESDE BRASIL S/A 2019 Manoella de Souza Soares Todos os direitos reservados. IESDE BRASIL S/A. Al. Dr. Carlos de Carvalho, 1.482. CEP: 80730-200 Batel – Curitiba – PR 0800 708 88 88 – www.iesde.com.br CIP-BRASIL. CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ S655f Soares, Manoella de Souza Fundamentos da Geologia / Manoella de Souza Soares. - 1. ed. - Curitiba [PR] : IESDE Brasil, 2019. 118 p. Inclui bibliografia ISBN 978-85-387-6498-4 1. Geologia. 2. Geologia - Estudo e ensino. I. Título. 19-57153 CDD: 551 CDU: 551.1/.4 © 2019 – IESDE BRASIL S/A. É proibida a reprodução, mesmo parcial, por qualquer processo, sem autorização por escrito da autora e do detentor dos direitos autorais. Projeto de capa: IESDE BRASIL S/A. Imagem da capa: SAPhotog/Shutterstock Manoella de Souza Soares Doutora e mestre em Geografia pela Universidade Federal do Paraná (UFPR), na linha de pesquisa de Paisagem e Análise Ambiental; bacharel e licenciada em Geografia pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Participante do Laboratório de Hidrogeomorfologia da UFPR, com pesquisas em geoarqueologia, análise micromorfológica em arqueologia, geoquímica, análises arqueométricas, como Raman e MEV, uso de fetch para delimitação de áreas de interesse de análise de processos erosivos e impactos de reservatórios em sítios arqueológicos em faixa de depleção. Com experiência na preparação de materiais didáticos, é autora de obras para a educação a distância e para o ensino fundamental. Sumário Apresentação 7 1 Introdução à ciência geológica 9 1.1 A geologia e o método científico 9 1.2 As áreas de investigação da geologia 13 1.3 A Terra como sistema 15 2 Constituição da Terra: minerais e rochas 21 2.1 A Terra em camadas 21 2.2 A crosta terrestre 25 2.3 Os minerais 27 3 Ciclo de formação e alteração das rochas 33 3.1 O ciclo de formação e alteração das rochas 33 3.2 Rochas ígneas 34 3.3 Rochas sedimentares 38 3.4 Rochas metamórficas 40 4 Dinâmicas internas e externas da Terra 45 4.1 Os agentes modificadores da crosta terrestre 45 4.2 Agentes endógenos 47 4.3 Agentes exógenos 50 5 O tempo geológico 55 5.1 A escala temporal em geologia 55 5.2 O tempo geológico 57 5.3 A história da Terra no registro geológico 60 6 Teoria da tectônica de placas 71 6.1 A teoria da tectônica de placas 71 6.2 A história dos continentes 74 6.3 As consequências dos movimentos tectônicos 78 7 Intemperismo e pedogênese 85 7.1 Os tipos de intemperismo 85 7.2 Pedogênese e os solos brasileiros 88 7.3 A importância do estudo de solos 90 8 Questões ambientais e geologia 95 8.1 Problemas ambientais e processos geológicos 95 8.2 A importância da geologia no planejamento das cidades 98 8.3 Atividades mineradoras e impactos socioambientais 100 Glossário 107 Gabarito 113 Apresentação Alicerce das ciências ambientais, a geologia é uma ciência que busca compreender os processos e elementos formadores da Terra. Assim, neste livro, buscamos oferecer os principais fundamentos de geologia, especialmente vinculados às necessidades de alunos de Geografia e outras ciências ambientais. Compreender as especificidades da geologia enquanto ciência, sua visão sistêmica e sua relação com o método científico é essencial neste processo. Associada a outras ciências, como a física, a química, a geografia, as engenharias e as ciências ambientais, a geologia busca entender a forma, a composição, a origem e os processos da Terra. Iniciamos nossos estudos, no Capítulo 1 – Introdução à ciência geológica, conhecendo a origem e os avanços dessa ciência, sua organização em subdisciplinas e a visão sistêmica associada ao método científico na formulação de modelos e teorias, buscando a linguagem científica e contextualizando as especificidades de objeto e objetivos da geologia. Terremotos e vulcões talvez sejam os primeiros eventos geológicos que nos vêm à cabeça quando pensamos em geologia. Para entendermos os processos envolvidos nesses eventos, apresentamos o Capítulo 2 – Constituição da Terra: minerais e rochas. A partir do modelo de esferas concêntricas, ou camadas, entendemos a composição e os processos de convecção do núcleo e do manto; além da composição da crosta com rochas e minerais. Como mencionado, a visão sistêmica é um dos alicerces da ciência geológica; assim, no Capítulo 3 – Ciclo de formação e alteração das rochas, é apresentada a formação dos três grupos de rochas: ígneas, sedimentares e metamórficas. Os processos de formação e alteração das rochas podem ser endógenos, tendo sua origem no interior da Terra, ou exógenos, na relação das rochas com o sistema clima. A elucidação desses principais agentes modificadores da crosta é apresentada no Capítulo 4 – Dinâmicas internas e externas da Terra. Desde a origem do nosso planeta Terra até os dias atuais, pouco mais de 4,5 bilhões de anos, ocorreram muitas transformações em sua forma e diferentes tipos de vida existiram em sua superfície. Buscar entender não apenas o que ocorreu, mas como as datações relativas e absolutas são realizadas é objeto do Capítulo 5 – O tempo geológico. A compilação de muitos dados apresentados até então se unem no Capítulo 6 – Teoria da tectônica de placas, apresentando uma revisão e complementação do conteúdo. A interação da crosta terrestre com sistema clima, atmosfera, hidrosfera, criosfera e biosfera resulta em uma série de processos de alteração das rochas chamado intemperismo. Seu desenvolvimento, associado à presença de matéria orgânica, gera o solo, fundamental para alimentação e subsistência da vida humana. Esses conhecimentos estão apresentados no Capítulo 7– Intemperismo e pedogênese. Por fim, no Capítulo 8 – Questões ambientais e geologia, apresentamos pontos relacionados à interação sociedade-natureza, não apenas em relação a problemas ambientais naturais, mas também os gerados pela ação humana sobre o meio ambiente, com destaque às atividades mineradoras, importante atividade econômica brasileira e geradora de relevantes conflitos e desastres ambientais nos últimos anos. 1 Introdução à ciência geológica Iniciaremos nossos estudos referentes à geologia buscando compreender a origem e os princípios científicos desta que é um dos principais alicerces para pesquisas ambientais. Comprometida com a compreensão do planeta Terra, em sua composição, forma, história e recursos minerais, a geologia tem interface com inúmeras ciências, podemos destacar a geografia, a geomorfologia, a biologia, as engenharias, entre outras. Neste capítulo, buscaremos relacionar a geologia ao método científico que faz dela uma ciência moderna; sua organização com subdisciplinas, e por fim sua visão sobre a Terra com uma perspectiva sistêmica. 1.1 A geologia e o método científico O conhecimento humano sobre a superfície e composição da Terra remonta ao início do processo civilizatório da humanidade. Inicialmente, com conhecimentos vernaculares, vinculados às cosmologiasde cada grupo, a compreensão de formações de relevo, rochas e minerais se davam conforme as necessidades sociais, culturais e de sobrevivência de cada grupo. Os primeiros hominídeos já eram capazes de distinguir as melhores rochas para confecção de instrumentos líticos, para o abate de animais ou corte de árvores, por exemplo. Há evidências de que os Homo erectus, que viviam 1,8 milhões de anos antes do presente, já produziam as primeiras ferramentas em pedra lascada (USP, 2019). Antigas civilizações faziam uso de metais e outros minerais. Por vezes, partindo de uma visão eurocêntrica, sempre destacamos as civilizações mesopotâmicas ou do Egito antigo, mas as populações andinas, por exemplo, possuíam muitas técnicas de extração e manuseio de metais preciosos como o ouro e a prata. Figura 1 – Pontas de flechas feitas por antigas populações norte-americanas W . S co tt M cG ill /S hu tt er st oc k As pontas de flecha Clóvis, produzidas em rochas silicatadas, são encontradas na América do Norte e possuem datações de 13.500 a 13.000 anos do presente. Fundamentos da Geologia10 Figura 2 – Artefatos em ouro e prata relacionados às populações andinas Ar in a P H ab ic h/ Sh ut te rs to ck São inúmeras as evidências materiais de manuseio de ouro e prata por populações andinas, entre elas a civilização maia. O pensamento científico ocidental é baseado nas primeiras elucidações realizadas por filósofos gregos, nas quais sua cosmologia servia como matriz explicativa para os fenômenos naturais e sociais. Em 540 a.C. o filósofo Xenófanes descreveu a existência de fósseis de peixes e conchas em rochas sedimentares nas montanhas da Grécia, porém neste momento não há uma relação entre os fósseis e os seres vivos. Para o filósofo, a forma do peixe não estaria associada à presença do animal, mas a uma capacidade da Terra de adquirir diferentes formas. Outro filósofo grego importante nesse momento é Aristóteles (384-322 a.C.) que, ao observar a natureza, reconhece processos de erosão e deposição. Para ele, processos de terremotos e erupções vulcânicas eram efeitos de ventos vindos do interior da Terra. No ano de 79 d.C. o vulcão Vesúvio entrou em erupção, no momento o filósofo grego Plínio estava em uma navegação próximo à região de Pompéia (hoje Nápoles, na Itália), e foi buscar compreender o que estava ocorrendo, mas acabou falecendo em decorrência dos gases tóxicos gerados pelo vulcão (STADLER, 2018). Essa erupção é conhecida pela forte intensidade e pelo lançamento de material piroclástico (lavas e cinzas) em um raio de até 20 km das encostas do vulcão; moradores das cidades de Herculano e Pompeia foram surpreendidos pelo fenômeno que culminou não apenas na morte de centenas de pessoas, como em um processo de petrificação dos corpos, que até hoje podem ser observados no sítio arqueológico de