Conteúdo - Formação de Rochas 2

Amostra de basalto. Microfotografia de uma lâmina delgada de basalto.	Alguns dos aspectos que devemos ter em consideração no estudo macroscópico (olho nu) das rochas são as dimensões (cristalinidade), a forma (granularidade) e o arranjo dos minerais constituintes. O conjunto destas características denomina-se textura. No caso das rochas extrusivas diz-se que a rocha apresenta textura afanítica. As rochas extrusivas mais comuns são o basalto, andesito, riolito, traquito, fonólito, traquiandesito e traquibasalto. O basalto é uma das rochas cuja formação tem sido observada directamente pelo homem, em muitas ocasiões. As lavas com composição basáltica são as mais comuns. Não podemos esquecer que hoje, sempre que se dá uma erupção vulcânica, o homem, de forma directa ou indirecta, tem acesso aos mantos e/ou escoadas de lava, isto é, ao material em fusão que se gera no interior da crosta terrestre a profundidades que vão para além dos 100 quilómetros. O basalto é uma rocha bastante escura, compacta, por vezes com cavidades, apresentando alguns cristais desenvolvidos sobre a massa compacta. Esta massa compacta não pode ser estudada a olho nu nem á lupa, porque é constituída por cristais microscópicos. Logo o seu estudo terá de ser feito ao microscópio de luz polarizada, usando ampliações elevadas. Normalmente, os cristais que se observam a olho nu são de minerais como augites, olivinas e, por vezes, plagioclases. Os cristais microscópicos são, normalmente, plagioclases do tipolabradorite, piroxenas, magnetite e olivina. Quando o arrefecimento da lava /magma derramado à superfície da crosta terrestre) é de tal modo brusco apenas se podem formar cristais microscópicos ou vidro vulcânico (matéria não cristalizada). Há rochas que a olho nu não temos duvidas em classificá-las como basaltos, contudo quando submetidas a exame microscópico, mostram, pela constituição mineralógica, serem diferentes de um verdadeiro basalto. Vem agora a propósito fazermos uma breve referência a outras rochas vulcânicas, formadas, como o basalto, pela solidificação das lavas. Os andesitos são rochas mais ricas em sílica e menos escuras que os basaltos, sendo constituídas por minerais como quartzo, plagioclases e ferromagnesianos. Os fonólitos, cinzentos mais ou menos claros ou esverdeados, não são, muitas vezes, fáceis de distinguir dostraquitos, a não ser pela análise microscópica que permite identificar a presença de nefelina ou de outros silicatos "alcalinos"; formaram-se, como os traquitos, a partir de lavas de alta viscosidade e, por isso, podem apresentar-se com aspectos similares. Os riolitos são as rochas vulcânicas mais ricas em sílica ("ácidas), com minerais constituintes como o quartzo, os feldspatos alcalinos e ferromagnesianos, apresentando textura cristalina, por vezes vítrea no caso das obsidianas. Os produtos que ascendem à superfície da Terra, devido à actividade vulcânica, não são apenas lavas. Estas, sob a forma de línguas ou escoadas incandescentes, derramam-se normalmente durante as fases mais tranquilas das erupções. Mas há, também em muitos casos,fases explosivas caracterizadas pela emissão de fragmentos lávicos, que recebem a designação geral de piroclastos. Conforme as suas dimensões, os piroclastos podem classificar-se em poeiras ou cinzas (de extrema finura), areias vulcânicas, bagacina (ou lapilli) eblocos ou bombas, que são os fragmentos maiores. Um tópico comum nestes materiais é a porosidade. Não se trata em geral de pequenos poros, mas de cavidades com dimensões apreciáveis chamadas vacuolos. Os fragmentos muito vacuolares de lavas basálticas são as escórias e os de lavas mais claras (como traquitos e riolitos) são as pedras-pomes, que chegam a ser mais leves do que a água. As rochas intrusivas ou plutónicas apresentam uma grande diversidade, contudo os granitos são as mais abundantes. Se percorrermos, em certa extensão, uma região granítica, verificamos que a granularidade das rochas graníticas é assaz variável, embora sejam sempre rochas cristalinas; sem falar nesses tipos formados por enormes cristais, no geral euédricos (com faces perfeitamente desenvolvidas), que são os pegmatitos graníticos, podemos estabelecer toda uma seriação desde granitos de grão grosso até granitos de grão fino. Osgranitos são constituídos, essencialmente, por minerais como o quartzo, as micas (biotite e/ou moscovite) e feldspatos. Segundo a natureza ou proporção relativa de certos constituintes, podem distinguir-se diversas variedades de granitos, tais como, granitos biotíticos, granitos moscovíticos, granitos de duas micas, granitos turmalínicos. A textura dos granitos é denominada, em termos gerais, por fanerítica (formada por grãos cristalinos que se distinguem uns dos outros a olho nu). Certos granitos oferecem uma textura particular: o feldspato forma grandes cristais, quase sempre alongados (prismáticos ou prismáticos tabulares), envolvidos pela fracção restante da rocha, em geral com grão médio ou grosso; são os granitos porfiróides, também chamados granitos dente-de-cavalo. O magma teve um arrefecimento lento sob pressão e