Aula 1

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Ciências do ambiente
Aula 1: Elementos de geologia I
Apresentação
Nesta aula, iniciaremos o estudo do planeta em que habitamos, compreendendo os principais parâmetros que levam a essas informações. Os parâmetros litológicos, que nos apresentam a origem das rochas existentes, assim como suas características principais e classificações.
Os parâmetros estruturais, que nos permitem a compreensão do funcionamento do interior do nosso planeta.
Os ambientes geotectônicos nos levam a compreender a distribuição e origem das fontes minerais e energéticas no espaço e no tempo, e como a percepção de que nossa configuração atual sofreu grande modificação, e por fim identificaremos os principais pontos de ocorrência de eventos sísmicos no mundo.
Objetivo
Identificar os principais parâmetros geológicos da Terra;
Descrever os conceitos que abrangem os ambientes geotectônicos.
Geologia
Os processos que ocorrem no interior do globo terrestre e na sua superfície são denominados geologia, que é uma ciência relativamente nova, e a mais variada das ciências naturais.
O estudo do planeta Terra desde a sua origem, assim como toda a vida existente e já extinta são os principais focos dessa área.
Dentro de Geologia, existem diversos parâmetros, como os litológicos, os estruturais, os geomorfológicos, os hidrogeológicos, e ambientes a serem avaliados, como os geotectônicos.
Litologia ou parâmetros litológicos
São os responsáveis pelo estudo acerca da origem e da natureza das rochas, segundo os tipos e suas características físicas, como cor, textura, estrutura, composição mineral e outros.
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 Principais parâmetros litológicos
Mineral
É toda substância homogênea, sólida ou líquida, e que surge naturalmente na crosta terrestre. De forma geral, o mineral possui composição química definida e, em condições favoráveis, apresenta estrutura atômica ordenada.
Rocha
É o sólido consolidado, formado por vários minerais, e pode ser do tipo monominerálico ou composto. O estudo desse parâmetro é de extrema importância, principalmente em áreas de construção, em que a predominância de uma rocha ou mineral determina o processo de estabilização das estruturas, para que não ocorram fenômenos de dissolução.
As rochas podem ser classificadas em sedimentares, ígneas e metamórficas. Elas se formam de diferentes maneiras no planeta, mas, os tipos metafórmico e ígneo aparecem por causa das elevadas tempeaturas do manto terrestre, como verificamos na Figura 1.
 Figura 1: Formação das rochas no planeta Terra 
Em tipos mais comuns encontrados na natureza, algumas rochas aparecem de modo duplicado, como o quartzito (sedimentar e metamórfico). Isso ocorre porque as rochas ígneas e sedimentares podem se tornar metamórficas e as ígneas podem ser sedimentares.
	Sedimentares
	Detríticas
Químicas
Orgânicas
	quartzito, arenito, siltito, argilito
calcário, dolomito, salgema
carvão, turfa, calcário
	Ígneas
	Plutônicas
Vulcânicas
	granito, gabro, diorito, peridotito
basalto, andesito, riolito
	Metamórficas
	Massivas
Foliadas
	quartzito, mármore, corneana
xisto, gnaisse, filito, micaxisto
Estratigrafia
Tem por finalidade o estudo e a descrição de todos os corpos rochosos que formam a crosta terrestre, além de organizar unidades mapeáveis distintas, com base em suas propriedades, estabelecendo relação no espaço e na sucessão do tempo, a fim de interpretar a era geológica dos corpos.
Os três princípios que regem a estratigrafia e explicam a organização das sequências sedimentares na natureza são:
• Princípio da superposição de camadas — Ocorre o posicionamento dos estratos, em que o mais antigo encontra-se mais embaixo, enquanto os mais jovens se posicionam mais em cima, identificando-se a ordem dos estratos.
• Princípio da horizontalidade — Os depósitos sedimentares se acumulam pela influência da gravidade de forma horizontal em camadas.
• Princípio da continuidade lateral — As camadas sedimentares são contínuas e se estendem até as margens da bacia de deposição ou afinam-se lateralmente.
Discordância
É um tipo de descontinuidade nos estratos, que ocorre por uma erosão ou por ausência de deposição de material. Podem ser:
• Angular: Quando o material foi depositado em decorrência de fenômenos sísmicos, levando camadas paralelas e horizontais a se inclinarem e se tornarem oblíquas. Após o fenômeno, as camadas subsequentes se depositariam de acordo com o princípio da horizontalidade.