Pompeia. Ro m as _P ho to /S hu tt er st oc k Vista do vulcão Vesúvio da antiga cidade romana de Pompeia, atual Nápoles, Itália. Figura 3 – Vulcão Vesúvio Introdução à ciência geológica 11 Figura 4 – Artefatos e corpo petrificado do sítio arqueológico de Pompeia Ja ve n/ Sh ut te rs to ck Evidências arqueológicas da cidade romana de Pompeia. Vasos cerâmicos e outros objetos da cidade e um habitante petrificado no momento de sua morte pelo contato com o material piroclástico da erupção. Nos séculos seguintes pouco se modificou na forma de compreender os processos naturais, especialmente durante toda a Idade Média, que foi marcada pela forte influência das crenças religiosas nas explicações e visões de mundo. Com o Renascimento inicia-se um processo de maior reflexão sobre as explicações dos fenômenos naturais e isso inclui a geologia. O primeiro a reconhecer que os fósseis eram evidências de seres vivos em um tempo pretérito foi Leonardo Da Vinci (1452- -1519) (LAVINA, 2012). Neste momento histórico a produção de conhecimento está vinculada à musealização de itens belos e exóticos, havendo grande impulso de coletas de amostras de minerais e fósseis para coleções; e pela descoberta de novas terras pelos navegadores, o que auxiliou no avanço dos naturalistas e da geologia de campo. Figura 5 – Fóssil de uma espécie de peixe em rocha sedimentar In sp ire d By M ap s/ Sh ut te rs to ck Fósseis são importantes evidências de espécies já extintas e úteis para a compreensão da evolução do planeta Terra. Fundamentos da Geologia12 A geologia, enquanto ciência moderna, tem como seu fundador Nicolaus Steno (1638-1686) (apud GROTZINGER, 2013). Ele estabeleceu princípios até hoje considerados essenciais para a compreensão de rochas sedimentares, são eles: 1. Sedimentos se depositam em camadas sobrepostas, assim, depósitos mais profundos seriam mais antigos do que os mais superficiais. Esse princípio da superposição ainda é um alicerce da análise estratigráfica. 2. A deposição de sedimentos se dá de forma horizontal, ou paralela à superfície de deposição. Esse princípio da horizontalidade original auxilia a compreender deformações geradas por dobramentos ou fraturamentos pós-deposicionais. 3. A deposição de sedimentos se dá de forma contínua na bacia de deposição, assim, é possível correlacionar evidências de camadas em diferentes feições do relevo, compreendendo sua conexão com vestígios em comum. Esses três princípios foram fundamentais para fortalecer a geologia enquanto ciência e foram usados para estabelecer conexões entre as rochas e a história evolutiva da Terra. Figura 6 – Vista do Grand Canyon (EUA) e suas rochas sedimentares Jo se m ar ia T os ca no /S hu tt er st oc k Vista do Grand Canyon nos EUA, onde é possível verificar os três princípios de sedimentação expostos por Nicolaus Steno. No final do século XVIII, James Hutton estabeleceu um dos mais importantes princípios da geologia moderna, o Princípio do Uniformitarismo. Esse seria, em 1830, resumido por Charles Introdução à ciência geológica 13 Lyell pela frase “O presente é a chave do passado”. Com ele é possível compreender que os vestígios registrados nas feições geológicas, rochas e relevo podem contar a história de sua formação e transformação e, por consequência, contar a história da Terra. A paisagem é, para o geólogo, um livro, e por meio dela, quando os métodos e técnicas estão corretos, é possível reconstituir a história. Começam assim a se estruturar os pilares para o que chamaremos de ciência moderna, baseada na criação de hipóteses, que serão submetidas a testes, e obtenção de dados que auxiliarão na formulação de teorias e modelos explicativos. Obviamente este não foi um processo linear, ainda havendo forte influência da religião nos primeiros estudos, sobretudo pelo fato de que os intelectuais deste período histórico eram vinculados à Igreja. A crescente necessidade por extração mineral, o desenvolvimento de novos produtos com a Revolução Industrial e as obras de engenharia com alto grau de complexidade estimularam o avanço da geologia. Na busca por atender às novas demandas da sociedade frente à modernidade, a geologia foi se estabelecendo como uma importante ciência e gerando a necessidade de criação de subdivisões. 1.2 As áreas de investigação da geologia Como vimos, a geologia passou de um conhecimento empírico, vinculado à cosmologia das civilizações, ou mesmo com enfoque apenas no descobrimento de naturalistas, a uma ciência moderna. Assim, hoje podemos estabelecer que é objeto da geologia o estudo da Terra, dos materiais que a compõem, dos processos internos e externos pelos quais esses materiais são expostos, e como o tempo modificou a história da Terra, registrada em suas rochas. Para alcançar esse objeto central, faz-se necessária a caracterização do interior e da superfície da Terra e a compreensão dos processos envolvidos na formação e transformação das rochas, sejam eles físicos, químicos, físico-químicos ou biológicos. Com uma interface com a sociedade, tornaram- -se objetivos também a mensuraçãode estoques minerais, obtenção de técnicas de extração mineral, estabilização de encostas, barragens e outras estruturas de engenharia e fontes de energia. Essa relação entre sociedade e natureza faz com que condicionantes de preservação ambiental, não apenas em relação à exploração mineral, mas a enchentes, deslizamentos, erupções vulcânicas, tsunamis e terremotos, também se tornem objetos de pesquisa. Assim como em outras ciências, na geologia houve uma grande ramificação de subdisciplinas, que buscam aprofundar os conhecimentos e técnicas aplicados a perguntas específicas. Podemos dividir a geologia em duas grandes ramificações: a teórica ou geral, que busca compreender a composição e processos de formação e transformação da Terra; e a aplicada, voltada à relação sociedade-natureza, que busca otimizar processos de extração, interface com as engenharias e gestão ambiental. Veja o esquema a seguir. Fundamentos da Geologia14 Figura 7 – Esquema de subdisciplinas da geologia Mineração Petróleo Estruturas e materiais Gestão e águas subterrâneas Estratigrafi a Paleontologia Petrografi a Sedimentologia Mineralogia Estrutural Geomorfologia Física Histórica Econômica Engenharia Teórica ou Geral Aplicada Geologia Fonte: Elaborada pela autora. Entre as subdisciplinas vinculadas à geologia teórica ou geral, temos as vinculadas à geologia física, que buscam compreender as propriedades dos materiais, sua ocorrência, suas modificações e suas feições na superfície da Terra. A mineralogia tem por objeto de estudo os minerais, suas propriedades cristalográficas físicas e químicas, como forma e estruturas dos cristais, além de gerar um sistema de classificação. Já o estudo das rochas é objeto da petrografia, no que tange a sua ocorrência, composição e estado de alteração. Porém quando as rochas sofrem alterações geradas por forças tectônicas, como dobramento e falhamentos, a subdisciplina responsável é a estrutural. Os depósitos sedimentares, suas características paleoclimáticas de deposição e origem são escopo da sedimentologia. Por fim, a geomorfologia, que apresenta forte interface com a geografia, compreende as formas de relevo, suas origens, processos endógenos e exógenos envolvidos e a evolução dessas feições. A geologia histórica é separada em estratigrafia, que estuda as sequências de rochas sobrepostas, buscando compreender a evolução da Terra por meio do registro das rochas. E a paleontologia, que por vezes é associada apenas Introdução à ciência geológica 15 a fósseis de dinossauros, mas que compreende toda a vida pré-histórica registrada em rochas, da escala microscópica como microalgas, até plantas e diversos seres vivos de várias dimensões. A geologia aplicada é focada na interação entre sociedade e natureza, especialmente nos recursos minerais e no planejamento territorial. A geologia econômica busca estimar as reservas minerais, projetar técnicas de extração e beneficiamento dos recursos minerais. Esses recursos são petróleo, minérios, minerais, rochas, metais, águas subterrâneas e fontes de energia, como as hidrotermais, por exemplo. A geologia de engenharia está relacionada ao emprego das teorias, dados e modelos geológicos, à solução de problemas vinculados à ocupação humana, atividades econômicas e obras de engenharia civil, como a construção de barragens, abertura de túneis e canais, estabilização de encostas e taludes, projetos de fundações de estruturas e extração de água subterrânea. Além dessa organização, ainda são consideradas subáreas da geologia: a planetária, que por sensoriamento remoto estuda a forma e composição de outros planetas; a sismologia, voltada a compreender os terremotos e movimentações das placas tectônicas; a geofísica que relaciona métodos físicos a problemáticas geológicas, geoquímica e geobiologia com química e biologia; a oceanografia que estuda os oceanos; a meteorologia que estuda os fenômenos da atmosfera; a hidrogeologia que estuda as águas superficiais e subterrâneas em sua distribuição espacial, composição e processos; e a ecologia que envolve as questões da diversidade de vida na Terra e a gestão ambiental. Essas últimas são interfaces da geologia com outras ciências que mostram a Terra sob uma perspectiva sistêmica, enfoque da nossa próxima seção. 