os cristais tiveram condições físico-químicas para crescerem. Nos granitos, minerais como as piroxenas são raras; pelo contrário, encontram-se, com certa frequência, turmalinas e anfibolas. Já noutras rochas granulares, como gabros, dioritos e sienitos, as piroxenas podem estar presentes, acompanhando, ou não, anfibolas e outros silicatos. São vários os critérios que podem adoptar-se para a classificação das rochas intrusivas ou plutónicas. A textura, a composição química, a composição mineralógica, são alguns dos aspectos, isoladamente ou em conjunto, que podem servir de base para uma classificação das rochas plutónicas. De uma forma elementar passamos aos grandes grupos ou famílias de rochas magmáticas intrusivas. Para isso, vamos tomar como base os seguintes critérios: Separemos três grupos: 1. Rochas claras; 2. Rochas de cor intermédia; 3.Rochas escuras. 1. Deve incluir granitos, sienitos e sienitos nefelínicos, 2. Quartzo-dioritos e dioritos; 3. Gabros e rochas afins. Esta distinção, embora não muito rigorosa, serve os nossos objectivos. Dentro do grupo 1., procuremos observar se existe quartzo, ou nefelina, ou se não está presente nenhum destes dois minerais; a presença de quartzo indica um granito; a de nefelina indica um sienito nefelínico; a ausência de quartzo e nefelina indica um sienito. Dentro do grupo 2., a presença de quartzo permite distinguir os quartzos-dioritos dos dioritos. As rochas de cor escura ou muito escura (grupo 3.) são normalmente gabros, mas podem incluir outros tipos, tais como peridotitos, que são constituídos quase unicamente por minerais corados. 0 exame mais aprofundado das rochas das diversas famílias revelou que a natureza dos feldspatos é de valor capital para definir essas famílias. Os sienitos têm como constituinte principal a ortóclase, geralmente associada a proporção variável de horneblenda, biotite ou augite. Distinguem-se dos granitos, essencialmente, pela ausência de quartzo. No caso dos chamados sienitos nefelínicos, os minerais predominantes são, feldspatos, piroxenas ou anfibolas e a nefelina, mineral que lhe dá o nome. Os dioritos têm como constituintes essenciais as plagioclases "sódicas" (andesina, oligoclase-andesina) e um ou mais minerais ferromagnesianos. Entre os elementos acessórios pode contar-se o quartzo. Dadas as diferenças de composição mineralógica distinguem-se facilmente dos granitos. Os gabros apresentam como constituintes essenciais os minerais ferromagnesianos (piroxenas, horneblenda e por vezes olivina, ou associações destes) e plagioclases "cálcicas". Assim, os feldspatos alcalinos são predominantes ou exclusivos nos granitos, sienitos e sienitos nefelínicos; feldspatos intermédios, em particular andesina, caracterizam os quartzo-dioritos e dioritos, enquanto nos gabros os feldspatos dominantes são mais cálcicos, em especial os dos tipos labradorite e bytownite. A determinação dos feldspatos exige técnicas especializadas. Por sua vez, as análises químicas provam, de modo directo, que a percentagem de sílica diminui quando se caminha dos granitos para os gabros, ao mesmo tempo que aumentam as percentagens de outros componentes químicos, como óxidos de cálcio, de magnésio e de ferro. Com certos tipos de rochas magmáticas intrusivas ligam-se jazigos minerais de grande importância. Num mesmo maciço rochoso podemos encontrar associadas rochas de diferentes famílias, sem prejuízo de que haja preponderância de determinado tipo. Não queremos deixar de dar uma pequena nota sobre a origem dos granitos, isto porque afirmamos, atrás, que o granito é uma rocha magmática intrusiva. É bem certo que muitas doutrinas apenas são aceitáveis em determinado período, de acordo com os factos averiguados nessa altura e com as ideias então predominantes. Assim aconteceu com o problema da origem do granito (e de outras rochas cristalinas e granulares). Acreditava-se, quase sem contestação, que essas rochas se formavam no interior da crosta, em consequência da solidificação e cristalização do magma; posteriormente, a rocha já consolidada teria irrompido até atingir a superfície da Terra, ou teria sido posta a nu pela acção dos agentes erosivos, ao removerem as rochas que a encobriam. Digamos que há factos que levam a aceitar que certos granitos possam ter outra origem, gerando-se em meio sólido, a partir de outras rochas (Exº rochas sedimentares), por meio de transformações complexas e prolongadas que se integram num grande processo geológico, chamado granitização. Com este problema relaciona-se um facto de observação corrente em algumas regiões graníticas: a passagem gradual do gnaisse (e mesmo de outras rochas) ao granito. Ora, como veremos, atribui-se ao gnaisse uma geração em meio essencialmente sólido. 0 que deixamos exposto não significa que não se continue a admitir origem magmática para certos maciços graníticos. A granitização está intimamente ligada com fenómenosmetamórficos, de que trataremos a seguir.
Amostra de obsidiana. Amostra de pedra-pomes. Amostra de traquito.
Amostra de sienito. Amostra de andesito. Amostra de granito porfiróide.
Amostra de gabro. Amostra de granito biotítico.

