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Sarah Valente Tavares Ceatec – Engenharia Civil 1 Geologia Introdução Ás Rochas E Minerais TEMPO GEOLÓGICO A formação do planeta Terra se deu há aproximadamente 4,6 Ga (ou 4,6 bilhões de anos) Esse tempo é dividido: Éons: Fanerozóico (542 Ma – Recente) Proterozóico (2,5 Ga – 542 Ma) Arqueano (3,8 Ga – 2,5 Ga) Hadeano (4,6 Ga – 3,8 Ga) POR QUE O 1° ÉON ESTÁ REPRESENTADO TÃO CURTO NA TABELA DO TEMPO GEOLÓGICO? Por que as rochas do Hadeano (1° Éon) foram destruídas pelo intemperismo (dinâmica externa) e pelos impactos internos (choques de placas que se quebram e afundam). Ou seja, muita informação foi perdida sobre esse material. Dinâmica: Interna: manto Intemperismo (desgaste de uma rocha) Externa: placas tectônicas Datação radio métrica: através de isótopos radioativos que os profissionais determinam o tempo geológico (carbono 14) Isótopo do carbono 12 60 mil anos (arqueologia e não geologia) 14 Ga: Big Bang 5 Ga: Formação do sistema solar a partir de um dos braços da Via Láctea A Terra é localizada na galáxia espiral Via Láctea Ma (1 mega anos) = 1.000.000 anos = 1 milhão de anos Ga (1 giga anos) = 1.000.000.000 anos = 1 bilhão de anos Éons Eras Períodos Época Hadeano e fanerozóico duraram o mesmo tempo (cronológico) Quanto mais antigos os éons, menor a quantidade de informações, pois as rochas geradas podem ter sido destruídas Sarah Valente Tavares Ceatec – Engenharia Civil 2 FORMAÇÃO DA TERRA: POR QUE A TERRA TEM ENERGIA TÉRMICA NO SEU INTERIOR? QUAL A RELAÇÃO COM A ACREÇÃO PLANETÁRIA? A Terra surgiu a partir da colisão de corpos rochosos (planetesimais, blocos de rochas de poucos quilômetros de diâmetro) que se fundiram e formaram o protoplaneta Terra. Essa fusão de planetesimais é chamada acreção planetária. Os planetesimais, ao serem colididos e acrescidos, perderam a energia cinética que possuíam, a qual se transformou em energia térmica no protoplaneta em formação. Ou seja, temos energia térmica no interior da terra porque sofremos acreção. FORMAÇÃO DA LUA: Acredita – se que o protoplaneta Terra colidiu ainda com outro protoplaneta (Theia) em seu estágio inicial de formação, aumentando ainda mais sua energia térmica compressão e desintegração radioactiva (ambos ocupavam a mesma órbita) Após a colisão a Terra sobreviveu ao cataclisma e os detritos resultantes formaram seu satélite Lua (satélite natural terrestre) DIFERENCIAÇÃO: Após o choque, em um protoplaneta Terra praticamente fundido, com intenso calor e magma muito fluido, houve a diferenciação em porções distintas Uma fusão de grandes proporções ocorreu no início da história da Terra como resultado do impacto com Theia. Especula – se que cerca de 30 a 65% do planeta se transformou em um oceano de lava. A energia cinética do impacto de Theia e de impactos com planetesimais se transformou em calor. Partículas radioativas emitidas por elementos pesados também teriam contribuído para a origem do calor inicial. Devido ao processo de diferenciação que existe o núcleo, o manto e a crosta Os elementos químicos são divididos de acordo com a sua densidade: Elementos químicos mais comuns e pesados (Ferro e Níquel) migraram para a região central Elementos químicos mais comuns e leves (Silício, Alumínio e Oxigênio) fluíram para a superfície Terra apresenta-se como um planeta zoneado O ciclo de renovação das rochas existe até hoje porque ainda há calor concentrado no núcleo proveniente dessa transformação de energia Sarah