1.3 A Terra como sistema A geologia como ciência moderna baseia sua produção de conhecimento na formulação de hipóteses explicativas para fenômenos e processos. Essas hipóteses são testadas com a obtenção de dados gerados por experimentos e coletas em campo, é uma ciência com forte relação com a coleta de informações na natureza. Quando se obtém um conjunto de dados e hipóteses robustos, são formulados teorias e modelos que permanecem por constante verificação e submissão de testes. Outro ponto importante para a produção de conhecimento pela geologia é a visão sistêmica. Pilar da ciência moderna, a visão sistêmica compreende que feições e processos são resultados de causa e efeito entre os entes formadores do sistema, além disso, a lei da conservação da matéria de Antoine Lavoisier (1743-1794) diz que: “Na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”. Assim, a Terra é compreendida por sistema da natureza, no qual se estabelecem processos de transformação e interação entre os entes. Como vimos, é parte do processo de desenvolvimento da ciência moderna a compartimentação do conhecimento para seu aprofundamento. Dessa forma, a Terra, como um sistema complexo, é melhor explicada quando separada em subsistemas. Não podemos é deixar de buscar a correlação entre esses subsistemas, buscando compreender a totalidade com base nas análises de múltiplas escalas. Fundamentos da Geologia16 Fi gu ra 8 – O s is te m a Te rr a e se us s ub si st em as BI O SF ER A To da m at ér ia o rg ân ic a re la ci on ad a à vi da p ró xi m a à su pe rf íc ie te rr es tr e M A N TO IN FE RI O R M an to s ob a a st en os fe ra , es te nd en do -s e de sd e ce rc a de 40 0 km a té o li m ite n úc le o- m an to (c er ca d e 2. 90 0 km d e pr of un di da de ) N ÚC LE O E XT ER N O Ca m ad a líq ui da c om po st a pr ed om in an te m en te p or fe rr o liq ue fe ito , es te nd en do -s e de sd e ce rc a de 2 .9 00 k m at é 5. 15 0 km d e pr of un di da de . O S IS TE M A D O C LI M A En vo lv e in te ra çõ es e nt re a a tm os fe ra , a hi dr os fe ra , a b io sf er a, a c rio sf er a e a lit os fe ra AT M O SF ER A En ve lo pe g as os o qu e se e st en de d es de a s up er fíc ie te rr es tr e at é um a al tit ud e de c er ca d e 10 0 km H ID RO SF ER A A es fe ra d a ág ua c om pr ee nd e to do s os o ce an os , la go s, ri os e a á gu a su bt er râ ne a CR IO SF ER A Ca lo ta s de g el o po la r, ge le ira s e ou tr os g el os s up er fic ia is SI ST EM A D A S PL AC A S TE CT Ô N IC A S En vo lv e in te ra çõ es e nt re a li to sf er a, a as te no sf er a e o m an to in fe rio r LI TO SF ER A Es pe ss a ca m ad a ro ch os a ex te rn a da Te rr a só lid a qu e co m pr ee nd e a cr os ta e a pa rt e su pe rio r d o m an to a té u m a pr of un di da de m éd ia d e ce rc a de 1 00 k m fo rm a as p la ca s te ct ôn ic as A ST EN O SF ER A Ca m ad a de lg ad a dú ct il do m an to so b a lit os fe ra q ue s e de fo rm a pa ra ac om od ar o s m ov im en to s ho riz on ta is e ve rt ic ai s da s pl ac as te ct ôn ic as O S IS TE M A D O G EO DÍ N A M O En vo lv e in te ra çõ es e nt re o s nú cl eo s in te rn o e ex te rn o N ÚC LE O IN TE RN O Es fe ra m ai sin te rn a co ns tit uí da pr ed om in an te m en te d e fe rr o só lid o, es te nd en do -s e de sd e ce rc a de 5 .1 50 k m de p ro fu nd id ad e at é o ce nt ro d a Te rr a, a 6. 37 0 km d e pr of un di da de . Es te g eo ss is te m a é en er gi za do p el a ra di aç ão s ol ar Es te s ge os si st em as sã o en er gi za do s pe lo ca lo r i nt er no d a Te rr a IESDE Brasil S/A Fo nt e: A da pt ad a de G ro tz in ge r, 20 13 , p . 1 4. Introdução à ciência geológica 17 Com a teoria do Big Bang se estabelece a origem do Sistema Solar e, consequentemente, do planeta Terra. Desse momento de formação do nosso planeta temos armazenado em seu interior parte da energia térmica de sua origem. Essa energia interage com dois subsistemas ou geossistemas, o sistema geodínamo e o sistema das placas tectônicas. O sistema geodínamo compreende as interações entre o núcleo interno e externo, e o interior da Terra entre a profundidade de 2.900 a 6.370 km. Nos processos relacionados a esse subsistema podemos destacar a rotação da Terra no próprio eixo e o campo magnético, ambos relacionados aos movimentos de convecção do núcleo externo. O sistema das placas tectônicas estabelece ligação com o sistema geodínamo e com o sistema clima, transferindo energia do centro da Terra para a superfície. Esse subsistema envolve as interações entre outros subsistemas: o manto inferior, a astenosfera e a litosfera. A astenosfera é uma camada sólida mais dúctil, ou seja, com plasticidade que permite acomodar as modificações das placas tectônicas e gerar movimentos de convecção. A litosfera é formada pela superfície rochosa da Terra, que é organizada em placas tectônicas e o manto superior, até a profundidade média de 100 km. É na litosfera onde habitamos e as relações entre o interior e o exterior da terra se estabelecem. O sistema clima é o geossistema energizado pela radiação solar, e onde se desenvolvem as diferentes formas de vida, a biosfera. Para a existência de vida na biosfera faz-se necessário um conjunto de interações entre este e os demais sistemas, como a hidrosfera, a criosfera e a atmosfera. Todos os subsistemas do sistema clima interagem entre si e com o subsistema litosfera, vamos analisá-los: • Atmosfera: é na atmosfera que se desenvolvem os fenômenos climáticos e meteorológicos, com movimentação das massas de ar. • Hidrosfera: possui relação com a atmosfera no que tange aos processos do ciclo hidrológico, especialmente precipitação, evaporação, evapotranspiração, entre outros. • Biosfera: a maioria dos seres vivos necessita de processos de respiração com os gases da atmosfera, além de condições de pressão e temperatura gerados pelas condições meteorológicas e climáticas. • Litosfera: processos de intemperismo, erosão, transporte e sedimentação, armazenamento de radiação solar na superfície terrestre, formas do relevo e influência de massas de ar, erupções vulcânicas geram micropartículas na atmosfera que refletem os raios solares para o espaço modificando o clima na Terra, entre outros. • Hidrosfera: a hidrosfera compreende todo o processo hidrológico, que está relacionada às águas superficiais, subterrâneas e meteorológicas. • Biosfera: a água é fundamental para a vida na Terra, grande parte dos processos metabólicos dos seres vivos depende não apenas da existência de água, como de suas características físicas e químicas. • Litosfera: além dos processos de intemperismo, erosão, transporte e sedimentação, a litosfera interage com a hidrosfera em processos hidrotermais. Fundamentos da Geologia18 • Biosfera: mais do que a simples existência de seres vivos, a biosfera é espacialmente organizada em ecossistemas que unem aspectos bióticos e abióticos; a existência de vida é até hoje o grande diferencial do nosso planeta em relação aos planetas hoje conhecidos. • Litosfera: os seres vivos interagem na litosfera como agentes de intemperismo e agentes de transporte, sem consideramos todas as modificações geradas pelos seres humanos; modificações no relevo também ocorrem por outros animais como o barramento de rios por castores. A formação dos solos se dá em decorrência da interação entre a biosfera e a litosfera, algumas espécies também necessitam das fontes termais geradas por atividade da litosfera. Os fósseis são importantes registros de antigos ecossistemas e, além de auxiliar a compreensão da história evolutiva da Terra, geram informações tafonômicas em relação às espécies atuais. A criosfera é um subsistema que é caracterizado pelo congelamento da água, baixas temperaturas e, consequentemente, baixa quantidade de vida. Apesar disso, esse é um importante subsistema, especialmente para regulação do clima global e processos de intemperismo físico. No decorrer de nossa disciplina, você verá de forma mais clara como a visão sistêmica aliada à conservação da matéria são os alicerces para o conhecimento geológico. Sempre que analisar um processo ou fenômeno geológico, busque entender qual é o mecanismo que gera esse processo, quais as leis físicas ou químicas envolvidas e quais as consequências deste para os demais subsistemas relacionados a ele. Tendo isso em mente, complexos conhecimentos tendem a ser mais bem assimilados. Considerações finais A geologia pode ser considerada uma das principais ciências modernas, com interface com outras ciências como a geografia e engenharias. Sua produção científica segue rigorosos métodos, com a formulação de hipóteses, geração de dados e experimentos e criação de teorias e modelos explicativos, que subsidiam não apenas pesquisas ambientais, mas também econômicas e de engenharia civil. Além das relações ao método científico e as subdivisões da geologia, é importante termos claro sua visão sistêmica do planeta Terra. Isso nos auxiliará a compreender de forma mais simples processos e conhecimentos técnicos que serão apresentados nos próximos capítulos. Buscar compreender as interações, as origens e as consequências dos processos tornará esse complexo conhecimento em subsídios importante para a sua formação acadêmica e profissional. Ampliando seus conhecimentos • CPRM – Serviço Geológico do Brasil. Disponível em: http://www.cprm.gov.br/. Acesso em: 18 abr. 2019. O Serviço Geológico do Brasil, também conhecido por Companhia de Prospecção de Recursos Minerais (CPRM), é um importante órgão de disseminação de conhecimentos geológicos. Além da elaboração de mapas, levantamentos e relatórios técnicos, ele disponibiliza em seu site um grande conjunto de informações. Introdução à ciência geológica 19 • RIGEO – Repositório Institucional de Geociências – CPRM. Disponível em: http://rigeo. cprm.gov.br/jspui/. Acesso em: 18 abr. 2019. Além do site do CPRM, sugerimos o Repositório Institucional de Geociência do CPRM. • GLOSSÁRIO Geológico Ilustrado. Disponível em: http://sigep.cprm.gov.br/glossario/. Acesso em: 18 abr. 2019. Você deve ter observado que teremos contato com muitos termos técnicos, no final deste livro estará à sua disposição um glossário com as palavras aqui citadas, mas é recomendada a busca também em outros materiais. Atividades 1. Escreva resumidamente sobre as principais diferenças entre os conhecimentos relacionados à forma e à composição da Terra antes e depois da constituição da geologia como ciência moderna. 