• Litológica: Trata-se da descontinuidade entre uma rocha sedimentar e uma metamórfica, causada pela presença de intrusões magmáticas.
• Erosiva: Acarretada pelo processo de erosão durante um hiato, ou seja, camadas anteriores sofreram erosão, mas as subsequentes depositaram-se normalmente, pelo princípio da horizontalidade.
• Paralela: Visível apenas por meio de um estudo fossilífero, já que ocorre pela deposição de sedimentos sem superfície de erosão.
Parâmetros estruturais
A geologia estrutural é o estudo das estruturas da Terra e a responsável pelo estudo das deformações da crosta terrestre. Ela observa as estruturas, morfologias, os mecanismos, processos de deformação e produtos gerados.
De maneira geral, a Terra possui uma forma esférica, achatada nos polos, e tem sua estrutura dividida em crosta terrestre, manto e núcleo. Entretanto, o planeta ainda pode ser dividido em mais partes (Figura 2).
O manto possui, em sua totalidade, pouco mais de 3000km de espessura, formado por um material similar ao da crosta terrestre, que fica logo acima.
• Ele é submetido a intensas pressões e temperaturas;
• Possui partes de consistência pastosa, formada pelo derretimento de rochas;
• Tem sua temperatura aumentada de acordo com a profundidade;
• A parte mais pastosa é conhecida como magma;
• A parte mais externa é conhecida, quando em conjunto com a crosta terrestre, como litosfera.
O núcleo fica logo abaixo do manto e é dividido em externo, quando mais líquido e formado por ferro e níquel derretidos, e interno, formado de ferro sólido.
As diferentes partes do planeta serão em maior ou menor grau, as responsáveis pelo surgimento de dobras, de falhas, de ilhas, de erupções vulcânicas e outras ocorrências.
Para o estudo das estruturas presentes no planeta, são realizadas três análises:
Geométrica — Faz o estudo da forma, do tamanho e da orientação das estruturas, por meio de imagens aéreas, modelos digitais de relevo, interpretação de perfis geofísicos e estratigráficos, entre outros, levando-se em conta a escala de trabalho.
Cinemática — Realiza o estudo dos movimentos que geram as estruturas rochosas, sendo conhecido como mapeamento da deformação.
Dinâmica — Realiza o estudo das forças que causam os movimentos, interpretando as tensões responsáveis pela formação das estruturas.
As estruturas também podem ser classificadas quanto à sua formação:
1-Primárias: Formadas desde a formação da rocha;
2-Secundárias:Ocorreram após a formação das rochas, como no caso das tectônicas.
Uma importante classificação desse parâmetro são as estruturas deformadas e as não deformadas, que ocorrem após a formação da rocha, modificando suas condições iniciais e imprimindo a ela novas características que podem ou não afetar as características preexistentes.
Estruturas não perturbadas
Como o próprio nome já diz, não apresentam modificações em sua estrutura inicial, e as mais comuns são do tipo estratificação cruzada, formadas em ambientes aquáticos, e a estratificação plano paralela.
Estruturas perturbadas
Apresentam modificações em sua estrutura original. Podem ser do tipo atectônica ou tectônica.
Continuar lendo:
· Perturbações de origem atectônicas: São perturbações locais de baixa amplitude, que afetam pequenas áreas; ocorrem sempre entre estratos não perturbados. Esse tipo de movimento, geralmente, é causado pela ação da força da gravidade, seja na queda de uma geleira ou no escorregamento de sedimentos.
· Perturbações de origem tipo tectônica: Têm grande amplitude e podem ser de dois tipos: causada por movimentos epirogenéticos, ou causada por movimentos orogenéticos.
· Epirogenéticos: Sãouma movimentação lenta de vastas áreas do continente (levantando ou abaixando) sem acarretar em alteração na estrutura geral da rocha.
· Orogenéticos: Originam-se de movimentações no interior da crosta, causando deformações permanentes e podem, ainda, levar à superposição de rochas sob as demais sem que ocorra a destruição.
 Deformações perturbadas
 As deformações perturbadas podem originar diáclases, falhas e dobras.
Diáclases
São fraturas que possuem uma linha de fraqueza, como trincas, ou rupturas, seguindo planos paralelos entre si, e sem deslocamento perceptível das partes afetadas. Podem ser classificadas em:
• Diáclases de compressão: Provocadas por esforços tectônicos e caracterizadas por superfícies planas, produzidas por esforço convergente.