Valente Tavares Ceatec – Engenharia Civil 3 ESTRUTURA INTERNA DA TERRA: Pode ser dividida com base em suas propriedades químicas: Núcleo: onde se concentram os elementos mais comuns e pesados (ferro e níquel) Manto: onde se concentram os elementos mais comuns e de peso intermediário (elementos químicos mistos tanto leves quanto pesados – silício, ferro e magnésio associados com oxigênio) Crosta: onde se concentram os elementos mais comuns e leves (oxigênio, silício e alumínio) Se resfriou com a emissão do calor para o espaço A maioria dos elementos que ascenderam para a superfície apresenta pontos de fusão relativamente baixos (silício, alumínio, ferro e magnésio combinados com oxigênio) Pode ser dividida com base em suas propriedades físicas: Núcleo interno: Região mais interna do núcleo Quente e sólido (rígido): o aumento da pressão eleva o ponto de fusão dos componentes do magma Se estende entre 5400 km e 6100 km de profundidade Núcleo externo: Formado pelos elementos mais pesados como ferro e níquel Porção periférica do núcleo Quente e líquido (fundido) (fluída) Se estende entre 2900 km e 5400 km de profundidade POR QUE O NÚCLEO INTERNO É SÓLIDO E O NÚCLEO EXTERNO É LÍQUIDO? O núcleo interno está sujeito a alta pressão. A alta pressão eleva o ponto de fusão a ponto que mesmo em alta temperatura o núcleo não consiga se fundir, por isso é sólido. O núcleo externo está sujeito a menor pressão. Como o ponto de fusão não foi elevado a níveis extremos a temperatura é capaz de fundir, por isso é líquido. Manto inferior ou mesosfera: Porção mais espessa do manto Muito viscoso Quente e rígido: magma de consistência pouco fluida (se movimenta lentamente) (não é resfriada) Se estende entre 350 km e 2900 km de profundidade Manto intermediário ou astenosfera: Curta porção periférica do manto Quente e pouco rígido (plástica): magma de consistência muito fluida Se estende entre cerca de 100 km e 350 km de profundidade Manto superior: Porção menos espessa ainda e mais periférica Rochoso Fria e sólida (resfriado) Litosfera = manto superior + crosta Crosta: Sólida e fria Fina camada Rígida Espessura varia entre 5-10 km nas áreas oceânicas e 30-80 km nas áreas continentais Litosfera: Se divide em porções conhecidas como placas litosféricas ou placas tectônicas Se estende até cerca de 100 km de profundidade Sarah Valente Tavares Ceatec – Engenharia Civil 4 QUESTÃO DE PROVA QUAL É A DIVISÃO DA ESTRUTURA DA TERRA COM BASE EM PROPRIEDADES FÍSICAS E QUAL A DIVISÃO COM BASE EM PROPRIEDADES QUÍMICAS? COMPONENTES DO SISTEMA TERRA Atmosfera: subsistema de natureza essencialmente gasosa que envolve o globo Hidrosfera: engloba toda a água (no estado sólido, líquido e gasoso) existente na superfície terrestre Geosfera: corresponde à parte superficial da Terra bem como às várias zonas do seu interior que se diferenciam quer quimicamente quer fisicamente Biosfera: corresponde ao subsistema que integra todos os seres vivos existentes na Terra assim como toda a matéria orgânica que ainda não foi decomposta SISTEMA DO CLIMA: Envolve grande troca de massa e energia entre atmosfera, hidrosfera, biosfera e litosfera SISTEMA DAS PLACAS TECTÔNICAS: Envolve a interação entre litosfera, astenosfera e mesosfera SISTEMA DE GEODÍNAMO: Responsável pelo campo magnético da Terra Envolve a interação entre núcleo externo e núcleo interno DINÂMICA DE EVOLUÇÃO DA TERRA: Origina novos relevos, formação de cadeias orogênicas, planaltos e cadeias vulcânicas Dinâmica interna: originam novos relevos, com a formação de cadeias orogênicas, planaltos, fossas tectônicas, dorsais oceânicas e cadeias vulcânicas Sarah Valente Tavares Ceatec – Engenharia Civil 5 Dinâmica externa: tendem a nivelar a superfície do planeta, pelos fenômenos de intemperismo, erosão e sedimentação CICLO DAS ROCHAS Placas Tectônicas E Ciclos Das Rochas SISTEMA OU TEORIA DAS PLACAS TECTÔNICAS: Envolve a interação entre litosfera, astenosfera e mesosfera Até a tectônica, nenhuma teoria conseguia explicar os processos geológicos de forma integrada Teoria que unifica a Geologia (data de 1965) A DERIVA CONTINENTAL: As similaridades das idades das rochas e as orientações das feições geológicas entre os diferentes continentes atuais também evidenciam a deriva continental Os continentes se movem a partir de um supercontinente chamado de Pangeia (pan = toda; geia = terra) São processos antagônicos! Sarah Valente Tavares Ceatec – Engenharia Civil 6 São evidências da Deriva Continental: O encaixe da borda leste da América do Sul com a borda oeste da África Encaixe das bordas de outros continentes Montanhas da Caledônia e Apalache muito parecidas Fósseis muito similares aqui e na África Depósitos de rochas sedimentares de ambiente glacial distribuídos pelos continentes do hemisfério Sul COMO A TECTÔNICAS DE PLACAS EXPLICA A DERIVA CONTINENTAL? A Tectônica de Placas explica a Deriva Continental e também explica o vulcanismo, o soerguimento (elevação) de grandes cordilheiras (orogenia = gênese de cordilheira), os abalos sísmicos etc. Segundo a Teoria da Tectônica de Placas, o calor do Núcleo Externo aquece a Mesosfera e nela cria correntes convectivas de magma. A convecção do magma na Mesosfera cria correntes na Astenosfera que por sua vez movimentam as placas da Litosfera (também conhecidas como placas tectônicas). A EXPANSÃO DO ASSOALHO OCEÂNICO: A ideia da deriva continental ganhou força quando os cientistas perceberam que as correntes de convecção do manto podem arrastar os continentes criando novo assoalho oceânico Após o fim da Segunda Guerra Mundial, a descoberta da Dorsal Mesoatlântica comprovou a expansão do assoalho oceânico Descobriu – se que no meio da Dorsal Mesoatlântica haviam grandes fissuras, grandes vales profundos, os chamados rifts Outras dorsais mesooceânicas foram descobertas no Pacífico e no Índico, e em conexão com a Dorsal Mesoatlântica A RECICLAGEM DO ASSOALHO OCEÂNICO: Círculo de Fogo do Pacífico: mostra as atividades vulcânicas e sísmicas que agora sabemos estarem associadas com a convergência e a destruição de placas litosféricas Os geólogos então reconheceram que o assoalho oceânico estava sendo reciclado em regiões de intensa atividade vulcânica e sísmica As evidências corroboram, mas não a explicam! Sarah Valente Tavares Ceatec – Engenharia Civil 7 FENÔMENOS COMUNS AOS LIMITES DAS PLACAS: Vulcanismo Terremoto Abalo sísmico Orogenia (gênese de cordilheira) AS PLACAS TECTÔNICAS: Em 1965, o geólogo canadense Tugo Wilson descreveu pela primeira vez os movimentos dos continentes pela interação de placas rígidas, as placas tectônicas Dobramento da placa litosférica: formação de relevo É o que temos aqui no Brasil Estamos no centro da placa litosférica sul americana 3 LIMITES PRINCIPAIS ENTRE AS PLACAS: Limite divergente Limite convergente Limite conservativo (ou transformante) LIMITES DIVERGENTES Oceano – oceano: são formadas as dorsais pelo contínuo derramamento de lava (rifteamento e a expansão ao longo de uma