2. Descreva as subdivisões da geologia, com seus objetos de pesquisa e relações. 3. Quais os princípios envolvidos em compreender a Terra pela visão sistêmica e como isso está relacionado ao estudo de geologia? Referências GROTZINGER, J. Para entender a Terra. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. LAVINA, E. L. C. O dilúvio de Noé e os primórdios da geologia. Revista Brasileira de Geociências. v. 42, n. 1, p. 91-110, mar. 2012. Disponível em: www.ppegeo.igc.usp.br/index.php/rbg/article/download/7877/7304. Acesso em: 23 abr. 2019. LEINZ, V.; AMARAL, S. E. do. Geologiageral. 14. ed. rev. São Paulo: Nacional, 2001. POMEROL, C. et al. Princípios de geologia: técnicas, modelos e teorias. 14. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. POPP, J. H. Geologia geral. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. STADLER, T. D. As sandálias de Plínio, o Velho. Romanitas – Revista de Estudos Grecolatinos. n. 11, p. 217-232, 2018. TEIXEIRA, W. (org.). Decifrando a Terra. 2. ed. São Paulo: Nacional, 2009. USP – Universidade de São Paulo. Museu Virtual da Evolução Humana. Evolução humana: sinopse. Disponível em: http://www.ib.usp.br/biologia/evolucaohumana/proposta/sinopse-da-evolucao-humana. html?showall=1&limitstart=. Acesso em: 23 abr. 2019. WICANDER, R. Fundamentos de geologia. São Paulo: Cengage Learning, 2009. 2 Constituição da Terra: minerais e rochas Dando continuidade ao nosso processo de aproximação dos conhecimentos de geologia, neste capítulo buscaremos compreender o atual modelo de organização da Terra em camadas concêntricas, como esse modelo foi desenvolvido ao longo dos anos e quais são as evidências e princípios relacionados a ele. Assim, caracterizaremos as principais camadas, dando maior enfoque à crosta, uma vez que é nesta camada que a vida e as atividades econômicas se desenvolvem. A formação da crosta por rochas e minerais será apresentada, dando subsídios para que você seja capaz de compreender como informações técnicas dos minerais podem auxiliar a, posteriormente, descrever processos de evolução da paisagem ou gestão ambiental. 2.1 A Terra em camadas Durante muito tempo o olhar da humanidade esteve mais voltado ao céu do que à Terra. Os astros sempre foram alvo do interesse humano, servindo de base para seu conhecimento, influenciando desde as navegações até os pensamentos filosóficos. Mas como é a Terra abaixo das camadas de rochas? Ela é homogênea? Essas são perguntas que ainda intrigam muitos pesquisadores. Como veremos, a maior parte do conhecimento gerado sobre o interior da Terra vem de dados secundários. As condições adversas de calor e pressão do interior da Terra não permitem que dados diretos sejam obtidos, sendo as teorias baseadas em hipóteses, correlações com dados da superfície, meteoritos e dados de ondas sísmicas. Mas como a investigação do interior da terra começou a ter os moldes da teoria atual? Esse foi um processo relativamente lento. Em 250 a.C. o filósofo Erastóstenes conseguiu calcular o volume da Terra e sua forma “esférica” (hoje sabemos que a Terra possui um formato irregular chamado geoide). O peso estimado da Terra só pôde ser calculado após Isaac Newton estabelecer sua relação com a gravidade em 1780. Sendo possível obter o volume e o peso, Henry Cavendish (1798) se dedicou a compreender a densidade (peso/volume) da Terra, chegando ao valor aproximado de 5,5 g/cm³. Mas o que esse valor significa? Dentre as inúmeras rochas que formam a crosta terrestre, a maioria é formada por granitos, que apresentam uma densidade média de 3 g/cm³, e basaltos, com 3,5 g/cm³; ou seja, a densidade da Terra, em seu interior, deveria ser muito maior do que das rochas externas. Com essa informação e dados de ondas sísmicas, a geóloga Emil Wiechert (1896) (GROTZINGER, 2013) propôs pela primeira vez que o centro da Terra era organizado em camadas concêntricas, tendo um núcleo mais denso e formado por ferro e níquel, metais densos e em grande abundância em rochas terrestres e meteoritos – indicando a relação da composição do planeta Terra com o processo de formação do Sistema Solar. A compreensão das ondas sísmicas é fundamental para analisar o interior da Terra. Fundamentos da Geologia22 Figura 1 – Esquema teórico das camadas internas da Terra Desde o final do século XIX, o modelo de camadas concêntricas vem sendo desenvolvido e ampliado, especialmente com pesquisas de ondas sísmicas. crosta manto manto núcleo externo núcleo externo núcleo interno núcleo interno nível do mar crosta Sa ku rr a/ Sh ut te rs to ck Sempre que é liberada energia na litosfera, de forma artificial ou natural, mas especialmente quando é pelo movimento de placas tectônicas após terremotos, são geradas ondas sísmicas. Essas ondas, resultantes da liberação da energia, são de dois tipos: ondas P e ondas S (TEIXEIRA, 2009). Figura 2 – Diagrama do comportamento das ondas P e ondas S As ondas sísmicas se dividem em ondas P e ondas S, e diferem no modo como sua propagação interfere no material submetido a elas. onda na matéria onda na superfície onda P onda S onda na matéria onda na superfície onda P onda S IE SD E Br as il S/ A As ondas P ou ondas compressivas têm alta velocidade de propagação e por isso são as primeiras a serem identificadas. São capazes de expandir e comprimir o material pelo qual se propagam. Já as ondas S, secundárias, ou ondas cisalhantes, são mais lentas, geram deslocamento do material em que se propagam, havendo cisalhamento deste e, portanto, só são propagadas em sólidos. Essa é uma informação muito importante, ondas S apenas se propagam em sólidos, isso que permitirá compreender o estado físico das camadas do interior da Terra (GROTZINGER, 2013). 2.1.1 O núcleo e o manto Em 1906, Robert Oldham observou o comportamento das ondas S, e sugeriu pela primeira vez que o núcleo deveria ser formado por uma camada externa líquida. Mas apenas em 1936 Inge Lihmann conseguiu estabelecer o limite entre o núcleo interno (sólido) e o núcleo externo (líquido), a uma profundidade de 5.150 km. A delimitação das camadas mais internas é definida pela velocidade Constituição da Terra: minerais e rochas 23 das ondas sísmicas. O limite entre o manto inferior e o núcleo externo ocorre a 2.900 km quando as ondas P caem de uma velocidade média de 13 km/s para 8 km/s, e as ondas S de 7,5 km/s para 0 km/s, indicando também seu estado físico líquido. O núcleo interno é quimicamente formado por 94% ferro e 6% níquel; já o núcleo externo é uma liga metálica composta por 85% de ferro, 5% de níquel, 5% de oxigênio e 5% de enxofre (TEIXEIRA, 2009; POPP, 2010). Figura 3 – Diagrama da velocidade das ondas P e S no interior da Terra Velocidade (km/s) Transição Onda S 2.000 4.000 6.000 Onda S Onda P Pr of un di da de (k m ) Manto 2 4 6 8 10 12 14 Limite manto-núcleo Núcleo externo Núcleo interno 410 660 IE SD E Br as il S/ A Figura 4 – Propagação das ondas P no interior da Terra A análise do comportamento das ondas sísmicas permite conhecer as camadas do centro da Terra. A mudança de direção das ondas P e a ausência de propagação das ondas S no núcleo externo indicam seus estados físico e líquido. W ik im ed ia C om m on s Fundamentos da Geologia24 Como vimos, o núcleo forma o subsistema geodínamo, no qual é formado o campo magnético da Terra. Esse fenômeno se dá pelos movimentos de convecções extremamente rápidos do núcleo externo, formado por liga metálica líquida. Esse movimento gera um campo magnético, em um processo similar ao de um eletroímã, o que faz com que a bússola seja direcionada para o Norte. Periodicamente, de forma aleatória e imprevisível, ocorrem modificações na polarização do campo magnético da Terra e, nesse caso, as bússolas apontariam para o Sul; evidências desses fenômenos são encontradas em rochas ricas em minerais ferrosos, especialmente no assoalho oceânico. Esse fenômeno será mais bem trabalhado no capítulo sobre as placas tectônicas. Além disso, as modificações na localização geográfica do polo norte magnético. Figura 5 – Formação do campo magnético da Terra Os movimentos de convecção do núcleo externo geram o campo magnético da Terra, de forma similar a um eletroímã. campo magnético da Terra Correntes do núcleo interno da Terra correntes de convecção Polo sul geográfico Polo norte geográfico Polo sul magnético Eixo da Terra Eixo da TerraPolo norte magnético correntes de convecção eixo de rotação campo magnético crosta da Terra núcleo externo manto núcleo interno campo magnético da Terra Correntes do núcleointerno da Terra correntes de convecção Polo sul geográfico Polo norte geográfico Polo sul magnético Eixo da Terra Eixo da TerraPolo norte magnético correntes de convecção eixo de rotação campo magnético crosta da Terra núcleo externo manto núcleo interno Ve ct or M in e/ Sh ut te rs to ck Constituição da Terra: minerais e rochas 25 Figura 6 – Página do NOAA com a movimentação do polo norte magnético No site do NOAA ainda é possível observar as mudanças de posição do polo norte magnético. Fonte: NOAA, 2019. Diferente do que muitos pensam, o manto é formado por rochas sólidas, mas dúcteis, ou seja, capazes de se acomodar a variações de pressão e fluir pelos movimentos de convecção. O manto inferior está nas profundidades 660 a 2.900 km do núcleo externo à zona de transição, sendo considerado homogêneo. A zona de transição tem esse nome por indicar a transformação de fase do mineral olivina, especialmente pela pressão exercida nesta profundidade, 410 a 660 km. É no manto superior onde ocorrem os principais movimentos de convecção que movem as placas tectônicas, é formado sobretudo por rochas silicatadas, em especial a rocha peridotito. O manto superior vai do Moho a 410 km de profundidade. De forma geral, a composição química do manto é constituída por 44% de oxigênio, 22,8% de magnésio, 21% de silício, 6,3% ferro, 2,5 de cálcio e 2,4% de alumínio. 