• Diáclases de tração: Caracterizadas por superfícies pouco planas, podem ser de origem tectônica após o resfriamento, levam à presença de dobras anticlinais, são produzidas por esforço divergente.
Falhas
São fraturas em que ocorre deslocamento perceptível das partes afetadas pela falha, e podem ser formadas por esforços tectônicos ou atectônicos.
As falhas caracterizam-se pela presença de um plano de falha ou plano de fratura, que nada mais é do que a superfície em que o deslocamento dos blocos ocorre.
• Rejeitos - São as medidas dos deslocamentos lineares que causaram o movimento que resulta na falha;
• Blocos originados a partir da ocorrência da falha - Dois blocos formados ao longo do plano de falha, que podem ser do tipo teto (acima no plano de falha inclinado) ou do tipo muro (abaixo).
As falhas podem ser classificadas de acordo com a posição dos blocos e dos movimentos em:
• Falha normal: Causada por movimentos divergentes, pela gravidade em decorrência do teto ter descido sob o muro.
• Falha inversa: Também conhecida como falha de empurrão, é aquela em que o teto se encontra acima do muro, causada por esforços convergentes.
• Falha transcorrente ou de deslocamento horizontal: Ocorre com o deslocamento dos blocos de forma paralela à direção da falha.
• Sistema de falhas: Quando existem inúmeros falhamentos associados.
Dobras
São curvaturas ou flexões produzidas por esforços de origem tectônica, intrusão magmática ou origem atectônica. Sua forma varia de acordo com a intensidade, a duração e o ângulo de incidência da direção do esforço.
As dobras são compostas por:
• Flancos - São os dois lados da dobra;
• Eixo - É a linha ao redor do dobramento;
• Plano axial - É o plano que divide as dobras em duas partes que podem ser simétricas ou assimétricas;
• Crista - É a linha resultante da ligação dos pontos mais elevados da dobra e pode coincidir com o eixo;
• Plano de crista - É a superfície formada pelo conjunto de cristas de um pacote de camadas.
As dobras ainda podem ser classificadas quanto à sua morfologia, distinguindo-se as dobras:
• Anticlinal - Os flancos se abrem para baixo com o eixo por cima;
• Sinclinal - Os flancos se abrem para cima;
• Isoclinal - Os flancos apresentam paralelismo na mesma direção e ângulo do mergulho;
• Monoclinal - Não forma dobra anticlinal ou sinclinal, mas flexão lateral;
• Assimétrica - O plano axial é inclinado com os flancos formando inclinações diferentes;
• Deitada - O plano axial tende à horizontalidade, levando os flancos a se situarem um abaixo do outro;
• Arrasto - Existe um conjunto de dobras menores subordinadas a uma maior;
• Leque - As camadas sofrem um estrangulamento e se assemelham a um leque;
• Falhada - Após sofrer a dobra ela apresenta uma falha.
O estudo da teoria tectônica de placas do globo terrestre auxilia no entendimento da distribuição e origem das fontes minerais e energéticas no espaço e no tempo.
A tectônica de placas engloba as deformações estruturais geológicas e baseia-se na percepção de que a camada sólida da crosta terrestre se encontra dividida em cerca de 20 placas semirrígidas (Figura 2), com a ocorrência de eventos sísmicos e erupções vulcânicas em suas bordas.
Na Figura 2, pode-se perceber que as placas estão em constante movimento no manto superior, entretanto, é uma explicação ainda sem conclusão. Sabe-se que a convecção do manto movimenta as placas, mas acena-se a possibilidade de ocorrer o afundamento do manto superior que é mais denso.
 Figura 2: Placas tectônicas e vulcões ativos Fonte: SÓ GEOGRAFIA, 2019
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Origem da crosta terrestre
A crosta terrestre se desenvolveu por uma série de pulsações vinculadas a episódios de fusão ocorridos no manto, mas, ainda se debate se sua formação ocorreu de forma repentina, gradual, ou em sucessivas fases. Essa inconclusão se deve ao fato da destruição de provas químicas desse processo na reciclagem da crosta.