zona estreita) Ex.: dorsal mesooceânica (cadeia de montanhas submarina, com muitas falhas geológicas, derrame de lava e abalos sísmicos) Aflora acima do nível do mar na Islândia Continente – continente: As correntes de convecção afinam a litosfera e é criado um sistema de vales em rifte (vales paralelos com muitas falhas geológicas, “fendas”, como no Leste Africano) Pode ocorrer derrame de lava e abalos sísmicos O magma ali extravasado é assoalho oceânico (puro basalto, principal rocha extrusiva) Rift Valley, no Leste Africano Sarah Valente Tavares Ceatec – Engenharia Civil 8 LIMITES CONVERGENTES Oceano – oceano: Na colisão entre duas bordas, uma delas se afunda (a que possui maior proporção de litosfera oceânica), pois a placa oceânica é a mais densa (puro basalto), então ela que entra em subducção (é reciclada) A placa oceânica produz magma que ascende na placa cavalgante, onde forma – se um arco de ilhas vulcânicas, no qual são comuns o vulcanismo e abalos sísmicos (terremotos e tsunami) (Japão) Oceano – continente: Na colisão entre uma borda oceânica e uma borda continental, a borda oceânica se afunda e produz magma que ascende na borda continental (placa cavalgante), onde forma – se uma cordilheira, na qual são comuns vulcanismo e abalos sísmicos Vulcão Nevado del Ruíz, Colômbia Continente - continente: Na colisão entre duas bordas continentais de placas nenhuma delas entra em subducção (afunda e é fundida na Astenosfera) (É como se uma cavalgasse na outra) A placa continental é mais espessa e mais leve, por isso não tem vulcão nesse limite (não tem magma extravasado), tem apenas orogenia (formação de cordilheiras e montanhas) Placas sofrem dobramentos (Himalaia) As cordilheiras formadas são as de maiores altitudes Há abalos sísmicos e terremotos Formação de altas montanhas e um amplo planalto (Planalto do Tibete é o ponto mais alto do globo) QUANDO HÁ FORMAÇÃO DE PLACAS? Quando há distensões na astenosfera, devido as correntes de convecção, e o magma extravasa. A lava chega na superfície e se solidifica. QUANDO HÁ FORMAÇÃO DE PLACAS? Quando há colisão de placas e uma delas entra em subducção (sempre a oceânica mais densa), ou seja, afunda. Assim, produz magma que ascende na placa cavalgante. Esse limite evolui para um limite divergente oceano/oceano quando a Litosfera, depois de se afinar muito, se rompe e uma placa oceânica é criada. Origina – se um mar interior que pode evoluir para um oceano. Sarah Valente Tavares Ceatec – Engenharia Civil 9 LIMITES TRANSFORMANTES: Ocorre quando há deslizamento entre as placas (movem – se uma em relação à outra em direções opostas) O deslizamento abrupto da litosfera muda o curso dos rios (o canal de um riacho que atravessa a falha vai sendo deslocado) Provoca terremotos Não tem vulcanismo OS HOT SPOTS (PONTOS QUENTES): Pontos fixos de ascensão de plumas de magma (São pontos onde sobe calor do núcleo até a litosfera) Podem gerar vulcanismo no centro de uma placa Não está ligado às correntes convectivas O magma que extravasa produz ilhas O arquipélago havaiano é o maior exemplo de ascensão de calor fixo POR QUE AS ILHAS PARECEM SE MOVIMENTAR? O hot spot é fixo, as placas tectônicas que se movimentam fazendo com que outros pontos passem pelo ponto fixo. Enquanto a ilha está em cima do ponto quente ela está em construção. Depois que sai ela sofre intemperismo. Vulcão Kilauea, Havaí CICLO DAS ROCHAS Processos que se retroalimentam
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