2.2 A crosta terrestre Dentre as camadas da Terra, a crosta apresenta a maior variabilidade de elementos químicos formadores: 46% de oxigênio, 28% de silício, 8% de alumínio, 6% de ferro, 4% de magnésio, 2,4% de cálcio e 5,6% de outros elementos. Essa grande concentração de oxigênio e silício, formadores da maior parte de rochas da crosta, confere a ela uma baixa densidade em relação às demais camadas. A crosta ainda possui diferenças entre a parte continental, com uma densidade média de 2,8 g/cm³, e a oceânica, com uma densidade média de 3 g/cm³. Essa diferença de densidade, associada à densidade do manto de 3,4 g/cm³, gera a diferença altimétrica média entre as áreas continentais e oceânicas, estando essas últimas em cota mais baixa. A crosta oceânica é formada por rochas ricas em ferro, por isso sua maior densidade, e tendem a ter uma profundidade média de 7 km. Já a crosta continental é mais espessa, com um valor médio de 33 km, mas podendo chegar a valores superiores a 70 km de profundidade. Essa diferença entre Fundamentos da Geologia26 as crostas oceânica e continental é explicado pelo princípio de isostasia (TEIXEIRA, 2009; POPP, 2010; GROTZINGER, 2013). Figura 7 – Diagrama da organização da crosta terrestre A crosta terrestre é dividida entre continental, mais espessa e menos densa, e oceânica, mais fina, porém mais densa. Ch ris to ph B ur gs te dt /S hu tt er st oc k Como o manto, apesar de sólido, comporta-se de forma dúctil, ou seja, aceitando acomodações quando sobre movimentações e pressões, a relação entre a crosta e o manto se estabelece na busca de equilíbrio dinâmico. Assim, o empuxo que empurra a crosta continental para cima, devido a sua baixa densidade em relação ao manto diretamente abaixo, deve ser equilibrado pela força gravitacional que tende a empurrá-lo para baixo. Esse equilíbrio se dá de forma dinâmica entre a crosta continental e oceânica, e gera importantes modificações do relevo (POPP, 2010). Um dos exemplos mais clássicos é a formação de fiordes, durante o Pleistoceno (1,8 milhões a 11 mil anos atrás), parte da Terra foi coberta por grandes geleiras, que exerciam uma força contrária ao empuxo da crosta continental, e quando essas geleiras derreteram, o relevo foi soerguido para gerar o equilíbrio isostático, veja a imagem. Figura 8 – Diagrama do movimento isostático IE SD E Br as il S/ A crosta camada de gelo derretimento da geleira acomodações do manto acomodações do manto soerguimento pelo movimento isostático (Continua) Constituição da Terra: minerais e rochas 27 crosta camada de gelo derretimento da geleira acomodações do manto acomodações do manto soerguimento pelo movimento isostático No próximo capítulo, trabalharemos o ciclo de formação e alteração das rochas formadoras da crosta terrestre. Para isso, é importante compreender o que é uma rocha, ou seja, um agregado sólido de minerais que ocorre de forma natural, há rochas formadas também por um único mineral, ou por outras partículas não minerais. As rochas podem ter sua origem ígnea, pelo resfriamento do magma, sedimentar, formadas por sedimentos, ou metamórfica, quando rochas são alteradas pelo aumento de pressão e temperatura. 2.3 Os minerais Os minerais são os constituintes principais das rochas. Uma rocha costuma ser formada por diversos minerais, mas há casos de rochas formadas por um único mineral. Para que um elemento seja considerado um mineral, ele precisa atender a alguns requisitos: ter ocorrência natural, ou seja, ser encontrado na natureza (sendo assim, elementos criados, como os diamantes sintéticos, não são considerados minerais); e serem sólidos e cristalinos (ou seja, sua estrutura atômica deve ter um arranjo tridimensional ordenado e repetitivo, e seu estado físico deve ser sólido, desse modo, água mineral ou mercúrio líquido não podem ser considerados minerais) (NEVES, 2011; GROTZINGER, 2013). Vidros vulcânicos são exemplos de substâncias geradas pelo resfriamento do magma, mas que, pelo rápido processo de formação, não têm estrutura de cristalização ordenada, não sendo considerados minerais. Figura 9 – Estrutura atômica do diamante e do grafite W ik im ed ia C om m on s (Continua) Fundamentos da Geologia28 Diamante e grafite são minerais formados por carbono, e a estrutura cristalina do diamante é o que faz deles dois minerais distintos. Geralmente os minerais são inorgânicos, há algumas exceções de substâncias orgânicas, mas de origem animal, como a secreção de calcita por seres vivos, corais e músculos, por exemplo. Mas sua composição química deve ser especificada, com uma proporcionalidade constante entre os elementos. Dentre parâmetros estabelecidos, são permitidas alterações de elementos desde que mantida a proporção. Um exemplo é o quartzo, formado por silício e oxigênio, que não apresenta cor, sendo transparente, mas que pode conter impurezas, que lhe atribuem diferentes cores, como o rosa ou o verde. Outra característica dos minerais é que eles são a menor unidade, são homogêneos, ou seja, não podem ser divididos em partes menores. O quartzo é um exemplo de mineral formado pelo resfriamento do magma, uma das principais formas de criação de um mineral. Eles ainda se formam pela precipitação de elementos de uma solução saturada, o exemplo mais próximo a nós é a halita, o sal de cozinha (NaCl). Podem ser também polimorfos em alguns casos, quando um único elemento químico, sob diferentes processos de formação, especialmente pressão, adquire diferentes estruturas cristalinas. Como vimos, o diamante e o grafite são um exemplo disso. Para o surgimento de um mineral é necessária, então, a cristalização, a formação de um sólido a partir de um gás ou líquido. A cristalização é então um processo no qual um conjunto de átomos se organiza segundo arranjos cristalinos e com proporcionalidade química. Para o desenvolvimento de cristais é necessário tempo e espaço, esses fatos determinarão o tamanho e a quantidade do mineral em questão. Em pequenas bolhas de ar dentro do magma em resfriamento são formados microcristais, ou pequenas vesículas; em grandes cavernas podem ser gerados cristais com metros de dimensão. Além dos cristais, são formadas massas chamadas de grãos, neles a diferença está na Constituição da Terra: minerais e rochas 29 ausência de expressão da face cristalina. Podemos compreender a fase cristalina como a expressão externa do arranjo atômico do mineral. O modo como os átomos se organizam tridimensionalmente se expressa na forma das superfícies planas do cristal (NEVES, 2011).Como você pode imaginar, existem milhares de minerais, mas pouco mais de 30 são facilmente encontrados nas rochas. Esses minerais mais comuns são denominados de minerais formadores de rochas, e podem ser subdivididos em oitos grupos segundo sua composição química. Desses, três ainda assim são relativamente raros: elementos nativos, sendo um exemplo o cobre metálico; hidróxidos, sendo a goethita a principal ocorrência em solos brasileiros; e haletos, como a halita, ou o sal de cozinha. Os minerais mais abundantes são os do grupo dos silicatos, formados pelos ânions de silício e oxigênio, também principais elementos formadores da crosta terrestre; a olivina é um exemplo de mineral deste grupo. Entre os carbonatos, formados pelo ânion de cálcio, destaca-se a calcita, abundante em rochas sedimentares (GROTZINGER, 2013). Óxidos são um grupo muito presentes em solos, sendo resultado de processos intempéricos de outros minerais, entre eles a hematita. Sulfetos e sulfatos estão relacionados ao ânion de enxofre, sendo o último grupo também relacionado ao oxigênio. A pirita é um mineral do grupo dos sulfetos também conhecido como ouro de tolo, pela sua semelhança com o ouro. Figura 10 – Mineral pirita O mineral pirita é do grupo dos sulfetos, FeS2, e é conhecido como ouro de tolo, por sua semelhança com o ouro. W ik im ed ia C om m on s O conhecimento dos minerais é importante para que possamos compreender como as rochas se comportam ao intemperismo, quais recursos minerais podem ser extraídos delas e quais processos estão envolvidos na formação das rochas. Rochas formadas por minerais mais resistentes serão consequentemente mais resistentes. Assim, compreender algumas propriedades físicas dos minerais Fundamentos da Geologia30 é fundamental para relacionar o comportamento das rochas nos processos de alteração da paisagem, principal aplicação da geologia para a geografia. A dureza está entre as propriedades físicas mais relevantes neste ponto de vista, ela indicará a resistência da rocha para o intemperismo, ou seja, a alteração física, química ou biológica. Em 1822, Friedrich Mohs estabeleceu uma escala, que leva seu nome, para indicar a facilidade de um mineral ter sua superfície riscada. Ele elencou 10 minerais, do mais frágil ao mais resistente, e alguns objetos do dia a dia para testar a capacidade de ser riscado. Quadro 1 – Escala de dureza de Mohs para minerais Mineral Grau de dureza Objeto capaz de arranhá-lo Talco 1 Unha Gipsita 2 Unha Calcita 3 Moeda de cobre Fluorita 4 Lâmina de faca Apatita 5 Lâmina de faca Ortoclásio 6 Liga de aço Quartzo 7 Topázio Topázio 8 Corindon Corindon 9 Diamante Diamante 10 Outro diamante Fonte: Adaptado de Grotzinger, 