Protocolo - Passagem de nutrientes através do intestino

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Conteúdo - Tectónica de Placas 4

A evidência adicional da expansão do fundo oceânico veio de uma fonte inesperada, a exploração do petróleo ao longo das margens continentais, nas plataformas marinhas. Quando as idades das amostras foram determinadas por métodos de datação paleontológica e isotópica (datação radiométrica - "absoluta"- ver Tempo Geológico), forneceram a evidência que faltava para provar a hipótese da expansão dos fundos oceânicos. Uma consequência profunda da expansão dos fundos oceânicos seria que a nova crusta oceânica, sendo, continuamente, criada ao longo das cristas oceânicas, implicava um grande aumento no tamanho da terra desde a sua formação. A maioria de geólogos sabem que a terra mudou pouco no tamanho desde sua formação há 4,6 bilhões de anos, levantando uma pergunta chave: como pode a nova crusta oceânica ser adicionada, continuamente, ao longo das cristas oceânicas sem aumentar o tamanho da terra? Esta pergunta intrigou, particularmente, Harry H. Hess e Robert S. Dietz. Hess formulou o raciocínio seguinte: se a crusta oceânica se expandia ao longo das cristas oceânicas, ela tinha de ser "consumida" noutros lugares da terra. Deste modo, sugeriu que a nova crusta oceânica espalhou-se, continuamente, afastada das cristas, segundo um movimento de transporte do tipo "correia". Milhões de anos mais tarde, a crusta oceânica desce, eventualmente, nasfossas oceânicas, onde seria "consumida". De acordo com Hess, enquanto o Oceano Atlântico estava a expandir-se o Oceano Pacífico estava a contrair-se. Assim, as ideias de Hess, davam uma explicação clara porque a terra não aumentava de tamanho.

Modelo animado da formação de uma fossa, subducção (consumo) de uma placa, formação de uma cadeia montanhosa e de vulcanismo associado

Durante o século 20, os cientistas chegaram à conclusão que os sismos (tremores de terra) tendem a concentrar-se em determinadas áreas, ao longo das fossas e das cristas oceânicas. Os sismologistas, começaram a identificar diversas zonas proeminentes dos tremores de terra. Estas zonas tornaram-se, mais tarde, conhecidas como zonas de Wadati-Benioff, ou simplesmente zonas de Benioff . Os dados permitiram que os sismologistas traçassem com precisão as zonas de concentração dos sismos de todo o planeta Terra.

Mapa mostrando a concentração dos terremotos ao longo de zonas, estreitas e muito específicas (cristas e fossas), assinaladas por pontos e áreas tracejadas.