A crosta tem de 5 a 70km de espessura e reveste todo o conteúdo sólido do planeta. Ela se divide em crosta oceânica e a continental. Anteriormente, havia uma teoria de que a crosta oceânica estava abaixo da crosta continental, mas, atualmente, sabe-se que elas se sucedem lateralmente.
• A crosta continental é mais antiga que a oceânica, com partes que existem desde o início do planeta. Ela é rica em sílica e alumínio e pobre em ferro e magnésio, com densidade ligeiramente menor e espessura muito maior do que a oceânica.
• A crosta oceânica é de origem vulcânica mais recente e é formada por materiais geologicamente novos, originados da erosão dos continentes e que, pela ação dos agentes naturais, foram parar no solo oceânico.
Camadas da Terra | 
 Teoria da deriva continental
 Entre 1908 e 1912, propôs-se a teoria da deriva continental:
• Inicialmente, a Terra era formada por uma única placa;
• Os continentes estavam todos unidos, formando a Pangeia;
• A expansão do fundo do mar, causada pelo manto terrestre, resultou no rompimento e na separação dos continentes e das placas, além de formar cadeias montanhosas e erupções vulcânicas, levando à configuração atual do globo terrestre (Figura 3).
 Figura 3: Deriva continental proposta
Alfred Wegener (geólogo alemão) enumerou quatro evidências para comprovar a teoria da deriva continental: geomorfológicas, litológicas, paleontológicas e glaciais.
1. As geomorfológicas ocorrem pelo perfeito encaixe entre os continentes, entre eles o da América do Sul com a África.
2. As litológicas mostram que ocorre uma continuidade das grandes estruturas da superfície terrestre, como as cadeias de montanhas.
3. As paleontológicas, que são consideradas as mais significativas por alguns estudiosos, mostram que os fósseis e as plantas das regiões que, anteriormente formavam um único continente, são as mesmas (Figura 4).
4. As glaciais advêm do fato de que as rochas obtidas nesses locais demonstram um mesmo período de glaciação.
Figura 4: Evidências Paleontológicas | Fonte: LAPA, 2019
Quando as placas, que antes formavam a Pangeia, movem-se em direções opostas, ocorre a formação de cadeias de montanhas com a expansão do fundo oceânico, e quando elas se movem em direções iguais, ocorre a subdução, que pode acarretar terremotos e tsunamis.
As principais zonas de ocorrência destes fenômenos são mostradas na Figura 5, mostrando que os locais de maior incidência são aqueles em que as se encontram as bordas das placas tectônicas.
 Figura 5: Principais locais de ocorrência de erupções vulcânicas e terremotos | Fonte: GEOGRAFIA PARA TODOS, 2019
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 Atividade
1) As rochas apresentam diferentes maneiras de se formarem no planeta. A partir da observação da figura a seguir, comente como ocorre a formação das rochas metamórficas.
Gabarito sugerido
As rochas metamórficas advêm de rochas ígneas e sedimentares, sofrendo metamorfismo.
2) Nos Estados Unidos, existe a Falha de San Andreas e, segundo estudiosos, trata-se de uma bomba-relógio, que pode provocar um grande terremoto de proporções catastróficas a qualquer momento. Baseado no material e na figura a seguir, comente a formação dessa falha.
Gabarito sugerido
A falha é resultado do movimento de translação, com a presença do plano de fratura. Baseado no estudo, você deve ser capaz de discorrer sobre o movimento dos blocos que acarretouna formação da falha.
3) Explique como a litosfera pode ser influenciada pelo movimento do manto terrestre.
Gabarito sugerido
Trata-se da relação da litosfera à junção de crosta terrestre com o manto superior. As transformações ocorridas na litosfera estão relacionadas aos movimentos de convecção do manto mais interno ao manto externo, levando às movimentações das placas tectônicas desde a formação do planeta, acarretando em sua atual configuração.
4) Nos anos de 1908 e 1912, propôs-se a teoria da deriva continental. Como ela pode ser comprovada?
Gabarito sugerido
A teoria é confirmada por meio das evidências geomorfológicas, litológicas, glaciais e paleontológicas que mostram como o planeta chegou à configuração atual.
5) Diferentes partes do planeta serão, em maior ou menor grau, as responsáveis pelo surgimento de dobras, falhas, ilhas, erupções vulcânicas e outras ocorrências. Explique como é feita a análise estrutural do planeta.
Gabarito sugerido
Essa análise ocorre por meio das etapas cinemática, geométrica e dinâmica.
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