2013. Outras propriedades importantes se referem ao modo como um mineral tende a se fragmentar fisicamente. A clivagem é a tendência de um cristal de partir-se em uma superfície plana, enquanto que a fratura expressa a tendência de quebra fora dos planos de clivagem, ou seja, ao longo de superfícies irregulares. Outras características são densidade, brilho, cor, traço e hábito cristalino. Considerações finais Neste capítulo pudemos observar como o conhecimento geológico é gerado, além de aprofundar nossos enfoques no subsistema geodínamo. O modelo de camadas do interior da Terra vem sendo construído ao longo dos séculos com o estabelecimento de hipóteses, coleta de dados, ainda que secundário em função das adversidades de coletas do interior do nosso planeta, e a constante validação e teste sobre esse modelo. Nesse contexto, a sismologia, ramo da geologia que estuda as ondas sísmicas, é fundamental para a compreensão do interior da Terra. Ter noções sobre a formação dos minerais, suas propriedades físicas e variabilidade torna- -se essencial quando se compreende a relação destes com processos intempéricos e de evolução da paisagem. Os próximos capítulos estarão relacionados ao subsistema das placas tectônicas, especialmente da composição e dos processos da litosfera. Constituição da Terra: minerais e rochas 31 Ampliando seus conhecimentos • MHE – Museu de Minerais, Minérios e Rochas Heinz Ebert. Unesp. Disponível em: https:// museuhe.com.br/. Acesso em: 24 abr. 2019. Um dos sites mais completos em relação a rochas e minerais disponíveis em português é o do Museu de Minerais, Minérios e Rochas Heinz Ebert, de responsabilidade da Unesp. Neles estão disponíveis dados científicos sobre minerais e rochas, com imagens e características mineralógicas, materiais didáticos para crianças e animações 3D. • BBC News. ‘Um planeta dentro de outro’: estudo mostra que centro da Terra é ‘sólido e macio’. 24 out. 2018. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/geral-45957973. Acesso em: 24 abr. 2018. Sobre as evidências das camadas internas da Terra, a BBC divulgou a matéria intitulada ‘Um planeta dentro de outro’: estudo mostra que centro da Terra é ‘sólido e macio’. • PLANETA dos documentários. Documentário Viagem ao Centro da Terra Completo Dublado. 19 fev. 2016. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=3jLJR2SncQk. Acesso em: 24 abr. 2019. O documentário Viagem ao centro da Terra, do canal History, também resume de forma interessante e visual o conteúdo apresentado neste capítulo. Algumas informações contidas no vídeo serão melhor trabalhados por nós nos próximos capítulos. Atividades 1. Descreva as principais camadas do interior da Terra, relacionando suas características às evidências científicas. 2. Elabore explicações sobre: a) isostasia; b) convecção; c) formação do campo magnético da Terra. 3. Defina o que são rochas e minerais. Referências GROTZINGER, J. Para entender a Terra. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. LEINZ, V.; AMARAL, S. E. do. Geologia geral. 14. ed. rev. São Paulo: Nacional, 2001. NEVES, P. C. P. das. Introdução à mineralogia prática. 3. ed. rev. ampl. Canoas: Ulbra, 2011. Fundamentos da Geologia32 NOAA – National Center for Environmental Information. Disponível em: https://maps.ngdc.noaa.gov/viewers/ historical_declination/. Acesso em: 26 abr. 2019. POMEROL, C. et al. Princípios de geologia: técnicas, modelos e teorias. 14. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. POPP, J. H. Geologia geral. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. TEIXEIRA, W. (org.). Decifrando a Terra. 2. ed. São Paulo: Nacional, 2009. WICANDER, R. Fundamentos de Geologia. São Paulo: Cengage Learning, 2009. 3 Ciclo de formação e alteração das rochas A partir deste capítulo trabalharemos de forma mais intensa as relações entre a litosfera, a astenosfera e o subsistema clima (biosfera, atmosfera, hidrosfera e criosfera). A visão sistêmica é fundamental para compreendermos os processos de formação dos diferentes tipos de rochas, auxiliando a compreender os ambientes geológicos, o tipo de recurso mineral esperado, e como a paisagem se desenvolverá. Os três grupos de rochas, ígnea, sedimentar e metamórfica, serão apresentados em suas formações e características. 3.1 O ciclo de formação e alteração das rochas A geologia como ciência tem em um de seus pilares a visão sistêmica. A Terra é assim compreendida como um grande sistema, aberto, já que recebe energia do sol e eventualmente ocorrem entradas de meteoritos em nossa atmosfera. No entanto as entradas de materiais rochosos do espaço são uma porcentagem muito pequena quando consideramos o tamanho de nosso planeta. Podemos compreender assim que a formação e alteração das rochas é um ciclo fechado, que unifica interações entre o subsistema clima, a litosfera e a astenosfera. Buscando sintetizar esses processos, podemos formular um ciclo de formação e alteração das rochas, no qual os três tipos de rochas, ígneas, sedimentares e metamórficas, são interligadas por vetores que indicam a direção dos processos e suas interações. Alguns desses vetores serão trabalhados neste capítulo para caracterizar a formação das rochas; outros serão trabalhados no capítulo seguinte, quando compreenderemos os processos de alteraçãodas rochas com maior atenção. A seguir podemos ver o diagrama simplificado desse ciclo. Figura 1 – Diagrama simplificado do ciclo de formação e alteração das rochas Intemperismo e erosão Depósito sedimentar Diagênese Rochas sedimentares Metamorfismo Rochas metamórficas Fusão Magma Cristalização e consolidação Rochas ígneas Fonte: Elaborada pela autora. Fundamentos da Geologia34 Mas como iniciar a interpretação do ciclo de formação e alteração das rochas? Quando a Terra se formou, após o Big Bang, ela era uma massa de matéria incandescente, similar ao que hoje é o magma, então vamos começar por ele. Quando o magma se cristaliza ou consolida, são formados os minerais e as rochas ígneas, também conhecidas como magmáticas, que podem ser de dois tipos: intrusivas, formadas no interior da crosta, ou extrusivas, formadas em contato com o ar ou com a água na superfície da Terra. Quando as rochas são expostas ao subsistema clima, inicia-se um processo de decomposição, que pode ser químico ou físico, este é denominado erosão e será mais bem trabalhado no próximo capítulo. A degradação das rochas pelo intemperismo gera fragmentos menores e argilominerais, denominados sedimentos, que serão erodidos e transportados, e sua classificação está relacionada ao material de origem (podendo ser mineral ou orgânico) e ao seu tamanho (quando falamos em areia ou argila estamos nos referindo a um tamanho de partícula). Quando ocorre a deposição de grandes quantidades de sedimentos, em bacias sedimentares, estas são submetidas à litificação ou diagênese, que consiste na compactação ou cimentação dos grãos de sedimentos em uma matriz rochosa. As rochas, quando submetidas a situações extremas de aumento de pressão – como, por exemplo, pela interação de placas tectônicas e aumento de temperatura –, têm sua estrutura cristalina e composição química alterada, passando por uma espécie de metamorfose, por isso o termo metamorfismo. O resultado desses processos são rochas metamórficas. Assim como o intemperismo, o metamorfismo ocorre nas três grandes classes de rochas. Como exemplo temos a fusão, que é a mudança do estado sólido das rochas para a formação de novo magma, reiniciando o ciclo. 3.2 Rochas ígneas As rochas ígneas ou magmáticas são as rochas formadas pelo resfriamento do magma. O modo como esse resfriamento se dá determinará as características mineralógicas e estruturais. Quando o resfriamento do magma ocorre no interior da crosta, ele é denominado intrusivo, e nesse tipo de rocha o resfriamento é feito de forma lenta, com a cristalização do magma, gerando minerais bem desenvolvidos, cristais de maior tamanho, e uma textura grossa na rocha. Temos como exemplo o granito. Quando o resfriamento ocorre fora da crosta, ele é denominado extrusivo, como nas erupções vulcânicas, fluxos de lava e nos contatos entre placas tectônicas, por exemplo. O rápido resfriamento, pelo contato com o ar e/ou a água, não proporciona o tempo necessário para a formação de grandes cristais. Dessa maneira, os minerais podem não se formar, ou se formam de forma menos complexa e em menor dimensão, atribuindo às rochas ígneas extrusivas uma textura fina. Um exemplo dessa formação é o basalto. Observe a figura a seguir. Ciclo de formação e alteração das rochas 35 Figura 2 – Esquema teórico das câmaras magmáticas 1 1 Soleiras 2 Dique 3 3 Plútons 2 Pu sl at ro ni k/ Sh ut te rs to ck As câmaras magmáticas se diferem em tamanho e posição em relação à rocha encaixante. O formato da câmara magmática, sua dimensão e posição em relação à rocha encaixante influenciam não apenas sua composição mineralógica, em decorrência da quantidade de magma e tempo de cristalização, mas também as feições do relevo resultantes desta. As massas ígneas formadas em grandes profundidades são denominadas plútons. Quando ocorrem em grandes dimensões de no mínimo 100 km², com consequente resfriamento lento e rochas com textura grossa, são denominadas batólitos (corpos graníticos costumam se originar nessas formações). Quando o corpo plutônico é inferior a 100 km², são denominados stocks. A rocha encaixante é uma rocha, ou uma sucessão de rochas, que sofre uma abertura e um preenchimento de magma, o modo como esse magma se organiza entre as camadas ou sucessões definirá as demais formas de corpos magmáticos. Quando corpos tabulares de magma se acomodam de forma paralela às camadas de rochas encaixantes, levam o nome de soleiras. É