Mas qual era o significado da relação entre os sismos e as fossas e cristas oceânicas? O reconhecimento de tal conexão ajudou a confirmar a hipótese da expansão-consumo da crusta oceânica, localizando as zonas onde Hess tinha previsto que a crusta oceânica estava a ser gerada (ao longo das cristas) e as zonas aonde a litosfera se afunda para dentro do manto (abaixo das fossas). São zonas onde se geram e libertam quantidades de energia muito elevadas (Ver Estrutura da Terra).

Conteúdo - Estrutura da Terra 4

Esquema apresentando o ângulo delta=105o que corresponde ao começo da zona de sombra das ondas sísmicas S e o raio da Terra=6.350 Km. Sabendo que a superfície de descontinuidade de Gutenberg se situa à profundidade de 2.900 Km é fácil, a partir do esquema, calcular o valor do raio do núcleo.

Esquema mostrando de forma muito simplificada a composição química (elementos principais), o estado físico, as temperaturas e as profundidades das camadas quase concêntricas, definidas por descontinuidades, que constituem o modelo da estrutura interna da Terra. Situado sob a descontinuidade de Gutenberg, o núcleo, é constituído essencialmente por ferro e níquel, podendo conter algum silício e enxofre. Subdivide-se em núcleo externo (até 5.200 Km; 30,8% da massa da Terra; profundidade de 2.890 - 5.150 Km), supostamente líquido, como se deduz do comportamneto das ondas sísmicas, e núcleo interno (1,7% da massa de Terra; profundidade de 5.150 - 6.370 Km ), considerado como estando no estado sólido. A descontinuidade de Lehmann separa os dois meios.

Esquema representando um mapa com os resultados de uma inversão tomográfica de uma secção do manto situada na região equatorial da Terra. As cores frias representam desvios positivos da velocidade das ondas sísmicas em profundidade, a partir de uma média radialmente simétrica. As cores quentes representam desvios negativos da velocidade das ondas sísmicas em profundidade. Sabendo que o manto tem uma composição aproximadamente constante, deduz-se que os desvios das velocidades resultam das diferenças de temperatura; com as cores frias para o manto rígido e as cores quentes para o manto plástico. A circunferência a tracejado corresponde a uma descontinuidade que se situa a cerca de 670 Km de profundidade; os limites das placas tectónicas estão representados a amarelo na região central do mapa index. Para a medição das descontinuidades laterais é preciso fazer uma grande quantidade de medições sismográficas e, depois, usar a tomografia que é a reconstrução de uma imagem (mapa) a partir das projecções sismográficas e das zonas de sombra. Podemos fazer uma analogia entre a tomografia e o raio X usado pelos médicos. O raio X feito a um paciente a partir de diferentes direcções e reconstituído numa imagem única será análogo a uma tomografia de uma região terrestre.