como quando há um travesseiro entre os lençóis da cama, pode-se observar o volume entre as camadas, mas as camadas não são seccionadas. Quando há essa ruptura nas camadas da rocha encaixante, o corpo tabular é chamado de diques, estes são os principais mecanismos de transporte de magma para a superfície da crosta. Quando esses diques e Fundamentos da Geologia36 soleiras são de pequenas dimensões, preenchendo apenas fraturas da rocha, são formados os veios. Esse termo é conhecido especialmente pela mineração de veios de ouro e outros metais ou minerais. Além da diferenciação das rochas pelo seu ambiente de resfriamento, e consequentemente textura, outra maneira de diferenciação entre as rochas ígneas é sua composição química e mineralógica. Essa diferenciação vai estar relacionada especialmente pelos teores de sílica (SiO2). Rochas ricas em sílica, principal constituinte dos minerais silicatados, como o quartzo, são denominadas de félsicas. Elas são pobres em ferro e magnésio e ricas em sílica, o que lhes atribui uma densidade relativa baixa e uma coloração mais clara. As classificações químicas/mineralógicas e a textura não são excludentes, e sim complementares. Vamos analisar o caso do granito e do riolito, duas rochas félsicas. O granito e o riolito são duas rochas distintas formadas pela mesma composição química e mineralógica, ou seja, têm como origem o mesmo magma. São ricas em sílica, o que atribui a elas características de rochas ígneas félsicas, como baixos teores de ferro e magnésio, e coloração clara. O granito, como podemos ver na figura a seguir, tem grandes cristais de quartzo e feldspatos, devido a sua cristalização em grandes câmaras dentro da crosta, denominadas batólitos. Em oposição, o riolito é uma rocha extrusiva, com fenocristais (cristais pouco desenvolvidos), de quartzo e feldspatos, que pelo rápido resfriamento tem uma textura muito fina. m ic ha l8 12 /S hu tt er st oc k O granito é uma rocha ígnea intrusiva félsica. Figura 3 – Granito Sa kd in on K ad ch ia ng sa en /S hu tt er st oc k O riolito é uma rocha ígnea extrusiva félsica. Figura 4 – Riolito Outro grupo de rochas ígneas são as ricas em minerais máficos. As rochas máficas são ricas em ferro e magnésio e pobres em sílica. Diferentes das rochas félsicas, sua densidade tende a ser maior, devido a altas concentrações de ferro, o que também lhe atribui uma coloração mais escura. Da mesma forma que na comparação entre granito e riolito, nas rochas máficas precisamos considerar sua textura e ambiente de formação. O basalto é virtualmente a rocha mais abundante da Terra, já que é a principal formadora dos assoalhos oceânicos e de muitos derrames vulcânicos; sua composição é a mesma que a do gabro, porém este possui textura grossa devido a sua cristalização no interior da crosta. Ciclo de formação e alteração das rochas 37 Ty le r B oy es /S hu tt er st oc k O basalto é uma rocha ígnea extrusiva máfica. Figura 5 – Basalto w w w. sa nd at la s. or g/ Sh ut te rs to ck O gabro é uma rocha ígnea intrusiva máfica. Figura 6 – Gabro Você pode estar se questionando como o magma, aquela massa homogênea e incandescente, é capaz de se diferenciar em magmas félsicos e máficos. Esse é também um questionamento da geologia, conhecido como teoria da diferenciação magmática. A primeira vertente dessa teoria indica que todas as rochas se originariam desse magma comum. Conforme os minerais iriam se cristalizando (como vimos, cada mineral secristaliza a uma temperatura específica), elementos químicos seriam retirados desse magma parental, modificando-o quimicamente. Assim, quanto maior o número de cristais, mais diferenciado seria o magma remanescente, gerando por consequência diferentes rochas. De acordo com essa vertente, todo o magma seria capaz de gerar rochas graníticas e basálticas. Em oposição a essa teoria, geólogos questionaram a relação entre a quantidade de rochas graníticas e basálticas na crosta da Terra e a interação entre elas pela vertente de magma parental. E chegaram à conclusão de que o tempo e a quantidade de magma para formar uma rocha granítica, após a formação de rochas basálticas, não se mostrava coerente com a distribuição rochosa na crosta terrestre. Para eles, a diferenciação é mais complexa do que a ideia de um mesmo magma parental. A diferenciação magmática estaria, assim, relacionada à rocha de origem no processo de fusão. Como vimos no ciclo de formação das rochas, o magma é formado pelas rochas do manto, mas também pela fusão das rochas previamente formadas na crosta da Terra. As rochas que formam o manto superior teriam sua composição vinculada às rochas basálticas, tendo em vista que o assoalho oceânico é fundamentalmente basalto e formado pelo resfriamento do manto superior nas cadeias meso-oceânicas. A fusão de rochas sedimentares e do assoalho oceânico geraria um magma intermediário, conhecido como andesitico, que poderiam resultar em rochas de diferentes tipos. E, por fim, a fusão de rochas sedimentares, ígneas e metamórficas, formadoras da crosta continental, resultaria em um magma granítico, atribuindo, assim, ao ambiente geológico de fusão a diferenciação do magma. Fundamentos da Geologia38 3.3 Rochas sedimentares Os processos de alteração das rochas serão melhor detalhados no próximo capítulo, agora o que precisamos compreender é que a interação das rochas com o subsistema clima gera a degradação, fragmentação e transporte das rochas, transformando-as em sedimentos. Os sedimentos podem ter sua origem em rochas, sendo fragmentos de rochas e minerais de diferentes tamanhos, esses são denominados de siliciclásticos e mantêm a estrutura cristalina e mineralógica da rocha de origem. As classificações por tamanho seguem algumas escalas, uma das mais conhecidas é a de escala de Wentworth. Quadro 1 – Escala de Wentworth1 para tamanho de sedimento Sedimento Tamanho Argila < 4 µm Silte > 4 µm - < 64 µm Areia > 64 µm - < 2 mm Grânulo > 2 mm - < 4 mm Seixo > 4 mm - < 64 mm Bloco ou calhau > 64 mm - < 256 mm Matacão > 256 mm Fonte: CPRM, 2019. Além dos sedimentos siliciclásticos, há os sedimentos químicos ou biológicos, que têm sua origem e composição formada por outros elementos que não as rochas e os minerais. Os sedimentos químicos e biológicos podem ter sua origem na excreção de compostos de seres vivos, como os recifes de corais, conchas, estruturas celulares de microrganismos, ou vegetais; ou ainda a precipitação química de elementos químicos como carbonatos de cálcio, sais e metais. Durante os processos de erosão e transporte desses sedimentos, diferentes fatores do ambiente modificam não apenas a sua distribuição espacial, como algumas de suas características. Por exemplo, em um clima úmido, o ferro tende a ser liberado, deixando os sedimentos mais claros, há maior energia de transporte pelos corpos hídricos e, havendo maior deposição, os depósitos sedimentares terão em seu registro aspectos relacionados a este clima. Já em um clima seco, a ausência de fluxos hídricos alterará o transporte dos sedimentos, dunas e desertos podem se formar, gerando grandes concentrações de depósitos de areia e menos evidência de sedimentos finos. O registro sedimentar funciona assim como um livro, no qual cada camada conta um período ambiental onde aqueles sedimentos foram depositados e sua análise estratigráfica permite conhecer a história da Terra. No Capítulo 5 veremos como as rochas contam a história de formação da Terra, em especial as rochas sedimentares pelos vestígios de fósseis e paleoambientes. 1 A escala de Wentworth é uma escala granulométrica, que considera o maior diâmetro da partícula. μm: definido como 1 milionésimo de metro e equivalente à milésima parte do milímetro. Ciclo de formação e alteração das rochas 39 Figura 7 – Diagrama de formação de uma rocha sedimentar com fóssil st ih ii/ Sh ut te rs to ck O sedimento que é transportado se deposita em camadas nas bacias sedimentares. Se um animal morre ou é carregado até um desses locais, ele é decomposto, ou preservado, entre as camadas de sedimento. Milhares de anos depois o relevo é modificado e revela a camada na qual o fóssil ficou registrado. Após o transporte e a deposição nas bacias sedimentares, o sedimento passa por processos de litificação ou diagênese, que consiste na transformação de materiais inconsolidados em rocha. Esse processo de diagênese pode se dar de duas maneiras: por compactação ou cimentação. Na compactação há um processo físico de compressão das partículas, no qual a quantidade de água e ar entre os grãos diminui ao ponto de elas se tornarem mecanicamente uma massa sólida. Já na cimentação há a inclusão de um elemento químico, que une os grãos, esse elemento pode ser precipitado ou adicionado por mudanças ambientais. Figura 8 – Rocha sedimentar de granulometria fina: arenitos finos e folhelhos. SA Ph ot og /S hu tt er st oc k Rochas sedimentares se depositam de forma sucessiva e paralela. Cada modificação em coloração, tamanho de grão e presença de matéria orgânica indica um ambiente de deposição diferente. Fundamentos da Geologia40 Figura 9 – Rocha sedimentar de granulometria grossa: conglomerado. Fo ki n O le g/ Sh ut te rs to ck Rochas de ampla granulometria tendem a apresentar um processo de diagênese por cimentação, no qual a precipitação de minerais mais finos preenche os poros entre os grãos. As rochas de origem siliciclástica podem ser subdivididas em: • folhelhos, que são formados por camadas de deposição de grãos finos, como uma lama com uma mistura de silte e argila; • argilitos, quando há predomínio de argila; • siltitos, quando há predomínio do tamanho silte; • arenito, para rochas formadas por depósitos de areia, a seleção dos grãos, se são originados de dunas ou de depósitos marítimos, vão imprimir diferentes características a estas rochas; e • conglomerados, para rochas com sedimentos maiores do que o tamanho da areia. Quando ocorre a deposição de grandes quantidades de matéria orgânica, são gerados registros especiais. É o caso do carvão e do petróleo e gás natural. Os depósitos de carvão estão associados a grandes concentrações de material vegetal como turfeiras e florestas soterradas que, quando compactadas e aquecidas (de 90 °C a 120 °C) por processos de movimento verticais na crosta, transformam sua estrutura. Quando esse depósito de matéria orgânica é formado por micro- -organismos como diatomos, ocorre a formação de petróleo e gás natural pela decomposição destes. 