Secção esquemática representando um corte em profundidade ao longo do raio terrestre. Crusta e litosfera - A crusta (crosta) terrestre é a zona mais superficial e de menor densidade (d=2,7 g/cm3 a 2,9 g/cm3). Com base na velocidade de propagação das ondas sísmicas, na crusta terrestre, os sismólogos chegaram aos seguintes resultados: à profundidade de cerca de 17 Km há uma variação na velocidade de propagação das ondas P e S, o que pressupõe a alteração das características do material e por conseguinte a existência de uma descontinuidade, designada descontinuidade de Conrad. Entre a superfície e a descontinuidade de Conrad a velocidade de propagação das ondas sísmicas é: Vp=5,6 Km/s e Vs=3,3 Km/s; a partir da descontinuidade de Conrad até à descontinuidade de Moho os valores são: Vp=6 a 7 Km/s e Vs=3,7 Km/s. Deste modo, a descontinuidade de Conrad subdivide a crusta continental em: crusta continental superior e crusta continental inferior. A primeira camada, também designada por Sial, devido ao predomínio do silício (Si) e do aluminio (Al), sendo constituída em grande parte por rochas do tipo geral do granito - camada granítica; a segunda, denominada Sima, por ser rica em silício (Si) e magnésio (Mg), deverá ser constituída por rochas da família do gabro e do tipo do basalto - camada basáltica. A crusta oceânica é formada por uma camada basáltica, com velocidades de propagação das ondas sísmicas do tipo P entre 4 a 5 Km/s, com cerca de 1 a 4 Km de espessura e pela camada oceânica, com velocidade de progação das ondas do tipo P entre 6 a 7 Km/s, com cerca de 5 a 6 Km de espessura. Quer a crusta continental, quer a oceânica, possuem na sua parte superior uma camada sedimentar de espessura variável. A litosfera, com espessura de aproxidamente 100 Km, engloba as rochas da crusta terrestre (continental e oceânica) e uma parte do manto superior, como uma unidade rígida. A litosfera é formada por um mosaico de placas rígidas e móveis - as placas litosféricas ou tectónicas. A astenosfera, representada na secção esquemática, entre os 400 e 650 Km de profundidade, com a cor verde claro, segue-se à litosfera, fazendo parte do manto superior, é uma zona plástica constituída por rochas fundidas. Na astenosfera as ondas propagam-se com uma velocidade menor do que na litosfera, o que leva alguns autores a designá-la por zona de baixas velocidades. A astenosfera constitui uma camada importante na mobilidade da litosfera, não só por ser constituída por materiais plásticos mas também por nela se desenvolverem as correntes de convexão, que trataremos no Tema Tectónica de placas. O manto inferior está separado da astenosfera pela descontinuidade de Repetti, prolonga-se até à base do núcleo (2.700 - 2.890 Km). A camada D" tem uma espessura calculada entre 200 e 300 Km e representa cerca de 4% da massa manto-crusta. Faz parte do manto inferior, acontecendo que descontinuidades sísmicas sugerem que a camada D" pode diferir quimicamente do manto inferior. O núcleo constitui a zona central, essencialmente formado por ferro e níquel e diferente da composição dos silicatos que o envolvem. Com base nas propriedades físicas, é posssível distinguir duas zonas:núcleo interno, sólido, e núcleo externo, líquido.

A estrutura interna da Terra segundo diferentes conceitos, de acordo com as diferentes características físicas consideradas.

Conteúdo - Formação de Rochas

Cratera do vulcão Stromboli.	As rochas são, basicamente, associaçãoes naturais de dois ou mais minerais agregados ou não e, normalmente, cobrindo vastas áreas da crosta (crusta) terrestre e, por vezes, embora raras, constituídas por um só mineral. São, normalmente, agrupadas, de acordo com a sua origem, em três grandes classes: magmáticas ou ígneas (ignis=fogo), metamórficas e sedimentares. O domínio da Geologia que se dedica ao estudo da composição, origem e história natural das rochas designa-se por Petrologia. Assim sendo, passamos a ter três subdomínios da Petrologia: 1) das rochas magmáticas, 2) das rochas metamórficas e 3) das rochas sedimentares. As rochas magmáticas resultam da consolidação e cristalização do magma. O magma é uma substância fluída, total ou parcialmente fundida, constituída, essencialmente, por uma fusão complexa de silicatos, silício e elementos voláteis, tais como vapor de água, cloretos, hidrogénio, flúor, e outros. Os magmas encontram-se na crosta terrestre a diferentes profundidades, em câmaras ou bolsadas magmáticas, a diferentes temperaturas de fusão as quais dependem da composição química do magma, da pressão a que está sujeito e da temperatura da rocha confinante. Corte esquemático e simplificado do modelo da Tectónica de Placas. É de salientar as diferentes profundidades e posições relativas a que se encontram as câmaras magmáticas. Apresentando os magmas variações químicas na sua composição, quando solidificam e cristalizam originam uma extensa variação mineralógica. Como consequência vamos ter diferentes tipos de rochas magmáticas. Quando o magma solidifica no interior da crosta terrestre, dá origem às chamadas rochas magmáticas intrusivas ou plutónicas. No caso de solidificar à superfície da crosta terrestre origina as chamadas rochas magmáticas extrusivas ou vulcânicas. Como as rochas vulcânicas são, normalmente, extruídas sob a forma de lava, permitem fazer uma observação e um estudo directo do magma no seu estado líquido. Após a erupção vulcânica dá-se o rápido arrefecimento das escoadas lávicas à superficíe, originando uma rápida cristalização da fracção líquida do magma (lava) e formando uma rocha sólida com alguns cristais desenvolvidos disseminados numa massa de microcristais ou numa massa vítrea.
Recolha de amostras de lava do vulcão Etna.
Arrefecimento brusco de uma escoada lávica.