3.4 Rochas metamórficas A Terra é um planeta extremamente dinâmico, os movimentos das placas tectônicas alteram constantemente a posição e a forma dos continentes e, consequentemente, das rochas. Após a formação das rochas ígneas e sedimentares, processos atuam na sua alteração, como o intemperismo e a fusão que gera o magma. Mas outro processo muito importante é o metamorfismo, em que as demais rochas são modificadas pela ação do aumento da temperatura e/ou pressão. Essas modificações Ciclo de formação e alteração das rochas 41 ocorrem em diferentes graus de intensidade e extensão, e podem modificar a composição química, a mineralogia e a textura das rochas. Entre os agentes de metamorfismo a temperatura é uma das mais predominantes, podendo estar associada ou não à pressão. O contato entre o magma e uma rocha gera uma alteração chamada metamorfismo de contato, no qual não há necessariamente a presençade pressão e a alteração de forma localizada. A compressão de camadas de rochas na crosta gera o seu rebaixamento em direção ao manto; a profundidade da crosta e sua relação com o manto é conhecida como gradiente geotérmico e tem especificidades em relação ao ambiente tectônico. No meio da plataforma continental, no qual a espessura é maior, há um gradiente, enquanto nas áreas de contato entre placas tectônicas a proximidade com a astenosfera deixa o gradiente mais aquecido, facilitando o metamorfismo. A pressão gera uma tensão sobre a estrutura da rocha, redirecionando sua organização interna, e uma das características das rochas metamórficas são os bandamentos, ou seja, a reorganização da rocha de origem em bandas. A tensão gerada pela pressão pode ser confinante, no qual a rocha sofre força de todas as direções, ou dirigida, na qual há predomínio de um sentido de direção na força de pressão. Outro tipo de agente de metamorfismo são as reações geradas por fluxos hidrotermais, além de menos comuns eles têm sua área de ocorrência mais concentrada, e estão vinculados à mudança mineralógica em função da reação entre o fluxo e a rocha encaixante. Figura 10 – Rocha metamórfica: gnaisse. Le sP al en ik /S hu tt er st oc k O gnaisse é uma rocha metamórfica com alto grau de metamorfismo gerado de rochas sedimentares e ígneas félsicas em metamorfismo regional. É possível verificar o bandamento da sua estrutura. Como vimos, os agentes de metamorfismo são externos em relação à formação da rocha, assim o ambiente tectônico determinará o grau e o tipo de alteração. Na imagem a seguir podemos observar os principais tipos de metamorfismo. Fundamentos da Geologia42 Figura 11 – Diagrama dos tipos de metamorfismo segundo o ambiente tectônico st ih ii/ Sh ut te rs to ck Cada ambiente geológico vai desencadear um processo de metamorfismo distinto. Fonte: Grotzinger, 2013, p. 157. Os tipos de metamorfismo conforme o ambiente geológico são: • regional, ocorre em escala regional, no encontro de placas tectônicas e grandes profundidades, está relacionado a altas temperaturas e grande pressão; • alta pressão, como o nome já nos diz, está vinculado a grandes pressões e sua localização é próxima a arcos vulcânicos e contatos de placas tectônicas; • assoalho oceânico, quando a interação da água do mar e do magma basáltico gera metamorfismo; • soterramento, com o aumento do gradiente térmico e pressão pelo afundamento de rochas, em especial rochas sedimentares; • impacto, gerado pela onda de choque e calor da colisão de meteoritos. Considerações finais A compreensão da formação e das alterações das rochas nos proporciona mecanismos de análise da paisagem muito importantes. Ter claro a constante mudança dos ambientes geológicos e geográficos nos auxilia a planejar e a estudar o espaço geográfico. Nosso objetivo aqui é que tenhamos as noções básicas de interpretar a paisagem, sua história de formação, suas potencialidades e limitações, tendo em vista a dinâmica dos processos geológicos, sendo fundamental não apenas a compreensão dos termos mais técnicos, mas também dos processos e da visão sistêmica. Ciclo de formação e alteração das rochas 43 Ampliando seus conhecimentos • CARNEIRO, C. D. R., GONÇALVES, P. W., LOPES, O. R. O ciclo das rochas na natureza. Terræ Didática, n. 5, v. 1, p. 50-62, 2009. Disponível em: https://www.ige.unicamp.br/ terraedidatica/v5/pdf-v5/TD_V-a5.pdf. Acesso em: 24 abr. 2019. Nessa obra, os autores apresentam de forma didática o ciclo das rochas na natureza e outros conceitos de geologia. Pode ser utilizada como leitura complementar ou no ensino de Geografia ou Educação Ambiental. • MHE – Museu de Minerais, Minérios e Rochas Heinz Ebert. Unesp. Disponível em: https:// museuhe.com.br/rochas/. Acesso em: 24 abr. 2019. Como já mencionado em outros capítulos, o Museu de Minerais, Minérios e Rochas Heinz Ebert apresenta um relevante banco de dados, não apenas de minerais, mas também de rochas, com textos explicativos e descrição de tipos de rochas. • CPRM – Serviço Geológico do Brasil. Rochas. 4 jul. 2015. Disponível em: http://www.cprm. gov.br/publique/Redes-Institucionais/Rede-de-Bibliotecas---Rede-Ametista/Canal-Escola/ Rochas-1107.html. Acesso em: 24 abr. 2019. CPRM – Serviço Geológico do Brasil. Carvão mineral. 18 ago. 2014. Disponível em: http:// http://www.cprm.gov.br/publique/Redes-Institucionais/Rede-de-Bibliotecas---Rede- Ametista/Canal-Escola/Carvao-Mineral-2558.html. Acesso em: 24 abr. 2019. O CPRM disponibiliza uma série de materiais informativos, entre eles destacamos aqui o Canal Escola da Rede Ametista, nele inúmeros temas são trabalhados com uma linguagem acessível e imagens ilustrativas. Como sugestão temos uma revisão dos tipos e rochas e um especial sobre a formação do carvão mineral. Atividades 1. Descreva a formação das rochas ígneas. Considere a diferenciação do magma e dos ambientes de formação. 2. De que maneira uma rocha sedimentar pode auxiliar na compreensão das mudanças paleoambientais pelas quais a Terra passou? 3. Ao analisarmos um afloramento de rochas metamórficas na paisagem, o que podemos compreender desse ambiente geológico? Fundamentos da Geologia44 Referências BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Glossário. Disponível em: http://www.mma.gov.br/estruturas/secex_ consumo/_arquivos/10%20-%20mcs_glossario.pdf. Acesso em: 25 abr. 2019. CPRM – Serviço Geológico do Brasil. Disponível em: http://sigep.cprm.gov.br/glossario/. Acesso em: 24 abr. 2019. GROTZINGER, J. Para entender a Terra. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. GUERRA, A. T. Dicionário geológico-geomorfológico. 7. ed. rev. e atual. Rio de Janeiro: IBGE, 1987. IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Glossário Geológico. Disponível em: https://biblioteca. ibge.gov.br/visualizacao/monografias/GEBIS%20-%20RJ/glossariogeologico.pdf. Acesso em: 24 abr. 2019. ITCG – Instituto de Terra, Cartografia e Geologia do Paraná. Glossário de termos geológicos. Disponível em: http://www.mineropar.pr.gov.br/modules/glossario/conteudo.php?conteudo=M. Acesso em: 25 abr. 2019. LEINZ, V.; AMARAL, S. E. do. Geologia geral. 14. ed. rev. São Paulo: Nacional, 2001. MATEO RODRIGUEZ, J. M. Geoecologia das paisagens: uma visão geossistêmica da análise ambiental. 2. ed. Fortaleza: UFC, 2007. MUSEUHE – Museu de Minerais, Minérios e Rochas Heinz Ebert. Minerais. Disponível em: https://museuhe. com.br/minerais/. Acesso em: 25 abr. 2019. POMEROL, C. et al. Princípios de geologia: técnicas, modelos e teorias. 14. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. POPP, J. H. Geologia geral. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. RIBEIRO, H. J. P. S. Estratigrafia de sequências: fundamentos e aplicações. São Leopoldo: Unisinos, 2001. SILVA, C. R. da. Geodiversidade do Brasil: conhecer o passado para entender o presente e prever o futuro. Rio de Janeiro: CPRM, 2008. TEIXEIRA, W. (org.). Decifrando a Terra. 2. ed. São Paulo: Nacional, 2009. USGS – Science for a changing world. Volcano Hazards Program. Glossary. Disponível em: https://volcanoes. usgs.gov/vsc/glossary/. Acesso em: 25 abr. 2019. WICANDER, R. Fundamentos de geologia. São Paulo: Cengage Learning, 2009. 4 Dinâmicas internas e externas da Terra A Terra é um planeta dinâmico e em constante transformação. A interação entre a crosta, a astenosfera e o subsistema clima gera processos de modificação do relevo, com impactos socioambientais relevantes. Pela análise da paisagem podemos compreender os processos de formação do relevo, as áreas de risco para ocupação urbana e as relações entre sociedade e natureza que podem potencializar os efeitos de fenômenos naturais. As mudanças climáticas em decorrência da alteração do uso e cobertura do solo, do aumento de gases de efeito estufa, e extinção de biomas vêm alterando processos da dinâmica externa da Terra. Já em relação às dinâmicas internas, temos por um lado os danos causados nas populações que habitam áreas de atividades, e em outro o crescente
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